DE102006043182A1 - Method for establishing the positional coordinates of a metallic cooking vessel on a glass ceramic hob has a primary inductance coil and a pair of oppositely wound secondary coils beneath the surface - Google Patents

Method for establishing the positional coordinates of a metallic cooking vessel on a glass ceramic hob has a primary inductance coil and a pair of oppositely wound secondary coils beneath the surface Download PDF

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Jose-Ramon Garcia Jimenez
Ignacio Garde Aranda
Pablo Jesus Hernandez Blasco
Sergio Llorente Gil
Alfonso Lorente Perez
Fernando Monterde Aznar
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Abstract

The primary inductive coil (16) lies beneath the glass ceramic hob plate (14) on which a metallic cooking vessel (12) is placed and between the primary coil and the underside of the plate are at least two secondary coils (24,26) generating a magnetic field (18) whose directions are opposed due to winding in opposite directions in a series connection. An eccentric positioning of the pot causes the sensing system (10) to determine the one or two dimensional coordinates of the position.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Sensoranordnung zum Bestimmen einer Position eines metallischen Gegenstands nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, von einem Induktionsherd nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 und von einem Verfahren zum Bestimmen einer Position eines metallischen Gegenstands nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The The invention is based on a device with a sensor arrangement for determining a position of a metallic object the preamble of claim 1, from an induction cooker to the The preamble of claim 10 and a method for determining a position of a metallic object according to the preamble of claim 11.

Aus der US 4,334,135 ist eine Vorrichtung mit einer Sensoranordnung zum Bestimmen einer radialen Versetzung eines metallischen Gegenstands aus einem Zentrum auf einer diamagnetischen Fläche, und zwar auf einer Kochfeldfläche, bekannt. Die Sensoranordnung umfasst neben einer zum induktiven Heizen des Gegenstands vorgesehenen Primärspule eine schleifenartige Sekundärspule, die in zwei verschiedenen Radien das Zentrum der Primärspule umläuft.From the US 4,334,135 is a device with a sensor arrangement for determining a radial displacement of a metallic object from a center on a diamagnetic surface, on a cooking surface, known. The sensor arrangement comprises, in addition to a primary coil provided for inductive heating of the object, a loop-like secondary coil which circulates in two different radii around the center of the primary coil.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit einer Sensoreinheit bereitzustellen, die zum präzisen Bestimmen einer Position eines metallischen Gegenstands auf einer geradlinigen Richtung bzw. Koordinate vorgesehen ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Einfluss einer Größe des metallischen Gegenstands auf eine Präzision der Positionsbestimmung zu reduzieren.The The object of the invention is, in particular, a generic device to provide with a sensor unit for precise determination a position of a metallic object on a rectilinear one Direction or coordinate is provided. Another task of Invention is an influence of a size of the metallic article on a precision to reduce the position determination.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 10 und 11 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.The The object is achieved by the Features of the claims 1, 10 and 11 solved, while advantageous embodiments and developments of the invention the Subclaims taken can be.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Sensoranordnung zum Bestimmen einer Position eines metallischen Gegenstands, insbesondere eines Kochtopfs, auf einer diamagnetischen Oberfläche, wobei die Sensoranordnung wenigstens eine Primärspule zum Erzeugen eines Magnetfelds umfasst.The The invention is based on a device with a sensor arrangement for determining a position of a metallic object, in particular a saucepan, on a diamagnetic surface, wherein the sensor arrangement comprises at least one primary coil for generating a magnetic field.

Es wird vorgeschlagen, dass die Sensoranordnung wenigstens ein Paar von im Bereich der Primärspule in einer parallel zu der Oberfläche verlaufenden ersten Richtung versetzt angeordneten Sekundärspulen zum Detektieren des Magnetfelds umfasst. Die in den Sekundärspulen induzierten Spannungen hängen auf unterschiedliche Weise von der Position des metallischen Gegenstands bzw. von einer Projektion dieser Position auf die erste Richtung ab. Aus dem Vergleich der induzierten Spannungen miteinander und/oder mit einer Referenzspannung kann die Position entlang der Richtung präzise bestimmt werden. Durch das Bilden einer Differenz beider induzierter Spannungen kann vorteilhaft ein Einfluss einer Größe des metallischen Gegenstands aus der Positionsbestimmung eliminiert werden.It It is proposed that the sensor arrangement be at least one pair from in the area of the primary coil in a parallel to the surface extending first direction staggered secondary coils for detecting the magnetic field. The in the secondary coils hang induced voltages in different ways from the position of the metallic object or from a projection of this position in the first direction. From the comparison of the induced voltages with each other and / or with a reference voltage, the position can be along the direction precise be determined. By making a difference of both induced Stress can advantageously be an influence of a size of the metallic one Item be eliminated from the position determination.

