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Die Erfindung betrifft einen beheizbaren Garraumeinschub, wobei der Garraumeinschub ein Gehäuse aufweist, in dessen Innenraum eine Heizung zum Heizen des Garraumeinschubs vorhanden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Gargerät, aufweisend eine einen Garraum begrenzende Muffel, wobei die Muffel zur Aufnahme mindestens eines beheizbaren Garraumeinschubs eingerichtet ist, sowie aufweisend mindestens einen in den Garraum gerichteten optischen Sensor, wobei das Gargerät dazu eingerichtet ist, mittels von dem optischen Sensor erlangten Messdaten eine Temperatur zu bestimmen.
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Zum Abfühlen einer Temperatur eines Kochgeschirrs (z. B. eines Topfs) zur Verwendung mit einem Kochfeld ist ein Temperaturfühler mit einem separaten Sensordom bekannt, der eine Temperatur an einer Außenwand des Kochgeschirrs misst.
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Ferner ist eine Bratsensorik bekannt, bei der mittels eines PT500-Fühlers eine Temperatur an einer Unterseite einer Glaskeramikkochplatte gemessen wird. Der PT500-Fühler, befindet sich in einer Aussparung einer kreisrunden Heizzone. Zur Verwendung der Bratsensorik ist eine Systempfanne notwendig.
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Auch ist eine Vorrichtung zum Messen einer Temperatur eines Kochgeschirrs bekannt, bei denen ein Infrarotsensor durch eine Glaskeramikkochplatte hindurch die Temperatur an einer Unterseite eines Kochgeschirrs misst.
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Darüber hinaus sind Temperaturspieße bekannt, welche zur Messung einer Gargutkerntemperatur direkt in ein Gargut gesteckt werden.
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Außerdem sind Mikrowellengeräte mit Infrarotsensoren in einem Deckenbereich des Garraums bekannt, welche eine Temperatur an einer Gargutoberfläche messen und darüber eine Drehbewegung des Drehtellers und damit eine Dauer eines Mikrowelleneintrags steuern.
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Es ist ferner ein Einsatz von leitungsgebundenen Temperatursensoren, wie Thermoelementen, NTC-Widerständen, PTC-Widerständen usw. in einem beheizten Backraumteiler bekannt. Zum Einsatz von leitungsgebundenen Temperatursensoren sind elektromechanische Kontaktsysteme erforderlich, um Messsignale der Temperatursensoren an eine Herdelektronik zu übertragen. Diese Kontaktsysteme können leicht verschmutzen, sind schwierig zu integrieren und konstruktiv aufwändig zu realisieren. Auch ist eine zuverlässige und robuste Kontaktierung bei den üblicherweise verwendeten geringen Spannungsbereichen schwierig zu gewährleisten.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders einfach implementierbare, zuverlässige und gut reinigbare Möglichkeit zum Abfühlen einer Temperatur eines beheizbaren Garraumeinschubs bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen beheizbaren Garraumeinschub, wobei der Garraumeinschub ein Gehäuse aufweist, in dessen Innenraum eine Heizung zum Heizen des Garraumeinschubs vorhanden ist. Der beheizbare Garraumeinschub ist zum optischen Abfühlen einer Temperatur in oder aus einem Bereich der Heizung eingerichtet.
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Durch das optische Abfühlen kann auf eine Ausrüstung des beheizbaren Garraumeinschubs mit einem Temperaturfühler und auf eine zugehörige Verdrahtung verzichtet werden. Insbesondere kann auf elektrische Kontaktstellen zu dem Gargerät verzichtet werden, die durch Brat- und Backverschmutzungen beeinträchtigt werden können, was eine Zuverlässigkeit und Reinigbarkeit verbessert. Auch werden außer zur elektrischen Versorgung der Heizung keine mechanischen Steckkontakte zu der Muffel mehr benötigt, so dass auch keine zusätzlichen mechanischen Steckkräfte aufgebracht zu werden brauchen. Der Verzicht auf die zusätzlichen Steckkontakte bedingt vorteilhafterweise auch eine geringere Anforderung an eine Positioniergenauigkeit und ermöglicht eine bessere Raumausnutzung des Garraums.
