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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes sowie ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit einer aus wenigstens zwei Sensoren bestehenden Sensoreinrichtung gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 9.
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Um eine Temperatur betreffend eine Vorrichtung zum Temperieren und/oder um eine Temperatur eines zu temperierenden Objektes, welches mit der Vorrichtung zum Temperieren in Verbindung steht, zu überwachen, oder auch um eine gewünschte Temperatur zur Temperierung des Objektes einstellen zu können, sind aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen mit Temperatursensoren ausgestattet.
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Die Temperatursensoren können dabei einerseits Temperaturwerte der zu temperierenden Objekte oder auch Temperaturwerte, welche die Vorrichtung zum Temperieren selbst betreffen, erfassen, um beispielsweise eine ungewollte Überhitzung oder eine mangelnde Heiz- und/oder Kühlleistung der Vorrichtung zum Temperieren frühzeitig zu erkennen. Bei einer Anordnung eines einzelnen Temperatursensors zur Erfassung von Temperaturwerten betreffend die Vorrichtung zum Temperieren und/oder das zu temperierende Objekt besteht allerdings das Risiko, einen möglicherweise defekten oder mangelhaft funktionierenden Temperatursensor nicht zu erkennen, sodass die Vorrichtung zum Temperieren das zu temperierende Objekt gegebenenfalls nicht wie vorgesehen arbeitet oder sogar Schäden an dem zu temperierenden Objekt aufgrund unpassender Temperierung verursacht werden.
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Um diese Risiken zu minimieren, sind bereits Vorrichtungen zum Temperieren bekannt, welche zwei Temperatursensoren aufweisen, um Temperaturwerte eines zu temperierenden Objekts und/oder der Vorrichtung zum Temperieren zu erfassen. Hier ist es möglich, bei Ausfall eines Temperatursensors zur Erfassung von Temperaturwerten auf den weiteren Sensor zurückzugreifen. Bei dieser Ausgestaltungsweise mit zwei Temperatursensoren der Vorrichtung zum Temperieren ist allerdings mit erhöhten Materialkosten zu rechnen, da die Verwendung eines zusätzlichen Temperatursensors zusätzliche Kosten verursacht.
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Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise umgeht. Zudem soll eine Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes bereitgestellt werden, mittels welcher die Betriebs- und Funktionssicherheit der Vorrichtung erhöht und Herstellungskosten eingespart werden können.
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Die obigen Aufgaben werden durch eine Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes, sowie durch ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit einer aus wenigstens zwei Sensoren bestehenden Sensoreinrichtung gelöst, welche die Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 9 umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes umfasst ein thermoelektrisches Element zur Abgabe von Wärme- und/oder Kälteenergie an das jeweilige Objekt. Bei dem thermoelektrischen Element kann es sich insbesondere um ein Peltier-Element handeln. Zur Steuerung des thermoelektrischen Elementes ist eine Prozessoreinheit an das thermoelektrische Element gekoppelt. Weiterhin umfasst die Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes eine Sensoreinrichtung, welche mindestens einen Sensor zur Erfassung einer im Bereich des thermoelektrischen Elementes ausgebildeten Ist-Temperatur und wenigstens einen als Bestandteil der Prozessoreinheit ausgebildeten weiteren Sensor zur Erfassung einer im Bereich der Prozessoreinheit ausgebildeten Ist-Temperatur aufweist. Dabei steht die Prozessoreinheit mit der Sensoreinrichtung in Verbindung. Weiterhin ist die Prozessoreinheit zum Vergleich der mittels des mindestens einen Sensors zur Erfassung einer im Bereich des thermoelektrischen Elementes ausgebildeten Ist-Temperatur und der mittels des wenigstens einen weiteren Sensors zur Erfassung einer im Bereich der Prozessoreinheit ausgebildeten Ist-Temperatur ausgebildet. Unter Berücksichtigung des Vergleichs ist die Prozessoreinheit in der Lage, eine Aussage zur Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung