DE10064621A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Tenperatur eines Kochgefäßes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Tenperatur eines KochgefäßesInfo
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Abstract
Beschrieben werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung der Temperatur eines Kochgefäßes (25), das auf einer Kochplatte eines Wärmegerätes, beispielsweise auf der Glaskeramikplatte (2) eines induktiven Kochherdes (1), im Bereich einer Heizzone (3) aufgestellt ist. Im Bereich der Heizzone (3) ist auf der Oberseite der Kochplatte mindestens ein, beispielsweise durch eine Farbschicht gebildetes, flaches Meßelement (15, 16, 17) angebracht, dessen Oberseite (18, 19, 20) bei Aufstellen des Kochgefäßes (25) in flächigem Berührungskontakt mit dem Kochgefäßboden (26) tritt. Dadurch gleicht sich die Temperatur des Meßelementes (15, 16, 17) durch Wärmeleitung der Kochgefäßtemperatur zuverlässig an, so daß durch Bestimmung der Meßelementtemperatur die Kochgefäßtemperatur bestimmbar ist. Das Meßelement (15, 16, 17) kann als Referenzmeßfläche zur Infrarottemperaturmessung durch die Kochplatte hindurch genutzt werden, wobei die Genauigkeit der Temperaturmessung nicht von der Emissionsfähigkeit des aufgestellten Kochgefäßes (25) abhängt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zur Erfassung der Temperatur eines Kochgefäßes, das auf einer
Koch- oder Heizplatte, insbesondere einer Glaskeramikplatte,
eines vorzugsweise elektrisch betriebenen Wärmegerätes im
Bereich einer Heizzone des Wärmegerätes aufgestellt ist.
Zum Erhitzen von Speisen und anderem Erwärmungsgut beim
Kochen, Braten, Fritieren o. dgl. werden heutzutage häufig
Wärmegeräte mit in der Regel aus Glaskeramikwerkstoff beste
henden Kochplatten eingesetzt, auf denen eine oder mehrere
Koch- oder Heizzonen definiert sind, die jeweils durch
unterhalb der Kochplatte angeordnete Heizeinrichtungen
beheizbar sind. Die Heizeinrichtungen können beispielsweise
in Form elektrischer Strahlungsheizkörper oder in Form von
Induktionseinrichtungen mit einer oder mehreren Induktions
spulen zum induktiven Beheizen der auf der zugeordneten
Kochzone aufgestellten Kochgefäße ausgebildet sein.
Bei den meisten der herkömmlichen Kochherde wird ein Koch
vorgang gesteuert, indem mittels eines der Kochzone zugeord
neten Bedienelementes eine für den gewünschten Kochvorgang
geeignete Leistungsstufe der Kochzone voreingestellt und der
Kochvorgang dann von einem Bediener überwacht wird. Die
Qualität des Kochergebnisses hängt dabei wesentlich von der
Erfahrung des Bedieners ab, wobei in der Regel keine genaue
Erfassung der Temperatur des Kochgefäßes oder des darin
enthaltenen Erwärmungsgutes durchgeführt wird.
Es sind auch schon automatische Kochsysteme vorgeschlagen
worden, die eine mehr oder weniger genaue Temperaturerfassung
der aufgestellten Kochgefäße ermöglichen, um beispielsweise
ein automatisches, durch die Temperaturerfassung gesteuertes
Kochen zuzulassen. Bei einem bekannten System werden
spezielle Kochgefäße verwendet, bei denen seitlich wenig
oberhalb der Kochgefäß-Bodenfläche eine schwarze Farbmarkie
rung angebracht ist. Durch einen von der Seite auf diese
Farbmarkierung gerichteten Infrarotsensor kann das von der
Farbmarkierung abgestrahlte Strahlungsspektrum erfaßt und
daraus die Temperatur des Kochgefäßes abgeleitet werden. Der
Meßwert kann zur Steuerung der der Kochzone zugeordneten
Heizeinrichtung benutzt werden, um beispielsweise bei einer
Überhitzung die Heizleistung der zugeordneten Heizeinrichtung
herunterzufahren oder die Kochstelle abzuschalten. Das
Kochsystem erfordert spezielle, mit entsprechenden Farbmar
kierungen ausgestattete Kochgefäße. Wird auf Farbmarkierungen
verzichtet, so steht man vor dem Problem, daß in der Regel
die bzgl. ihrer Wärmeabstrahlung beobachteten Oberflächen
bereiche des Kochgefäßes in Struktur und Farbe unterschied
lich sind, so daß sich die Oberflächenemissionsfähigkeit in
unkontrollierbarer Weise ändern kann, was eine ungenaue
Messung zur Folge hat. Zudem ergeben sich durch die seitliche
Kochgefäßbeobachtung in der Regel Einschränkungen hinsicht
lich der Aufstellung und Handhabung der auf der Kochplatte
aufgestellten Kochgefäße.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie
eine Vorrichtung zur Erfassung der Temperatur von auf Koch
platten aufgestellten Kochgefäßen zu schaffen, die die
Nachteile des Standes der Technik vermeiden. Insbesondere
soll ohne Einschränkung bei der Handhabung der Kochgefäße
eine genaue Temperaturerfassung ermöglicht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrich
tung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und 11 sowie ein
Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 13 vor. Bevorzugte
Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum
Inhalt der Beschreibung gemacht.