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Die optische Strahlung kann eine sichtbare und/oder eine infrarote Strahlung sein. Das optische Abfühlen kann folglich mittels eines Infrarotsensors und/oder mittels eines im sichtbaren Spektrum empfindlichen Sensors geschehen.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der beheizbare Garraumeinschub zumindest in einem Bereich des Gehäuses für eine (zum optischen Abfühlen der Temperatur verwendete) optische Strahlung durchlässig ist, wobei dieser Bereich eine Sichtlinie zu einem zu beobachtenden oder abzufühlenden Bereich ermöglicht. Dadurch wird eine Temperaturmessung in dem Innenraum des Garraumeinschubs ermöglicht, was eine besonders zuverlässige Temperaturmessung, z. B. unabhängig von einem aufliegenden Gargut oder anderen variablen Umgebungsbedingungen, ermöglicht.
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Es ist eine spezielle Weiterbildung, dass der beheizbare Garraumeinschub ein Fenster in dem Gehäuse aufweist, welches eine Sichtlinie zu einem abzufühlenden Bereich ermöglicht. Dadurch wird eine Temperaturmessung in dem Innenraum des Garraumeinschubs auch bei einem ansonsten für einen optischen Sensor undurchsichtigen Gehäuse ermöglicht. Das Fenster kann offen oder insbesondere mit einer für den optischen Sensor durchsichtigen Abdeckung abgedeckt sein.
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Es ist eine weitere spezielle Weiterbildung, dass das Gehäuse aus einem für die optische Strahlung durchsichtigen Material besteht, z. B. aus Glas oder Glaskeramik. So kann auf ein gesondertes Fenster verzichtet werden.
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Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass der abzufühlende Bereich ein von einem Heizleiter der Heizung umgebener Bereich ist. Der von dem Heizleiter umgebene Bereich kann beispielsweise eine, insbesondere mittige, Aussparung in einer Heizleiterschicht sein. Die Heizung kann insbesondere eine Flächenheizung mit einem flächenhaften Heizbereich sein. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass der abgefühlte Temperaturwert nicht oder nur geringfügig direkten Einflüssen einer Heizleiterschicht ausgesetzt ist. Dadurch können beispielsweise erhebliche Temperaturschwankungen der Heizleiterschicht, wie sie z. B. in einem Pulsbetrieb auftreten können, zumindest teilweise ausgeblendet werden.
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Alternativ kann der abzufühlende Bereich ein seitlich nahe der Heizung oder Heizleiterschicht befindlicher Bereich sein. Dies hat den Vorteil, dass die Heizung eine besonders kompakte Fläche einnehmen kann.
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Es ist eine weitere spezielle Ausgestaltung, dass der abzufühlende Bereich ein Bereich einer den Heizleiter tragenden Substratschicht ist. Die Substratschicht kann beispielsweise eine elektrisch isolierende Schicht (Isolierschicht) sein, welche zwischen die Heizleiterschicht und das Gehäuse als solches eingefügt ist, insbesondere falls das Gehäuse eine elektrisch leitende innere Oberfläche aufweist. So kann ein Kurzschluss der Heizung vermieden werden. Die Substratschicht kann alternativ oder zusätzlich einer Haftverbesserung dienen.
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Es ist noch eine weitere spezielle Ausgestaltung, dass der abzufühlende Bereich ein Bereich des Gehäuses ist. Die Heizung kann dabei eine Substratschicht aufweisen, oder die Heizleiterschicht kann direkt an einer Innenseite des Gehäuses aufgebracht sein, z. B. wenn die Innenseite des Gehäuses elektrisch nichtleitend ist. Die Anbringung direkt an dem Gehäuse weist den Vorteil auf, dass eine Temperatur an einer Oberseite des Gehäuses mit höherer Genauigkeit bestimmbar ist. Zudem kann so eine Änderung von Umgebungsbedingungen des zu erwärmenden Mediums vergleichsweise schnell erkannt werden. Dieses schnelle Ansprechverhalten erleichtert wiederum eine Temperaturregelung.
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Der abzufühlende Bereich kann insbesondere auch ein Bereich des Heizleiters sein, wodurch eine Temperatur des wärmeerzeugenden Heizleiters direkt messbar ist.
