CN111096070B - 具有温度探测器的家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家用电器（1；11），其包括至少一个电路部件（6）、用于控制至少一个电路部件（6）的控制设备（9）和与控制设备（9）联接的至少一个温度探测器（7；12）。至少一个温度探测器（7；12）被布置和设计成感测至少一个电路部件（6）的温度。控制设备（9）被设计成基于由至少一个温度探测器（7；12）测量的温度测量数据来控制家用电器。至少一个温度探测器（7；12）是IR探测器。本发明还涉及一种用于操作这样的家用电器（1；11）的方法。本发明特别有利地可应用于微波烹饪电器（诸如自主微波烹饪电器）或烤炉（例如具有微波功能的焙烤炉）。

Description

具有温度探测器的家用电器

技术领域

本发明涉及家用电器，其具有至少一个电路部件、用于致动至少一个电路部件的控制设备和被联接到控制设备的温度探测器。本发明还涉及用于操作这样的家用电器的方法。本发明特别有利地能够被应用于微波烹饪电器（诸如自给式微波烹饪电器）或者具有微波功能的烤炉（例如焙烤炉）。

背景技术

在微波烹饪电器中的当前已知的固态放大器使用被连接在至少一个晶体管下游的馈通网络。固态放大器除其它之外还具有用于保护晶体管免受从烹饪隔室反射回来的微波功率的环形器、用于捕获或测量反射的微波功率的单元并且还具有用于耗散反射的微波功率的终端负载。

为了测量炊具的温度，DE 298 039 05 U1公开了一种具有炉盘架的炉盘，传感器组件被保持在炉盘架上，其具有被紧固在炉盘架下方的接收部分和以竖直可移位方式在其中被引导的具有观察窗口的管状传感器部分，当传感器部分已经被向上拉动并通过架开口离开时，通过该观察窗口，热辐射落在被布置在传感器部分中的红外线传感器上，凭此可以对被放置于炉盘上的发热烹饪电器的壁温度进行无接触测量。

DE 10 305 368 A1公开了一种电动马达，其具有多个部件，诸如定子、转子、绕组和轴承，监控它们的与操作有关的温度，其中，所述部件具有用于确认其绝对温度的温度传感器。温度传感器是热辐射传感器，其使得能够实现对发出的热的无接触捕获和/或测量。

发明内容

本发明的目标是至少部分地克服现有技术的缺陷，并且特别地为微波家用电器（特别地微波烹饪电器）的特别安全且可靠的操作提供一种选择。

该目的是根据独立权利要求的特征实现的。有利实施例是从属权利要求、说明书和附图的主题。

该目标是通过一种家用电器来实现的，该家用电器具有至少一个电路部件、用于致动至少一个电路部件的控制设备和用于感测至少一个电路部件的温度的至少一个温度探测器，其中，控制设备被联接到温度探测器并且被配置成基于由温度探测器测量的温度测量数据来致动家用电器，并且其中，所述至少一个温度探测器是IR探测器。

所述家用电器的优点在于，能够针对异常或临界温度操作借助于温度测量来监控电路部件。临界温度操作可以例如包括超过部件极限温度或者过快温度上升之后的操作。

使用IR探测器具体地导致如下优点：由于热惯性实际上不起作用，实现了温度测量的特别高的探测速度和精确度。这转而使得实现了被监控电路部件的特别快速和/或精确的可控性以用于调节其温度。

使用IR探测器的另一优点在于，其实际上不影响电路部件，因为其通常没有需要靠近电路部件的金属区域。相比之下，当接触热电偶（诸如铂测量电阻器等）触及电路部件或位于其附近时，它们可以干扰所述电路部件。在这种情况下，接触热电偶的连接线也可能不利地隔断信号。

接触热电偶也具有比IR探测器更高的热惯性，特别是当热电偶必须被布置在距待感测的电路部件一定距离时。特别是在热电偶必须被布置在待感测的电路部件一定距离的情况下，为了不干扰该电路部件，使用热电偶不可能以足够精确且瞬时的方式来测量电路部件的温度，并且因此不可能以足够快速的方式响应部件的热过载。

家用电器可以是家用烹饪电器。

能够被感测或探测的瞬时至少一个电路部件因此位于IR探测器的视场中。

IR探测器可以感测精确地一个电路部件或者多个电路部件。为此，相应地，精确地一个电路部件或者多个电路部件可以位于IR探测器的视场或者探测器区域中。家用电器可以具有一个或更多个IR探测器。

