CN208300063U - 电磁装置及带有该电磁装置的感应测温装置和烹饪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电磁感应技术领域，更具体地，涉及一种电磁装置。包括能够产生电磁信号的电磁装置、与电磁装置连接能够检测分析电磁装置中电参数的控制单元以及能够感应磁场的磁性金属机构；所述的电磁装置包括电磁线圈以及磁芯，电磁线圈和磁芯之间设有支架，所述的电磁线圈缠绕于支架上；所述的磁芯至少由两个磁芯部件构成，所述的磁芯部件上均设有凹凸结构，磁芯部件上的凹凸结构与另一个磁芯部件上的凹凸结构相互配合嵌套连接。

Description

电磁装置及带有该电磁装置的感应测温装置和烹饪装置

技术领域

本实用新型涉及一种电磁装置，同时本发明还涉及一种感应测温装置和烹饪装置。

背景技术

现有的燃气烹饪装置，比如燃气灶，只要持续供气，被其加热的锅具温度就会持续升高，难以将被加热的温度控制在某一合理的范围内，只能通过手动调整燃气灶阀门大小来调整火力，但这种调整方式具有一定的滞后性，也就是说，使用者意识到火力过大时，食物已经在一定程度上被过热烹煮，造成食物营养流失、甚至焦化。而且在整个烹饪过程中，使用者需要根据烹煮阶段的需要不停的调节燃气阀门大小，操作频繁，造成使用上的诸多不便。

电感器是一种利用电磁感应原理运作的组件，其被广泛运用于电子电路之中。已知的电感器是有线圈、线架以及磁芯所组成，线圈缠绕在线架上，并设置于磁芯中柱的周围。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电磁装置，采用分体结构，能够提升电感系数，增大电磁线圈的电感，具有该电磁装置的测量装置测量方法简单，且避免了能量损失，测量准确；同时提供了利用该电磁装置和测量装置的烹饪装置，使烹饪效果更佳。

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：一种电磁装置，包括电磁线圈以及磁芯，电磁线圈和磁芯之间设有支架，所述的电磁线圈缠绕于支架上；所述的磁芯至少由两个磁芯部件构成，所述的磁芯部件上均设有凹凸结构，所述的磁芯部件上均设有凹凸结构，磁芯部件之间通过凹凸结构相互配合嵌套连接。

进一步地，所述的磁芯部件与磁芯部件连接处在纵向上具有重叠部分，所述的重叠部分的高度h为0.03～3mm。

进一步地，所述的磁芯包括磁芯盖板、磁芯中柱以及磁芯底板，所述的磁芯底板中部设有第一凹槽，所述的磁芯盖板中部设有第二凹槽；所述的磁芯中柱一端设于第二凹槽内，与磁芯盖板固定连接，另一端设于磁芯底板第一凹槽内，与磁芯底板第一凹槽可拆卸连接。作为优选地，所述的磁芯的材质为软磁材料，如锰锌铁氧体，纳米软磁材料，硅钢片等。

进一步地，所述的磁芯底板设有至少两个缺口，所述的支架上设有至少两个凸起结构，所述的凸起结构设于缺口内与缺口配合连接；优选地，所述的缺口均匀分布于磁芯底板上，所述的凸起结构均匀的分布于支架上。

进一步地，所述的磁芯盖板的厚度为2～10mm，所述的磁芯底板的厚度为 2～10mm。

进一步地，所述的磁芯盖板、磁芯底板为圆柱形、椭圆柱形或者正方体形。

进一步地，所述的磁芯盖板的直径值小于磁芯底板的直径值。

进一步地，所述的支架上设有接线柱，所述的接线柱与电磁线圈电连接，所述的接线柱通过线缆与控制单元电连接。

进一步地，所述的电磁线圈至少由一个漆包线线圈组成，所述的漆包线线圈由单股或多股漆包线绕置成多圈组成，所述的漆包线的直径为0.03～0.2mm，作为优选的，所述的漆包线的直径为0.1～0.15mm，线圈的工作频率为20k-200k之间，漆包线直径小有利于降低集肤效应对线圈电阻的影响，但是，漆包线直径越小，生产难度越大，其中，漆包线导线材质为铜或铝；另外，作为优选地，所述的漆包线上设有漆包膜，漆包膜的材质为自粘特性的漆包膜，如聚乙烯醇缩丁醛，环氧树脂等自粘性漆包线漆。

进一步地，所述的漆包线线圈逐层绕置于磁芯中柱上，层数为1～30层。

本实用新型还提供了一种感应测温装置，所述感应测温装置包括上述电磁装置以及与电磁装置连接并能够检测电磁装置中电参数的控制单元，所述感应测温装置还包括能够感应电磁装置所产生的电磁信号的感温层。