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Es ist eine zusätzliche oder alternative Ausgestaltung, dass der abzufühlende Bereich ein Bereich auf einem in den Innenraum ragenden Messkörper (auszumessenden Körper) ist. Der Messkörper ist vorzugsweise ein gut wärmeleitender Körper, insbesondere mit einer Wärmeleitfähigkeit λ von mehr als 15 W/(m·K), insbesondere von mehr als 100 W/(m·K), welcher in der Nähe oder an der Heizung angebracht ist. Durch diese Ausgestaltung kann der abzufühlende Bereich räumlich flexibler angeordnet werden, insbesondere für eine Temperaturmessung von der Seite parallel zu der Heizung. Durch die gute Wärmeleitfähigkeit λ des Messkörpers stellt dieser ein zuverlässiges Maß für eine Temperatur an einer Kontaktfläche zu dem Gehäuse oder zu der Heizung usw. und damit im Bereich der Heizung dar. Der Messkörper kann beispielsweise ein senkrecht abstehender Messkörper sein. Der Messkörper kann z. B. eine Metallplatte oder ein Metallblech sein, beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, Stahl oder einer Legierung davon.
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Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass der Messkörper mit einer einen Heizleiter der Heizung tragenden Substratschicht thermisch verbunden ist. So kann eine der Temperatur der Heizleiterschicht und des davon bedeckten Gehäusebereichs sehr ähnliche Temperatur robust gemessen werden.
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Alternativ kann der Messkörper beispielsweise an einer Innenseite des Gehäuses in der Nähe der Heizung befestigt sein, z. B. seitlich neben der Heizung oder durch eine Aussparung in der Heizung hindurch.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der abzufühlende Bereich ein Bereich an einer Außenseite einer Seitenwand des Gehäuses ist, wobei dieser Bereich an einer Innenseite des Gehäuses einen Wärmeleitkörper aufweist. Der Wärmeleitkörper liegt insbesondere flächig an der Innenseite der Seitenwand auf. Der Wärmeleitkörper ist insbesondere ein gut wärmeleitender Körper, insbesondere mit einer Wärmeleitfähigkeit λ von mehr als 15 W/(m·K), insbesondere von mehr als 100 W/(m·K), welcher an oder nahe der Heizung ansetzt. Mittels des Wärmeleitkörpers kann auch ein lokal begrenzter Bereich einer Seitenwand von der Innenseite aus mit einer Temperatur beaufschlagt werden, welche ein Maß z. B. für die Temperatur der Heizung oder einer Oberseite oder Decke des Garraumeinschubs ist. Dieser lokal begrenzte Bereich ist an seiner Außenseite mittels des optischen Sensors abfühlbar, so dass auch Gehäuse aus einem nicht für den optischen Sensor durchsichtigen Material ohne ein Fenster auskommen. Ein Temperaturmessaufbau kann so erheblich vereinfacht werden. Eine Rückwand des Gehäuses stellt auch eine Seitenwand dar.
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Die Heizung ist vorzugsweise an einer Oberseite oder Decke des Innenraums des Garraumeinschubs angeordnet, was eine Verwendung als Gargutträger und/oder Backraumteiler erleichtert oder praktisch erst ermöglicht.
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Das Gehäuse kann beispielsweise eine elektrisch leitende Innenseite aus Stahlblech oder eine elektrisch nichtleitende Innenseite aus Glas, Glaskeramik, Keramik, Emaille oder Kunststoff aufweisen.
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Es ist eine zur Verbesserung einer Genauigkeit einer Temperaturmessung mittels eines Infrarotsensors vorteilhafte Ausgestaltung, dass der abzufühlende Bereich mit einer Beschichtung belegt ist, die einen hohen Emissionskoeffizienten im Infrarotbereich aufweist, insbesondere mit einer schwarzen Beschichtung.
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Es ist eine zur Ermöglichung einer Temperaturmessung mittels eines im sichtbaren Bereich empfindlichen optischen Sensors vorteilhafte Ausgestaltung, dass der abzufühlende Bereich mit einer thermochromen Beschichtung belegt ist. Der optische Sensor ist vorzugsweise in demjenigen Farbspektrum empfindlich, das einem Farbspektrum der thermochromen Beschichtung für übliche anzufühlende Temperaturen entspricht.
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Der Garraumeinschub kann ein Backraumteiler und/oder ein Gargutträger (z. B. ein Backblech oder eine Gargutschale) sein.
