CN105595791B - 配备有用于测量温度的磁性装置的烹饪容器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烹饪容器(1)，所述烹饪容器用于被放置在加热板(30)、燃烧炉或用于食物烹饪的类似物上，并且所述烹饪容器包括由一种或多种非磁性材料制成的罩(2)。根据本发明，所述罩(2)包括磁铁(10)，所述磁铁具有根据温度变化的非零剩磁并具有高于350℃的居里温度，所述剩磁的变化产生磁场的变化，并且所述磁铁(10)用于与至少一个设置在所述罩(2)的周边的磁场测量传感器(22，22a)协作，所述磁场测量传感器产生在控制装置(25)中使用的电信号，以便允许确定所述罩(2)的温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括传感器的烹饪容器，所述传感器更具体地是温度传感器。所述烹饪容器用于被放置在烹饪板、燃烧炉或用于食物烹饪的类似物上。所述烹饪容器尤其是长柄平底锅、有柄平底锅、煎炒用平底锅、双耳盖锅或压力锅。
背景技术
从文献EP0931495中已知一种烹饪容器，所述烹饪容器包括底部和温度传感器，所述温度传感器被集成在所述底部和镶嵌在所述底部上的穿孔板之间。所述温度传感器通过两根导线与设置在手柄中的控制装置连接，以处理所测量的量值并确定温度。所述温度传感器和所述两根导线被设置在所述烹饪容器的底部中实现的收纳管道中。
然而，导线在罩中的安置、手柄在罩上的安装和导线与控制装置的连接是在烹饪容器的自动化生产过程中难以实现的操作。
此外，在安装或非正常使用时，尤其是当过度加热烹饪容器时，导线可被损坏，并导致温度测量错误。
从文献CN1887150已知一种烹饪容器，所述烹饪容器用于被放置在感应加热板上以烹饪食物，并且所述烹饪容器包括由多种非磁性材料制成的罩。所述罩包括由铁磁材料制成的元件，所述元件具有可介于50℃和300℃之间的居里温度。加热板包括电感器，当所述元件达到其居里温度并变成非磁性时，电感器去耦。
这种装置允许在预定的温度时切断烹饪容器的加热，但不允许测量罩的温度。
发明内容
本发明的目的是解决上述缺陷，并提出一种配备有温度传感器的烹饪容器，该烹饪容器设计简单且实施起来很经济。
本发明的另一目的是提出一种配备有温度传感器的烹饪容器，该烹饪容器具有随时间可靠和可重复的、耐久的工作。
这些目的是利用一种烹饪容器达到，所述烹饪容器用于被放置在加热板、燃烧炉或用于食物烹饪的类似物上，并且所述烹饪容器包括由一种或多种非磁性材料制成的罩，其特征在于，所述罩包括磁铁，所述磁铁具有根据温度变化的非零剩磁并具有高于350℃的居里温度，所述剩磁的变化产生磁场的变化，并且所述磁铁用于与至少一个设置在所述罩的周边的磁场测量传感器协作，所述磁场测量传感器产生在控制装置中使用的电信号，以便允许确定所述罩的温度。
所述磁铁的加热引起其剩磁的降低，当温度不超过其居里温度时，所述剩磁的降低是可逆的。因此，在最大使用温度约为250℃、并有可能过度加热至300℃的烹饪容器中，具有高于350℃居里温度的所述磁铁保留其剩磁。所述磁铁的剩磁在所述烹饪容器的使用温度范围上变化，并允许所述磁场测量传感器测量所述罩的温度图像。
因此，所述罩包括由磁铁形成的温度传感器，所述磁铁与通过磁连接而无导线地测量磁场的所述磁场测量传感器协作。位于附近的通量传感器允许察看根据温度的剩磁变化。所述罩的生产过程仅包括加入所述磁铁的补充操作，这种操作是易于实现的。
由此，获得配备有温度传感器的烹饪容器，所述烹饪容器实施起来特别经济。
有利地，所述磁铁的居里温度高于600℃。
约600℃的温度高于在所述烹饪容器的罩的制备过程中的釉的焙烧温度(565℃)。因此所述磁铁可以在上釉操作之前被集成在罩中。
有利地，所述磁铁选自AlNiCo或SmCo或铁氧体型磁铁。
AlNiCo型磁铁是通过主要包括铝(Al)、镍(Ni)和钴(Co)的合金与可少数地包含其它元素如铁(Fe)、铜(Cu)以及有时钛(Ti)的某些变型体一起制成的磁铁。该类型的磁铁通常通过铸造制成，并由此很好地抵抗机械应力，这允许通过冲压操作将磁铁组装在所述罩中。该类型的磁铁可以在升高直到550℃的温度下工作。因此，一旦嵌装在所述罩中，所述磁铁可以支持所述罩的内部和/或外部的表面处理的步骤，尤其是将近430℃的抗粘涂层的沉积或焙烧，或者通过丝网印刷或通过伴随约250℃的焙烧温度喷射溶胶-凝胶型陶瓷进行装饰。
