DE19930830A1 - Sensor device and method for detecting and recording the size of a pan bottom's area over a heating area uses a wire loop integrated into a heating area in a radiated heating unit. - Google Patents

Sensor device and method for detecting and recording the size of a pan bottom's area over a heating area uses a wire loop integrated into a heating area in a radiated heating unit.

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DE19930830A1 DE1999130830 DE19930830A DE19930830A1 DE 19930830 A1 DE19930830 A1 DE 19930830A1 DE 1999130830 DE1999130830 DE 1999130830 DE 19930830 A DE19930830 A DE 19930830A DE 19930830 A1 DE19930830 A1 DE 19930830A1
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    • H05B3/68Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
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    • H05B2213/05Heating plates with pan detection means

Abstract

A sensor (3) over a heating area (4-6) and under a pan bottom connects to an AC voltage. A reference value for inductivity or size depending on inductivity for the sensor is detected in advance for the pan to be heated up and recorded in a data memory or preset. A current inductivity value is measured for the pan on the heating area. Comparing the inductivity value or the size depending on inductivity with the reference value controls switching the heating area on and off.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Größe einer Topfbodenfläche, über die ein Topf auf einer ein- und ausschaltbaren Heizzone eines Strahlungsheizkörpers angeordnet wird, mit einem durch eine Drahtschleife ausgebildeten Sensor, der sich über der Heizzone und unter der Topfbodenfläche befindet, wobei der Sensor an eine Wechselspannung anschließbar ist.The invention relates to a method and a sensor device for detecting the Size of a pot bottom surface over which a pot can be switched on and off Heating zone of a radiant heater is arranged, with one by one Wire loop trained sensor, which is above the heating zone and under the Pot bottom surface is located, the sensor can be connected to an AC voltage is.

Eine derartige Sensoreinrichtung ist durch die DE-OS 196 03 845 A1 bekanntgeworden. Such a sensor device is described in DE-OS 196 03 845 A1 known.  

Die bekannte Erkennung der Größe der Topfbodenfläche arbeitet induktiv nach dem Prinzip der Verstimmung eines elektrischen Schwingkreises. Im Falle eines Zweikreisheizkörpers ist der Sensor mit prägnanten Umfangsbereichen in diesen Heizzonen geformt, so daß das Signal einen stufigen Übergang zwischen diesen Heizzonen hat und somit eine Erkennung der Größe der Topfbodenfläche in Anpassung an die Heizzonen möglich ist. Auf Grund der speziellen geometrischen Ausbildung der Sensoren gestaltet sich eine Kalibrierung und Anpassung der Sensoren an unterschiedliche Topfbodenflächen recht aufwendig.The known detection of the size of the pot bottom surface works inductively after Principle of detuning an electrical resonant circuit. in case of a Dual-circuit radiator is the sensor with concise peripheral areas in these Heating zones shaped so that the signal makes a gradual transition between them Has heating zones and thus a detection of the size of the pot bottom in Adaptation to the heating zones is possible. Due to the special geometric Training the sensors is a calibration and adjustment of the Sensors on different pot bottom surfaces are quite complex.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Sensoreinrichtung zu entwickeln, das ohne großen konstruktiven Aufwand bei unterschiedlichen Größen der Heizzonen und Topfbodenflächen einsetzbar ist und eine präzise Erkennung der Größe der Topfbodenfläche gewährleistet.The invention has for its object a method and a sensor device to develop that without great design effort for different sizes of the heating zones and pot bottom surfaces can be used and a precise detection of the Guaranteed size of the bottom of the pot.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
This object is achieved by a method of the type mentioned at the outset, which has the following method steps:

  • a) Ein Referenzwert der Induktivität oder einer von der Induktivität abhängigen Größe des Sensors wird für den zu erhitzenden Topf zumindest einmal vorher ermittelt und erfaßt oder vorgegeben.a) A reference value of the inductance or a quantity dependent on the inductance of the sensor is determined at least once in advance for the pot to be heated and recorded or specified.
  • b) Ein aktueller Wert der Induktivität oder der von der Induktivität abhängigen Größe des Sensors wird für den sich auf der Heizzone befindenden Topf zumindest einmal gemessen.b) A current value of the inductance or the quantity dependent on the inductance of the sensor is at least once for the pot located on the heating zone measured.
  • c) Das Ein- und Ausschalten der Heizzone wird durch den Vergleich des aktuellen gemessenen Wertes der Induktivität oder der von der Induktivität abhängigen Größe mit dem Referenzwert gesteuert.c) The heating zone is switched on and off by comparing the current one measured value of the inductance or that dependent on the inductance Size controlled with the reference value.

Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung zur Lösung der Aufgabe weist einen Datenspeicher zur Speicherung eines Referenzwertes der Induktivität oder einer von der Induktivität abhängigen Größe des Sensors für den zu erhitzenden Topf und einen Mikroprozessor zum Vergleich des aktuell gemessenen Wertes der Induktivität oder der von der Induktivität abhängigen Größe mit dem Referenzwert und eine mit dem Mikroprozessor in Verbindung stehende Steuereinheit zum Ein- und Ausschalten der Heizzone auf.The sensor device according to the invention for solving the problem has one Data memory for storing a reference value of the inductance or one of the inductance-dependent size of the sensor for the pot to be heated and one Microprocessor for comparison of the currently measured value of the inductance or  the size dependent on the inductance with the reference value and one with the Microprocessor-connected control unit for switching the on and off Heating zone.

Die Erkennung der Größe der Topfbodenfläche ist somit sehr einfach durchführbar, da beispielsweise in "Vierleitertechnik" nur noch die von der Induktivitätsänderung abhängige Spannung über dem Sensor gemessen werden muß. Im Gegensatz zu dem bekannten dynamischen Meßverfahren handelt es sich hier um eine statische Meßanordnung zur Messung absoluter Werte der Spannung. Diese Spannung kann dadurch gemessen werden, daß der Sensor zusätzlich zu den zwei Anschlußleitungen an eine Spannungsversorgung an zwei Meßleitungen angeschlossen ist, um die von der Induktivität des Sensors abhängige Spannung US zu erfassen.The size of the pot bottom surface can thus be identified very easily, since, for example, in "four-wire technology" only the voltage across the sensor which is dependent on the change in inductance has to be measured. In contrast to the known dynamic measuring method, this is a static measuring arrangement for measuring absolute values of the voltage. This voltage can be measured in that the sensor is connected to a voltage supply on two measuring lines in addition to the two connecting lines in order to detect the voltage U S which is dependent on the inductance of the sensor.

Zur Durchführung dieses einfachen Meßprinzip bei extremen Randbedingungen (Umgebungstemperatur für die Elektronik bis 90°C bei längerem Betrieb und hohen Lastverhältnissen für Sensorzuleitungen bis 200°C) und zur Erzielung stabiler und driftfreier Ergebnisse werden folgende Ausführungsformen vorgeschlagen: Die dem Sensor zugeführte Spannung wird durch die Verwendung von Video-Verstärkern für die Treiberstufen, vorzugsweise durch solche mit integrierter Abschaltmöglichkeit, verstärkt. Die Anschlußleitungen von den Treiberstufen zu den Sensoren und die von den Sensoren abführenden Meßleitungen werden verdrillt, indem jeweils zwei Anschlußleitungen und zwei Meßleitungen gegeneinander verdrillt sind. Dies minimiert die Zuleitungsinduktivität und ermöglicht trotz des prinzipbedingten kleinen Nutzhubs reproduzierbare Messungen. Der Einsatz einer 4-Lagen-Leiterplatte begrenzt parasitäre Kapazitäts- und Induktivitätseinflüsse. Eine Konstanz der Wechselspannungsfrequenz des Treibersignals für den Sensor wird durch Verwendung eines Oszillatorsignals eines Prozessorquarzes erzielt. Die Amplitude des Treibersignals wird durch eine Messung mittels eines prozessorinternen AD-Wandlers, eine Ansteuerung eines FET's über einen prozessorinternen DA-Wandlers und eine Software mit PI-Regelcharakteristik stabilisiert.To carry out this simple measuring principle under extreme conditions (Ambient temperature for the electronics up to 90 ° C for longer operation and high Load conditions for sensor supply lines up to 200 ° C) and to achieve more stable and The following embodiments are proposed for drift-free results: Voltage supplied by sensor is used by using video amplifiers the driver stages, preferably those with an integrated switch-off option, reinforced. The connecting cables from the driver stages to the sensors and from The measuring leads leading away from the sensors are twisted by two Connection lines and two measuring lines are twisted against each other. This minimizes the lead inductance and enables despite the principle-related small useful stroke reproducible measurements. The use of a 4-layer circuit board is limited parasitic capacitance and inductance influences. A constancy of AC frequency of the driver signal for the sensor is through Achieved using an oscillator signal of a processor quartz. The amplitude of the Driver signal is measured by means of a processor-internal AD converter, a control of an FET via a processor-internal DA converter and a Software with PI control characteristics stabilized.