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Der abzufühlende Bereich kann darüber hinaus ein außerhalb des beheizbaren Garraumeinschubs liegender Bereich sein, z. B. ein Bereich oberhalb des Gehäuses, insbesondere an oder oberhalb einer außenseitigen Oberseite des beheizbaren Garraumeinschubs, insbesondere oberhalb der Heizung. Dadurch kann eine Temperatur eines auf dem beheizbaren Garraumeinschub befindlichen Garguts direkt abgefühlt werden. Für diese Weiterbildung ist der beheizbare Garraumeinschub zumindest bereichsweise für optische Strahlung vollständig durchgängig. Dies kann beispielsweise durch zwei Fenster realisiert sein, von denen eines in einer Oberseite oder Decke des Gehäuses des beheizbaren Garraumeinschubs vorhanden ist und von denen sich das andere vorteilhafterweise in einer Unterseite oder Boden des Gehäuses befindet, so dass sich eine Sichtlinie durch das Gehäuse oder den beheizbaren Garraumeinschub hindurch auf ein vorgesehenes Gargut ergibt. Alternativ kann das Gehäuse aus einem für sichtbare und/oder infrarote Strahlung durchsichtigen Material bestehen, z. B. aus Glas, Glaskeramik oder Germanium. Diese Messungen werden bevorzugt von unten durchgeführt, d. h., mittels eines unterhalb des beheizbaren Garraumeinschubs, z. B. an einer Unterseite der Muffel, angeordneten optischen Sensors.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Gargerät, aufweisend eine einen Garraum begrenzenden Muffel, wobei die Muffel zur Aufnahme mindestens eines beheizbaren Garraumeinschubs eingerichtet ist, sowie aufweisend mindestens einen in den Garraum gerichteten optischen Sensor, wobei das Gargerät dazu eingerichtet ist, mittels von dem optischen Sensor erlangten Messdaten eine Temperatur zu bestimmen, wobei der mindestens eine optische Sensor im Bereich eines Bodens und/oder einer Seitenwand der Muffel angeordnet ist.
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Falls der optische Sensor im Bereich eines Bodens der Muffel angeordnet ist, ergibt sich der Vorteil, dass der beheizbare Garraumeinschub auf jeder Höhe oder Einschubebene innerhalb der Muffel abfühlbar ist.
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Falls der optische Sensor im Bereich einer Seitenwand der Muffel angeordnet ist, ergibt sich der Vorteil, dass auch mehrere beheizbare Garraumeinschübe, die sich auf unterschiedlichen Höhen oder Einschubebenen befinden, abfühlbar sind. Dazu ist vorteilhafterweise jeder Höhe oder Einschubebene ein optischer Sensor zugeordnet.
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In einer alternativen Ausgestaltung können mehrere optische Sensoren seitlich versetzt im Bereich eines Bodens der Muffel angeordnet sein. Bei der versetzten Anordnung sind vorzugsweise in den beheizbaren Garraumeinschüben entsprechend versetzte Aussparungen im Randbereich vorzusehen. Diese können insbesondere so zueinander versetzt sein, dass die optischen Sensoren nur jeweils einen beheizbaren Garraumeinschub erfassen.
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Der mindestens eine optische Sensor ist vorzugsweise mit einer Steuereinheit des Gargeräts kommunikativ gekoppelt. Die Steuereinheit ist insbesondere auch dazu eingerichtet, die Heizung des beheizbaren Garraumeinschubs anzusteuern. So kann eine Regelschleife zur Regelung einer Temperatur des beheizbaren Garraumeinschubs realisiert werden.
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Es ist eine Ausgestaltung des Gargeräts zur Verwendung mit einem beheizbaren Garraumeinschub, bei dem der abzufühlende Bereich mit einer thermochromen Beschichtung belegt ist, dass der optische Sensor ein für sichtbares Licht empfindlicher optischer Sensor ist.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung des Gargeräts zur Verwendung mit einem beheizbaren Garraumeinschub, bei dem der abzufühlende Bereich Infrarotstrahlung abstrahlt, dass der optische Sensor ein für infrarotes Licht empfindlicher optischer Sensor ist.