abzuleiten. Hierbei kann es sein, dass die Prozessoreinheit eine Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung bestätigt, sofern die Ist-Temperaturen identisch oder zumindest näherungsweise identisch ausgebildet sind. Weiter kann es sein, dass die Prozessoreinheit eine Aussage zu einer Fehlfunktion der Sensoreinrichtung ableitet, sofern die Ist-Temperaturen voneinander abweichen oder in einem gewissen Rahmen voneinander abweichen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der wenigstens eine weitere Sensor zur Erfassung einer im Bereich der Prozessoreinheit ausgebildeten Ist-Temperatur als Bestandteil der Prozessoreinheit ausgebildet. Viele Prozessoreinheiten umfassen standardmäßig einen integrierten Sensor zur Erfassung einer Ist-Temperatur, sodass sich dieser Sensor ideal als weiterer Sensor für die Erfassung der im Bereich der Prozessoreinheit ausgebildeten Ist-Temperatur eignen kann. Diese in Prozessoreinheiten integrierten weiteren Sensoren können in vielen Fällen dazu ausgebildet sein, einen Temperaturbereich von ca. –40°C bis +150°C zu erfassen. In manchen Fällen kann es sein, dass der wenigstens eine weitere Sensor zur Erfassung der im Bereich der Prozessoreinheit ausgebildeten Ist-Temperatur nicht unmittelbar an der Prozessoreinheit angeordnet ist, wobei es sich bei dem wenigstens einen weiteren Sensor dabei dennoch um einen Bestandteil der Prozessoreinheit handelt. In besonders bevorzugten Fällen ist der wenigstens eine weitere Sensor jedoch zur Erfassung einer Ist-Temperatur der Prozessoreinheit ausgebildet bzw. zur Temperaturüberwachung der Prozessoreinheit ausgebildet.
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Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes kann die Prozessoreinheit das thermoelektrische Element auf eine Seebeck-Spannung überprüfen. Zudem kann die Prozessoreinheit derart ausgebildet sein, dass diese bei einer vorhandenen Seebeck-Spannung einen Vergleich der erfassten Ist-Temperaturen unterbindet und bei einer nicht vorhandenen Seebeck-Spannung einen Vergleich der erfassten Ist-Temperaturen erlaubt. Als Seebeck-Spannung wird üblicherweise eine elektrische Spannung bezeichnet, welche in einem Stromkreis aus zwei verschiedenen elektrischen Leitern eines thermoelektrischen Elementes bei einer Temperaturdifferenz zwischen Kontaktstellen der zwei elektrischen Leiter entsteht. Bei dem thermoelektrischen Element der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes ist daher insbesondere eine Temperaturdifferenz zwischen zwei Seitenflächen des thermoelektrischen Elementes relevant, aufgrund welcher Temperaturdifferenz eine Spannung hervorgebracht werden kann. Ein thermoelektrisches Element weist üblicherweise zwei Seitenflächen in Form einer ersten Breitseitenfläche und einer zweiten Breitseitenfläche auf. Die erste Breitseitenfläche ist dabei zur Abgabe von Wärme- und/oder Kälteenergie an ein jeweiliges Objekt vorgesehen, und kann daher als Nutzseite bezeichnet werden. Auf einer Breitseitenfläche des thermoelektrischen Elementes bzw. des Peltier-Elementes kann zudem ein Mittel zum Kühlen des thermoelektrischen Elementes bzw. des Peltier-Elementes anliegen. Bei dieser Breitseitenfläche handelt es sich insbesondere um die zweite Breitseitenfläche bzw. Abwärmeseite des thermoelektrischen Elementes bzw. des Peltier-Elementes, welche zur Abgabe von Abwärme vorgesehen ist. Eine nicht vorhandene Seebeck-Spannung bzw. eine erfasste Seebeck-Spannung von 0 Volt oder zumindest näherungsweise 0 Volt des thermoelektrischen Elementes bedeutet somit, dass zwischen der ersten und zweiten Breitseitenfläche des thermoelektrischen Elementes keine Temperaturdifferenz besteht, bzw. die Temperaturen auf der ersten und zweiten Breitseitenfläche jeweils zumindest näherungsweise einen gleichen Wert aufweisen. Aufgrund der Möglichkeit einer Überprüfung des thermoelektrischen Elementes auf eine Seebeck-Spannung ist eine freie Positionierung des mindestens einen Sensors zur Erfassung einer im Bereich des thermoelektrischen Elementes ausgebildeten Ist-Temperatur bezüglich des thermoelektrischen Elementes möglich, da bei einer nicht vorhandenen Seebeck-Spannung keine Temperaturdifferenz zwischen der ersten und zweiten Breitseitenfläche des thermoelektrischen Elementes besteht.