Ein Betrieb des Sensors mit einer Wechselspannungsfrequenz ≧4 MHz führt dazu, daß sich Unterschiede zwischen magnetischen und nichtmagnetischen Werkstoffen der Topfbodenfläche hinsichtlich der resultierenden Induktivitätsänderung des Sensors nicht wesentlich bemerkbar machen. Operating the sensor with an alternating voltage frequency ≧ 4 MHz leads to that there are differences between magnetic and non-magnetic materials the bottom of the pot with regard to the resulting change in inductance of the sensor not make it noticeably noticeable.  

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ist in der schematischen Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigtAn embodiment of the sensor device according to the invention is in the schematic drawing and is shown in the description below explained. It shows

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Sensoreinrichtung; Fig. 1 is a schematic diagram of a sensor device;

Fig. 2a eine Darstellung des mit der Sensoreinrichtung nach Fig. 1 durchführbaren Meßverfahrens; FIG. 2a shows the measurement method that can be carried out with the sensor device according to FIG. 1;

Fig. 2b ein Ersatzschaltbild zu Fig. 2a; FIG. 2b shows an equivalent circuit diagram to Fig. 2a;

Fig. 3 die Abhängigkeit der gemessenen Sensorspannung US von der Größe der Topfbodenfläche eines über einem Strahlungsheizkörper angeordneten Topfes. Fig. 3 shows the dependence of the measured sensor voltage U S on the size of the pot bottom surface of a pot arranged above a radiant heater.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß eine Sensoreinrichtung 1 insgesamt fünf an eine Steuer- und Auswerteeinheit 2 anschließbare Sensoren 3 umfaßt, die in ihrer Anzahl der Anzahl einzelner Kochfelder eines Cerankochfeldes entsprechen. Beispielsweise ist eine Heizzone 4 einem Kochfeld zugeordnet, während ein weiteres Kochfeld innere und äußere Heizzonen 5 und 6 besitzt. In der Fig. 1 sind der Übersichtlichkeit halber lediglich zwei Kochfelder mit Sensoren 3 dargestellt und die weiteren Kochfelder mit Sensoren durch die Anschlüsse für die Sensoren an die Steuer- und Auswerteeinheit 2 nur angedeutet. Die Sensoren 3 sind in Aussparungen im Randbereich der Heizzonen 4 bis 6 so eingelegt, daß sie sich durch ihre Form selbst fixieren und vollständig in das jeweilige Kochfeld integriert sind. Die Sensoreinrichtung 1 dient zur meßtechnischen Erfassung und Auswertung der Größe von Topfbodenflächen von Metalltöpfen, die auf den Heizzonen 4 bis 6 des Cerankochfeldes stehen. Die Sensoreinrichtung 1 steuert bzw. kontrolliert die Aktivierung der Heizzonen 4 bis 6 in Abhängigkeit von der Größe einer Topfbodenfläche eines sich auf der Heizzone 4 bis 6 befindlichen Topfes. From Fig. 1 it can be seen that a sensor device 1 comprises a total of five sensors 3 connectable to a control and evaluation unit 2 , the number of which corresponds to the number of individual hobs of a ceramic hob. For example, a heating zone 4 is assigned to a hob, while a further hob has inner and outer heating zones 5 and 6 . For the sake of clarity, only two hobs with sensors 3 are shown in FIG. 1 and the further hobs with sensors are only indicated by the connections for the sensors to the control and evaluation unit 2 . The sensors 3 are inserted in recesses in the edge area of the heating zones 4 to 6 so that they fix themselves due to their shape and are fully integrated into the respective hob. The sensor device 1 is used for measuring and evaluating the size of the pan bottom surfaces of metal pots that are on the heating zones 4 to 6 of the ceramic hob. The sensor device 1 controls or controls the activation of the heating zones 4 to 6 depending on the size of a pot bottom surface of a pot located on the heating zone 4 to 6 .

