CN102226539B - 一种电磁炉及电磁炉的测温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电磁炉，包括面板、电磁加热线圈和控制电路，其特征在于，至少一个正温度系数温度传感器图案印刷在所述面板的上表面以实现与被加热的锅具接触，在所述面板上用导电浆料印刷一个第一线圈，该第一线圈与所述正温度系数温度传感器相电连接，还包括与第一线圈磁耦合的第二线圈，以及，一个电连接于所述第二线圈与所述控制电路之间的处理电路。
Description
技术领域
本发明属于一种电磁烹饪器具，尤其涉及一种用于电磁炉炉具的精确测温装置。
背景技术
电磁炉利用线圈盘在控制电路的作用下产生交变磁场，经过导磁性（铁质）锅具产生大量密集涡流，涡流使锅具铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，能源效率特高。用电磁炉加热锅具做饭、烧水功能，能完成家庭的绝大多数烹饪任务，越来越多地深入到人们的生活中。现有电磁炉的温度检测大多为接触式温度检测，依靠安装在内部线圈盘中央处的热敏电阻来检测温度。该热敏电阻通过弹性支撑紧贴在陶瓷板底部表面，电磁加热器具是通过电磁感应原理使受热负载底部发热，热量由受热负载传到陶瓷板，通过陶瓷板再传导至热敏电阻，该结构不足在于感测的温度并不能直接反映锅内的真实温度。另外电磁炉内的一些发热器件和冷却风扇的影响比较大，所以这种测温方式存在感温慢、测温不准确以及可靠性低等缺点，经常出现锅具变形或者电磁炉损坏。
中国实用新型专利CN2847774（公开日为2006年12月13日）公开了一种电磁炉发热控制装置，为了实现电磁炉的精确控温，采用用一条软导线的方式把控制电路的感温头伸到锅体或者锅内,感温最直接,可以根据锅体所需的温度来控制电磁炉的发热功率,能准确控制锅体内温度可达到烹调者要求的效果。以及中国发明专利CN1545963（公开日为2004年11月17日），该发明专利公开了一种无线测温锅具，包括锅体、温度检测电路和温度控制电路,还包括一组无线发射装置和无线接收装置，温度检测电路设在锅体表面与无线发射装置电连接，无线接收装置与温度控制电路电连接，感温头和温度检测电路都是放置在锅体上。上述现有技术虽可以直接测量锅具的温度，但是必须使用专用锅具、传感器以及检测装置需单独装配电池，用户使用不便，也额外增加了用户更换电池的成本。
发明内容
为克服现有技术的温度检测误差大或直接测温需配置专用锅具的不便，本发明之目的在于提供一种测温精确实时、无需要专用锅具匹配的电磁炉的测温装置。
针对以上根本技术问题，本发明相应的解决技术方案是：
一种电磁炉，包括面板、电磁加热线圈和控制电路，其特征在于，至少一个正温度系数温度传感器图案印刷在所述面板的上表面以实现与被加热的锅具接触，在所述面板上用导电浆料印刷一个第一线圈，该第一线圈与所述正温度系数温度传感器相电连接，还包括与第一线圈磁耦合的第二线圈，以及，一个电连接于所述第二线圈与所述控制电路之间的处理电路。本发明使用PTC（正温度系数）材料检测锅具的温度，当锅具的温度由接点传送时，此PTC材料具有独特的电-热-物理性能,在各方面得到了广泛的应用，其测温基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加，由PTC串联第一线圈构成感温电路用以直接检测锅具温度，设置第二线圈与第一线圈耦合，振荡信号源提供一个频率为f0的振荡信号，在温度一定时，PTC的阻值就一定，通过调节f0在一个合适的值时，上下两个电路就会产生一个谐振，信号输出值U0就为最大。通过这个关系，可以发现温度T和f0、U0三者之间只要f0和U0其中一个设定为固定值，温度T就会和另一个参数有一一对应的关系，这个关系可以通过试验测得。这样通过测得f0或者U0就可以得知温度T的值，基于此原理本发明的提供上述的电磁炉的精确测温装置。