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In der Praxis haben sich zudem Ausführungsformen bewährt, bei welchen das thermoelektrische Element, die Prozessoreinheit sowie die Sensoreinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind. Idealerweise können das thermoelektrische Element, die Prozessoreinheit und die Sensoreinrichtung dabei innerhalb des gemeinsamen Gehäuses angeordnet sein. Hierdurch kann anhand des Vergleichs der erfassten Ist-Temperaturen auf ideale Weise eine zuverlässige Aussage über die Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung getroffen werden. Durch die Anordnung des thermoelektrischen Elementes der Prozessoreinheit sowie der Sensoreinrichtung innerhalb eines Gehäuses kann für einheitliche Umgebungsbedingungen für das thermoelektrische Element, die Prozessoreinheit und die Sensoreinrichtung gesorgt werden, bzw. können das thermoelektrische Element, die Prozessoreinheit sowie die Sensoreinrichtung vor äußeren Umgebungseinflüssen geschützt werden.
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Auf der Prozessoreinheit können zudem Anweisungen hinterlegt sein, welche bei oder unmittelbar nach einer Inbetriebnahme der Prozessoreinheit einen Vergleich der erfassten Ist-Temperaturen herbeiführen. Hierdurch kann vermieden werden, dass der weitere Sensor aufgrund einer Eigentemperatur der Prozessoreinheit erwärmt wird und hierdurch der Vergleich beeinflusst wird. Ebenso kann es zweckmäßig sein, die jeweilige Ist-Temperatur im Bereich des thermoelektrischen Elementes mittels des mindestens einen Sensors vor, bei oder unmittelbar nach einer Inbetriebnahme des thermoelektrischen Elementes zu erfassen, um einer durch eine Eigenerwärmung des thermoelektrischen Elementes beeinflussten Ist-Temperatur entgegenzuwirken.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den vorherig beschriebenen Merkmalen zur Kühlung mindestens eines Akkumulators vorgesehen sein. Weiter ist eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den vorherig beschriebenen Merkmalen denkbar, bei welcher das thermoelektrische Element zur Abgabe von Wärme- und/oder Kälteenergie an einen Getränkehalter ausgebildet ist.
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Ein weiter Bestandteil der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit einer aus wenigstens zwei Sensoren bestehenden Sensoreinrichtung. Merkmale, welche vorhergehend zur Vorrichtung beschrieben wurden, können ebenso bei denkbaren Ausführungsformen des Verfahrens vorgesehen sein. Zudem können nachfolgend genannte Merkmale, welche diverse Ausführungsformen für das Verfahren betreffen, bei vorherig beschriebener Vorrichtung vorgesehen sein und werden daher nicht redundant erwähnt. Das Verfahren umfasst dazu folgende Schritte:
- – Erfassen einer im Bereich des thermoelektrischen Elementes ausgebildeten Ist-Temperatur über mindestens einen Sensor der Sensoreinrichtung,
- – Erfassen einer im Bereich einer mit dem thermoelektrischen Element gekoppelten Prozessoreinheit ausgebildeten Ist-Temperatur über wenigstens einen weiteren Sensor der Sensoreinrichtung, welcher weitere Sensor als Bestandteil der Prozessoreinheit ausgebildet ist,
- – Vergleichen der über den mindestens einen Sensor und den wenigstens einen weiteren Sensor festgestellten Ist-Temperaturen,
- – Treffen einer Aussage über die Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung mittels des Vergleichs.
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Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die im Bereich des thermoelektrischen Elementes ausgebildete Ist-Temperatur über den mindestens einen Sensor vor, bei oder unmittelbar nach einer Inbetriebnahme des thermoelektrischen Elementes erfasst wird, da die Ist-Temperatur, welche im Bereich des thermoelektrischen Elementes ausgebildet ist, wie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes dargestellt, durch eine Eigenerwärmung des thermoelektrischen Elementes während des Betriebs und/oder durch eine Wärmeabgabe der Prozessoreinheit beeinflussbar ist.