Die Steuer- und Auswerteeinheit 2 besteht aus einer Platine, auf der diejenigen Komponenten angeordnet sind, weiche zum Betreiben der Sensoren 3 und zum Auswerten der von den Sensoren 3 gemessenen Signale erforderlich sind. Ein Mikroprozessor 7 weist Verbindungen 8 zu einer Bedieneinheit des Cerankochfeldes auf. Die Bedieneinheit zum Ein- und Ausschalten der Heizzonen 4 bis 6 kann durch herkömmliche Schalter oder vorzugsweise durch sog. "Touch Control"-Felder ausgeführt sein, die über Verbindungsleitungen 9, 9a, 9b und 10 an die Heizzonen 4 bis 6 angeschlossenen sind, um diese einzuschalten. Der Mikroprozessor 7 steuert eine DC-Spannungsquelle 11, einen aktiven Gleichrichter und einen Sinusgenerator 12 (4 MHz) mit Amplitudenstabilisierung. Mittels Verstärkern (High-Speed-Treibern) 13, einem Analogsignal-Multiplexer 14 und Vorwiderständen 15 sind die als dreieckförmige Schleifen ausgebildeten Sensoren 3 an die Spannungsquelle 11 und den Sinusgenerator 12 angeschlossen. Versorgungsleitungen 16 und 17 und auch Meßleitungen 18 und 19 sind jeweils über Bereiche 20 und 21 gegeneinander verdrillt, um eine Abschirmung gegen störende Einflüsse zu erreichen. Die Platine und die Sensoren 3 sind mit verdrillten Teflonlitzen in Vierleitertechnik über Platinenrandstecker und angeschweißte Flachstecker verbunden, um bei den hohen Temperaturen in der Nähe der Heizzonen 4 bis 6 einen zuverlässigen Kontakt zu gewährleisten.The control and evaluation unit 2 consists of a circuit board on which those components are arranged which are required for operating the sensors 3 and for evaluating the signals measured by the sensors 3 . A microprocessor 7 has connections 8 to an operating unit of the ceramic hob. The control unit for switching the heating zones 4 to 6 on and off can be implemented by conventional switches or preferably by so-called “touch control” fields, which are connected to the heating zones 4 to 6 via connecting lines 9 , 9 a, 9 b and 10 to turn it on. The microprocessor 7 controls a DC voltage source 11 , an active rectifier and a sine generator 12 (4 MHz) with amplitude stabilization. The sensors 3 in the form of triangular loops are connected to the voltage source 11 and the sine wave generator 12 by means of amplifiers (high-speed drivers) 13 , an analog signal multiplexer 14 and series resistors 15 . Supply lines 16 and 17 and also measuring lines 18 and 19 are each twisted against one another via regions 20 and 21 in order to achieve shielding against interfering influences. The circuit board and the sensors 3 are connected with twisted four-wire Teflon strands via circuit board edge plugs and welded flat plugs in order to ensure reliable contact at the high temperatures in the vicinity of heating zones 4 to 6 .

Jede heiße Heizzone des Cerankochfeldes ist elektrisch leitfähig. Zur Berücksichtigung der Sicherheitsaspekte wird jeder Sensor 3 an einem Pol direkt mit dem Muldengehäuse bzw. mit der Schutzerde direkt verbunden.Each hot heating zone of the ceramic hob is electrically conductive. To take the safety aspects into account, each sensor 3 is directly connected to the trough housing or to the protective earth at one pole.

Die Platine der Sensoreinrichtung 1 und eine Platine der "Touch-Control"-Steuerung sind über Stehbolzen mechanisch miteinander verbunden und befinden sich in einem durch eine umlaufende Isolation thermisch abgeschirmten Raum, so daß auch bei Dauerbetrieb die Umgebungstemperatur für die Elektronik der Sensoreinrichtung 1 und der "Touch-Control"-Steuerung nicht über 90°C ansteigen kann. Über Flachbandleitungen kommunizieren beide Schaltungen miteinander (DC- Spannungsversorgung und Datenaustausch über serielle synchrone Schnittstelle (I2C- Bus)).The circuit board of the sensor device 1 and a circuit board of the "touch control" control are mechanically connected to one another by means of stud bolts and are located in a room which is thermally shielded by an all-round insulation, so that even during continuous operation the ambient temperature for the electronics of the sensor device 1 and the "Touch control" control cannot rise above 90 ° C. Both circuits communicate with each other via ribbon cables (DC voltage supply and data exchange via serial synchronous interface (I 2 C-Bus)).

