CN201489054U - 用于测量油或脂的状态的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于测量油或脂的状态的装置，该装置具有一壳体(3)、一固定在该壳体上的空心的连接件(10)和一安装在连接件的相对端部上的支承件(14)，该支承件用于容纳用来测量油或脂的电特性的传感器(16)，其中支承件具有一个正面(14a)、一个与该正面相对的背面(14b)和四个侧面(14c)，其中传感器设置在支承件的正面(14a)上并通过至少一条电导线(12)与一分析电子装置相连接，该分析电子装置设置在壳体的区域内和/或在连接件的面向壳体的端部的区域内，其中，支承件设置在一至少覆盖背面(14b)和各侧面(14c)的保护壳体(20)内并且能够通过在保护壳体中的正面开口(21)接近传感器。

Description

用于测量油或脂的状态的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量测量物、特别是油或脂的状态的装置。

背景技术

在制备食品时通常使用油或脂。在此，脂特别是指油的固态形式。这样的油或脂通常不是仅使用一次，而是例如油炸锅中在较长的时间段内用于前后相继地加工不同的食品。油或脂的油炸温度大约为130℃至180℃。在这样的温度下，脂或油经历老化过程，例如被空气中的氧气氧化。在该过程中产生很多化学分解产物，例如乙醛、酮和不仅会使口味变差而且还有害健康的聚合物。

因此，重要的是，有规律并及时地更换相应的油或脂、特别是油炸油或油炸脂，其中应注意，既不过早、即在油或脂仍处于无害状态时，也不过迟、即在油或脂已大部分被破坏后才更换油或脂。为此例如使用用于测量油或脂的状态的装置，用该装置检查油或脂的电特性。油或脂的电特性、特别是(相对)介电常数

对于脂或油的破坏度是可靠的尺度。

DE 102004016955A1、DE 102004106957A1和DE 102004016958A1分别公开了一种用于测量油或脂的状态的装置，该装置具有一壳体、一固定在该壳体上的空心的连接件和一安装在连接件的相对端部上的、用于容纳用来测量测量物电特性的传感器的支承件，其中传感器通过至少一条电导线与分析电子装置连接，该分析电子装置设置在壳体的区域内和/或在连接件的面向壳体的端部的区域内。支承件能以传感器浸入到油或脂中并适于确定(相对)介电常数。在此，传感器直接与热的油或脂连接并且因而承受强的负荷。为保护传感器使其不与其中装有油或脂的测量容器的底部或壁接触，所述文献公开了一种U形的保护件，该保护件设计成扁平支承件的边框，因而保护传感器不受冲击。

但U形的弓形件(Bügel)具有这样的缺点，即尽管具有弓形件但脂传感器可容易地被损坏或断裂，此外测量物会进入弓形件和支承件之间的空隙内，从而必须至少拆下脂传感器来进行清洁。

所使用的传感器通常设计成电容器、特别是叉指式电容器，该电容器包括精细的嵌入彼此之中的金线或金带，该金线或金管线特别是可印刷或蒸镀施加的。这些传感器通常具有较小的机械强度。例如在清洁传感器时由于与纸巾摩擦而产生的机械应力会改变金带的厚度。此外，存在这样的问题，即油或脂残余可驻留在各结构之间，这导致传感器的基本电容增大，因而导致错误的测量结果。如果不除去油或脂残余，则它们连续地老化，由此传感器倾向于出现连续的测量值改变。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于测量油或脂的状态的装置，该装置具有提高的机械稳定性并且能较简单地清洁。

本实用新型的目的通过一种用于测量油或脂的状态的装置来实现。

按照本实用新型，所述装置具有一壳体、一固定在该壳体上的空心的连接件和一安装在连接件的相对端部上的支承件，该支承件用于接纳用来测量油或脂的电特性的传感器，其中支承件具有一个正面、一个与该正面相对的背面和四个侧面，其中传感器设置在支承件的正面上并通过至少一条电导线与一分析电子装置相连接，该分析电子装置设置在壳体的区域内和/或在连接件的朝向壳体的端部的区域内，支承件设置在一至少覆盖该支承件的背面和侧面的保护壳体中，其中可通过一在保护壳体中的正面开口来接近传感器。因此，传感器这样地嵌入，使得仅能看到传感器的顶面。由此提供一种特别稳定的装置。