Erfindungsgemäß ist im Bereich einer zu überwachenden Heiz
zone auf der dem aufgestellten Kochgefäß zugewandten Obersei
te der Kochplatte mindestens ein flaches Meßelement vorgese
hen, das eine dem Boden eines aufzustellenden Kochgefäßes
zugewandte und zum Berührungskontakt mit dem Boden des
Kochgefäßes vorgesehene Oberseite hat, deren Fläche normaler
weise einen Bruchteil der Gesamtfläche der zugeordneten
Heizzone entspricht. Die Temperatur dieses Meßelementes wird
bestimmt, wozu in der Regel mindestens ein Sensor zur Erfas
sung der Temperatur des Meßelementes vorgesehen ist. Da das
Meßelement so ausgebildet ist, daß der normalerweise weitge
hend ebene oder leicht gewölbte Boden eines aufgestellten
Kochgefäßes unter Einwirkung des Kochgefäßgewichtes groß
flächig auf das Meßelement aufgedrückt wird, stellt sich die
Temperatur des Meßelementes aufgrund von Wärmeleitung in der
Regel schnell auf die Temperatur des Kochgefäßbodens ein. Um
eine schnelle, zuverlässige Temperaturangleichung zu gewähr
leisten, besteht das Meßelement zweckmäßig aus einem gut
wärmeleitenden Material und hat eine geringe Wärmekapazität.
Darüber hinaus ist eine gewisse Verschleißfestigkeit bzw.
Kratzfestigkeit oder Abriebsfestigkeit vorteilhaft, damit
auch nach langjährigem Betrieb keine verschleißbedingten
Funktionsbeeinträchtigungen zu befürchten sind. Durch die
Bereitstellung mindestens eines hinsichtlich seiner Eigen
schaften definierten Meßelementes im Bereich der Heizzone
wird eine genaue Temperaturmessung am Kochgefäß möglich,
solange dieses so aufgestellt wird, daß ein hinreichend guter
Berührungskontakt zum Meßelement besteht. Die Messung kann in
diesem Fall weitgehend unabhängig von anderen Eigenschaften
des Kochgefäßes sein, beispielsweise von der Wärmeabstrahl
fähigkeit seiner Oberfläche. Durch erfindungsgemäße Meßele
mente werden weitgehend normierte Meßstellen für die tempera
turgenaue Ermittlung der Kochgefäßtemperatur im Bodenbereich
des Kochgefäßes geschaffen.
Besonders bevorzugt sind Weiterbildungen, bei denen die
Bestimmung der Temperatur des Meßelementes von unten durch
die Kochplatte hindurch erfolgt. Dadurch wird es möglich,
Einrichtungen zur Temperaturerfassung der außen liegenden
Meßelemente beispielsweise im weitgehend hermetisch abgedich
teten Raum unterhalb der Glaskeramikplatte einer Kochmulde
geschützt unterzubringen. Auf Leitungen oder dergleichen, die
auf der Plattenoberseite zum Meßelement führen, kann verzich
tet werden. Beispielsweise kann direkt unterhalb eines
Meßelementes an der Innenseite der Kochplatte ein Meßwider
standselement beispielsweise durch Aufdrucken angebracht
sein, mit dem unter Ausnutzung der Wärmeleitung durch die
Kochplatte die Meßelementtemperatur bestimmt werden kann.