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Der optische Sensor ist bevorzugt außerhalb des Garraums oder durch die Muffel von dem Garraum getrennt angeordnet. Die Muffel kann ein für die optische (Mess-)Strahlung durchsichtiges Fenster aufweisen oder aus einem dafür durchsichtigen Material bestehen.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein System aus einem Gargerät wie oben beschrieben mit mindestens einem beheizbaren Garraumeinschub wie oben beschrieben.
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Das System kann insbesondere ein Gargerät mit mindestens einem im Bereich eines Bodens der Muffel angeordneten optischen Sensor umfassen, welcher durch eine Unterseite oder Boden des Gehäuses des beheizbaren Garraumeinschubs hindurch eine Temperatur eines Heizleiters (Heizleiterschicht einer Dickschichtheizung, Rohrheizkörper usw.) einer Heizung, eines Substrats der Heizung, des Gehäuses oder sogar bei durchsichtiger Oberseite des Gehäuses eine Temperatur eines auf der Oberseite des Gehäuses aufliegenden Garguts misst.
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Das System kann auch ein Gargerät mit mindestens einem im Bereich einer (z. B. linksseitigen, rechtsseitigen oder rückseitigen) Seitenwand der Muffel angeordneten optischen Sensor umfassen, welcher durch eine Seitenwand des Gehäuses des beheizbaren Garraumeinschubs hindurch eine Temperatur eines Heizleiters (Heizleiterschicht einer Dickschichtheizung, Rohrheizkörper usw.), eines Substrats des Heizleiters, des Gehäuses o. ä. mittelbar durch eine Temperatur an einem in den Innenraum ragenden Messkörper oder Wärmeleitkörper abfühlt.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Messen einer Temperatur eines in einen Garraum eines Gargeräts eingesetzten beheizbaren Garraumeinschubs, wobei der Garraumeinschub ein Gehäuse aufweist, dessen Innenraum beheizt wird, wobei eine Temperatur in dem Innenraum oder durch den Innenraum hindurch optisch von Außen abgefühlt wird, und zwar direkt und/oder indirekt.
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In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt ein System aus einem Gargerät mit einem beheizbaren Garraumeinschub gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 zeigt ein System aus einem Gargerät mit einem beheizbaren Garraumeinschub gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
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3 zeigt ein System aus einem Gargerät mit einem beheizbaren Garraumeinschub gemäß einer dritten Ausführungsform.
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1 zeigt ein System aus einem Gargerät 1 mit einem beheizbaren Garraumeinschub 2.
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Das Gargerät 1, z. B. ein Backofen oder ein Mikrowellenofen, weist eine einen Garraum 3 begrenzende Muffel (”Ofenmuffel”) 4 auf. Die Muffel 4 ist zur Aufnahme mehrerer beheizbarer Garraumeinschübe 2 auf unterschiedlichen Einschubebenen E1, E2 eingerichtet. Das Gargerät 1 weist zudem einen von unten in den Garraum 3 gerichteten optischen Sensor 5 auf. Mittels der von dem optischen Sensor 5 erlangten Messdaten kann, z. B. in einer mit dem optischen Sensor 5 gekoppelten Steuereinrichtung 6 (wie strichgepunktet angedeutet), aus den Messdaten eine Temperatur T in einem Messbereich M des optischen Sensors 5 bestimmt werden. Der optische Sensor 5 befindet sich hier zur Vermeidung einer hohen thermischen Belastung außerhalb der Muffel 4 und damit des Garraums 3. Die Muffel 4 ist dazu mit einem Sichtfenster 7 in einer Unterseite oder Boden 4u der Muffel 4 ausgerüstet, wobei das Sichtfenster 7 zumindest für einen Teil des optischen Spektrums, in dem der optische Sensor 5 empfindlich ist, durchlässig ist.