特别是，如果保护壳体按照本实用新型的一种优选实施形式设置在空心连接件上或者甚至优选与该连接件一体地连接，则能可靠地避免支承件被损坏或断裂。

保护壳体优选由金属、特别是用与空心连接件相同的材料制成，其中特别优选使用具有低的导热性的材料，例如高级合金钢，从而支承件和传感器不强烈地承受负荷。

特别是与由金属制成的保护壳体相结合地，所述装置特别优选在支承件的背面上具有一屏蔽面，以避免例如可能由于温差和与之关联的不同的热膨胀引起的、对测量结果导致讹误的影响并确保测量结果的可靠性。

该屏蔽结构优选或者接地或一有源/主动(aktiv)信号例如一恒定的电势或者与传感器本身连接，以形成一明确清晰的基准面。

按照本实用新型的一种特别优选的实施形式，保护壳体相对于支承件通过一密封件密封。通过该密封件避免热的测量物会进入壳体和特别是连接件内部，以可靠地避免污染并简化装置的清洁。

特别优选地，密封件相对于支承件无缝隙地密封保护壳体，以完全避免测量物残余的沉积并实现简单的清洁。

密封件优选由弹性粘结剂、特别优选由有机硅粘结剂组成，该粘结剂一方面能在支承件和壳体之间建立可靠的粘结连接，另一方面在温度波动时能补偿材料的不同的膨胀。

特别优选地，密封件相对于支承件密封正面开口，以由此使支承件的对于测量物可接近的区域保持得尽可能小。

按照本实用新型的一种特别优选的实施形式，保护壳体仅覆盖支承件的背面和侧面而不使正面完全露出。以这种方式实现盆状的保护壳体，支承件能被特别可靠地保护地嵌入该保护壳体中，其中通过密封件能在支承件和保护壳体之间实现平的对齐(abschluss)，从而留出尽可能少的、测量物能附着在其中的棱边。

传感器优选检测测量物的(相对)介电常数，因为该(相对)介电常数与测量物、特别是油或脂的老化状态有关。

在本实用新型的一种特别优选的实施形式中，传感器设计成电容器、优选设计成叉指式电容器(Interdigitalkondensator)，因为借助于电容器能特别简单地测量(相对)介电常数。叉指式电容器可实现特别可靠地测量(相对)介电常数，此外还相对于干扰影响较不敏感。

传感器优选被一保护层覆盖，该保护层完全保护传感器不与测量物直接接触。因此，传感器不再直接地与热的测量物接触，因而承受较小的负荷。由此提高了传感器的使用寿命。此外，保护层防止测量物残余能驻留在传感器的孔腔中，因为这些孔腔被保护层覆盖，从而传感器被较不强烈地弄脏并且不会发生由于测量物残余导致测量值讹误。此外，所述装置还可以较简单地清洁。最后，所述装置具有提高的稳定性，因为传感器、特别是传感器的金线或金带(如果存在的话)相对机械应力得到保护。

保护层优选覆盖支承件可通过正面开口接近的部分，包括传感器，因为这样的保护层能较有利地制造。特别是，在保护层和支承件之间不形成会粘附测量物的棱边，并且在传感器和分析电子装置之间的电导线也得到保护。

为了不过强地削弱传感器的灵敏度，保护层优选具有小于10μm的厚度、优选小于1μm的厚度。

为提高测量装置的机械稳定性，在本实用新型的一种优选的实施形式中保护层具有比金的硬度大的硬度，因为传感器的结构通常应由金导体线路制成并且保护层应不比传感器本身软，以便不使机械稳定性变差。