在一个改进中，至少一个IR探测器是不空间分辨的IR探测器。这样的IR探测器特别地具有成本效益且稳健，并且附加地能够特别简单地被评估。

IR探测器是空间分辨IR探测器也是一个改进。这导致如下优点：能够获得附加信息，并且还可以在位于IR探测器的视场中的多个热源（例如包括多个电路部件）之间进行区分。

IR探测器可以具有一个或更多个IR传感器。IR探测器可以具有一个或更多个热电堆或热电偶链作为IR传感器。不过，IR探测器也可以是IR敏感的半导体芯片，例如CCD传感器。除了至少一个IR传感器之外，IR探测器还可以具有连接在至少一个IR传感器的上游的光学器件。光学器件可以例如具有至少一个透镜、至少一个快门等等。

在多个电路部件被一个或更多个IR探测器感测的情况下，可以借助于指定的传感器在相应部件温度之间进行准确地区别。例如，与使用热电偶的温度测量不同，不存在由于叠加各种电路部件的温度导致的测量误差。特别地，因此也可以识别在电路部件上的不对称热负载且作为结果特别地也可以识别相应部件中的最小误差。

在基于图像或像素探测的IR探测器被配置且布置成感测多个电路部件的温度或者多个电路部件位于IR探测器的视场或探测器区域中的情况下，一个有利的改进是，局部温度区域能够被指定给由IR探测器记录的图像中的相应电路部件。

电路部件可以被理解为意味着电路或者电路网络的部件。电路部件可以是电气或电子部件。电路部件可以例如是欧姆电阻器、电容器、线圈等等。电路部件也可以是半导体部件。电路部件可以是集成电路或者具有集成电路。

在一个改进中，控制设备被配置成基于由温度探测器测量的温度测量数据致动至少一个可感测温度的电路部件。

在一个实施例中，被配置成基于由温度探测器测量的温度测量数据致动至少一个可感测电路部件的控制设备可以包括，基于能够由温度测量数据确定的事件的发生而由家用电器触发或能够由家用电器触发的至少一个动作。事件的发生可以包括在临界温度范围中的操作或者到临界温度范围中的预期进入。动作可以是向用户输出警告和/或触发至少一个用于降低温度的对策。

控制设备的配置可以包括其编程。

在一个实施例中，能够被IR探测器感测的至少一个电路部件是高频（HF）电路部件。在该背景下，IR探测器能够被特别有利地使用，因为HF部件被其附近的金属物体的存在特别强烈地影响。在这种实施例中，诸如铂测量电阻器等的接触热电偶必须被布置在距感测HF电路部件一定距离处，以便不干扰该电路部件，例如在电路部件的冷却元件上。因此，由于整个系统的热惯性或者热阻，不可能使用热电偶以精确且瞬时的方式来测量HF电路部件的温度，并且因此也不可能以足够快速的方式响应HF电路部件的热过载。

在一个改进中，至少一个HF部件是HF晶体管。在另一改进中，至少一个电路部件是放大器电路的一部分或部件。

在一个附加改进中，至少一个电路部件是馈通网络的一部分或部件。馈通网络可以被连接在HF晶体管的下游。馈通网络可以与HF晶体管一起代表放大器电路的一部分，或者对应于放大器电路。馈通网络除其它之外还可以具有用于保护HF晶体管的环形器、用于捕获被反射的微波功率的单位（例如定向耦合器）和/或用于耗散从烹饪隔室反射回来的微波功率的终端负载。

在另一实施例中，家用电器是微波电器并且所述至少一个HF部件是微波部件。为了产生微波，微波电器可以具有磁控管。

微波电器可以是微波烹饪电器。微波烹饪电器可以具有烹饪隔室，微波能够被馈送到该烹饪隔室中，以便加热位于其中的食物。微波烹饪电器可以是自给式微波烹饪电器。微波烹饪电器可以替代性地是具有微波功能的烤箱，例如焙烤炉。

不过，微波电器也可以是用于炊具的消毒器等等。

在另一改进中，IR探测器具有至少一个IR传感器，其朝向待感测的所述至少一个电路部件定向。这有利地使得能够实现特别简单且紧凑的构造以及视场的特别无失真的观察。

在另一实施例中，IR探测器与待感测的所述至少一个电路部件间隔开。作为结果，所述电路部件的影响被保持得特别低。作为结果也可以实现IR探测器的更灵活的定位。IR探测器与待感测的至少一个电路部件间隔开特别地包括位于其间的间隔或者间隙，特别是空气间隙。特别地对于HF电路部件，该间隙在待感测的至少一个电路部件和IR探测器之间提供了特别有效的HF隔离。