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Der Garraumeinschub 2 weist ein Gehäuse 8 auf, in dessen Innenraum 9 eine Heizung 10 zum Heizen des Garraumeinschubs 2 vorhanden ist. Das Gehäuse 8 ist hier ein an seiner Innenseite 8i elektrisch leitendes Gehäuse, z. B. ein an seiner Außenseite 8a emailliertes Stahlblech. Das Gehäuse 8 weist an seiner Unterseite oder Boden 8u ein Sichtfenster 11 auf, wobei das Sichtfenster 11 zumindest für einen Teil des optischen Spektrums, in dem der optische Sensor 5 empfindlich ist, durchlässig ist. Die Heizung 10 ist an einer Innenseite 8i einer Decke oder Oberseite 8o des Gehäuses 8 angebracht. Die Heizung 10 liegt in Form einer flächigen Dickschichtheizung vor, welche einen Heizleiter in Form einer Heizleiterschicht 12 aus z. B. CrNi mit einer Schichtdicke von z. B. ca. 25 Mikrometern bis ca. 50 Mikrometern aufweist. Die Heizleiterschicht 12 liegt auf einer Substratschicht in Form einer elektrisch isolierenden Isolierschicht 13 aus z. B. Aluminiumoxid mit einer Schichtdicke von z. B. ca. 150 Mikrometern bis ca. 500 Mikrometern auf. Die Isolierschicht 13 wiederum ist flächig an der Innenseite 8i der Oberseite 8o des Gehäuses angebracht. Die Heizleiterschicht 12 ist zu ihrer Strom- oder Spannungsversorgung über ein elektrisches Kontaktpaar 16 mit dem Gargerät 1 gekoppelt. Die Heizleiterschicht 12 ist zumindest indirekt mit der Steuereinheit 6 gekoppelt (wie strichgepunktet angedeutet) und kann von dieser zumindest indirekt angesteuert werden.
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Alleine schon durch das Vorsehen des Sichtfensters 11 ist der Garraumeinschub 2 zum optischen Abfühlen einer Temperatur in einem Bereich der Heizung 10 eingerichtet. Denn das Sichtfenster 11 ermöglicht eine Sichtlinie zu einem abzufühlenden Bereich, welcher beispielsweise ein Bereich der Heizleiterschicht 12 sein kann. Der optische Sensor 5 kann also in einer Weiterbildung direkt auf die Heizleiterschicht 12 gerichtet sein.
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In der vorliegenden Ausführungsform weist die Heizleiterschicht 12 jedoch eine von der Heizleiterschicht 12 umgebene Aussparung 14 auf, welche in dem Messbereich M des optischen Sensors 5 liegt. Der optische Sensor 5 ist folglich nicht auf die Heizleiterschicht 12 gerichtet, sondern auf die durch die Aussparung 14 freigelegte Isolierschicht 13. Ein von dem optischen Sensor 5 abfühlbarer oder abzufühlender Bereich 15 ist also ein Bereich der Isolierschicht 13.
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Alternativ kann der abfühlbare oder abzufühlende Bereich sich auch seitlich neben der Heizung 10 befinden.
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In noch einer Weiterbildung kann an der Aussparung 14 auch die Isolierschicht 13 ausgespart sein, so dass der optische Sensor 5 auf die Innenseite 8i der Decke oder Oberseite 8o des Gehäuses 8 gerichtet ist und deren Temperatur abfühlt. Ein von dem optischen Sensor 5 abfühlbarer oder abzufühlender Bereich wäre in diesem Fall also ein Bereich des Gehäuses 8.
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In noch einer Weiterbildung kann die Oberseite 8o des Gehäuses 8 an einer gemeinsamen Aussparung der Heizleiterschicht 12 und der Isolierschicht 13 für den optischen Sensor 5 durchlässig sein. Dadurch kann eine Temperatur eines auf dem lichtdurchlässigen Bereich der Oberseite 8o befindlichen Garguts direkt ausgemessen werden. Die Oberseite 8o kann dazu ein entsprechendes Fenster aufweisen, oder das Gehäuse 8 kann aus einem (für sichtbares Licht und/oder Infrarotlicht) durchlässigen Material bestehen, z. B. aus Glas oder Glaskeramik.
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Das Gargerät 1 kann in noch einer Weiterbildung mehrere unterseitig angebrachte, seitlich versetzt angeordnete optische Sensoren 5 aufweisen, um auf mehreren Einschubebenen E1, E2 befindliche mehrere Garraumeinschübe 2 oder darauf befindliches Gargut gleichzeitig abfühlen zu können. Bei der versetzten Anordnung der optischen Sensoren 5 sind in den beheizbaren Garraumeinschüben entsprechend versetzte Aussparungen im Randbereich vorzusehen. Diese sollten insbesondere so zueinander versetzt sein, dass die optischen Sensoren 5 nur jeweils einen beheizbaren Garraumeinschub 2 erfassen.