所述感温层由坡莫合金或精密合金材料制成。

所述精密合金材料为精密合金4J36、精密合金4J32、铁锰合金4J59、恒弹性合金3J53、恒弹性合金3J53Y、恒弹性合金3J58、弹性合金3J54、弹性合金 3J58、弹性合金3J59、弹性合金3J53、弹性合金3J61、弹性合金3J62、弹性合金Ni44MoTiAl、精密合金4J36、精密合金4J32或非晶态软磁合金 (FeNiCo)78(SiB)22。

所述控制单元包括检测分析模块，所述检测分析模块与电磁装置连接，用以检测电磁装置中的电参数。

所述感应测温装置还包括温度调节装置，所述控制单元还包括控制模块，所述控制模块的输入端与检测分析模块连接，输出端与温度调节装置连接，所述控制模块根据检测结果并通过温度调节装置调节感温装置的温度大小。

本实用新型还提供了一种烹饪装置，所述烹饪装置设有上述感应测温装置。

所述烹饪装置为燃气灶、电磁炉、电饭锅或压力锅。

本实用新型的磁芯采用分体结构，能够提升电感系数，增大电磁线圈的电感，提升检测精度，并便于电感线圈大批量制造，分体磁芯采用嵌套连接，减少分体结构的气隙对电磁线圈感量的影响。确保电磁线圈感量的一致性。

本实用新型改变了传统的测量温度的方法，通过电磁信号的作用，检测控温层的温度，这种检测方法不需要在测试物和电磁装置之间进行热量的传递，可以直接进测试被测物的温度，没有热量的损失，没有热量的传递过程，测温更及时，更准确。

附图说明

图1为本本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型电磁装置剖面图。

图3为本实用新型磁芯结构示意图。

图4为本实用新型磁芯剖面图。

图5为本实用新型磁芯底板结构示意图。

图6是实施例2的结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1、图2所示，一种电磁装置，包括电磁线圈2以及磁芯3，电磁线圈 2和磁芯3之间设有支架4，电磁线圈2缠绕于支架4上；磁芯3至少由两个磁芯部件构成，磁芯部件上均设有凹凸结构，磁芯部件上的凹凸结构与另一个磁芯部件上的凹凸结构相互配合嵌套连接。所述凹凸结构增加了磁芯部件之间的接触面积，可以减少磁泄漏，接触面积越大效果越好，因此所述凹凸结构不仅可以像图4所述做成规则的圆柱体形，也可以做成曲线状的凹凸结构。

如图4所示，磁芯部件与磁芯部件连接处在纵向上具有重叠部分7，重叠部分7的高度h为0.03～3mm。

如图3所示，磁芯3包括磁芯盖板31、磁芯中柱32以及磁芯底板33，磁芯底板33中部设有第一凹槽35，磁芯盖板31中部设有第二凹槽；磁芯中柱32一端设于磁芯盖板31第二凹槽内，与磁芯盖板31固定连接，另一端设于磁芯底板 33第一凹槽35内，与磁芯底板33可拆卸连接。所述磁芯中柱32也可以分别磁芯盖板31和磁芯底板33固定连接，或一体成型。

磁芯3的材质为软磁材料，如锰锌铁氧体，纳米软磁材料，硅钢片等。

如图5所示，磁芯底板33设有至少两个缺口34，支架4上设有至少两个凸起结构41，凸起结构41设于缺口34内与缺口34配合连接；缺口34均匀分布于磁芯底板33上，凸起结构41均匀的分布于支架4上。

在一些实施例中，磁芯盖板31的厚度为2～10mm，磁芯底板33的厚度为 2～10mm。磁芯盖板31、磁芯底板33为圆柱形、椭圆柱形或者正方体形磁芯盖板31的直径值小于磁芯底板33的直径值。

在一些实施例中，支架4上设有接线柱5，接线柱5与电磁线圈2电连接，接线柱5通过线缆6与控制单元1电连接。

在一些实施例中，电磁线圈2至少由一个漆包线线圈组成，漆包线线圈由单股或多股漆包线绕置成多圈组成，漆包线的直径为0.1～0.15mm，漆包线线圈逐层绕置于磁芯中柱32上，层数为1～30层；线圈的工作频率为20k-200k之间，漆包线直径小有利于降低集肤效应对线圈电阻的影响，但是，漆包线直径越小，生产难度越大，其中，漆包线导线材质为铜或铝；另外，作为优选地，漆包线上设有漆包膜，漆包膜的材质为自粘特性的漆包膜，如聚乙烯醇缩丁醛，环氧树脂等自粘性漆包线漆。