Das von dem Sensor 3 erzeugte zeitlich veränderliche Magnetfeld generiert im Topfboden einen elektrischen Wirbelstrom. Der Wirbelstrom erzeugt seinerseits ein sekundäres Magnetfeld, das dem Magnetfeld des Sensors 3 überlagert ist und dieses dämpft. Diese Magnetfeldschwächung bewirkt eine Verringerung der Induktivität des Sensors 3. Die Induktivitätsreduzierung hängt im wesentlichen von der Geometrie des Sensors 3, der Frequenz des Sensormagnetfelds, vom Abstand zwischen dem Sensor 3 und des elektrisch leitfähigen Topfbodens und der elektrischen Leitfähigkeit des Topfmaterials ab. Die Meßleitungen 18 und 19 erfassen eine Sensorspannung US, die sich in Abhängigkeit von der Größe der Topfbodenfläche ändert (siehe Fig. 3). Diese Sensorspannung US wird durch den Analogsignal-Multiplexer 14 ausgewählt und über einen Verstärker 22, einen aktiven Gleichrichter 23 und einen Pegelumsetzer 24 dem Mikroprozessor 7 zugeführt. Der Mikroprozessor 7 vergleicht gemessene Sensorspannungen US mit dem in einem durch ein EE-Prom ausgebildeten Datenspeicher 25 gespeicherten Schwellenwert, so daß anschließend eine Aktivierung der Heizzonen 4 bis 6 zugelassen oder verhindert wird. Zwischen Mikroprozessor 7 und Analogsignal-Multiplexer 14 ist über Busverbindungen 26 und 27 eine Kontrollogik 28 zwischengeschaltet, um die Meßkanäle des Analogsignal-Multiplexers 1 zu steuern.The time-varying magnetic field generated by the sensor 3 generates an electrical eddy current in the pot bottom. The eddy current in turn generates a secondary magnetic field which is superimposed on the magnetic field of the sensor 3 and dampens it. This magnetic field weakening causes a reduction in the inductance of the sensor 3 . The reduction in inductance essentially depends on the geometry of the sensor 3 , the frequency of the sensor magnetic field, the distance between the sensor 3 and the electrically conductive pan base and the electrical conductivity of the pot material. The measuring lines 18 and 19 detect a sensor voltage U S , which changes as a function of the size of the pot bottom surface (see FIG. 3). This sensor voltage U S is selected by the analog signal multiplexer 14 and fed to the microprocessor 7 via an amplifier 22 , an active rectifier 23 and a level converter 24 . The microprocessor 7 compares measured sensor voltages U S with the threshold value stored in a data memory 25 formed by an EE-Prom, so that activation of the heating zones 4 to 6 is then permitted or prevented. A control logic 28 is interposed between the microprocessor 7 and the analog signal multiplexer 14 via bus connections 26 and 27 in order to control the measuring channels of the analog signal multiplexer 1 .