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Ebenso ist es sinnvoll, wenn die im Bereich der Prozessoreinheit ausgebildete Ist-Temperatur über den wenigstens einen weiteren Sensor bei oder unmittelbar nach einer Inbetriebnahme der Prozessoreinheit erfasst wird, um eine Beeinflussung der im Bereich der Prozessoreinheit ausgebildeten Ist-Temperatur durch eine Eigenerwärmung der Prozessoreinheit während des Betriebs zu vermeiden. Durch einen Vergleich der unter einheitlichen Umgebungsbedingungen erfassten Ist-Temperaturen mittels des mindestens einen Sensors sowie des wenigstens einen weiteren Sensors kann sichergestellt werden, dass die in den Bereichen des thermoelektrischen Elementes und der Prozessoreinheit zu erfassenden Ist-Temperaturen zumindest innerhalb eines definierten Bereichs nahezu identisch ausgebildet sind.
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Weiterhin kann es sein, dass eine Seebeck-Spannung des thermoelektrischen Elementes überprüft wird. Idealerweise wird die Erfassung der von dem thermoelektrischen Element erzeugten Seebeck-Spannung mittels der Prozessoreinheit durchgeführt. Dabei wird bei einer nicht ausgebildeten Seebeck-Spannung ein Vergleich der erfassten Ist-Temperaturen durchgeführt. Bei einer ausgebildeten Seebeck-Spannung unterbleibt ein Vergleich der von dem mindestens einen Sensor und dem wenigstens einen weiteren Sensor erfassten Ist-Temperatur. Bei der zu erfassenden Seebeck-Spannung handelt es sich, wie bereits beschrieben, um eine Spannung, welche bei einer Temperaturdifferenz zwischen der ersten und zweiten Breitseitenfläche des thermoelektrischen Elementes auftritt. Eine nicht ausgebildete Seebeck-Spannung bzw. eine erfasste Seebeck-Spannung von 0 Volt oder zumindest näherungsweise 0 Volt bedeutet somit, dass zwischen der ersten und zweiten Breitseitenfläche des thermoelektrischen Elementes keine Temperaturdifferenz vorliegt und die Temperaturen auf der ersten und zweiten Breitseitenfläche jeweils zumindest näherungsweise einen gleichen Wert aufweisen. In Abhängigkeit einer nicht ausgebildeten Seebeck-Spannung des thermoelektrischen Elementes kann somit ein Vergleich der von dem mindestens einen Sensor erfassten Ist-Temperatur im Bereich des thermoelektrischen Elementes und der von dem wenigstens einen weiteren Sensor erfassten Ist-Temperatur im Bereich der Prozessoreinheit durchgeführt werden. Eine nicht ausgebildete Seebeck-Spannung ist eine Voraussetzung dafür, dass gleiche oder zumindest näherungsweise gleiche Temperaturen auf der ersten und zweiten Breitseitenfläche des thermoelektrischen Elementes vorliegen und keine Temperaturdifferenz besteht.
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Es kann folglich darauf geschlossen werden, dass die Sensoreinrichtung umfassend den mindestens einen Sensor zur Erfassung der im Bereich des thermoelektrischen Elementes ausgebildeten Ist-Temperatur und den wenigstens einen weiteren Sensor zur Erfassung der im Bereich der Prozessoreinheit ausgebildeten Ist-Temperatur funktionsfähig ist, sofern die erfassten Ist-Temperaturen, welche im Bereich des thermoelektrischen Elementes und der Prozessoreinheit ausgebildet sind, zumindest näherungsweise einen identischen Wert aufweisen. Für eine längerfristige Sicherstellung einer Funktionsfähigkeit der Sensoreinheit kann es zweckmäßig sein, den Vergleich der im Bereich des thermoelektrischen Elements und im Bereich der Prozessoreinheit ausgebildeten Ist-Temperaturen in festgelegten Zeitintervallen durchzuführen bzw. zu wiederholen.
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Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes;
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2 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes;
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3 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes;
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4 zeigt ein Flussdiagram für eine denkbare Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit einer aus wenigstens zwei Sensoren bestehenden Sensoreinrichtung.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Temperieren wenigstens eines Objektes 6 (vgl. 2). Die Vorrichtung 2 zum Temperieren wenigstens eines Objektes 6 umfasst ein thermoelektrisches Element 4, welches als Peltier-Element 4' ausgebildet ist. Als weiteren Bestandteil umfasst die Vorrichtung 2 eine Prozessoreinheit 12, welche an das thermoelektrische Element 4 gekoppelt ist. Die Prozessoreinheit 12 ist zur Steuerung und/oder Überwachung des thermoelektrischen Elementes 4 vorgesehen.