实施例2

如图6所示，本实用新型还提供了一种烹饪装置，如燃气灶，包括燃气灶5 和置于燃气灶5上方的烹饪器具4，该烹饪器具优选为锅具4，所述燃气灶5包括炉头51、炉架52、面板53、进气管55和控制阀54，面板57上设有安装孔，炉头51设于安装孔内，炉架52设于面板53上，炉架52与炉头51呈同心圆排布，即炉架52设于炉头51的外围，用以支撑被加热物体。所述进气管55与炉头51连通，用以为燃气供应提供管道，所述进气管55上设有控制阀54，该控制阀54可以是电磁阀或其他具有调节燃气气流大小功能的阀。所述感应测温装置还包括设于锅具4下方的电磁装置57和控制单元56，所述电磁装置57和控制阀54均与控制单元26电连接，且三者均与电源连接，电磁装置57优选地固定在炉头51上方或下方，电磁装置57的结构特征如实施例1所述，电磁装置与控制单元56连接，控制单元56优选地固定在面板53下方。

作为另一优选实施例，所述锅具4上设有能够感应电磁装置57所产生的电磁信号的感温层41。所述感温层41既可以做成锅具整体，也可以作为锅具的一部分，通过铆接、焊接、熔射、印刷等方法使其与锅具主体复合在一起。当感温层11设置在锅具1底部时，其既可以单独组成锅具4底部，也可以复合在锅具 4底部，成为锅具4底部的一部分，就其复合位置而言，感温层41既可以位于锅具4底部的上表面，也可以位于锅具4底部的下表面。所述锅具底部，即锅底部分既可以为单层设计，也可以为复合式设计，比如，锅底是由铝板、钢板、铜板或铁板中的一个或多个复合在一起形成的。当锅具4底部为复合设计时，所述感温层41还可以设于锅底上表面和下表面之间。当然，对于立体加热而言，所述感温层也可以设置在锅身部位。

另外的，所述感温层41也可以与锅具41分别设置，比如感温层41作为一个独立的部件设置在炉架上，然后在感温层上放置锅具等器皿。

所述感温层41具有高磁导率，所述感温层41为铁磁性或亚铁磁性材料制成，比如坡莫合金、精密合金，其磁导率在居里点时，会突降至零或接近零，所谓坡莫合金即铁镍合金，所述感温层41磁导率优选为2000～200000H/m，电阻率优选为30～130μΩ·cm。

就本实施例而言，所述精密合金材料优选为精密合金4J36(上海凯冶金属制品有限公司生产)或精密合金4J32(上海凯冶金属制品有限公司生产)，所述感温层41厚度优选为0.1至3毫米，本实施例为1.5毫米。

所述感温层41呈片状结构，复合在锅具4的底部，也可以由粉末状或颗粒状的精密合金材料组成，并附着在锅具4底部。

对本专利来说，显然凡是具备以上电阻率或铁磁性随温度变化而变化的感温层材料均可以适用于本专利，本实施例优选使用的坡莫合金或精密合金材料的居里点温度在30摄氏度至500摄氏度之间精密合金材料，进一步优选居里点温度在70摄氏度至400摄氏度之间的精密合金材料，就精密合金材料的种类而言，本实施优选使用如下合金材料：

所谓坡莫合金又称铁镍合金，其中铁的含量为35～70％，进一步优选为63～67％，镍的含量30～65％，进一步优选为37～58％。铁镍合金具有高磁导率，且在居里点会突降至接近真空磁导率。

所述电磁装置57、感温层41、控制单元组成感应测温装置。

所述控制单元56包括检测分析模块和控制模块，所述检测分析模块与电磁装置连接，该检测分析模块用以实时检测电磁装置中电参数的变化，电参数的变化受感温层41温度变化的影响并与感温层41温度形成对应关系，进而实现对温度的测量。所述电参数可以是脉冲信号、电压、电流或电阻参数，其中，脉冲信号优选为脉冲数、脉冲宽度或脉冲幅度等。

在测温的基础上，本专利还能够实现对温度的控制，以脉冲数为例，所述控制模块的输入端与检测分析模块连接，输出端与控制阀连接，检测分析模块检测出电磁装置中脉冲数后，经对比判断是否超出初始设定的最低或最高值，当超出范围时，控制模块将调节温度调节装置，即控制阀，控制燃气量大小，最终调节烹饪装置的火力大小，从而达到调节感温层41温度的作用；当未超出范围，将保持当前的火力，从而保证感温层的温度维持在一定区间。此外，控制模块还与电磁装置中的信号发生单元连接。