SmCo型磁铁是通过包括钐(Sm)和钴(Co)的合金通过焙烧制成的磁铁。该类型的磁铁可以在直到350℃的温度下工作。SmCo型磁铁还具有高抗消磁性。
铁氧体型磁铁是非常好用的。该类型的磁铁可以在足够高的并与所述烹饪容器的使用中遇到的温度兼容的温度下工作。
有利地，所述罩具有底部，所述磁铁设置在所述底部上或所述底部中。
因此，设置在所述烹饪容器的罩的底部上或底部中的距离所述容器中所容纳的食物最近的磁铁将检测这些食物的状态的代表性温度。
优选地，所述罩具有侧壁，所述磁铁设置在所述侧壁上或所述侧壁中。
因此，设置在所述容器的侧壁上或侧壁中的磁铁可距离设置在所述罩周边的磁场测量传感器最近，以使磁场变化测量值的获得更可靠。
有利地，所述罩包括至少一个具有低于300℃的居里温度的铁磁材料制成的元件，所述元件设置在所述磁铁的附近。
具有剩磁的所述磁铁磁极化由低居里点铁磁材料制成的元件，所述元件被用作所述磁铁产生的磁场线的集中器。一方面，可以使用由低居里点铁磁材料制成的该元件来将磁通量朝向所述磁场测量传感器引导并集中，以便提高检测信号，或者另一方面，可使用由低居里点铁磁材料制成的该元件来相反地朝向所述磁铁闭合磁场线，从而阻碍其远距离传导。温度的升高会减小由低居里点铁磁材料制成的所述元件的磁导率，温度升高直到其居里点导致磁场线在该元件中的传导和集中的取消。由低居里点铁磁材料制成的所述元件可被认为是在所述磁铁和所述磁场测量传感器之间的磁通量阀。这种设置允许可靠地检测居里温度附近的温度阈值。
优选地，所述罩包括两个由铁磁材料制成的元件，所述两个元件各自具有不同的居里温度，所述元件设置在所述磁铁附近。
这种设置允许可靠地检测由铁磁材料制成的两个元件的居里温度附近的两个温度阈值。
有利地，由铁磁材料制成的所述元件分别包括两个部分，所述部分交替地叠放。
该交替的放置允许当元件之一达到其居里温度时，使铁磁相和顺磁相之间的突然转变变得平滑，以便获得传感器的温和的、更线性的温度响应。
有利地，由磁铁材料制成的所述元件分别具有等于120℃的居里温度和等于210℃的居里温度。
有利地，所述磁铁设置在由铁磁材料制成的所述元件的叠放部分的一侧或上方。
有利地，所述磁铁与两个磁场测量传感器协作。
这种设置允许通过两个所述磁场测量传感器的区别测量来改善所述磁铁的剩磁的远距离查看，以便更好地消除外界干扰。该干扰尤其来自所述烹饪容器的电磁环境和磁环境，如恒定和定向地球地磁场、由感应炉加热板产生的脉冲电磁通量、在所述烹饪容器附近的环境中的金属物体的存在，或者磁通量传感器的温度的偏离。
所述磁场测量传感器中的一个被限定为对所述传感器的所有外部和内部干扰敏感的参照物，第二磁场测量传感器被限定为同样对所述传感器的所有外部和内部干扰敏感但还对位于所述罩中的磁铁发出的磁通量敏感的检测器。
有利地，所述烹饪容器包括铁磁材料制成的元件，所述元件具有高于600℃的居里温度，并包括设置在所述磁铁附近的第一端部和设置在所述传感器中的一个传感器的下面或两个传感器之间的第二端部。
该设置允许更好地朝向传感器引导所述磁铁和磁阀发出的磁场线，并因此允许大幅增加测量的信噪比。例如，当第二端部设置在所述传感器中的一个传感器的下面时，由该传感器检测到的信号可以乘以系数2，并具有对外部电磁干扰较好的稳定性。当第二端部设置在所述传感器之间时，获得噪音的清除的差异测量，有用信号乘以系数2放大。
有利地，所述烹饪容器包括手柄，所述磁场测量传感器设置在所述手柄中。
因此，所述磁场传感器在比嵌有所述磁铁的区域冷的区域内远离所述磁铁。
优选地，所述手柄可从所述罩拆卸。
所述罩的可拆卸手柄指的是所述手柄包括固定机构，所述固定机构在不使用工具的情况下可与所述罩分离。
在所述磁铁和所述磁通量传感器之间使用无线连接允许容易地实现所述罩的可拆卸手柄。这种设置允许便于所述烹饪容器的存放并允许所述罩经洗碗机处理以及包括脆弱的元件的所述手柄在洗碗机外的清洗。
有利地，所述手柄包括纵向轴线和两个与所述磁铁配合的磁场测量传感器，所述两个传感器沿着所述纵向轴线设置或者设置在所述纵向轴线的两侧。