在一个改进中，所述至少一个可感测温度的电路部件被容纳在防护外壳中并且IR探测器被布置在所述外壳外部。这对于HF电路或者HF电路部件是特别有利的，因为IR探测器的电线（例如数据和/或电源线）也被完全布置在外壳外部，且因此不发生由于高频场导致的对测量和/或数据传输的干扰。在此也可以避免使用通过外壳的线衬套。附加地能够避免同样能够干扰HF电路部件的外壳内的电线的存在。

在另一实施例中，IR探测器具有至少一个IR传感器和至少一个IR光波导，并且由待感测的至少一个电路部件发出的IR光穿过IR光波导并落在所述至少一个IR传感器上。这导致如下优点：IR探测器能够以特别可变的方式被定位。IR光波导可以特别地具有一个或更多个光纤线缆。

在附加实施例中，IR光波导触及待由IR探测器感测的至少一个电路部件。这使得能够实现特别精确的温度测量。因为IR光波导是非金属的，而是例如由塑料或者玻璃构成，所以它也不干扰电路部件，特别是HF电路部件。

在另一实施例中，至少一个动作包括降低被馈送到至少一个可感测电路部件的功率。这意味着能够降低所述电路部件的温度。在一个改进中，作为替代方案或者附加地，控制设备被配置成致动至少一个其它电路部件，使得被馈送到至少一个可感测电路部件的功率被降低或能够被降低。功率的降低可以是电功率和/或微波功率的降低。功率的降低可以包括可感测电路部件仅在部分性能下操作或者甚至完全停用。因此，功率的降低是用于降低可感测电路部件的温度的可能对策。

在一个替代性或者附加实施例中，可感测电路部件是HF电路部件并且至少一个动作包括改变至少一个HF参数。控制设备因此被配置成基于由温度探测器测量的HF电路部件的温度测量数据来改变至少一个HF参数。特别地在微波电器中，被反射回来的微波的功率能够以此方式降低，凭此能够降低HF电路部件（例如HF晶体管）中的温度。HF参数可以例如包括被辐射到烹饪隔室中的微波的振幅、频率和/或相移。HF参数的改变可以对应于操作点的改变。因此，HF参数的改变是用于降低可感测电路部件的温度的另一可能对策。

在另一实施例中，能够由温度测量数据确定的事件的发生包括对至少一个电路部件的临界温度操作的识别。因此控制设备特别地被配置成，基于对至少一个电路部件的临界（温度）操作的识别来改变至少一个可感测电路部件的致动。这使得可以防止电路部件的过热且作为结果防止对其可能的损坏。

在另一实施例中，临界温度操作包括时相温度梯度到达或超过预定义阈值。因此控制设备因此特别地被配置成通过时相温度梯度到达或超过预定义阈值而建立临界温度操作。借助于计算的温度梯度，可能有利的是近似地推断反射功率，特别是从烹饪隔室反射回来的微波功率。如果温度梯度升高过快，则能够改变家用电器的致动，使得在到达被监控电路部件处的临界温度之前，被反射回来的功率已经被降低。附加地，时相温度梯度可以被用于识别或者诊断部件漂移和/或与已知操作状态的不允许的偏差。

在另一实施例中，临界温度操作包括温度到达或超过预定义阈值。因此控制设备被配置成通过温度到达或超过至少一个预定义阈值而建立临界温度操作。因此，可以借助于IR探测器在所述电路部件处建立超温、提前警告温度和/或临界极限温度等等。

在一种改进中，基于温度进展来识别临界温度操作。

因此控制设备能够被编程为使得其基于温度的瞬时值识别温度和/或时相温度梯度的进展、感测温度的部件是处于正常操作（没有过大/过快的加热）中还是处于临界操作（具有过大/过快的加热）中。