具体来说，燃气灶工作后，电磁装置中的脉冲发生单元产生信号并传递给电磁线圈，该信号可以为脉冲数量、脉冲宽度、脉冲幅度、电压、电流或电阻参数等能够被识别的信号，该信号被电磁装置的电磁线圈接收并转换成电磁信号，与此同时，控制阀开通，炉头通气后开始燃烧并对感温层进行加热，所述电磁信号与感温层作用并被感温层损耗衰减，电磁装置的电参数随感温层温度的变化而变化，并形成特定对应关系，该电参数脉冲数量、脉冲宽度、脉冲幅度、电压、电流或电阻参数等，比如脉冲数与感温层温度之间所形成的对应关系。电磁装置中的信号接收单元接收该电参数，控制单元的检测分析模块检测该电参数是否超出初始设定值，并将该分析结果传输给控制单元的控制模块，控制模块根据该分析结果并通过控制阀调节燃气流量大小使感温层温度保持在预设区间内，即，当检测到的电参数大于或小于设定值时，控制模块将通过控制控制阀大小使该电参数的检测值降低或升高直至电参数的检测值等于或接近设定值。此处所谓的接近是指可以接受的一定范围内的差值，比如电流值在0-0.5A以内，电压值在50V以内，电阻值在5Ω以内，脉冲信号在3以内均可以认定为是一种接近。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电磁装置，包括电磁线圈（2）以及磁芯（3），其特征在于，电磁线圈（2）与磁芯（3）之间设有支架（4），所述的电磁线圈（2）缠绕于支架（4）上；所述的磁芯（3）至少由两个磁芯部件构成，所述的磁芯部件上均设有凹凸结构，磁芯部件之间通过凹凸结构相互配合嵌套连接。

2.根据权利要求1所述的一种电磁装置，其特征在于，所述的磁芯部件与磁芯部件连接处在纵向上具有重叠部分（7），所述的重叠部分（7）的高度h为0.03~3mm。

3.根据权利要求1所述的一种电磁装置，其特征在于，所述的磁芯（3）包括磁芯盖板（31）、磁芯中柱（32）以及磁芯底板（33），所述的磁芯底板（33）中部设有第一凹槽（35），所述的磁芯盖板（31）中部设有第二凹槽；所述的磁芯中柱（32）一端设于第二凹槽内，与磁芯盖板（31）固定连接，另一端设于磁芯底板（33）第一凹槽（35）内，与磁芯底板（33）可拆卸连接。

4.根据权利要求３所述的一种电磁装置，其特征在于，所述的磁芯底板（33）设有至少两个缺口（34），所述的支架（4）上设有至少两个凸起结构（41），所述的凸起结构（41）设于缺口（34）内与缺口（34）配合连接。

5.根据权利要求3所述的一种电磁装置，其特征在于，所述的磁芯盖板（31）的厚度为2~10mm，所述的磁芯底板（33）的厚度为2~10mm。

6.根据权利要求3所述的一种电磁装置，其特征在于，所述的磁芯盖板（31）、磁芯底板（33）为圆柱形、椭圆柱形或者正方体形，所述的磁芯盖板（31）的直径值小于磁芯底板（33）的直径值。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种电磁装置，其特征在于，所述的支架（4）上设有接线柱（5），所述的接线柱（5）与电磁线圈（2）电连接。

8.根据权利要求1至6任一项所述的一种电磁装置，其特征在于，所述的电磁线圈（2）至少由一个漆包线线圈组成，所述的漆包线线圈由单股或多股漆包线绕置成多圈组成，所述的漆包线的直径为0.03~0.2mm。

9.一种感应测温装置，其特征在于，所述感应测温装置包括权利要求1至8任一所述的电磁装置以及与电磁装置连接并能够检测电磁装置中电参数的控制单元，所述感应测温装置还包括能够感应电磁装置所产生的电磁信号的感温层。

10.根据权利要求9所述的感应测温装置，其特征在于，所述感温层由坡莫合金或精密合金材料制成。

11.根据权利要求10所述的感应测温装置，其特征在于，所述精密合金材料为精密合金4J36、精密合金4J32、铁锰合金4J59、恒弹性合金3J53、恒弹性合金3J53Y、恒弹性合金3J58、弹性合金3J54、弹性合金3J58、弹性合金3J59、弹性合金3J53、弹性合金3J61、弹性合金3J62、弹性合金Ni44MoTiAl、精密合金4J36、精密合金4J32或非晶态软磁合金(FeNiCo)78(SiB)22。

12.根据权利要求9所述的感应测温装置，其特征在于，所述控制单元包括检测分析模块，所述检测分析模块与电磁装置连接，用以检测电磁装置中的电参数。

13.根据权利要求9所述的感应测温装置，其特征在于，所述感应测温装置还包括温度调节装置，所述控制单元还包括控制模块，所述控制模块的输入端与检测分析模块连接，输出端与温度调节装置连接，所述控制模块根据检测结果并通过温度调节装置调节感温装置的温度大小。

14.一种烹饪装置，其特征在于，所述烹饪装置设有权利要求9至13任一所述感应测温装置。

15.根据权利要求14所述的烹饪装置，其特征在于，所述烹饪装置为燃气灶、电磁炉、电饭锅或压力锅。