保护层优选设计成使其不影响传感器的电容测量。为此，保护层优选具有大于1MΩ、特别是大于10MΩ的表面电阻，以确保保护层具有低的导电能力。另外，保护层优选具有小于10的介电常数，其中保护层的介电常数特别是优选小于测量物的介电常数。在另一优选的实施形式中，保护层介电常数的温度依赖性低于测量物介电常数的温度依赖性，以便不影响传感器的功能原理。

在本实用新型的一种有利的设计方案中，保护层具有与支承件相同的或比支承件小的粗糙度，以便不使支承件的粗糙度变差。小的粗糙度以及由此光滑的表面防止研磨式的磨损和测量物残余在小的孔腔中的汇集。支承件优选由绝缘体、特别是陶瓷制成，以使传感器线路相互绝缘。陶瓷具有小于10μm、优选小于0.8μm、特别是小于0.2μm的粗糙度。

保护层优选是耐氧化的，至少在常见的使用温度下是耐氧化的，以确保保护层在使用期间不发生会损害传感器功能原理的化学变化。

优选地，保护层至少在常见的使用温度下也不与测量物本身、测量物的分解产物或与清洁剂、特别是与碱性清洁剂发生反应，以确保一方面在使用期间和在常见使用温度下不发生保护层的、损害传感器功能原理的化学变化，以及另一方面在使用后能用适当的清洁剂清理测量装置。

在本实用新型的一种特别优选的实施形式中，保护层具有疏油的(oleophobe)表面，该表面例如通过使用相应的用于保护层的材料或者通过使用在保护层上的表面结构来实现。由此降低了测量物在表面上的附着，从而能明显更为简单地清洁测量装置。

优选地，为保护层使用金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、无定形的碳层或又上述化合物中的至少两种组成的化合物混合物。优选地，保护层由硅、铝、钛的氧化物或锆石、由钛或硅的氮化物或者由钛或硅的碳化物或者由这些化合物的混合物制成。这样的材料不影响传感器的功能原理，在使用期间和在常见的使用温度下不发生化学变化并且还具有足够的硬度和足够光滑的表面，以确保传感器的机械稳定性和对传感器的简单的清洁。

保护层优选以薄层技术或厚层技术例如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、丝网印刷、旋转涂覆、浸渍涂覆、喷射或其他方法施加。

附图说明

根据附图详细阐述本实用新型的实施例。图中：

图1以正视图示出按照本实用新型的装置的第一实施形式，

图2示出图1中的装置的要浸入的下部区域的放大视图，

图3示出按图2的装置的下部区域的纵剖视图，

图4示出按图1的装置的支承件的正面的俯视图，以及

图5示出按图1的装置的支承件的背面的俯视图。

具体实施方式

图1示出按照本实用新型的、用于测量测量物特别是油或脂的状态的测量装置1，该测量装置在其上部区域内具有一壳体3。该壳体具有用于显示测量值的显示器5。显示器5优选设计成LCD显示器并能在图形显示、例如测量值的彩色的分级和数字显示之间转换。为输入控制指令，设有一键盘7，通过该键盘能将指令传输给中央控制单元(未示出)。键盘7优选设计成薄膜键盘。壳体3可优选也具有一接口，该接口能用于与外部的计算机通信。测量装置1优选适合于执行自校准。在使用测量装置1期间，壳体3同时用作用于操作人员的手柄。

从壳体3向外伸出一空心的连接件10，该连接件足够长地并由具有差的导热能力的材料形成，从而测量装置1的敏感的分析电子装置(未示出)被充分地保护免受要测量的油或脂的高温影响，该分析电子装置位于壳体3的区域内和/或位于连接件10的朝向壳体3的区域内。这些措施也确保操作人员能安全地执行测量。连接件10优选由高级合金钢形成，该高级合金钢除了其低的导热能力外还由于其不受限制的可使用性而适合于食品领域。连接件10例如设计成管状构件并适合于容纳在连接件10的内部延伸的电导线12。电导线12设置在至少一个扁平的支承件14上，例如一个由陶瓷材料制成的支承件14，所述支承件的特征在于电绝缘性。为支承电导线12，支承件14可被引导完全穿过连接件10直至壳体3。除此以外，还可以在连接件10内部支承件14上连接使电导线12与壳体3连接的电缆。