Das oszillierende Magnetfeld muss durch den metallischen Gegenstand bzw. durch dessen Lage merklich modifiziert sein, um eine umkehrbar eindeutige Zuordnung zwischen der Position und den induzierten Spannungen zu ermöglichen. Die Sekundärspulen sind dann besonders empfindlich, wenn sie möglichst nahe an der Oberfläche angeordnet sind. Ein geringer Abstand zwischen der Oberfläche bzw. einer Rückseite des die Oberfläche bildenden Bauteils kann dann besonders klein ausgestaltet sein, wenn die Sekundärspulen parallel zu der Oberfläche angeordnet sind. Analoges gilt für die Primärspule. Eine besonders empfindliche Sensoranordnung kann durch eine Anordnung der Sekundärspulen zwischen der Primärspule und der Oberfläche erreicht werden. Durch einen Vergleich beider induzierter Spannungen kann eine kontinuierliche Messgröße gewonnen werden, aus der eine Positionsbestimmung möglich ist, die sich im Vergleich zu Tastsensoren oder optischen Sensoren durch eine deutlich erhöhte Präzision auszeichnet.The oscillating magnetic field must pass through the metallic object or be significantly modified by its location to a reversibly unique Assignment between the position and the induced voltages too enable. The secondary coils are particularly sensitive if they are arranged as close to the surface as possible. A small distance between the surface or a back of the surface forming component can then be designed particularly small, if the secondary coils parallel to the surface are arranged. The same applies to the primary coil. A particularly sensitive sensor arrangement can by an arrangement the secondary coils between the primary coil and the surface be achieved. By comparing both induced voltages can win a continuous measure from which a position determination is possible, which is in comparison to touch sensors or optical sensors characterized by a significantly increased precision.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann im Prinzip zur Positionsbestimmung jedes metallischen Gegenstands genutzt werden. Wegen der Energieeinsparungspotenziale kann die Vorrichtung aber mit besonderem Gewinn zur Positionsbestimmung eines Kochtopfs auf einer diamagnetischen Oberfläche, insbesondere auf einem Kochfeld, genutzt werden.The inventive device can in principle for the position determination of any metallic object be used. Because of the potential energy savings, the Device but with particular profit for determining the position of a cooking pot on a diamagnetic surface, in particular on a hob, to be used.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Sekundärspulen antiparallel ausgerichtet sind. Dadurch kann erreicht werden, dass sich die im Fall einer zentrischen Anordnung des metallischen Gegenstands ergebenden induzierten Spannungen in den Sekundärspulen gegenseitig zumindest teilweise kompensieren. Dadurch kann eine besonders empfindliche Messung ermöglicht werden.In A development of the invention is proposed that the secondary coils are aligned in anti-parallel. This can be achieved that in the case of a centric arrangement of the metallic object resulting induced voltages in the secondary coils each other at least partially compensate. This can be a particularly sensitive Measurement be enabled.

Ein separates Auslesen der induzierten Spannungen beider Sekundärspulen kann kostensparend entfallen, wenn die Sekundärspulen in antiparalleler Weise in Reihe geschaltet sind. Der Begriff „antiparallel" bezeichnet hier den Flächenvektor der von den Sekundärspulen umschlossenen Fläche unter Berücksichtigung des Umlaufsinns der Sekundärspulen.One separate readout of the induced voltages of both secondary coils can be cost-saving omitted if the secondary coils in antiparallel fashion are connected in series. The term "antiparallel" refers to here the area vector that of the secondary coils enclosed area considering the sense of circulation of the secondary coils.

Eine vollständige Kompensation der induzierten Spannungen bei gleichem Magnetfeld kann erreicht werden, wenn die beiden Sekundärspulen die gleiche Induktivität aufweisen.A full Compensation of the induced voltages at the same magnetic field can be achieved if the two secondary coils have the same inductance.

Umschließen die beiden Sekundärspulen jeweils eine Fläche von gleicher Größe in unterschiedlichen Richtungen, kann ein durch unterschiedliche Geometrien der beiden Sekundärspulen bedingter Messfehler vermieden werden. Ein Einfluss einer Form und einer Größe des metallischen Gegenstands wirkt sich insbesondere im Fall von form- und flächengleichen Sekundärspulen in gleicher Weise auf beide Sekundärspulen aus, so dass ein solcher Einfluss in einfacher Weise durch Differenz- und/oder Quotientenbildung eliminiert werden kann.Enclose the both secondary coils one area each of equal size in different Directions, one can by different geometries of the two secondary coils Conditional measurement error can be avoided. An influence of a form and a size of metallic Subject matter is particularly relevant in the case of secondary coils in the same way on both secondary coils, so that such influence eliminated in a simple manner by difference and / or quotient formation can be.

Durch ein weiteres Paar von im Bereich der Primärspule in einer parallel zu der Oberfläche verlaufenden zweiten Richtung versetzt angeordneten Sekundärspulen zum Detektieren des Magnetfelds kann die Position in der zweiten Richtung bestimmt werden. Sind die erste Richtung und die zweite Richtung linear unabhängig, kann eine präzise und einfache zweidimensionale Positionsbestimmung erreicht werden.By another pair of in the area of the primary coil in a parallel to the surface extending second direction staggered secondary coils for detecting the magnetic field, the position in the second Direction to be determined. Are the first direction and the second Direction linearly independent, can be a precise one and simple two-dimensional positioning can be achieved.