当所述磁场测量传感器沿着所述手柄的所述纵向轴线设置时，所述磁场测量传感器距离所述磁铁不同的距离。因此获得两个磁场测量传感器的检测的不对称性。
然而，感应炉烹饪板产生电磁场，所述电磁场的分布具有围绕感应炉中心的圆形对称性。当所述磁场测量传感器设置在所述手柄的纵向轴线的两侧时，所述磁场测量传感器被定位于同一圆上。因此，所述磁场测量传感器接收并测量等同的磁场。所述磁铁在偏离中心的情况下位于所述手柄的轴线的左边或右边，以便引起两个磁场测量传感器的检测不对称性。
优选地，所述磁场测量传感器设置在允许实现电磁屏蔽的金属壳中。
所述磁场测量传感器设置在金属壳中允许消除频率的电磁分量，同时对来自所述磁铁的磁通量的持续贡献保持透明。
有利地，所述金属壳由厚度低于2毫米的铝板或铜板制成。
这种设置允许消除感应炉烹饪板的电磁场的几乎全部的影响，所述电感炉烹饪板的工作频率约为27千赫兹。
优选地，所述烹饪容器是长柄平底锅、有柄平底锅、煎炒用平底锅、双耳盖锅或压力锅。
附图说明
通过研究以绝非限定性方式给出且由附图所示的实施方式，将更好地理解本发明，在附图中：
-图1示出根据本发明的具体实施方式的烹饪容器的立体示意图。
-图2示出沿着图1所示的线II-II的烹饪容器的剖视示意图，烹饪容器抵靠在加热板上。
-图3示出根据本发明的另一具体实施方式的烹饪容器的立体示意图。
-图4示出根据本发明的另一具体实施方式的烹饪容器的立体示意图。
-图5示出根据本发明的另一具体实施方式的烹饪容器沿着图1所示的线II-II的局部剖视示意图。
-图6示出根据本发明的另一具体实施方式的烹饪容器沿着图1所示的线II-II的局部剖视示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，烹饪容器1包括罩2，罩包括底部3和侧壁4。罩2例如通过盘的冲压操作或通过铸造操作由非磁性材料制成，尤其是由铝制成。底部3具有一厚度，该厚度中优选地通过冲压操作嵌入磁铁10。磁铁10具有剩磁，剩磁根据罩2的温度而变化，并产生磁场的变化。烹饪容器1包括手柄20，手柄的端部21通过固定机构(图中未示出)被固定在侧壁4上。手柄20包括与控制装置25连接的磁场测量传感器22。磁场测量传感器22被定位尽可能离罩2近。磁场测量传感器测量来自磁铁10的磁场变化并产生在控制装置25中使用的电信号的变化，以允许确定罩2的温度。控制装置25尤其包括显示器26，显示器允许向使用者指示罩2的温度的代表性参数。
磁场测量传感器22可以选自线性响应霍尔效应传感器、磁感传感器、巨磁阻(GMR)传感器或各向异性磁阻(AMR)传感器。
如图2所示，烹饪容器1抵靠在加热板30、尤其是电加热电阻式加热板或电感加热板上，加热板包括玻璃陶瓷板31、加热装置32尤其是加热炉或电感器以及操控装置33。罩2的底部3包括由铁磁材料制成的元件6，元件用于例如与加热装置32的电感器协作，以加热烹饪容器1。由铁磁材料制成的元件6采用嵌装的板的形式，以便盖住磁铁10并与其接触。
元件6由低居里点铁磁材料制成。即，由铁磁材料制成的元件6具有预定的居里温度，例如220℃，以便一旦达到铁磁材料的该居里点的温度时使电感加热板30去耦。去耦指的是在烹饪容器1中加热板30不再产生加热功率。与电感加热板30一起使用的这种烹饪容器1允许获得温度被调节至基本等于居里温度的温度的底部3。事实上，一旦达到居里温度，铁磁材料失去其磁性，感应加热板30去耦并在烹饪容器1的底部3中不再产生功率。因此，元件6的铁磁材料中的温度将下降直至充分地重获其磁性，以重新允许与加热板30的耦合。因此，可以在适用于食物烹饪的由居里温度确定的烹饪温度下制备食物。
盖住磁铁10的元件6形成磁回路结构，该磁回路结构一方面允许系统的检测灵敏度增强，另一方面，永久磁铁的使用10具有低的热系数，如热系数为0.02％每摄氏度的AlNiCo型磁铁或热系数为0.04％每摄氏度的SmCo型磁铁。事实上，在跟踪烹饪容器的罩的温度的应用中，优选适用于高温下工作的AlNiCo型或SmCo型的磁铁，AlNiCo型磁铁的最高工作温度为约550℃，SmCo型磁铁的最高工作温度为约350℃。