所述处理电路包括：至少一个第一电容，与该第一电容相串联的振荡信号发生器，该振荡信号发生器用以提供一个固定频率的振荡信号产生谐振，所述第二线圈与所述第一电容连接之间的位置为信号输出值U1处，信号输出值U1处产生一个正弦振荡波形经过限流电阻R和将正弦波整形成直流的整形元件后送到整形滤波电路后输出直流信号。
进一步，第二线圈位于第一线圈的正上方或者正下方。由于电磁炉是靠加热线圈发出磁场加热锅具，在加热磁场加热工作时，会干扰此第一线圈磁信号，因此尽可能使第二线圈位于第一线圈的正上方或者正下方位置，排出干扰。
第一线圈为厚膜导体浆料丝网印刷方法制成单层或多层螺旋式厚膜线圈。
优选的，第一线圈和第二线圈为0.3mm宽的线径，印刷为10圈制成。
第一线圈的电感量100nH~800nH，Q值为0.02。
第一线圈和第二线圈印刷为方型，实验测得具有更好地技术效果。
所述用于制作第一线圈的导电浆料为金、银、铜、铂或钯浆料。
本发明还提供了一种电磁炉的精确测温方法，其特征在于步骤为：
一种电磁炉的测温方法，其特征在于步骤为：
（1）在非金属材料的基板或电磁炉的瓷板均匀印刷正温度系数温度传感器图案用于与锅具接触；
（2）在基板或电磁炉的瓷板边缘以导电浆料均匀的印刷一个第一线圈，第一线圈与正温度系数温度传感器电连接;
（3）在第一线圈附近设置与之磁耦合的第二线圈，第二线圈与一个电容串联后连接到一个振荡信号源；
（4）信号源提供一个频率为f0的振荡信号，第二线圈与第一电容连接之间为信号输出值U1处，信号输出值U1处产生一个正弦振荡波形经过限流电阻R和将正弦波整形成直流的整形元件后送到整形滤波电路后输出直流信号，通过检测直流信号可以判别正温度系数温度传感器的[y1] 。
相比现有技术的电磁炉，本发明电磁炉测温装置具有如下技术效果：
1. PTC感温材料直接与锅具接触，实时感知锅具的温度，测温精确，实时。
2. PTC感温材料是印刷在电磁炉瓷板的上表面，避免电磁炉冷却风扇的影响，测温更精准。
3.本发明技术方案不需要对锅具进行特殊处理，方便用户使用和更换锅具。
4. 本发明技术方案中无需破坏瓷板完整性，也不需要内置无线发送接收模块以及匹配的供电电池，简化了结构。
附图说明
图1是本发明电磁炉精确感温装置的电路原理图。
图2为本发明PTC线圈与第一线圈的连接示意图。
具体实施方式
实施例1所示电磁炉精确测温装置，包括电磁炉瓷板、电磁加热线圈和控制电路。
至少一个正温度系数温度传感器3图案印刷在所述面板的上表面以实现与被加热的锅具接触，在所述面板上用导电浆料印刷一个第一线圈1，该第一线圈1与所述正温度系数温度传感器3相电连接，还包括与第一线圈磁耦合的第二线圈2，以及，一个电连接于所述第二线圈与所述控制电路之间的处理电路。
所述处理电路包括：至少一个第一电容，与该第一电容相串联的振荡信号发生器，该振荡信号发生器用以提供一个固定频率的振荡信号产生谐振，所述第二线圈与所述第一电容连接之间的位置为信号输出值U1处，信号输出值U1处产生一个正弦振荡波形经过限流电阻R和将正弦波整形成直流的整形元件后送到整形滤波电路后输出直流信号。
本发明将PTC浆料均匀地印刷在非金属材料上表面的中心位置上（电磁炉的瓷板），PTC的与锅具接触，直接感知锅具的温度。
同样在电磁炉边缘利用导电浆料均匀的印刷一个第一线圈，第一线圈与正温度系数温度传感器相连接。在第一线圈的正下方放置一个与线圈1形状大小一致的第二线圈。第二线圈与一个电容串联后连接到一个振荡信号源。