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Die Prozessoreinheit 12 ist mit dem Sensor 8 gekoppelt, wie anhand der mittels Verweis durch Ziffer 16 dargestellten Verbindung zu erkennen ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 2 eine Sensoreinrichtung 20. Die Sensoreinrichtung 20 weist mindestens einen Sensor 8 zur Erfassung einer im Bereich des thermoelektrischen Elementes 4 ausgebildeten Ist-Temperatur auf. Idealerweise wird als Sensor 8 ein Negative Temperature Coefficient-Sensor, kurz NTC-Sensor 8', verwendet. Der Sensor 8 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an einer Breitseitenfläche 10 des thermoelektrischen Elementes 4 angeordnet. Weiterhin ist wenigsten ein weiterer Sensor 14 zur Erfassung einer im Bereich der Prozessoreinheit 12 ausgebildeten Ist-Temperatur vorgesehen. Der weitere Sensor 14 ist als ein Bestandteil der Prozessoreinheit 12 ausgebildet. Bei dem weiteren Sensor 14 kann es sich insbesondere um einen Negative Temperature Coefficient-Sensor 14' handeln, welcher in die Prozessoreinheit 12 integriert ist. Die Prozessoreinheit 12 steht mit der Sensoreinheit 20 in Verbindung. Dafür kann ebenfalls eine Verbindung 16 vorgesehen sein. Das thermoelektrische Element 4, die Prozessoreinheit 12 sowie die Sensoreinrichtung 20 sind von einem Gehäuse 18 umgeben bzw. durch ein Gehäuse 18 aufgenommen. Durch die Anordnung in dem gemeinsamen Gehäuse 18 kann für einheitliche Umgebungsbedingungen für das thermoelektrische Element 4, die Prozessoreinheit 12 sowie die Sensoreinrichtung 20 gesorgt werden, bzw. können das thermoelektrische Element 4, die Prozessoreinheit 12 sowie die Sensoreinrichtung 20 von äußeren Umgebungseinflüssen geschützt werden. Die Prozessoreinheit 12 ist zum Vergleich durch die Sensoren 8 und 14 erfasster Ist-Temperaturen, welche in dem Bereich des thermoelektrischen Elementes 4 und der Prozessoreinheit 12 ausgebildet sind, vorgesehen. Weiterhin kann die Prozessoreinheit 12 unter Berücksichtigung des Vergleichs der erfassten Ist-Temperaturen eine Aussage über eine Funktionsfähigkeit der Sensoreinheit 20 treffen. Die Prozessoreinheit 12 ist dazu ausgebildet, das thermoelektrische Element 4 auf eine Seebeck-Spannung zu überprüfen. Bei einer vorhandenen Seebeck-Spannung unterbindet die Prozessoreinheit 12 einen Vergleich der erfassten Ist-Temperaturen, bei einer nicht vorhandenen Seebeck-Spannung kann die Prozessoreinheit 12 einen Vergleich durchführen.
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Durch 2 wird eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Temperieren wenigstens eines Objektes 6 dargestellt. Das thermoelektrische Element 4 der Vorrichtung 2 ist hierbei zur Abgabe von Wärme- und/oder Kälteenergie an einen temperierbaren Getränkehalter 24 vorgesehen. Der temperierbare Getränkehalter 24 weist eine Aufnahmeeinheit 26 auf, in welche ein Objekt 6, beispielsweise in Form eines Getränkebehältnisses 6', zur Temperierung aufgenommen werden kann. Das thermoelektrische Element 4 ist mit der Aufnahmeeinheit 26 gekoppelt. Eine Breitseitenfläche 10 des thermoelektrischen Elementes 4, welche an die Aufnahmeeinheit 26 angrenzt, kann als Nutzseite 10' des thermoelektrischen Elementes 4 bezeichnet werden, da an der Nutzseite 10' Wärme- und/oder Kälteenergie an das jeweilige Objekt 6 abgegeben wird. Eine weitere Breitseitenfläche 10 des thermoelektrischen Elementes 4, an welche ein Mittel zum Kühlen 28 des thermoelektrischen Elementes 4 in Form eines Kühlkörpers 28' gekoppelt ist, kann als Abwärmeseite 10'' des thermoelektrischen Elementes 4 bezeichnet werden. Die Vorrichtung 2 weist weiterhin eine Sensoreinrichtung 20 auf, welche einen Sensor 8 zur Erfassung einer im Bereich des thermoelektrischen Elementes 4 ausgebildeten