Ein Einfluss von Gegeninduktivitäten kann vermieden werden und eine besonders einfache Positionsbestimmung in einem rechtwinkligen Koordinatensystem kann erreicht werden, wenn die zweite Richtung zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung verläuft. Als „im Wesentlichen senkrecht" zueinander sollen zwei Richtungen bezeichnet werden, die um 80–100° voneinander abweichen.One Influence of mutual inductances can be avoided and a particularly simple position determination in a rectangular coordinate system can be achieved when the second direction is at least substantially perpendicular to the first direction runs. As in Essentially perpendicular to each other Two directions should be designated, which are 80-100 ° apart differ.

Eine separate Heizspule bzw. eine separate Primärspule kann eingespart werden, wenn die Primärspule zum induktiven Heizen des metallischen Gegenstands vorgesehen ist.A separate heating coil or a separate primary coil can be saved if the primary coil is provided for inductive heating of the metallic object.

Eine unerwünschte und/oder unvorteilhafte Position des metallischen Gegenstands kann dem Bediener unmittelbar und selbsttätig von der Vorrichtung angezeigt werden, wenn die Vorrichtung eine Signaleinheit zum Erzeugen eines Warnsignals abhängig von der detektierten Position umfasst. Die Signaleinheit kann beispielsweise als optische oder akustische Signaleinheit ausgebildet sein, wobei im ersten Fall die Signaleinheit kostensparend eine Leuchtdiode umfassen kann. Alternativ wäre es natürlich denkbar, dass eine Signaleinheit aktiv ist, solange die Position des metallischen Gegenstands innerhalb eines Sollbereichs liegt.A undesirable and / or unfavorable position of the metallic article the operator immediately and automatically displayed by the device be when the device is a signal unit for generating a Warning signal dependent from the detected position. The signal unit can, for example be designed as optical or acoustic signal unit, wherein In the first case, the signal unit cost-saving a light-emitting diode may include. Alternative would be it of course conceivable that a signal unit is active as long as the position of the metallic object is within a target range.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines metallischen Gegenstands, insbesondere eines Kochtopfs, auf einer diamagnetischen Oberfläche, wobei durch wenigstens eine Primärspule ein Magnetfeld erzeugt wird.Further The invention relates to a method for determining a position a metallic object, in particular a cooking pot, on a diamagnetic surface, wherein by at least one primary coil a magnetic field is generated.

Es wird vorgeschlagen, dass das Magnetfeld durch wenigstens ein Paar von im Bereich der Primärspule in einer parallel zu der Oberfläche verlaufenden ersten Richtung versetzt angeordneten Sekundärspulen detektiert wird und die durch das Magnetfeld induzierten Spannungen der Primärspulen zum Bestimmen der Position verglichen werden. Dadurch kann eine präzise, von einer Größe und Form des metallischen Gegenstands weitgehend unabhängige Positionsbestimmung erreicht werden.It It is suggested that the magnetic field through at least one pair from in the area of the primary coil in a parallel to the surface extending first direction staggered secondary coils is detected and induced by the magnetic field voltages the primary coils to the Determine the position to be compared. This can be a precise, from a size and shape of the metallic object achieved largely independent positioning become.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawing are exemplary embodiments represented the invention. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The specialist will the features also expediently individually consider and summarize to meaningful further combinations.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Induktionsherd mit einer Sensoranordnung zum Bestimmen einer Position eines Kochtopfs, 1 an induction cooker with a sensor arrangement for determining a position of a cooking pot,

2 eine schematische Darstellung der Sensoranordnung und des Kochtopfs in einer Seitenansicht, 2 a schematic representation of the sensor assembly and the cooking pot in a side view,

3 die Sensoranordnung und den Kochtopf aus 2 in einer Draufsicht, 3 the sensor assembly and the cooking pot 2 in a plan view,

4 die Sensoranordnung aus 2 mit einem exzentrisch angeordneten Kochtopf, 4 the sensor arrangement 2 with an eccentrically arranged cooking pot,

5 eine Spannung der Sensoranordnung und eine Spannung einer Primärspule bei einer ersten Position des Kochtopfs, 5 a voltage of the sensor arrangement and a voltage of a primary coil at a first position of the cooking pot,

6 die Spannung der Sensoranordnung und die Spannung der Primärspule bei einer zweiten Position des Kochtops und 6 the voltage of the sensor assembly and the voltage of the primary coil at a second position of the cooking top and

7 eine alternative Sensoranordnung mit zwei Paaren von Sekundärspulen in einer Draufsicht. 7 an alternative sensor arrangement with two pairs of secondary coils in a plan view.