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2 zeigt ein weiteres System aus einem Gargerät 21 mit einem beheizbaren Garraumeinschub 22.
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Im Gegensatz zu dem Gargerät 1 weist das Gargerät 21 mehrere optische Sensoren 5 auf, wobei jeder der optischen Sensoren in einem jeweiligen Bereich einer Seitenwand 24s der Muffel 24 angeordnet ist, der einer der Einschubebenen E1, E2 zugeordnet ist. Jeder der optischen Sensoren 5 kann eine Temperatur an einem der Einschubebene E1, E2 zugeordneten Garraumeinschub 22 messen. Jeder der optischen Sensoren 5 ist hinter der Seitenwand 24s der Muffel 24 angeordnet, wobei die Seitenwand 24s nun jeweilige Sichtfenster 7 aufweist, durch welche die optischen Sensoren 5 seitlichen Einblick in den Garraum 3 erhalten. Jeder der optischen Sensoren 5 ist mit der Steuereinrichtung 6 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 6 ist mit jeder der Garraumeinschübe 22 koppelbar und kann diese individuell ansteuern.
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Da der Messbereich M des jeweiligen optischen Sensors 5 nun zumindest im Wesentlichen parallel zu der Heizung 10 ausgerichtet ist, kann die Temperatur T der Heizung 10 oder der Oberseite 28o des Gehäuses 28 nicht oder nicht zuverlässig direkt abgefühlt werden. Daher weist das Gehäuse 28 nun einen in den Innenraum 29 des Gehäuses ragenden, gut wärmeleitenden Messkörper 30, z. B. ein Blech aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, auf. Der Messkörper 30 befindet sich in direkter Sichtlinie des Fensters 11 und damit in dem Messbereich M. Die dem Sichtfenster 11 zugewandte, in dem Messbereich M liegende Oberfläche des Messkörpers 30 stellt somit einen abzufühlenden Bereich 31 dar.
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Der Messkörper 30 geht hier senkrecht von der Isolierschicht 13 ab, ist somit mit der Isolierschicht 13 thermisch verbunden und weist folglich eine Temperatur auf, welche zumindest annähernd einer Temperatur der Isolierschicht 13 entspricht. Mittels des optischen Sensors 5 lässt sich somit auch bei einer seitlichen Abfühlung die Temperatur des Messkörpers die Temperatur der Isolierschicht 13 bestimmen. Die Steuereinrichtung 6 kann auch Kennlinien verwenden, welche einen Versatz der Temperatur des Messkörpers 30 zu der Temperatur der Isolierschicht 13 oder zu einem anderen Teil (Heizleiterschicht 12 oder Gehäuseoberseite 28o usw.) des Garraumeinschubs 22 berücksichtigen, so dass sich deren Temperatur mit hoher Genauigkeit bestimmen lässt.
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Alternativ kann der Messkörper 30 auch direkt mit dem Deckel oder der Oberseite 28o des Gehäuses 28 verbunden sein, und zwar durch eine Aussparung durch die Heizung 10 hindurch oder seitlich an der Heizung 10.
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Für eine verbesserte Genauigkeit der Temperaturmessung auf der Grundlage von Infrarotstrahlung kann der Messkörper 30 mit einer schwarzen Beschichtung belegt sein. Die optischen Sensoren 5 sind dann zweckmäßigerweise für Infrarotstrahlung empfindlich und können dedizierte Infrarotsensoren sein.
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Für eine verbesserte Genauigkeit der Temperaturmessung auf der Grundlage von sichtbarem Licht kann der Messkörper 30 mit einer thermochromen Beschichtung belegt sein. Die optischen Sensoren 5 sind dann zweckmäßigerweise für sichtbares Licht empfindlich.
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3 zeigt ein System aus dem Gargerät 21 mit einem beheizbaren Garraumeinschub 32. Der Garraumeinschub 32 unterscheidet sich von dem Garraumeinschub 22 dadurch, dass er kein Sichtfenster 11 aufweist, dessen Innenraum 39 also für den optischen Sensor 5 nicht einsichtig ist.