Ist-Temperatur sowie einen als Bestandteil der Prozessoreinheit 12 ausgebildeten weiteren Sensor 14 zur Erfassung einer im Bereich der Prozessoreinheit 12 ausgebildeten Ist-Temperatur umfasst. Der Sensor 8 ist an der Nutzseite 10' des thermoelektrischen Elementes 4 angeordnet, um zudem die Ist-Temperatur im Bereich des Objektes 6 erfassen zu können. Die Prozessoreinheit 12 ist mit dem thermoelektrischen Element 4 gekoppelt bzw. steht mit der Sensoreinrichtung 20 in Verbindung, wie durch das Bezugszeichen 16 dargestellt ist. Das thermoelektrische Element 4, die Prozessoreinheit 12 sowie die Sensoreinrichtung 20 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 18 angeordnet. Auch das Mittel zum Kühlen 28 kann sich in dem Gehäuse 18 befinden. Die Prozessoreinheit 12 ist zum Vergleich der durch die Sensoren 8 und 14 erfassten Ist-Temperaturen, welche im Bereich des thermoelektrischen Elementes 4 und der Prozessoreinheit 12 ausgebildet sind, vorgesehen. Mittels der Prozessoreinheit 12 kann durch den Vergleich der Ist-Temperaturen eine Aussage zur Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung 20 abgeleitet werden.
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3 offenbart eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Temperieren wenigstens eines Objektes 6. Das thermoelektrische Element 4 der Vorrichtung 2 ist hierbei zur Temperierung eines Akkumulators 6'' vorgesehen. Das thermoelektrische Element 4 liegt mit der Nutzseite 10' an dem Akkumulator 6'' an, mit der Abwärmeseite 10'' ist das thermoelektrische Element 4 mit einem Mittel zum Kühlen 28, beispielsweise in Form eines Kühlmittelkreislaufs 28'', gekoppelt. Zur Steuerung und/oder Überwachung des thermoelektrischen Elementes 4 weist die Vorrichtung 2 die Prozessoreinheit 12 auf, welche mit dem thermoelektrischen Element 4 gekoppelt ist. Die Vorrichtung 2 weist weiterhin eine Sensoreinrichtung 20 auf, welche einen Sensor 8 zur Erfassung einer im Bereich des thermoelektrischen Elementes 4 ausgebildeten Ist-Temperatur sowie einen als Bestandteil der Prozessoreinheit 12 ausgebildeten weiteren Sensor 14 zur Erfassung einer im Bereich der Prozessoreinheit 12 ausgebildeten Ist-Temperatur umfasst. Der Sensor 8 ist im Bereich der Nutzseite 10' des thermoelektrischen Elementes 4 angeordnet. Die Prozessoreinheit 12 steht mit der Sensoreinheit 20 in Verbindung. Das thermoelektrische Element 4, die Prozessoreinheit 12 sowie die Sensoreinrichtung 20 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 18 angeordnet. Zudem befindet sich das Mittel zum Kühlen 28 in dem Gehäuse 18. Weiterhin ist es mittels der Prozessoreinheit 12 möglich, einen Vergleich der durch die Sensoren 8 und 14 erfassten Ist-Temperaturen, welche in den Bereichen des thermoelektrischen Elementes 4 und der Prozessoreinheit 12 ausgebildet sind, durchzuführen. Unter Berücksichtigung des Vergleichs kann die Prozessoreinheit 12 eine Aussage zur Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung 20 ableiten.
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In 4 wird ein Flussdiagram einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit einer aus wenigstens zwei Sensoren 8, 14 bestehenden Sensoreinrichtung 20 gezeigt. In einem ersten Schritt 101 des Verfahrens wird die Prozessoreinheit 12 gestartet bzw. in Betrieb genommen, wobei unmittelbar anschließend eine Ist-Temperatur eines als Bestandteil der Prozessoreinheit 12 ausgebildeten Sensors 14 erfasst wird (Schritt 102). Das unmittelbar nach dem Starten der Prozessoreinheit 12 vorgenommene Auslesen des einen weiteren Sensors 14 bringt den Vorteil, dass die jeweilige über den Sensor 14 erfasste Ist-Temperatur nicht oder nicht wesentlich durch eine Eigenerwärmung der Prozessoreinheit 12 beeinflusst wird.