1 zeigt einen Induktionsherd 42 mit vier Kochfeldern 44–50. Unter jedem Kochfeld 44–50 ist eine gleichartige Sensoranordnung 10 angeordnet, wobei in 1 nur eine erste, unter einem ersten Kochfeld 44 angeordnete Sensoranordnung 10 angedeutet ist. Hinsichtlich der weiteren Sensoranordnungen wird auf die Beschreibung zu der ersten Sensoranordnung 10 verwiesen. Eine horizontal ausgerichtete Oberfläche 14 des Induktionsherds 42 ist von einer Glaskeramikscheibe 58 gebildet, die von einer Rückseite mit Markierungen zum Visualisieren der Kochfelder 44–50 bedruckt ist. 1 shows an induction cooker 42 with four hobs 44 - 50 , Under each hob 44 - 50 is a similar sensor arrangement 10 arranged, in 1 only a first, under a first hob 44 arranged sensor arrangement 10 is indicated. With regard to the further sensor arrangements, reference is made to the description of the first sensor arrangement 10 directed. A horizontally oriented surface 14 of the induction cooker 42 is from a glass ceramic pane 58 formed by a back with markings to visualize the cooktops 44 - 50 is printed.

Die Sensoranordnung 10 dient der Bestimmung einer Position X eines auf dem Kochfeld 44 angeordneten Kochtopfs bzw. metallischen Gegenstands 12 (2). Die Sensoranordnung 10 umfasst neben einer als Induktor ausgebildeten Primärspule 16, die zum Heizen eines auf dem Kochfeld 44 angeordneten metallischen Gegenstands 12 nutzbar ist, ein Paar von Sekundärspulen 24, 26. Die Sekundärspulen 24, 26 sind im Bereich der Primärspule 16 in einer parallel zu der Oberfläche 14 und parallel zu einer Vorderkante 52 des Induktionsherds 42 verlaufenden ersten Richtung 20 versetzt angeordnet und dienen der Detektion eines von der Primärspule 16 erzeugten und durch den metallischen Gegenstand 12 modifizierten, mit einer Frequenz oszillierenden Magnetfelds 18. Dazu sind die Sekundärspulen 24, 26 sehr flach und spiralförmig gewickelt, so dass sie in einer möglichst dünnen Zwischenschicht zwischen der Primärspule 16 und der Glaskeramikscheibe 58 Platz finden.The sensor arrangement 10 is used to determine a position X on the hob 44 arranged cooking pot or metallic object 12 ( 2 ). The sensor arrangement 10 comprises in addition to a primary coil designed as an inductor 16 for heating one on the hob 44 arranged metallic object 12 usable, a pair of secondary coils 24 . 26 , The secondary coils 24 . 26 are in the range of the primary coil 16 in a parallel to the surface 14 and parallel to a leading edge 52 of the induction cooker 42 running first direction 20 arranged offset and serve to detect one of the primary coil 16 generated and by the metallic object 12 modified, with a frequency oscillating magnetic field 18 , These are the secondary coils 24 . 26 very flat and spirally wound so that they are in a very thin intermediate layer between the primary coil 16 and the glass ceramic pane 58 Find a place.

Die Wicklungen der Sekundärspulen 24, 26 haben einen entgegengesetzten Umlaufsinn, so dass die Sekundärspulen 24, 26 antiparallel ausgerichtet sind. Zudem sind die Sekundärspulen 24, 26 in antiparalleler Weise in Reihe geschaltet. Dazu ist ein Ende der Wicklung der ersten Sekundärspule 24 mit einem Anfang der Wicklung der zweiten Sekundärspule 26 verbunden, so dass ein Strom die beiden Sekundärspulen 24, 26 im umgekehrten Umlaufsinn durchfließt. Beide Sekundärspulen 24, 26 weisen die gleiche Zahl von Windungen auf und die Wicklung umschließt eine gleiche, kreisförmige Fläche 28, 30, so dass die beiden Sekundärspulen 24, 26 die eine betragsgleiche Induktivität haben. Die Windungen umschließen wegen des entgegengesetzten Umlaufsinns der Wicklungen die kreisförmigen Flächen 28, 30 der Sekundärspulen 24, 26 in unterschiedlichen Richtungen 32, 34.The windings of the secondary coils 24 . 26 have an opposite sense of rotation, so the secondary coils 24 . 26 are aligned in anti-parallel. In addition, the secondary coils 24 . 26 connected in series in antiparallel fashion. This is one end of the winding of the first secondary coil 24 with a beginning of the winding of the second secondary coil 26 connected so that a current the two secondary coils 24 . 26 flows through in the opposite direction. Both secondary coils 24 . 26 have the same number of turns and the winding encloses a same circular area 28 . 30 so that the two secondary coils 24 . 26 which have an absolute value inductance. The windings enclose the circular surfaces because of the opposite direction of rotation of the windings 28 . 30 the secondary coils 24 . 26 in different directions 32 . 34 ,

Durch die Reihenschaltung werden die in den einzelnen Sekundärspulen 24, 26 induzierten Spannungen implizit verglichen, da wegen der umgekehrten Vorzeichen eine Differenz gebildet wird. In einer alternativen, aber aufwändigeren Ausgestaltung der Erfindung wäre es denkbar, die Spannungen der einzelnen Sekundärspulen 24, 26 unabhängig voneinander abzugreifen und einen Vergleich zwischen den Spannungen numerisch durchzuführen.Through the series connection are in the individual secondary coils 24 . 26 implied voltages compared, since a difference is formed because of the opposite sign. In an alternative but more elaborate embodiment of the invention, it would be conceivable that the voltages of the individual secondary coils 24 . 26 independently from each other and numerically perform a comparison between the voltages.