在另一实施例中，家用电器是微波烹饪电器，其具有固态放大器，该固态放大器具有HF晶体管和被连接在HF晶体管下游的馈通网络，温度探测器被布置和配置成用于感测至少HF晶体管的温度，并且控制设备被配置成基于能够由温度测量数据确定的事件的发生而触发至少一个动作，该至少一个动作导致HF晶体管处的温度降低或者触发用于降低HF温度处的温度的对策。如上文已经描述的，事件的发生可以包括例如HF晶体管在临界温度范围中的操作或者HF晶体管到临界温度范围中的预期进入。这种实施例具有如下优点：因此可以以特别快速且可靠的方式响应于临界的或正变成临界的HF晶体管的温度增加。

特别地，借助于IR探测器监控HF晶体管使得可以省去之前为了保护HF晶体管所提供的环形器。附加地或者替代性地，可以省去终端负载。附加地或者替代性地，可以省去用于测量被反射的微波辐射的测量设备。馈通网络也可以根据需要被省去。与提供IR探测器仅造成低的附加成本相比，所有的这些改进由于省略了部件而导致了高的成本节约。而且，因此也能够降低由于馈通网络导致的损失，这导致了更高程度的效率。换言之，微波烹饪电器能够被实现成没有环形器且/或没有终端负载且/或没有用于测量被反射的微波辐射的测量设备或者甚至完全没有馈通网络。

目标也通过用于操作家用电器的方法来实现，该家用电器具有至少一个电路部件、用于致动至少一个电路部件的控制设备和用于感测至少一个电路部件的温度的至少一个温度探测器，其中，控制设备被联接到至少一个温度探测器，并且其中，在所述方法中，借助于作为至少一个温度探测器的至少一个IR探测器来感测至少一个电路部件的温度，并且控制设备基于感测到的温度来致动该家用电器。所述方法可以以与家用电器类似的方式实施并且具有相同的优点。

附图说明

结合示例性实施例的以下示意性描述，本发明的上述性质、特征和优点以及实现它们的方式将变得更清楚和更容易理解，将参考附图进一步详细地描述所述示例性实施例。

图1以侧视截面图示出了根据第一示例性实施例的根据本发明的微波烹饪电器的轮廓的切口；以及

图2以侧视截面图示出了根据第二示例性实施例的根据本发明的微波烹饪电器的轮廓的切口。

具体实施方式

图1示出了形式为微波烹饪电器1的家用电器的切口。微波烹饪电器1具有被烹饪隔室壁3包围的烹饪隔室2。外壳4被布置在烹饪隔室壁3外部，在此被布置在烹饪隔室壁3的顶板上方，该外壳4以防护方式包围HF区域5。形式为HF晶体管6的电路部件被容纳在HF区域5中，该HF晶体管6包括用于将微波引入烹饪隔室2中的放大器电路的一部分。

IR探测器7被布置在外壳4的外侧上。IR探测器7通过在外壳4中的窗口14直接指向到HF晶体管6上，并且能够感测或测量HF晶体管6的温度。IR探测器7因此与HF晶体管6间隔开。IR探测器7可以具有至少一个IR传感器8。

IR探测器7被联接到控制设备9，借助于该控制设备9可以直接致动放大器电路，也可能直接致动HF晶体管6。该联接可以经由数据线缆10发生。例如，借助于数据线缆10，温度测量数据从IR探测器7被传输到控制设备9。控制设备9被配置成基于由IR探测器7测量的温度测量数据来致动微波烹饪电器1。具体地，控制设备9被配置成基于能够由温度测量数据确定的事件的发生来触发至少一个动作。

至少一个动作可以包括降低被馈送到HF晶体管6的功率。功率可以被特别地理解为意味着从烹饪隔室2反射回来的微波功率。作为替代或者附加地，至少一个动作可以包括改变影响反射回来的功率的至少一个微波参数（诸如被辐射到烹饪隔室2中的微波的振幅、频率和/或相移）。

发生事件可以包括对至少一个电路部件的临界温度操作的识别。临界温度操作例如可以包括时相温度梯度到达或超过预定义阈值和/或（瞬时）温度到达或超过预定义阈值。

特别地，控制设备9被配置成，基于能够由被HF晶体管6感测到的温度测量数据确定的事件的发生来触发导致HF晶体管6处的温度的降低的至少一个动作。微波烹饪电器1因此能够快速地响应HF晶体管6的即将发生或正发生的过热并实施对应对策。这意味着，微波烹饪电器1的放大器电路可选地能够省去环形器、终端负载、用于测量被反射的微波辐射的测量设备或者甚至一起省去馈通网络。