在支承件14的下部区域内设置一用于测量油或脂的电特性的传感器16，该传感器的测量值通过电导线12传导至分析电子装置。围绕支承件14的下部区域可安装一保护元件，该保护元件保护传感器16防止与测量容器的底部或壁接触。在当前情况下，保护元件设计成保护壳体20。支承件14基本上呈长方体形，具有一个正面14a、一个背面14b和四个侧面14c。保护壳体20大致设计成盆状并在其背面14b和侧面14c上围绕支承件14。正面14a能通过保护壳体20完全接近，其中保护壳体20的缺少的一侧由此形成正面开口21。保护壳体20设置在连接件10的下端部上并优选由与连接件10相同的材料、即特别是由高级合金钢制成。特别是，保护壳体20一体地安装在连接件10上。

保护壳体20、特别是正面开口21相对于支承件14通过一密封件22密封。为此，特别是在保护壳体20和支承件14的侧面14c之间的中间区域用合适的粘结剂例如有机硅粘结剂填充，从而支承件14相对于连接件10绝缘，但粘结剂同时用作保护壳体20的密封件，使得油或脂不能进入连接件10的内部。

粘结面的设计必须对于夹杂水(Wassereinschluss)是安全的，因为否则一方面存在爆炸危险，另一方面不能排除由于清洁剂的进入而污染测量物。通过保护壳体20的盆状的设计形式能实现支承件14的正面14a平齐地位于保护壳体20的正面开口21中，从而能实现平的终结面，其中特别是当密封件22无缝隙地相对于保护壳体20密封支承件14时，可以特别简单地清洁装置1。

支承件14可作为一体的元件一直延伸到分析电子装置，但通过使多个连接元件彼此依次排列，也存在脱离联接的可能性。这特别是在分析电子装置的热负荷方面提供了优点。

在图2中放大示出连接件10和支承件14的下部区域，该区域适合于浸入到测量物中。用于测量(相对)介电常数的传感器16包括一测量油或脂的(相对)介电常数的电容器。它优选设计成叉指式电容器，该叉指式电容器包括精细的、嵌入彼此之中的金线或金带，该金线或金带特别是被印刷或蒸镀施加的并分别过渡到通向分析电子装置的电导线12之一之中。导线12由支承件14上细的、由金或铜制成的覆层组成，其中该覆层直接印刷到陶瓷构件上。

传感器16被一保护层18覆盖。该保护层18设计成，使其至少这样地覆盖传感器16，使得传感器16不与装置1浸入其中的测量物直接接触。如图所示，保护层18优选也完全覆盖电导线12，从而这些电导线也不与测量物直接接触。

保护层18具有小于1μm的厚度。此外，保护层具有比电导线12的材料大的硬度，在这里具有比金的硬度大的硬度。由此使装置1的机械稳定性、特别是金线或金带的稳定性提高。

为了使保护层18不影响借助于传感器16进行的电容的测量，保护层18必须具有稳定的电特性。为此，保护层18具有大于10MΩ的表面电阻。此外，保护层18具有小于10的介电常数。因为油和脂的介电常数大约为3，所以保护层18优选具有比测量物的介电常数小并且因而优选小于3的介电常数。此外，保护层18的介电常数的温度依赖性比测量物的介电常数的温度依赖性小，以便不影响传感器16的电容的测量。