Die Sekundärspulen 24, 26 sind bezüglich eines Zentrums 54 der Primärspule 16 spiegelsymmetrisch angeordnet, so dass das von der Primärspule 16 erzeugte oszillierende Magnetfeld 18 in der Fläche 28, 30 der Sekundärspulen 24, 26 betragsgleich ist, wenn kein metallischer Gegenstand 12 auf der Oberfläche 14 die Symmetrie des oszillierenden Magnetfelds 18 stört. Durch das betragsgleiche Magnetfeld 18 und die entgegengesetzten Induktivitäten sind die von dem oszillierend veränderlichen magnetischen Fluss des Magnetfelds 18 in den Sekundärspulen 24, 26 induzierten Spannungen betragsgleich und entgegengesetzt. Die Symmetrie des Magnetfelds 18 ist immer dann gestört, wenn der metallische Gegenstand 12 exzentrisch auf dem Kochfeld 44 angeordnet ist (4). Die Asymmetrie des Magnetfelds 18 bewirkt eine Abweichung der Beträge der in den Sekundärspulen 24, 26 induzierten Spannungen voneinander. Diese Abweichung wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen der Position X genutzt.The secondary coils 24 . 26 are about a center 54 the primary coil 16 arranged mirror-symmetrically, so that of the primary coil 16 generated oscillating magnetic field 18 in the area 28 . 30 the secondary coils 24 . 26 is the same amount if no metallic object 12 on the surface 14 the symmetry of the oscillating magnetic field 18 disturbs. By the same amount of magnetic field 18 and the opposite inductances are those of the oscillating magnetic flux of the magnetic field 18 in the secondary coils 24 . 26 induced voltages equal and opposite. The symmetry of the magnetic field 18 is always disturbed when the metallic object 12 eccentric on the hob 44 is arranged ( 4 ). The asymmetry of the magnetic field 18 causes a deviation of the amounts of the secondary coils 24 . 26 induced voltages from each other. This deviation is used by the device according to the invention for determining the position X.

Eine Auswerteinheit 56 greift eine von dem Magnetfeld 18 in beiden Sekundärspulen 24, 26 induzierte Spannung V zwischen einem Eingang der ersten Sekundärspule 24 und einem Ausgang der zweiten Sekundärspule 26 ab und bestimmt die Position X bzw. die Koordinate des metallischen Gegenstands 12 bezüglich der Richtung 20 abhängig von der abgegriffenen induzierten Spannung V.An evaluation unit 56 grips one of the magnetic field 18 in both secondary coils 24 . 26 induced voltage V between an input of the first secondary coil 24 and an output of the second secondary coil 26 and determines the position X or the coordinate of the metallic object 12 concerning the direction 20 depending on the tapped induced voltage V.

Sind die induzierten Spannungen der einzelnem Sekundärspulen 24, 26 betragsgleich und entgegengesetzt, so ist die abgegriffene Spannung V gleich null, da sich die induzierten Spannungen der einzelnen Sekundärspulen 24, 26 gegenseitig aufheben (3).Are the induced voltages of the individual secondary coils 24 . 26 equal in magnitude and opposite, the tapped voltage V is zero, since the induced voltages of the individual secondary coils 24 . 26 cancel each other out ( 3 ).

4 zeigt eine exzentrische Position X des metallischen Gegenstands 12, durch welche die Symmetrie des Magnetfelds 18 gebrochen ist. Der metallische Gegenstand 12 ist in der Richtung 20 einer rechten Sekundärspule 24 verschoben, mit der Folge, dass eine Amplitude eines magnetischen Flusses durch die rechte Sekundärspule 24 größer ist als die Amplitude des magnetischen Flusses durch die linke Sekundärspule 26. Gleiches gilt für die jeweils in den Sekundärspulen 24, 26 induzierten Spannungen, so dass diese in der Summe von null verschieden sind. Die abgegriffene Spannung V variiert daher näherungsweise linear mit der Position X bzw. der Koordinate des metallischen Gegenstands 12. 4 shows an eccentric position X of the metallic object 12 through which the symmetry of the magnetic field 18 is broken. The metallic object 12 is in the direction 20 a right secondary coil 24 shifted, with the result that an amplitude of a magnetic flux through the right secondary coil 24 is greater than the amplitude of the magnetic flux through the left secondary coil 26 , The same applies to each in the secondary coils 24 . 26 induced voltages, so that these are different from zero in the sum. The tapped voltage V thus varies approximately linearly with the position X or the coordinate of the metallic object 12 ,