该元件6被用作磁铁10发出的磁场线的集中器。因此，当温度低于居里温度时，该元件朝向磁场测量传感器22引导并集中磁通量，以增强检测信号，并且当温度升高以接近居里温度时，元件6的磁导率降低，直到温度升高至其居里点，引发该元件6中的磁场线的传导和集中的取消。低居里点铁磁材料制成的元件6可被认为是磁铁10和磁场测量传感器22之间的磁通量阀：在居里温度之上，磁铁10和传感器22之间传导的磁通量被切断。
在未示出的实施变型例中，罩2的底部3可具有由低居里点铁磁材料制成的元件，该元件呈小板的形式，例如为正方形小板的形式。小板的第一端部设置成与磁铁接触，并且小板的第二端部被朝向磁场传感器定向。
在图5所示的另一实施变型例中，由不同的低居里点铁磁材料制成的两个元件8，9设置在磁铁10的上方。元件8具有低于元件9的居里温度的居里温度。两个元件各具有薄片的形式。配备有元件8，9的磁铁10通过冲压嵌在罩2的底部3中。铁磁材料制成的板7被嵌在底部3上，并盖住磁铁10的下面。
该实施变型例中的工作相对于前述实施变型例是相反的。因此，当温度低于居里温度时，元件8，9集中磁铁10发出的磁场线，并且在板7中向磁场测量传感器22传导的磁通量非常弱。当温度介于两个居里温度之间时，仅元件9集中磁铁10发出的磁场线，并且在板7中向磁场测量传感器22传导的磁通量升高，以形成第一阈值。当温度接近元件9的最高居里温度时，元件8，9不再集中磁场10发出的磁场线，并且在板7中向磁场测量传感器22传导的磁通量升高，以形成第二阈值。
这种设置允许可靠地检测在两个磁铁材料制成的元件8，9的居里温度附近的罩2的底部3的两个温度阈值。
图3示出了第一实施变型例，其中手柄20包括两个磁场测量传感器22，22a。手柄20包括纵向轴线28，并且两个磁场测量传感器22，22a沿着该纵向轴线28设置。磁铁10沿着手柄20的纵向轴线28设置在罩2的底部3中。因此，离磁铁10最远的传感器22a被用作对外部干扰敏感的参照物，并且最靠近磁铁10的传感器22被用作同样对外部干扰敏感但还对磁铁10发出的磁通量敏感的检测器。
图4示出了第二实施变型例，其中手柄也包括两个磁场测量传感器22，22a。两个磁场测量传感器22，22a设置在手柄20的纵向轴线28的两侧。磁铁10设置在罩2的底部3中，与手柄20的纵向轴线28偏离一值为d的距离，以便导致两个磁场测量传感器22，22a的检测的不对称性。
如图2所示，磁场测量传感器22设置在允许实现电磁屏蔽的金属壳27中。金属壳27由厚度等于1毫米的铝板或铜板制成。
在图2所示的实施变型例中，控制装置25包括发射器/接收器24，以便与加热板31的操控装置33之间发送或接收信息尤其是温度信息，操控装置也包括发射器/接收器34。操控装置33尤其处理温度信息，以控制加热装置32。
在图6所示的另一实施变型例中，由不同的低居里点铁磁材料制成的两个元件8，9分别包括两个部分8a，8b，9a，9b，部分8a，8b，9a，9b交替地叠放。部分8a，8b，9a，9b设置在磁铁10的一侧。部分8a，8b具有低于部分9a，9b的居里温度的居里温度。部分8a，8b，9a，9b各具有薄片的形式。配备有部分8a，8b，9a，9b的磁铁通过冲压嵌在罩2的底部3中。由铁磁材料制成的板7嵌在底部3上并盖住磁铁10的下面和部分8a，8b，9a，9b的下面。
在图6所示的实施变形例中，烹饪容器1包括铁磁材料制成的元件40，该元件具有高于600℃的居里温度，并包括靠近部分8a，8b，9a，9b和磁铁10设置的第一端部41和设置在传感器22下面的第二端部42。
在未示出的另一变型例中，第二端部42设置在两个传感器22,22a之间。
当然，本发明绝非仅限于仅以示例方式给出的所描述和示出的实施方式。在不超出本发明的保护范围的情况下，可进行更改，尤其在不同元件的构成方面或通过技术等价替换。
因此，在实施变型例中，磁场测量传感器设置在抵靠在罩上的盖中。
Claims (15)