Insbesondere kann aber unterhalb der Kochplatte, ggf. im
Abstand zu dieser, mindestens ein Infrarotsensor angeordnet
sein, mit dessen Hilfe die Temperatur der kochplattenzuge
wandten Unterseite des Meßelementes erfaßt werden kann. Das
Material der Kochplatte sollte in diesem Fall eine ausrei
chende Durchlässigkeit bzw. Transmission für die zur Messung
verwendete Wärmestrahlung aufweisen. Da die Meßelementun
terseite unabhängig von den Kochgefäßeigenschaften eine von
der Art des Meßelementes und ggf. der Kochplattenoberfläche
bestimmte, definierte Emissionsfähigkeit für Wärmestrahlung
hat, kann ein derartiges System mit jeder Art von Kochgefäßen
genau arbeiten, ohne daß am Kochgefäß selbst besondere
Vorkehrungen zur Sicherung einer bestimmten Abstrahlfähigkeit
vorgenommen werden müssen. Dadurch können Nutzer derartiger
Systeme ohne besondere Investitionen bei der Anschaffung von
Kochgefäßen die Vorteile einer Temperaturmessung mittels
Infrarotsensoren nutzen.
Ein Meßelement kann beispielsweise durch eine auf die Ober
seite der Kochplatte selbsthaftend aufgebrachte Material
schicht gebildet sein, beispielsweise durch eine in einem
Dünnschichtverfahren oder Dickschichtverfahren aufgebrachte
Materialschicht, insbesondere eine temperaturbeständige
Farbschicht. Hierdurch kann eine besonders gute Haftung des
Meßelementes auf der Kochplattenoberseite erreicht werden,
zudem können Form und/oder Dicke des Meßelementes durch die
Verfahrensführung bei der Beschichtung auf einfache Weise an
das gewünschte Meßelementdesign angepaßt werden. Beispiels
weise können geeignete Farbschichten verwendet werden, wie
sie auch bei der üblichen Dekorierung von Glaskeramikober
flächen verwendet werden. Der Auftrag kann im selben Verfah
rensschritt erfolgen. Bei Bedarf können Metallpartikel
zugemischt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, daß minde
stens ein Meßelement durch ein gesondertes Materialstück,
beispielsweise ein Stück einer Metallfolie, gebildet wird,
das mit Hilfe geeigneter Befestigungsmittel, beispielsweise
durch Kleben, auf der Kochplattenoberseite befestigt werden
kann. Dabei ist besonders im Falle der Infrarot-Temperaturmessung
von der Unterseite der Kochplatte auf eine ausrei
chende Emissionsfähigkeit und/oder Wärmestrahlungstransparenz
des Klebermaterials zu achten.
Zur Sicherstellung eines ausreichenden, möglichst großflächi
gen Berührungskontaktes zwischen Meßelement und Kochgefäßun
terseite ist es zweckmäßig, wenn die Oberseite des Meßelemen
tes die Oberseite der Kochplatte geringfügig überragt, also
gegenüber der Kochplattenoberseite erhaben ist. Hierbei sind
geringe Überstandshöhen von weniger als ca. 0,2 mm bevorzugt,
um die Höhe eines ggf. entstehenden Luftspaltes zwischen
Kochplattenoberseite und Kochgefäßunterseite gering zu
halten. Zweckmäßig liegen die Überstandshöhen zwischen ca.
0,05 mm und ca. 0,2 mm, insbesondere bei ca. 0,1 mm.
Weiterhin kann es zweckmäßig, sein, wenn im Bereich der
Kochzone mehrere, mit lateralem Abstand zueinander angeordne
te Meßelemente vorgesehen sind, wodurch sichergestellt werden
kann, daß auch bei Kochgefäßgrößen, die nicht optimal für die
Größe der Kochzone geeignet sind, immer mindestens ein
Meßelement genaue Temperaturmeßwerte liefert. Bevorzugt ist
eine Dreiecksanordnung von drei normalerweise idenitschen
Meßelementen, durch die sichergestellt werden kann, daß ein
Kochgefäß ausreichender Bodenfläche auf drei Punkten kipp
sicher abgestützt ist und nicht wackeln kann. Um zu vermei
den, daß ein aufgestellter Topf o. dgl. sich beim Rühren
nicht um eine durch ein Meßelement gebildete Abstützfläche
dreht, ist es vorteilhaft, wenn sich kein Meßelement im
Zentralbereich der Heizzone befindet. In der Regel wird eine
Anordnung von mehreren Meßelementen auf einem Kreis vorteil
haft sein, dessen Durchmesser geringfügig kleiner oder etwa
gleich dem Durchmesser typischer, auf der entsprechenden
Heizzone aufzustellender Kochgefäße entspricht, so daß eine
Abstützung im äußeren Randbereich eines Kochgefäßbodens
gewährleistet ist.