Neben der Amplitude der abgegriffenen Spannung V bestimmt die Auswerteinheit 56 auch eine Phase der abgegriffenen Spannung V. Ist diese gleichphasig mit einer an der Primärspule 16 anliegenden Spannung VP, so ist der metallische Gegenstand 12 in der Richtung 20 der ersten Sekundärspule 24 verschoben. Eine solche Situation ist in 5 dargestellt. Ist die abgegriffene Spannung V zu der Spannung VP an der Primärspule 16 gegenphasig, so ist der metallische Gegenstand 12 in der Richtung der zweiten Sekundärspule 26 verschoben. Eine solche Situation ist in 6 dargestellt.In addition to the amplitude of the tapped voltage V determines the evaluation unit 56 also a phase of the tapped voltage V. Is this in phase with one at the primary coil 16 applied voltage V P, as is the metallic article 12 in that direction 20 the first secondary coil 24 postponed. Such a situation is in 5 shown. Is the tapped voltage V to the voltage V P at the primary coil 16 out of phase, so is the metallic object 12 in the direction of the second secondary coil 26 postponed. Such a situation is in 6 shown.

Die Auswerteinheit 56 ist mit einer als Leuchtdiode ausgebildeten Signaleinheit 40 verbunden, die neben dem Kochfeld 44 unter der Oberfläche 14 angeordnet ist. Übersteigt die abgegriffene Spannung V einen Schwellenwert, so aktiviert die Auswerteinheit 56 die Signaleinheit 40, um dem Bediener eine zu große Abweichung der detektierten Position X von der zentralen Position X = 0 zu visualisieren.The evaluation unit 56 is with a designed as a light emitting diode signal unit 40 connected, next to the hob 44 under the surface che 14 is arranged. If the tapped voltage V exceeds a threshold value, then the evaluation unit activates 56 the signal unit 40 to visualize the operator too large deviation of the detected position X from the central position X = 0.

7 zeigt eine alternative Sensoranordnung 10 mit einem weiteren Paar von im Bereich der Primärspule 16 in einer parallel zu der Oberfläche 14 verlaufenden zweiten Richtung 22 versetzt angeordneten Sekundärspulen 36, 38 zum Detektieren des Magnetfelds 18. Das zweite Paar ist bis auf eine Drehung um 90° baugleich zu dem ersten Paar von Sekundärspulen 24, 26. Bezüglich der konstruktiven Ausgestaltung der beiden Paare von Sekundärspulen 24, 26, 36, 38 wird auf die Beschreibung zu den 1–4 verwiesen. 7 shows an alternative sensor arrangement 10 with another pair of in the area of the primary coil 16 in a parallel to the surface 14 extending second direction 22 staggered secondary coils 36 . 38 for detecting the magnetic field 18 , The second pair is identical to the first pair of secondary coils except for a 90 ° rotation 24 . 26 , Regarding the structural design of the two pairs of secondary coils 24 . 26 . 36 . 38 will be on the description to the 1 - 4 directed.

Die zweite Richtung 22 verläuft senkrecht zu der ersten Richtung 20 und die Auswerteinheit 56 greift die in den beiden Paaren von Sekundärspulen 24, 26 induzierten Spannungen V1, V2 unabhängig voneinander ab. Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren kann die Auswerteinheit 56 aus der vom ersten Paar von Sekundärspulen 24, 26 abgegriffenen Spannung V1 einen Wert der Koordinate der Position X eines metallischen Gegenstands 12 in einer ersten Richtung 20 bestimmen. Aus der von dem zweiten Paar von Sekundärspulen 36, 38 abgegriffenen Spannung V2 kann die Auswerteinheit 56 analog einen Wert der Koordinate der Position Y eines metallischen Gegenstands 12 in der zweiten Richtung 22 bestimmen. Die Werte beider Koordinaten beschreiben die Position X, Y des metallischen Gegenstands 12 in den beiden Dimensionen der Oberfläche 14.The second direction 22 is perpendicular to the first direction 20 and the evaluation unit 56 intervenes in the two pairs of secondary coils 24 . 26 induced voltages V 1 , V 2 independently. According to the method described above, the evaluation unit 56 from the first pair of secondary coils 24 . 26 tapped voltage V 1 is a value of the coordinate of the position X of a metallic object 12 in a first direction 20 determine. Out of the second pair of secondary coils 36 . 38 tapped voltage V 2 , the evaluation unit 56 analogously, a value of the coordinate of the position Y of a metallic object 12 in the second direction 22 determine. The values of both coordinates describe the position X, Y of the metallic object 12 in the two dimensions of the surface 14 ,

