DE202006008304U1 - Temperature sensing method for ceramic hob infrared heating units has a foil resistance element embedded in a thermally conductive, electrically insulated housing attached to inside of the outer rim - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kochfeld mit einer Trägerplatte an deren Unterseite eine Sensorvorrichtung angeordnet ist, welche zur Detektion von die Temperatur der Trägerplatte charakterisierenden Messinformationen, insbesondere zur Detektion von Infrarotstrahlung (IR-Strahlung), ausgebildet ist.The The invention relates to a hob with a support plate on the underside a sensor device is arranged, which for the detection of the temperature of the carrier plate characterizing measurement information, in particular for detection of infrared radiation (IR radiation) is formed.
Ein gattungsgemäßes Kochfeld ist aus der WO 2005/076667 A1 bekannt. Die Sensorvorrichtung umfasst ein Substrat, an dessen Oberseite und/oder Unterseite zumindest ein temperatursensitives elektrisches Widerstandselement folienartig angeordnet sein kann. Dieses Substrat kann beabstandet zur Unterseite der Trägerplatte oder unmittelbar daran angeordnet sein. Diese Unterseite der als Glaskeramik ausgebildeten Trägerplatte ist als ebene Fläche ausgebildet.One generic hob is known from WO 2005/076667 A1. The sensor device comprises a substrate, at the top and / or bottom at least a temperature-sensitive electrical resistance element like a foil can be arranged. This substrate may be spaced from the bottom the carrier plate or be located directly on it. This underside of the as glass ceramic trained carrier plate is as a flat surface educated.
Eine Sensorvorrichtung, welche an einer Unterseite einer Trägerplatte angeordnet ist, gestattet die Überwachung und Regelung der Temperatur von Pfannenböden auf der Trägerplatte und ermöglicht somit die Realisierung einer Bratsensorik.A Sensor device, which on an underside of a carrier plate is arranged, allows the monitoring and controlling the temperature of pan bottoms on the carrier plate and thus allows the realization of a Bratsensorik.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Sensorvorrichtung des Kochfelds so auszubilden und anzuordnen, dass eine verbesserte Detektion der Temperatur der Trägerplatte ermöglicht werden kann.It Object of the present invention, the sensor device of the To design and arrange hob so that an improved detection of the Temperature of the carrier plate allows can be.
Diese Aufgabe wird durch ein Kochfeld, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, gelöst.These Task is by a hob, which has the characteristics according to claim 1, solved.
Ein erfindungsgemäßes Kochfeld umfasst eine Trägerplatte, an deren Unterseite eine Sensorvorrichtung angeordnet ist. Die Sensorvorrichtung ist zur Detektion von Messinformationen ausgebildet, welche die Temperatur der Trägerplatte und insbesondere der Unterseite der Trägerplatte, charakterisieren. Bevorzugt ist die Sensorvorrichtung zur Detektion von Wärmestrahlung ausgebildet. Diese Sensorvorrichtung ist zumindest bereichsweise unmittelbar und somit abstandsfrei an der Unterseite der Trägerplatte angeordnet, wobei die Sensorvorrichtung zumindest ein Trägerelement aufweist, welches eine von der Unterseite der Trägerplatte abgewandte Seite aufweist. An dieser der Unterseite der Trägerplatte abgewandten Seite des Trägerelements der Sensorvorrichtung ist ein folienartiger Temperaturfühler angeordnet. Der Temperaturfühler ist ein temperatursensitives elektrisches Widerstandselement. Durch diese Komponenten und insbesondere die Anordnung dieser Komponenten der Sensorvorrichtung wird eine genauere Detektion der Temperatur der Trägerplatte ermöglicht. Die unmittelbare Anordnung an der Unterseite der Trägerplatte gewährleistet eine sehr exakte Erfassung der Temperatur. Dennoch kann der folienartige Temperaturfühler bzw. das folienartig ausgebildete, temperatursensitive elektrische Widerstandselement durch die Trägerplatte beabstandet zu dieser Unterseite angeordnet werden. Der durch mechanische Einwirkungen relativ leicht zu beschädigende folienartige Temperaturfühler ist durch diese Konstruktion beabstandet zu dieser Unterseite der Trägerplatte angeordnet, wodurch Reibeinwirkungen und dadurch Beschädigungen des folienartigen Temperaturfühlers durch die Unterseite der Trägerplatte verhindert werden können. Dennoch kann durch die andererseits unmittelbare Anordnung der Sensorvorrichtung an der Unterseite der Trägerplatte eine gute Temperaturerfassung ermöglicht werden.One inventive hob includes a carrier plate, on the underside of a sensor device is arranged. The sensor device is designed for the detection of measurement information which the Temperature of the carrier plate and in particular the underside of the carrier plate, characterize. Preferably, the sensor device is for detecting heat radiation educated. This sensor device is at least partially Immediately and thus free of space on the underside of the carrier plate arranged, wherein the sensor device at least one support element which has a side facing away from the underside of the carrier plate side having. At this side facing away from the underside of the carrier plate the carrier element The sensor device is arranged a film-like temperature sensor. The temperature sensor is a temperature-sensitive electrical resistance element. Through this Components and in particular the arrangement of these components of the Sensor device is a more accurate detection of the temperature of the carrier plate allows. The immediate arrangement on the underside of the carrier plate guaranteed a very accurate temperature measurement. Nevertheless, the foil-like temperature sensor or the film-like, temperature-sensitive electrical resistance element through the carrier plate spaced to be arranged at this bottom. The by mechanical Actions is relatively easy to damage foil-like temperature sensor spaced by this construction to this underside of the carrier plate arranged, whereby friction effects and thereby damage of the foil-type temperature sensor through the underside of the carrier plate can be prevented. Nevertheless, by the other hand, immediate arrangement of the sensor device at the bottom of the carrier plate a good temperature detection possible become.