1.一种烹饪容器(1)，所述烹饪容器用于被放置在加热板(30)、燃烧炉或用于食物烹饪的类似物上，并且所述烹饪容器包括由一种或多种非磁性材料制成的罩(2)，其特征在于，所述罩(2)包括磁铁(10)，所述磁铁具有根据温度变化的非零剩磁并具有高于350℃的居里温度，所述剩磁的变化产生磁场的变化，并且所述磁铁(10)用于与至少一个设置在所述罩(2)的周边的磁场测量传感器(22，22a)协作，所述磁场测量传感器测量来自磁铁(10)的磁场变化并产生在控制装置(25)中使用的电信号的变化，以便允许确定所述罩(2)的温度；所述罩(2)包括至少一个具有低于300℃的居里温度的铁磁材料制成的元件(6，8，9)，所述元件设置在所述磁铁(10)的附近，铁磁材料制成的元件(6)采用嵌装的板的形式，以便盖住磁铁(10)并与该磁铁(10)接触。
2.根据权利要求1所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述磁铁(10)选自AlNiCo或SmCo或铁氧体型磁铁。
3.根据权利要求1或2所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述磁铁的居里温度高于600℃。
4.根据权利要求1或2所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述罩(2)具有底部(3)，所述磁铁(10)设置在所述底部(3)上或所述底部中。
5.根据权利要求1或2所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述罩(2)具有侧壁(4)，所述磁铁(10)设置在所述侧壁(4)上或所述侧壁中。
6.根据权利要求1所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述罩包括两个由铁磁材料制成的元件(8，9)，所述两个元件各自具有不同的居里温度，所述元件(8，9)设置在所述磁铁(10)附近。
7.根据权利要求6所述的烹饪容器(1)，其特征在于，由铁磁材料制成的所述元件(8，9)分别包括两个部分(8a，8b，9a，9b)，所述部分(8a，8b，9a，9b)交替地叠放。
8.根据权利要求1或2所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述磁铁(10)与两个磁场测量传感器(22，22a)协作。
9.根据权利要求8所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述烹饪容器包括铁磁材料制成的元件(40)，所述铁磁材料制成的元件具有高于600℃的居里温度，并包括设置在所述磁铁(10)附近的第一端部(41)和设置在所述传感器(22，22a)中的一个传感器的下面或两个传感器(22，22a)之间的第二端部(42)。
10.根据权利要求1或2所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述烹饪容器包括固定在所述罩(2)上的手柄(20)，所述磁场测量传感器(22，22a)设置在所述手柄(20)中。
11.根据权利要求10所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述手柄(20)可从所述罩拆卸。
12.根据权利要求10所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述手柄(20)包括纵向轴线(28)和两个与所述磁铁配合的磁场测量传感器(22，22a)，所述两个传感器(22，22a)沿着所述纵向轴线(28)设置或者设置在所述纵向轴线(28)的两侧。
13.根据权利要求1或2所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述磁场测量传感器(22，22a)设置在允许实现电磁屏蔽的金属壳(27)中。
14.根据权利要求13所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述金属壳(27)由厚度小于2毫米的铝板或铜板制成。
15.根据权利要求1或2所述的烹饪容器(1)，其特征在于，所述烹饪容器是长柄平底锅、有柄平底锅、煎炒用平底锅、双耳盖锅或压力锅。
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