1010
Sensoranordnungsensor arrangement
1212
Gegenstandobject
1414
Oberflächesurface
1616
Primärspuleprimary coil
1818
Magnetfeldmagnetic field
2020
Richtungdirection
2222
Richtungdirection
2424
Sekundärspulesecondary coil
2626
Sekundärspulesecondary coil
2828
Flächearea
3030
Flächearea
3232
Richtungdirection
3434
Richtungdirection
3636
Sekundärspulesecondary coil
3838
Sekundärspulesecondary coil
4040
Signaleinheitsignal unit
4242
Induktionsherdinduction cooker
4444
Kochfeldhob
4646
Kochfeldhob
4848
Kochfeldhob
5050
Kochfeldhob
5252
Vorderkanteleading edge
5454
Zentrumcenter
5656
Auswerteinheitevaluation
5858
GlaskeramikscheibeCeramic glass
XX
Positionposition
YY
Positionposition
VV
Spannungtension
V1 V 1
Spannungtension
V2 V 2
Spannungtension
VP V P
Spannungtension

Claims (11)

Vorrichtung mit einer Sensoranordnung (10) zum Bestimmen einer Position (X, Y) eines metallischen Gegenstands (12), insbesondere eines Kochtopfs, auf einer diamagnetischen Oberfläche (14), wobei die Sensoranordnung (10) wenigstens eine Primärspule (16) zum Erzeugen eines Magnetfelds (18) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) wenigstens ein Paar von im Bereich der Primärspule (16) in einer parallel zu der Oberfläche (14) verlaufenden ersten Richtung (20) versetzt angeordneten Sekundärspulen (24, 26; 36, 38) zum Detektieren des Magnetfelds (18) umfasst.Device with a sensor arrangement ( 10 ) for determining a position (X, Y) of a metallic object ( 12 ), in particular a cooking pot, on a diamagnetic surface ( 14 ), wherein the sensor arrangement ( 10 ) at least one primary coil ( 16 ) for generating a magnetic field ( 18 ), characterized in that the sensor arrangement ( 10 ) at least one pair of in the region of the primary coil ( 16 ) in a parallel to the surface ( 14 ) extending first direction ( 20 ) offset secondary coils ( 24 . 26 ; 36 . 38 ) for detecting the magnetic field ( 18 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspulen (24, 26; 36, 38) antiparallel ausgerichtet sind.Device according to claim 1, characterized in that the secondary coils ( 24 . 26 ; 36 . 38 ) are aligned antiparallel. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspulen (24, 26; 36, 38) in antiparalleler Weise in Reihe geschaltet sind.Device according to Claim 2, characterized in that the secondary coils ( 24 . 26 ; 36 . 38 ) are connected in series in antiparallel fashion. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sekundärspulen (24, 26; 36, 38) die gleiche Induktivität aufweisen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the two secondary coils ( 24 . 26 ; 36 . 38 ) have the same inductance. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sekundärspulen (24, 26; 36, 38) jeweils eine Fläche (28, 30) von gleicher Größe in unterschiedlichen Richtungen (32, 34) umschließen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the two secondary coils ( 24 . 26 ; 36 . 38 ) one surface each ( 28 . 30 ) of equal size in different directions ( 32 . 34 ) enclose. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein weiteres Paar von im Bereich der Primärspule (16) in einer parallel zu der Oberfläche (14) verlaufenden zweiten Richtung (22) versetzt angeordneten Sekundärspulen (36, 38) zum Detektieren des Magnetfelds (18).Device according to one of the preceding claims, characterized by a further pair of in the region of the primary coil ( 16 ) in a parallel to the surface ( 14 ) extending second direction ( 22 ) offset secondary coils ( 36 . 38 ) for detecting the magnetic field ( 18 ). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Richtung (22) zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung (20) verläuft.Device according to claim 6, characterized in that the second direction ( 22 ) at least substantially perpendicular to the first direction ( 20 ) runs. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärspule (16) zum induktiven Heizen des metallischen Gegenstands (12) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Pri quenching coil ( 16 ) for inductive heating of the metallic object ( 12 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Signaleinheit (40) zum Erzeugen eines Warnsignals abhängig von der detektierten Position (X, Y).Device according to one of the preceding claims, characterized by a signal unit ( 40 ) for generating a warning signal depending on the detected position (X, Y). Induktionsherd mit einer als Induktor ausgebildeten Primärspule (16) zum Erzeugen eines Magnetfelds (18) und mit einer Sensoranordnung (10) zum Bestimmen einer Position (X, Y) eines metallischen Gegenstands (12), insbesondere eines Kochtopfs, auf einer diamagnetischen Oberfläche (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) wenigstens ein Paar von im Bereich der Primärspule (16) in einer parallel zu der Oberfläche (14) verlaufenden ersten Richtung (20) versetzt angeordneten Sekundärspulen (24, 26) zum Detektieren des Magnetfelds (18) umfasst.Induction cooker with a primary coil designed as an inductor ( 16 ) for generating a magnetic field ( 18 ) and with a sensor arrangement ( 10 ) for determining a position (X, Y) of a metallic object ( 12 ), in particular a cooking pot, on a diamagnetic surface ( 14 ), characterized in that the sensor arrangement ( 10 ) at least one pair of in the region of the primary coil ( 16 ) in a parallel to the surface ( 14 ) extending first direction ( 20 ) offset secondary coils ( 24 . 26 ) for detecting the magnetic field ( 18 ). Verfahren zum Bestimmen einer Position (X, Y) eines metallischen Gegenstands (12), insbesondere eines Kochtopfs, auf einer diamagnetischen Oberfläche (14), wobei durch wenigstens eine Primärspule (16) ein Magnetfeld (18) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld (18) durch wenigstens ein Paar von im Bereich der Primärspule (16) in einer parallel zu der Oberfläche (14) verlaufenden ersten Richtung (20) versetzt angeordneten Sekundärspulen (24, 26; 36, 38) detektiert wird und die durch das Magnetfeld (18) induzierten Spannungen der Sekundärspulen (24, 26) zum Bestimmen der Position (X, Y) verglichen werden.Method for determining a position (X, Y) of a metallic object ( 12 ), in particular a cooking pot, on a diamagnetic surface ( 14 ), wherein by at least one primary coil ( 16 ) a magnetic field ( 18 ), characterized in that the magnetic field ( 18 ) by at least one pair of in the region of the primary coil ( 16 ) in a parallel to the surface ( 14 ) extending first direction ( 20 ) offset secondary coils ( 24 . 26 ; 36 . 38 ) is detected and by the magnetic field ( 18 ) induced voltages of secondary coils ( 24 . 26 ) for determining the position (X, Y).
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2194754A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-09 Electrolux Home Products Corporation N.V. Sensor arrangement for cookware detection
EP2312908A1 (en) * 2009-10-13 2011-04-20 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Hotplate with sensors
EP2876973A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-27 Electrolux Appliances Aktiebolag A method and a device for checking an ideal position of a cooking pot above an induction coil of an induction cooking hob
DE102014214795A1 (en) * 2014-07-28 2016-01-28 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Method and device for detecting the position of a pot on an induction hob
DE102017221341A1 (en) * 2017-11-28 2019-05-29 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Pot detection sensor for an induction hob and induction hob
EP3799527A1 (en) * 2019-09-27 2021-03-31 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Induction hob and method for controlling an induction hob
WO2022002587A1 (en) * 2020-07-01 2022-01-06 BSH Hausgeräte GmbH Induction cooking appliance