Fig. 2a verdeutlicht die elektrischen Potentiale. Mittels der Versorgungsleitungen 16 und 17 wird dem Sensor 3 eine den Sensor 3 erregende Spannung U0 zugeführt, wobei die Versorgungsleitung 17 auf 0 V liegt. Über die Meßleitungen 18 und 19 wird die sich in Abhängigkeit von der Größe der Topfbodenfläche ändernde Spannung US gemessen. Fig. 2b zeigt eine Ersatzschaltung zur Berechnung der Spannung US. Der Sensors 3 kann als ein Wechselstromwiderstand 30 (RL = ωL) mit einer von der Größe der Topfbodenfläche abhängigen Induktivität L und ein Innenwiderstand 31 (RI) betrachtet werden. Der Zuleitung kann ein Widerstand 32 zugeordnet werden. Der Grundgedanke der Messung beruht auf dem Drei-Spannungs-Meßverfahren. Zur Vermeidung von Einflüssen durch unterschiedliche Topfmaterialien wird eine Frequenz von 4 MHz der Spannung U0 bei einem Strom bis 30 mA gewählt. Bei dieser Frequenz unterscheidet sich das Verhalten nichtmagnetischer und magnetischer Topfmaterialien bezüglich ihrer resultierenden Induktivitätsänderung nur geringfügig. Für den Wechselstromwiderstand 30 gilt bei einer Frequenz von 4 MHz : RI << RL, so daß die ohmsche Komponente 31 vernachlässigt werden kann. Fig. 2a shows the electric potentials. By means of the supply lines 16 and 17, the sensor 3 is a sensor 3 exciting voltage U supplied to 0, where the supply line 17 is at 0V. The voltage U S , which changes as a function of the size of the pot bottom surface, is measured via the measuring lines 18 and 19 . FIG. 2b shows an equivalent circuit for calculation of the voltage U S. The sensor 3 can be regarded as an AC resistance 30 (R L = ωL) with an inductance L dependent on the size of the pot bottom surface and an internal resistance 31 (R I ). A resistor 32 can be assigned to the feed line. The basic idea of the measurement is based on the three-voltage measurement method. To avoid influences from different pot materials, a frequency of 4 MHz of the voltage U 0 at a current of up to 30 mA is selected. At this frequency, the behavior of non-magnetic and magnetic pot materials differs only slightly with regard to their resulting change in inductance. The following applies to the AC resistance 30 at a frequency of 4 MHz: R I << R L , so that the ohmic component 31 can be neglected.

In Abhängigkeit der Größe der Topfbodenfläche sinkt die gemessene Spannung US, weil die Induktivität L des Sensors 3 abnimmt. Wenn die Topfbodenfläche die von dem Sensor 3 eingeschlossene Fläche überschreitet bleibt die Spannung US konstant. Die Größe der Topfbodenfläche hat dann keinen weiteren Einfluß auf die Messung (Fig. 3). Depending on the size of the pot bottom surface, the measured voltage U S drops because the inductance L of the sensor 3 decreases. If the bottom of the pot exceeds the area enclosed by the sensor 3 , the voltage U S remains constant. The size of the pot bottom area then has no further influence on the measurement ( FIG. 3).

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SIGN LIST

11

Sensoreinrichtung
Sensor device

22nd

Steuer- und Auswerteeinheit
Control and evaluation unit

33rd

Sensor
sensor

44th

Heizzone
Heating zone

55

Heizzone
Heating zone

66

Heizzone
Heating zone

77

Mikroprozessor
microprocessor

88th

Verbindung
connection

99

Verbindungsleitung
Connecting line

1010th

Verbindungsleitung
Connecting line

1111

DC-Spannungsquelle
DC voltage source

1212th

Sinusgenerator
Sine wave generator

1313

Verstärker
amplifier

1414

Analogsignal-Multiplexer
Analog signal multiplexer

1515

Vorwiderstand
Series resistor

1616

Versorgungsleitung
supply line

1717th

Versorgungsleitung
supply line

1818th

Meßleitung
Measurement line

1919th

Meßleitung
Measurement line

2020th

verdrillter Leitungsbereich
twisted line area

2121

verdrillter Leitungsbereich
twisted line area

2222

Verstärker
amplifier

2323

Gleichrichter
Rectifier

2424th

Pegelumsetzer
Level converter

2525th

EE-Prom
EE Prom

2626

Bus
bus

2727

Bus
bus

2828

Kontrollogik
Control logic

3030th

Wechselstromwiderstand RL
AC resistance R L

3131

Innenwiderstand RI
Internal resistance R I

3232

Zuleitungswiderstand
Lead resistance

Claims (5)