Die Erfindung, die bei bevorzugten Ausführungsformen eine
oder mehrere Referenzmeßflächen zur Infrarottemperaturmessung
vom Inneren einer Glaskeramikkochmulde heraus vorschlägt,
betrifft auch Wärmegeräte, die mit einer erfindungsgemäßen
Temperaturerfassungseinrichtung ausgestattet sind, insbeson
dere Elektrowärmegeräte. Sie ist besonders für den Einsatz
bei Induktionskochstellen vorteilhaft, bei denen die Wärme
zur Beheizung aufgestellter Kochgefäße im Wandmaterial des
Kochgefäßes selbst, insbesondere im Kochgefäßboden, durch
induktiv erzeugte Wirbelströme erfolgt. Besonders bei derar
tigen Elektrowärmegeräten ist die genaue Ermittlung der
Kochgefäßtemperatur nützlich, da eine indirekte Temperatur
überwachung, beispielsweise durch Überwachung der Kochplat
tentemperatur, ungenau sein kann, weil ggf. große Temperatur
unterschiede zwischen Kochplatte und Kochgefäß existieren.
Induktive Kochsysteme sind gegenüber ebenfalls möglichen
Strahlungsheizungssystemen auch deshalb besonders geeignet,
weil bei Strahlungsheizungssystemen normalerweise das minde
stens eine Meßelement direkt von unten durch Wärmestrahlung
aufgeheizt wird, so daß sich ggf. Temperaturunterschiede zur
Kochgefäßtemperatur ergeben können. Weiterhin ist es bei
induktiven Kochsystemen in der Regel einfacher, unterhalb der
Kochplatte, beispielsweise in der Nähe einer Induktions
spule, eine oder mehrere wärmeempfindliche Infrarotsensoren
geschützt anzubringen, da in diesem Bereich im Vergleich zu
Strahlungsheizungssystemen normalerweise deutlich niedrigere
Temperaturen herrschen, was die Funktionsfähigkeit und
Lebensdauer von Infrarotsensoren verbessern kann.
Zudem kann bei induktiven Systemen das Material der Koch
platte so gewählt werden, daß es besonders im Temperaturbereich
typischer Topfbodentemperaturen, die normalerweise
beim Kochen unterhalb von ca. 140° liegen und beispielsweise
beim Fritieren bei maximal 250°C bis 300°C liegen können, für
die entsprechende Wärmestrahlung besonders durchlässig ist.
Eine Transmissionsfähigkeit bei höheren Temperaturen, also
bei kürzeren Wellenlängen der Wärmestrahlung, wie sie bei
spielsweise für Glaskeramikplatten bei Strahlungsheizungs
systemen erforderlich ist, ist nicht unbedingt notwendig, so
daß das Kochplattenmaterial hinsichtlich seiner Trans
missionseigenschaften optimal auf die Erfordernisse bei der
Temperaturerfassung abgestimmt werden kann.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei
die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu
mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh
rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht
sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführun
gen darstellen können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die erste
Zeichnungsfigur Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung
eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Temperaturerfassungsvorrichtung, die bei einer Induktions
kochstelle eingebaut ist. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf
die Induktionskochstelle auf Fig. 1.
Der schematische Vertikalschnitt der Fig. 1 zeigt einen
Ausschnitt eines elektrischen Kochherdes, dessen Oberseite
bzw. Arbeitsfläche durch eine horizontale Glaskeramikplatte 2
definiert wird, die eine einzige oder mehrere im Abstand
voneinander liegende Kochstellen bzw. Koch- oder Heizzonen 3
aufweisen kann. Die für die einzelnen Heizzonen vorgesehenen
Heizeinrichtungen 4 sind gegenüber der Innenseite bzw.