图2以侧视截面图示出了根据第二示例性实施例的根据本发明的微波烹饪电器11的轮廓的切口。微波烹饪电器11被实现为类似于微波烹饪电器1，不过仅一个IR探测器12具有至少一个IR传感器8和至少一个IR光波导13。IR光波导13通过窗口14突出到HF区域5中。

联接在IR光中的IR光波导13的端面触及HF晶体管6（或者至少相对于其仅具有非常小的间隙）。为此，由HF晶体管6发出的IR光通过IR光波导13被传导到至少一个IR传感器8。这种示例性实施例的优点在于，由于其它热源导致的测量干扰非常低。

虽然IR光波导13在此被标示为直线，不过原则上它也可以以曲线延伸。那么IR传感器8不需要朝向HF传感器6定向，但是它可以朝向HF传感器6定向。这使得能够实现IR传感器8的特别地变化的定位。

自然，本发明不限于所公开的示例性实施例。

大体而言，“一”、“一个”等等能够被理解为是单数或者复数的，特别是在“至少一个”或者“一个或更多个”等等的意义上，前提是这一点没有被例如表达“恰好一个”等明确排除。

数值也能够包括给定值以作为典型公差范围，前体是这不被明确排除。

附图标记列表：

1 微波烹饪电器

2 烹饪隔室

3 烹饪隔室壁

4 外壳

5 HF区域

6 HF晶体管

7 IR探测器

8 IR传感器

9 控制设备

10 数据线缆

11 微波烹饪电器

12 IR探测器

13 IR光波导

14 窗口。

Claims (12)

1.一种家用微波烹饪电器（1；11），

- 具有至少一个微波电路部件、用于致动所述至少一个微波电路部件的控制设备（9）和被联接到所述控制设备（9）的至少一个IR探测器，

其中，

- 所述至少一个IR探测器被布置和配置成感测至少一个微波电路部件的温度，并且

- 所述控制设备（9）被配置成基于能够由所述温度测量数据确定的事件的发生来触发至少一个动作，

其特征在于，

- 所述家用微波烹饪电器（1；11）具有带有HF晶体管作为所述微波电路部件的固态放大器，

- 所述IR探测器被布置且配置成感测所述HF晶体管的温度，并且

- 所述至少一个动作导致所述HF晶体管（6）处的温度的降低。

2.根据权利要求1所述的家用微波烹饪电器（1；11），其特征在于，所述IR探测器具有朝向待感测的所述至少一个电路部件定向的至少一个IR传感器（8）。

3.根据权利要求2所述的家用微波烹饪电器（1；11），其特征在于，所述IR探测器与待感测的所述至少一个电路部件间隔开。

4.根据权利要求1所述的家用微波烹饪电器（1；11），其特征在于，所述IR探测器具有至少一个IR传感器（8）和至少一个IR光波导（13），并且由待感测的所述至少一个电路部件发出的IR光穿过所述IR光波导（13）并落在所述至少一个IR传感器（8）上。

5.根据权利要求4所述的家用微波烹饪电器（1；11），其特征在于，所述IR光波导（13）触及待被所述IR探测器感测的至少一个电路部件。

6.根据权利要求1所述的家用微波烹饪电器（1；11），其特征在于，所述至少一个动作包括降低被馈送到至少一个可感测电路部件的功率。

7.根据权利要求1所述的家用微波烹饪电器（1；11），其特征在于，至少一个动作包括至少一个HF参数的改变。

8.根据权利要求1所述的家用微波烹饪电器（1；11），其特征在于，能够由所述温度测量数据确定的事件的发生包括对至少一个电路部件的临界温度操作的识别。

9.根据权利要求8所述的家用微波烹饪电器（1；11），其特征在于，所述临界温度操作包括时相温度梯度到达或超过预定义阈值。

10.根据权利要求8所述的家用微波烹饪电器（1；11），其特征在于，所述临界温度操作包括温度到达或超过预定义阈值。

11.根据前述权利要求中任一项所述的家用微波烹饪电器（1；11），其特征在于，所述家用电器（1；11）被实现成没有环形器、没有终端负载、没有用于测量被反射的微波辐射的测量设备并且/或者没有馈通网络。

12.一种用于操作根据前述权利要求中任一项所述的家用微波烹饪电器（1；11）的方法，其中

- 所述HF晶体管的温度借助于所述至少一个IR探测器被感测，并且

- 所述控制设备（9）基于感测到的温度致动所述家用微波烹饪电器（1；11）。

Images