1. Verfahren zur Erfassung der Größe einer Topfbodenfläche, über die ein Topf auf einer ein- und ausschaltbaren Heizzone (4 bis 6) eines Strahlungsheizkörpers angeordnet wird, mit einem durch eine Drahtschleife ausgebildeten Sensor (3), der sich über der Heizzone (4 bis 6) und unter der Topfbodenfläche befindet, wobei der Sensor (3) an eine Wechselspannung anschließbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
  • a) Ein Referenzwert der Induktivität oder einer von der Induktivität abhängigen Größe des Sensors (3) wird für den zu erhitzenden Topf zumindest einmal vorher ermittelt und erfaßt oder vorgegeben.
  • b) Ein aktueller Wert der Induktivität oder der von der Induktivität abhängigen Größe des Sensors (3) wird für den sich auf der Heizzone befindenden Topf zumindest einmal gemessen.
  • c) Das Ein- und Ausschalten der Heizzone wird durch den Vergleich des aktuell gemessenen Wertes der Induktivität oder der von der Induktivität abhängigen Größe mit dem Referenzwert gesteuert.
1.Method for determining the size of a pot bottom surface, via which a pot is arranged on a heating zone ( 4 to 6 ) of a radiant heater which can be switched on and off, with a sensor ( 3 ) formed by a wire loop, which is located above the heating zone ( 4 to 6 ) and located under the bottom of the pot, the sensor ( 3 ) being connectable to an AC voltage, characterized by the following process steps:
  • a) A reference value of the inductance or a size of the sensor ( 3 ) which is dependent on the inductance is determined and recorded or specified at least once in advance for the pot to be heated.
  • b) A current value of the inductance or the size of the sensor ( 3 ) which is dependent on the inductance is measured at least once for the pot located on the heating zone.
  • c) Switching the heating zone on and off is controlled by comparing the currently measured value of the inductance or the quantity dependent on the inductance with the reference value.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) zusätzlich zu den zwei Anschlußleitungen (16, 17) zu einer Spannungsversorgung an zwei Meßleitungen (18, 19) angeschlossen ist, um die von der Induktivität des Sensors (3) abhängige Spannung US zu erfassen.2. The method according to claim 1, characterized in that the sensor ( 3 ) in addition to the two connecting lines ( 16 , 17 ) is connected to a voltage supply to two measuring lines ( 18 , 19 ) in order to by the inductance of the sensor ( 3 ) dependent voltage U S to detect. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Anschlußleitungen (16, 17) und zwei Meßleitungen (18, 19) gegeneinander verdrillt sind.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that two connecting lines ( 16 , 17 ) and two measuring lines ( 18 , 19 ) are twisted against each other. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) mit einer Wechselspannungsfrequenz ≧ 4 MHz betrieben wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 3 ) is operated with an AC voltage frequency ≧ 4 MHz. 5. Sensoreinrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem durch eine Drahtschleife ausgebildeten Sensor (3), der sich über der Heizzone (4 bis 6) und unter der Topfbodenfläche befindet, wobei der Sensor (3) an eine Wechselspannung anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (1) einen Datenspeicher zur Speicherung eines Referenzwertes der Induktivität oder einer von der Induktivität abhängigen Größe des Sensors (3) für den zu erhitzenden Topf und einen Mikroprozessor (7) zum Vergleich des ermittelten Wertes der Induktivität oder der von der Induktivität abhängigen Größe mit dem Referenzwert und eine mit dem Mikroprozessor (7) in Verbindung stehende Steuereinheit zum Ein- und Ausschalten der Heizzone aufweist.5. Sensor device ( 1 ) for carrying out the method according to one of the preceding claims with a sensor formed by a wire loop ( 3 ), which is above the heating zone ( 4 to 6 ) and below the bottom of the pot, the sensor ( 3 ) to a AC voltage can be connected, characterized in that the sensor device ( 1 ) has a data memory for storing a reference value of the inductance or a size of the sensor ( 3 ) dependent on the inductance for the pot to be heated, and a microprocessor ( 7 ) for comparing the determined value of the Inductance or the size dependent on the inductance with the reference value and a control unit connected to the microprocessor ( 7 ) for switching the heating zone on and off.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19603845A1 (en) * 1996-02-05 1997-08-07 Ego Elektro Blanc & Fischer Electric radiant heater with an active sensor for cooking vessel detection
DE19700753A1 (en) * 1997-01-11 1998-07-16 Schott Glaswerke Device and method for detecting the presence and / or the size of metallic pots on a heating or cooking zone
WO1998051128A1 (en) * 1997-05-07 1998-11-12 Compagnie Europeenne Pour L'equipment Menager - Cepem Kitchen range with container detection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19603845A1 (en) * 1996-02-05 1997-08-07 Ego Elektro Blanc & Fischer Electric radiant heater with an active sensor for cooking vessel detection
DE19700753A1 (en) * 1997-01-11 1998-07-16 Schott Glaswerke Device and method for detecting the presence and / or the size of metallic pots on a heating or cooking zone
WO1998051128A1 (en) * 1997-05-07 1998-11-12 Compagnie Europeenne Pour L'equipment Menager - Cepem Kitchen range with container detection

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