Unterseite 5 der Platte 2 angeordnet und werden bei dem
gezeigten, induktiven Elektrowärmegerät durch im gezeigten
Beispiel mehrwindige, ebene Induktionsspulen 6 gebildet, die
jeweils mit geringem Abstand unterhalb der Glaskeramikplatte
2 befestigt sind. Die beispielhaft gezeigte Induktionsspule 6
ist an einen nicht dargestellten Hochfrequenzgenerator des
Kochgerätes angeschlossen. Im radial äußeren Bereich der
ebenen Induktionsspule 6 sind in ihrem plattenzugewandten
Bereich zylindrische und sich nach unten trichterförmig
erweiternde Wärmeabschirmungen 7 befestigt, die dafür sorgen,
daß im Inneren sowie unterhalb der Abschirmung 7 das durch
die Spule 6 erzeugte elektromagnetische Wechselfeld stark
abgeschwächt ist und vom Bereich der Platte 2 nach unten
strahlende Wärme weitgehend abgeschirmt ist.
Im abgeschirmten Bereich sind mit Sichtkontakt zur Platten
unterseite 5 schematisch dargestellte Infrarotsensoren 8,
beispielsweise mit einer infrarotempfindlichen Diode, ange
ordnet, die an eine Auswerteelektronik 9 zur Verarbeitung des
durch die Infrarotsensoren bereitgestellten Spannungssignale
angeschlossen sind. Die Auswerteelektronik 9 kann auf einer
Leiterplatte angeordnet sein, die im hermetisch abgeschlosse
nen Raum unterhalb der Glaskeramikplatte 2 befestigt ist und
die elektronischen Bauteile einer elektronischen Steuerein
richtung für das Elektrogerät 1 trägt.
Die Form und Größe der der Induktionsspule 6 zugeordneten, im
Beispiel kreisrunden Heizzone 3 wird im Inneren der Kochmulde
durch einen die Induktionsspule mit Radialabstand umgebenden,
bis an die Unterseite 5 der Glaskeramikplatte 2 heranreichen
den Ring 10 definiert, der aus einem die elektromagnetische
Strahlung der Spule 2 abschirmenden, elektrisch leitfähigem
Material, beispielsweise Aluminium bestehen kann. Auf der
ebenen Oberseite 11 der ca. ein Zentimeter dicken, plan
parallelen Kochplatte 2 kann die äußere Begrenzung der runden
Heizzone 3 durch einen nicht näher dargestellten Ring aus
aufgedruckter Dekorfarbe markiert sein, um für einen Benutzer
eine lagerichtige, möglichst zentrische Aufstellung von
Kochgefäßen zu ermöglichen. Im Falle von Kochplatten 2 aus
einem für Licht im sichtbaren Spektrum transparenten Material
kann die Berandung der Kochzone durch den in diesem Falle von
oben sichtbaren Ring 10 erkennbar sein.
Im Inneren der Heizzone 3 sind auf der Kochplattenoberseite
11 drei flache, kreisrunde Farbschichtbereiche 15, 16, 17
aufgebracht, deren Durchmesser jeweils einen Bruchteil,
beispielsweise etwa ein Zehntel des Durchmessers der Kochzone
beträgt. Die Farbschichtkreise können beispielsweise in
Dünnschicht- oder Dickschichttechnik z. B. durch Aufdrucken
aufgebracht sein und haben typische Dicken im Bereich von ca.
0,1 mm, so daß die weitgehend ebenen Oberseiten 18, 19, 20
der Farbkreise gegenüber der Plattenoberseite 11 gleichmäßig
erhaben sind. Mit ihren Unterseiten 21, 22, 23 haften die
Farbschichten fest auf der Plattenoberseite 11. Die Zentren
der Farbkreise 15, 16, 17 liegen mit gleichmäßigem Abstand
zueinander auf einem Kreis, dessen Durchmesser etwa 10% bis
30% kleiner sein kann als der Kochzonendurchmesser. Dadurch
bilden die erhabenen Farbschichten eine Dreiecksanordnung,
auf die ein in seiner Größe an die Größe der Kochzone 3
angepaßtes Kochgefäß 25 kippsicher und wackelfrei aufstellbar
ist. Wird das Kochgefäß 25 mehr oder weniger zentrisch im
Bereich der Kochzone aufgestellt, so berührt der weitgehend
ebene oder leicht kalottenförmig gekrümmte Kochgefäßboden 26
die Oberseiten 18, 19, 20 der Farbpunkte 15, 16, 17 jeweils
über im wesentlichen die gesamte Fläche, so daß unter dem
Gewicht des Kochgefäßes und des darin befindlichen Kochgutes
ein flächiger Anpreßkontakt zwischen den Farbschichtelementen
15, 16, 17 und der Kochgefäßunterseite 26 sichergestellt ist.