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Im folgenden Schritt 103 wird eine Seebeck-Spannung des thermoelektrischen Elementes 4 überprüft. Die Überprüfung kann über die Prozessoreinheit 12 vorgenommen werden. Ist keine Seebeck-Spannung des thermoelektrischen Elementes 4 ausgebildet bzw. wird eine Seebeck-Spannung mit einem Wert von 0 Volt oder zumindest näherungsweise 0 Volt festgestellt, kann das Verfahren fortgesetzt werden (Schritt 104).
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Hierbei wird im Schritt (105a) der Sensor 8 zur Erfassung der im Bereich des thermoelektrischen Elementes 4 ausgebildeten Ist-Temperatur mittels der Prozessoreinheit 12 ausgelesen. Idealerweise wird auch der Sensor 8 unmittelbar bei oder nach dem Starten des thermoelektrischen Elementes 4 ausgelesen, um eine Beeinflussung der Ist-Temperatur, welche im Bereich des thermoelektrischen Elementes 4 ausgebildet ist, durch eine Eigenerwärmung des thermoelektrischen Elements 4 während des Betriebs und/oder durch eine Wärmeabgabe der Prozessoreinheit 12 zu vermeiden. Weist gemäß Schritt 104 die Seebeck-Spannung des thermoelektrischen Elementes 4 einen anderen Wert als 0 Volt oder zumindest näherungsweise 0 Volt auf, ist keine Überprüfung der Sensoreinrichtung 20 auf eine Funktionsfähigkeit möglich (Schritt 105b).
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Nach dem Auslesen des einen Sensors 8 des thermoelektrischen Elementes 4 erfolgt gemäß Schritt 106 ein Vergleich der durch den einen Sensor 8 erfassten Ist-Temperatur, welche im Bereich des thermoelektrischen Elementes 4 ausgebildet ist, und der durch den einen weiteren Sensor 14 erfassten Ist-Temperatur, welche im Bereich der Prozessoreinheit 12 ausgebildet ist. Hierauf wird eine Aussage zur Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung 20 getroffen (Schritte 107a und 107b). Weisen die durch die Sensoren 8 und 14 erfassten Ist-Temperaturen unterschiedliche Werte auf, so liegt gemäß Schritt 108b eine Nicht-Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung 20 vor. Folglich funktioniert einer der Sensoren 8 und 14 nicht fehlerfrei. Besitzen die in Schritt 106 verglichenen durch die Sensoren 8 und 14 erfassten Ist-Temperaturen in einem definierten Bereich einen nahezu identischen Wert, so kann darauf geschlossen werden, dass die Sensoren 8 und 14 der Sensoreinrichtung 20 funktionsfähig sind bzw. fehlerfrei funktionieren. Idealerweise wird der Vergleich der durch die Sensoren 8 und 14 erfassten Ist-Temperaturen, welche im Bereich des thermoelektrischen Elementes 4 sowie der Prozessoreinheit 12 ausgebildet sind, in festgelegten Zeitintervallen wiederholt (Schritt 109).
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Vorrichtung zum Temperieren wenigsten eines Objektes
- 4, 4'
- Thermoelektrisches Element, Peltier-Element
- 6, 6', 6'
- Objekt, Getränkebehältnis, Akkumulator
- 8, 8'
- Sensor, Negative Temperature Coefficient-Sensor
- 10, 10', 10''
- Breitseitenfläche, Nutzseite, Abwärmeseite
- 12
- Prozessoreinheit
- 14, 14'
- Weiterer Sensor, weiterer Negative Temperature Coefficient-Sensor
- 16
- Koppelung
- 18
- Gehäuse
- 20
- Sensoreinheit
- 24
- Temperierbarer Getränkehalter
- 26
- Aufnahmeeinheit
- 28, 28', 28''
- Mittel zum Kühlen, Kühlkörper, Kühlmittelkreislauf
- 101
- Schritt 1
- 102
- Schritt 2
- 103
- Schritt 3
- 104
- Schritt 4
- 105a, 105b
- Schritt 5
- 106
- Schritt 6
- 107
- Schritt 7
- 108a, 108
- Schritt 8
- 109
- Schritt 9