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102049864B1 (en) * 2018-02-08 2019-11-28 엘지전자 주식회사 Cooking appliance

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4334135A (en) * 1980-12-22 1982-06-08 General Electric Company Utensil location sensor for induction surface units
US5952822A (en) * 1996-10-24 1999-09-14 Allen-Bradley Company, Llc Method and apparatus for proximity sensing in the presence of an external field
US6201387B1 (en) * 1997-10-07 2001-03-13 Biosense, Inc. Miniaturized position sensor having photolithographic coils for tracking a medical probe
US6350971B1 (en) * 2000-12-04 2002-02-26 General Electric Company Apparatus and method for detecting vessel movement on a cooktop surface
US6642711B2 (en) * 2001-01-24 2003-11-04 Texas Instruments Incorporated Digital inductive position sensor

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2194754A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-09 Electrolux Home Products Corporation N.V. Sensor arrangement for cookware detection
EP2312908A1 (en) * 2009-10-13 2011-04-20 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Hotplate with sensors
US20160242238A1 (en) * 2013-11-25 2016-08-18 Electrolux Appliances Aktiebolag A method and a device for checking an ideal position of a cooking pot above an induction coil of an induction cooking hob
WO2015074770A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-28 Electrolux Appliances Aktiebolag A method and a device for checking an ideal position of a cooking pot above an induction coil of an induction cooking hob
CN105659696A (en) * 2013-11-25 2016-06-08 伊莱克斯家用电器股份公司 A method and a device for checking an ideal position of a cooking pot above an induction coil of an induction cooking hob
EP2876973A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-27 Electrolux Appliances Aktiebolag A method and a device for checking an ideal position of a cooking pot above an induction coil of an induction cooking hob
US9900934B2 (en) * 2013-11-25 2018-02-20 Electrolux Appliances Aktiebolag Method and a device for checking an ideal position of a cooking pot above an induction coil of an induction cooking hob
AU2014352265B2 (en) * 2013-11-25 2018-11-01 Electrolux Appliances Aktiebolag A method and a device for checking an ideal position of a cooking pot above an induction coil of an induction cooking hob
CN105659696B (en) * 2013-11-25 2020-01-31 伊莱克斯家用电器股份公司 Method for checking an ideal position of a cooking pot and induction cooking hob
DE102014214795A1 (en) * 2014-07-28 2016-01-28 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Method and device for detecting the position of a pot on an induction hob
DE102017221341A1 (en) * 2017-11-28 2019-05-29 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Pot detection sensor for an induction hob and induction hob
EP3490339B1 (en) * 2017-11-28 2020-09-09 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Induction cooking hob and pot detection sensor for an induction cooking hob
EP3799527A1 (en) * 2019-09-27 2021-03-31 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Induction hob and method for controlling an induction hob
WO2022002587A1 (en) * 2020-07-01 2022-01-06 BSH Hausgeräte GmbH Induction cooking appliance

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