为了使测量物残余不能驻留在保护层18的结构中，保护层具有小于10μm、优选小于0.2μm的粗糙度。保护层由硅、铝、钛的氧化物或锆石(Zirkon)、或由钛或硅的氮化物或者由钛或硅的碳化物或者由所述化合物的混合物制成。由这些材料制成的保护层18相应地相对于氧化、相对于与测量物或测量物的分解产物的反应和相对于清洁剂、特别是相对于碱性、特别是强碱性的清洁剂具有耐抗性。此外，由所述材料制成的保护层18很好地粘附在支承件14和传感器16的表面上。此外，保护层18能通过通用的方法如PVD、CVD、丝网印刷、旋转涂覆、浸渍涂覆、喷射等施加到支承件14和传感器上。

图4示出支承件14的正面14a上的俯视图，图5示出支承件14的背面14b上的俯视图。如特别是在图5中可见，在支承件14的背面14b上设有屏蔽结构26，该屏蔽结构特别是设计成屏蔽面。屏蔽结构26特别是由金属材料制成并可作为涂层施加到背面14b上。由于采用设计成开放电容器、特别是叉指式电容器的传感器16进行的电测量方法，传感器16嵌入其中的材料对测量信号产生作用。特别是，例如由于温差和与之相关的不同的热膨胀引起的极小的变化不利地影响测量结果。屏蔽结构26防止这些影响并确保测量结果的可靠性。为此，屏蔽结构26特别是或者直接与传感器16连接或者被接地，或者也置于其他有源信号上，以用作基准面。

在支承件14上，例如在背面14b上，可附加地设置一温度传感器24，以便在测量测量物状态期间也能同时确定测量物的温度。

附图标记表

1     装置

3     壳体

5     显示器

7     键盘

10    连接件

12    电导线

14    支承件

14a   正面

14b   背面

16    传感器

18    保护层

20    保护壳体

21    面开口

22    密封件

24    温度传感器

26    屏蔽结构

Claims (21)

1.一种用于测量油或脂的状态的装置(1)，具有一壳体(3)、一固定在该壳体上的空心的连接件(10)和一安装在连接件(10)的相对端部上的支承件(14)，该支承件用于接纳用来测量油或脂的电特性的传感器(16)，其中支承件(14)具有一个正面(14a)、一个与该正面相对的背面(14b)和四个侧面(14c)，其中传感器(16)设置在支承件(14)的正面(14a)上并通过至少一条电导线(12)与一分析电子装置相连接，该分析电子装置设置在壳体(3)的区域内和/或在连接件(10)的朝向壳体(3)的端部的区域内，其特征在于，所述支承件(14)设置在一至少覆盖所述背面(14b)和各所述侧面(14c)的保护壳体(20)内，并且所述传感器(16)能够通过在保护壳体(20)中的一正面开口(21)接近。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护壳体(20)设置在所述空心的连接件(10)上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护壳体(20)一体地设置在连接件(10)上。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护壳体(20)由金属制成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，在所述支承件(14)的背面(14b)上设有一屏蔽结构(26)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述屏蔽结构(26)导电地接地或与一有源信号导电地连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过一密封件(22)相对于支承件(14)密封所述保护壳体(20)。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述密封件(22)相对于支承件(14)无缝隙地密封保护壳体(20)。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述密封件(22)由弹性粘结剂组成。

10.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述密封件(22)相对于支承件(14)密封正面开口(21)。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述保护壳体(20)仅覆盖支承件(14)的背面(14b)和各侧面(14c)。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器(16)检测油或脂的介电常数。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器(16)是电容器。

14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器(16)被一保护层(18)覆盖。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述保护层(18)覆盖支承件(14)的能通过正面开口(21)接近的部分，包括传感器(16)。

16.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述保护层(18)具有小于10μm的厚度。

17.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述保护层(18)具有比金的硬度大的硬度。

18.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述保护层(18)是耐氧化的。

19.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述密封件(22)由有机硅粘结剂组成。

20.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述传感器(16)是叉指式电容器。

21.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述保护层(18)具有小于1μm的厚度。

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