Die auf kostengünstige Weise zuverlässig haftend anbringbaren
Farbschichtkreise 15, 16, 17 bilden Meßelemente einer Tempe
raturerfassungsvorrichtung, die es gestattet, die Temperatur
des Kochgefäßes, insbesondere des Kochgefäßbodens 26, auf
kostengünstige Weise zuverlässig und genau zu bestimmen.
Hierzu ist mindestens eines der Meßelemente 15, 16, 17 in
Bezug auf den unterhalb dar Platte 2 befindlichen Infrarot
sensor 8 so angeordnet, daß die in Kontakt mit der Platten
oberseite 11 stehende Unterseite des Meßelementes in Sicht
verbindung mit dem Infrarotsensor 8 steht. Alternativ zu der
skizzierten direkten Sichtverbindung kann eine wärmestrah
lungsleitende Verbindung zwischen Infrarotsensor und Meßele
mentunterseite auch mit Hilfe eines oder mehrerer für die
Reflexion von Infrarotstrahlung geeigneter Spiegel und/oder
mit Hilfe wärmestrahlungsleitender Lichtleitfasern geschaffen
werden.
Wird nun ein Topf o. dgl. auf die Meßelemente 15, 16, 17
aufgestellt und durch Einschalten der Induktionsheizung
erwärmt, so werden aufgrund der zweckmäßig hohen Wärmeleitfä
higkeit und geringen Wärmekapazität der Meßelemente und
aufgrund des großflächigen Anpreßkontaktes zwischen Topf
unterseite und Meßelementen die Unterseiten der Meßelemente
mit nur geringer Zeitverzögerung weitgehend die Temperatur
annehmen, die der in Kontakt mit dem jeweiligen Meßelement
stehende Bereich des Topfbodens hat. Ein besonderer Vorteil
der Erfindung liegt nun darin, daß diese weitgehend der
Topfbodentemperatur entsprechende Temperatur an einer bzgl.
ihrer Emissionseigenschaften genau definierten Referenzfläche
vorliegt, nämlich an der in Kontakt mit der Kochplattenober
seite stehenden Meßelementunterseite 21, 22, 23. Dadurch ist
es möglich, mit Hilfe des Infrarotsensors 8 durch die infra
rottransparente Platte 2 hindurch von unten eine sehr genaue
Temperaturmessung durchzuführen, da sich Unterschiede bei der
Abstrahlungsfähigkeit verschiedener Kochgefäßböden bei dieser
Art der Temperaturmessung nicht oder nur in vernachlässig
barer Weise auswirken. Das Meßergebnis dieses Temperaturmeß
verfahrens ist daher weitgehend unabhängig von der Emissions
fähigkeit des Topfbodens, so daß Kochgefäße beliebiger
Oberflächenbeschaffenheit ohne Beeinträchtigung der Tempe
raturmessung verwendet werden können, solange die Topfboden
form einen hinreichend großflächigen Berührungskontakt zu dem
für die Messung verwendeten Meßelement erlaubt. Dieser
Berührungskontakt ist zweckmäßig um sicherzustellen, daß das
Meßelement durch Wärmeleitung sich schnell an die Topfboden
temperatur angleicht.
Da es die Erfindung ermöglicht, die Topfbodentemperatur oder
die Bodentemperatur anderer Kochgefäße zeitnah und relativ
genau zu bestimmen, eignet sich eine erfindungsgemäße Tempe
raturerfassung besonders gut für automatische, sensorunter
stützte Kochsysteme, bei denen die Heizleistung der jeweils
den Kochzonen zugeordneten Heizeinrichtungen in Abhängigkeit
von der Kochgut- bzw. Kochgefäßtemperatur steuerbar ist.
Jedoch kann die erfaßte Temperatur auch lediglich zur Anzeige
gebracht werden, um einem Bediener ein das Kochgut schonendes
und effektives Kochen, Braten, Fritieren o. dgl. zu ermög
lichen.