信号源提供一个固定频率为f0的振荡信号，上下两个电路就会产生一个谐振，信号输出值U1处产生一个正弦振荡波形，通过电阻R1限流，二极管D1把正弦波整形成直流，再通过R2和C2整形滤波后得到一个纹波小的直流信号U0。U0与PTC之间有一个关系式： U0=f(X)*Rptc；其中Rptc是PTC的的阻值；Rptc与U0之间是通过f(X)来对应，对于确定好的一个电路，f(X)是确定的。这样通过测得U0的大小就可以计算出Rptc的值，通过Rptc与T的对应表格，就知道了当前的温度了。生产厂家可以通过调整线圈2、C1和F0的参数使得U1的峰峰值在50V左右为佳， L2和C1的参数可以通过实验确定，而F0=1/2π(L2*C1)1/2，因此F0的参数也就确定了。
PTC的位置印刷在电磁炉瓷板的中心，一般设计成圆形，与锅体底部形状一致。 也可以设计成其他形状，可以根据锅的形状确定。
本发明第一线圈所用导电浆料就是一种可以用于印刷，导电性能好的金属材料，可以是银，铜等。
第一线圈1与第二线圈2的形状大小一致，本发明采用0.3mm宽的线径，印刷10圈就可以获得一个很好的效果。形状可以印刷成方型。另外螺旋状弧形也可以，本实施例选方型。
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。
Claims (7)
1.一种电磁炉，包括面板、电磁加热线圈和控制电路，其特征在于，至少一个正温度系数温度传感器图案印刷在所述面板的上表面以实现与被加热的锅具接触，在所述面板上用导电浆料印刷一个第一线圈，该第一线圈与所述正温度系数温度传感器相电连接，还包括与第一线圈磁耦合的第二线圈，以及，一个电连接于所述第二线圈与所述控制电路之间的处理电路；
所述处理电路包括：至少一个第一电容，与该第一电容相串联的振荡信号发生器，该振荡信号发生器用以提供一个固定频率的振荡信号产生谐振，所述第二线圈与所述第一电容连接之间的位置为信号输出值U1处，信号输出值U1处产生一个正弦振荡波形经过限流电阻R和将正弦振荡波整形成直流的整形元件后送到整形滤波电路后输出直流信号；
该电磁炉的测温方法的步骤为：
(1)在非金属材料的基板或电磁炉的瓷板均匀印刷正温度系数温度传感器图案用于与锅具接触；
(2)在基板或电磁炉的瓷板边缘以导电浆料均匀的印刷一个第一线圈，第一线圈与正温度系数温度传感器电连接；
(3)在第一线圈附近设置与之磁耦合的第二线圈，第二线圈与一个电容串联后连接到一个振荡信号源；
(4)信号源提供一个频率为f0的振荡信号，第二线圈与第一电容连接之间为信号输出值U1处，信号输出值U1处产生一个正弦振荡波形经过限流电阻R和将正弦振荡波整形成直流的整形元件后送到整形滤波电路后输出直流信号，通过检测直流信号可以判别正温度系数温度传感器的温度。
2.如权利要求1所述的电磁炉，其特征在于，所述第二线圈基本位于第一线圈的正上方或者正下方。
3.如权利要求1所述的电磁炉，其特征在于，所述第一线圈为厚膜导体浆料丝网印刷方法制成的单层或多层螺旋式厚膜线圈。
4.如权利要求2所述的电磁炉，其特征在于，所述第一线圈和所述第二线圈为0.3mm宽的线径，印刷为10圈制成。
5.如权利要求2所述的电磁炉，其特征在于，所述第一线圈的电感量100nH~800nH，Q值为0.02。
6.如权利要求4所述的电磁炉，其特征在于，所述第一线圈和所述第二线圈印刷为方型。
7.如权利要求1所述的电磁炉，其特征在于，导电浆料为金、银、铜、铂或钯浆料。
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