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Der abzufühlende Bereich 35 befindet sich vielmehr an einer Außenseite 38a einer dem optischen Sensor 5 zugewandten Seitenwand 38s des Gehäuses. Der dem abzufühlenden Bereich 35 analoge Bereich an einer Innenseite 38i der Seitenwand 38s des Gehäuses 38 ist flächig mit einem thermisch gut leitenden Wärmeleitkörper 40 verbunden. Der Wärmeleitkörper 40 kann wie der Messkörper 30 z. B. ein Körper aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung sein und wird von der Heizung 10 aufgewärmt. Der Wärmeleitkörper 40 kann insbesondere direkt mit der Heizung 10 thermisch gekoppelt sein. Dadurch wird der abzufühlende Bereich 35 auf eine Temperatur angehoben, welche ein Maß für die Temperatur an der Heizung 10 und/oder an der Oberseite 38o des Gehäuses 38 darstellt. Die Temperatur an der Heizung 10 und/oder an der Oberseite 38o kann zur Verbesserung einer Bestimmungsgenauigkeit beispielsweise unter Zuhilfenahme geeigneter Kennlinien bestimmt werden. Bei diesem Garraumeinschub 32 kann auf eine Aussparung in der Heizung 10 verzichtet werden, so dass eine besonders kompakte Bauform und homogene Wärmeverteilung der Heizung 10 und/oder eine besonders starke Wärmeerzeugung ermöglicht wird.
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Der abzufühlende Bereich 35 kann beispielsweise mittels eines im Infrarotbereich arbeitenden optischen Sensors 5 abgefühlt werden. Der abzufühlende Bereich 35 kann dazu insbesondere eine schwarze Oberfläche aufweisen. Alternativ kann der abzufühlende Bereich 35 mit einer thermochromen Beschichtung belegt sein, so dass eine Temperatur auch unter Verwendung eines im sichtbaren Bereich arbeitenden optischen Sensors 5 bestimmt werden kann.
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Der abzufühlende Bereich kann sich alternativ oder zusätzlich an einem Boden 38u des Gehäuses 38 befinden.
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Alternativ können die Seitenwand 38s mit einem Sichtfenster ausgerüstet oder das Gehäuse für die optische (Mess-)Strahlung durchsichtig sein, um den optischen Sensor 5 direkt auf den Wärmeleitkörper 40 richten zu können.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können insbesondere Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele auch gemischt (z. B. ersetzt und/oder hinzugefügt) werden.
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Beispielsweise kann der bodenseitig angeordnete optische Sensor auch ein im sichtbaren Spektrum empfindlicher Sensor sein und dessen abzufühlender Bereich an der Substratschicht, insbesondere Isolierschicht, oder an dem Gehäuse thermochrom sein.
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Allgemein können die Garraumeinschübe auch aus einem für die optische Strahlung durchsichtigen Material wie Glas oder Glaskeramik bestehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gargerät
- 2
- Garraumeinschub
- 3
- Garraum
- 4
- Muffel
- 4u
- Boden der Muffel
- 5
- optischer Sensor
- 6
- Steuereinrichtung
- 7
- Sichtfenster
- 8
- Gehäuse
- 8a
- Außenseite des Gehäuses
- 8i
- Innenseite des Gehäuses
- 8o
- Oberseite des Gehäuses
- 8u
- Boden des Gehäuses
- 9
- Innenraum des Gehäuses
- 10
- Heizung
- 11
- Sichtfenster
- 12
- Heizleiterschicht
- 13
- Isolierschicht
- 14
- Aussparung
- 15
- abzufühlender Bereich
- 16
- Kontaktpaar
- 21
- Gargerät
- 22
- Garraumeinschub
- 24
- Muffel
- 24s
- Seitenwand der Muffel
- 28
- Gehäuse
- 28i
- Innenseite des Gehäuses
- 28o
- Oberseite des Gehäuses
- 28s
- Seitenwand des Gehäuses
- 29
- Innenraum des Gehäuses
- 30
- Messkörper
- 31
- abzufühlender Bereich
- 32
- Garraumeinschub
- 35
- abzufühlender Bereich
- 38
- Gehäuse
- 38a
- Außenseite des Gehäuses
- 38i
- Innenseite des Gehäuses
- 38o
- Oberfläche des Gehäuses
- 38s
- Seitenwand des Gehäuses
- 38u
- Boden des Gehäuses
- 39
- Innenraum des Gehäuses
- 40
- Wärmeleitkörper
- E1
- Einschubebene
- E2
- Einschubebene
- M
- Messbereich des optischen Sensors