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Erfassung der Temperatur eines Kochgefä
ßes, das auf einer Kochplatte, insbesondere einer
Glaskeramikplatte, eines Wärmegerätes im Bereich einer
Heizzone aufgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im
Bereich der Heizzone (3) auf der Oberseite (11) der
Kochplatte (2) mindestens ein flaches Meßelement (15,
16, 17) angeordnet ist, das eine zum Berührungskontakt
mit einem Boden (26) des Kochgefäßes (25) vorgesehene
Oberseite (18, 19, 20) hat, und daß eine Einrichtung (8)
zur Bestimmung der Temperatur des Meßelementes vorgese
hen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
unterhalb der Kochplatte (2) mindestens ein Sensor,
insbesondere ein Infrarotsensor (8) zur Erfassung der
Temperatur des Meßelementes (15, 16, 17) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens ein Meßelement (15, 16, 17) durch
eine auf die Oberseite (11) der Kochplatte (2) selbst
haftend aufgebrachte Materialschicht gebildet ist,
insbesondere durch eine vorzugsweise aufgedruckte
Farbschicht.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Meßelement
durch ein gesondertes, auf die Oberseite (11) der
Kochplatte befestigtes, insbesondere aufgeklebtes dünnes
Materialstück, insbesondere eine Metallfolie, gebildet
ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (18, 19, 20)
des Meßelementes (15, 16, 17) die Oberseite (11) der
Kochplatte geringfügig überragt, vorzugsweise um weniger
als 0,2 mm, insbesondere um zwischen 0,05 mm und 0,15 mm.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kochzone (3)
mehrere Meßelement (15, 16, 17) vorgesehen sind, insbe
sondere drei in Dreiecksanordnung angeordnete Meßelemen
te.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Meßelement
(15, 16, 17) exzentrisch zu einem Zentrum der Kochzone
(3) angeordnet ist und/oder daß kein Meßelement im
Zentrum der Kochzone angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement (15, 16, 17)
im wesentlichen aus einem gut wärmeleitendem Material
geringer Wärmekapazität besteht.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kochplatte (2) im
wesentlichen aus einem Material besteht, das für Infra
rotstrahlung zumindest aus einem Farbtemperaturbereich
zwischen Raumtemperatur und ca. 250°C bis 300°C eine
gute Strahlungsdurchlässigkeit aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kochzone (3) durch eine
Induktionsheizeinrichtung mit mindestens einer Indukti
onsspule (6) beheizbar ist.
11. Elektrowärmegerät mit einer Kochplatte, insbesondere
einer Glaskeramikplatte, auf der mindestens eine mittels
einer unterhalb der Kochplatte angeordneten Heizeinrich
tung beheizbare Heizzone definiert ist, sowie mit einer
Vorrichtung zur Erfassung der Temperatur eines auf der
Heizzone aufgestellten Kochgefäßes, dadurch gekennzeich
net, daß die Vorrichtung zur Erfassung der Temperatur
des Kochgefäßes (25) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10
ausgebildet ist.
12. Elektrowärmegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Heizeinrichtung (4) als Induktionsheizein
richtung mit mindestens einer Induktionsspule (6)
ausgebildet ist.
13. Verfahren zur Erfassung der Temperatur eines Kochge
fäßes, das auf einer Kochplatte, insbesondere einer
Glaskeramikplatte, eines vorzugsweise elektrischen
Wärmegerätes im Bereich einer Heizzone aufgestellt ist,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Bereitstellung mindestens eines flachen Meßelementes (15, 16, 17) mit einer zum Berührungskontakt mit einem Boden (26) des Kochgefäßes (25) vorgesehenen Oberseite (18, 19, 20) im Bereich der Kochzone (3);
Aufstellung eines Kochgefäßes (25) im Bereich der Kochzone derart, daß eine Bodenfläche des Kochgefäßes im Berührungskontakt mit der Oberseite des Meßelementes tritt;
Bestimmung der Temperatur des Meßelementes.
Bereitstellung mindestens eines flachen Meßelementes (15, 16, 17) mit einer zum Berührungskontakt mit einem Boden (26) des Kochgefäßes (25) vorgesehenen Oberseite (18, 19, 20) im Bereich der Kochzone (3);
Aufstellung eines Kochgefäßes (25) im Bereich der Kochzone derart, daß eine Bodenfläche des Kochgefäßes im Berührungskontakt mit der Oberseite des Meßelementes tritt;
Bestimmung der Temperatur des Meßelementes.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bestimmung der Temperatur des Meßelementes (15, 16,
17) von unten durch die Kochplatte hindurch erfolgt,
wobei vorzugsweise die von der Unterseite (21, 22, 23)
des Meßelementes durch die Kochplatte abgestrahlte
Wärmestrahlung erfaßt wird.
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