Bevorzugt ist das Trägerelement aus einem Material ausgebildet, welches eine größere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das Material der Trägerplatte. Die von der Trägerplatte und insbesondere der Unterseite der Trägerplatte abgestrahlte Wärmestrahlung kann somit gut über das Trägerelement der Sensorvorrichtung zum folienartigen Temperaturfühler geleitet werden. Eine Verfälschung der erfassten Temperaturinformationen kann dadurch verhindert werden.Prefers is the carrier element formed of a material which has a greater thermal conductivity than the material the carrier plate. The from the carrier plate and in particular the underside of the carrier plate radiated heat radiation can be good over the carrier element passed the sensor device to the film-like temperature sensor become. A falsification the detected temperature information can be prevented.
Bevorzugt ist das Material, aus dem das Trägerelement ausgebildet ist, elektrisch hoch isolierend und thermisch hoch leitfähig. Bevorzugt ist das Material des Trägerelements mit einer Wärmeleitfähigkeit größer 1 W/mK, insbesondere größer 5 W/mK, bei Temperaturen unterhalb von 1000°C, insbesondere unterhalb von 500°C, ausgebildet. Das Material des Trägerelements kann bevorzugt einen spezifischen elektrischen Widerstand größer gleich 109 Ohm cm und eine Wärmeleitfähigkeit größer oder gleich 6,5 W/mK bei etwa 1000°C aufweisen Das Trägerelement ist zumindest bereichsweise aus einer Oxidkeramik, insbesondere aus Aluminiumoxid (Al2O3), ausgebildet. Dieses Material erfüllt die Anforderungen an die hohe elektrische Isolationswirkung und die hohe thermische Leitfähigkeit besonders gut.Preferably, the material from which the carrier element is formed, electrically highly insulating and highly thermally conductive. Preferably, the material of the carrier element with a thermal conductivity greater than 1 W / mK, in particular greater than 5 W / mK, at temperatures below 1000 ° C, in particular below 500 ° C, is formed. The material of the carrier element may preferably have a specific electrical resistance greater than or equal to 10 9 ohm cm and a thermal conductivity greater than or equal to 6.5 W / mK at about 1000 ° C. The carrier element is at least partially made of an oxide ceramic, in particular of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), trained. This material meets the requirements for the high electrical insulation effect and the high thermal conductivity particularly well.
Bevorzugt ist zwischen der Unterseite der Trägerplatte und dem Trägerelement eine IR-Absorptionsschicht der Sensorvorrichtung ausgebildet. Die IR-Absorptionsschicht weist bevorzugt eine Dicke kleiner 0,1 mm, insbesondere kleiner 0,06 mm auf. Die IR-Absorptionsschicht kann beispielsweise aus Glas ausgebildet sein. Durch diese Schicht kann eine verbesserte Wärmeübertragung von der Trägerplatte auf die Sensorvorrichtung erreicht werden. Diese Schicht ermöglicht die optimale thermische Ankopplung an die Unterseite der Trägerplatte und gewährleistet eine hohe IR-Absorption. Die von der Unterseite der Trägerplatte abgestrahlte Wärmestrahlung kann somit optimal durch diese Schicht weitergeleitet werden und durch das anschließende Element zum folienartigen Temperaturfühler geleitet werden. Insbesondere dann, wenn auch das Trägerelement mit einem hoch wärmeleitfähigen Material ausgebildet ist, kann durch diese zusätzliche Schicht die Wärmeleitfähigkeit von der Unterseite der Trägerplatte zum folienartigen Temperaturfühler nochmals verbessert werden.Preferably, an IR absorption layer of the sensor device is formed between the underside of the carrier plate and the carrier element. The IR absorption layer preferably has a thickness of less than 0.1 mm, in particular less than 0.06 mm. The IR absorption layer can be formed, for example, from glass. Through this layer, improved heat transfer from the carrier plate to the sensor device can be achieved. This layer allows optimal thermal coupling to the underside of the carrier plate and ensures high IR absorption. The radiated from the underside of the support plate thermal radiation can thus be optimally forwarded through this layer and passed through the subsequent element to the film-like temperature sensor. In particular, when the carrier element is formed with a highly thermally conductive material is, can be further improved by the additional layer, the thermal conductivity of the underside of the carrier plate to the film-like temperature sensor.
Bevorzugt ist an einer der Trägerplatte abgewandten Seite des folienartigen Temperaturfühlers eine weitere Schicht ausgebildet, welche eine im Vergleich zur IR-Absorptionsschicht geringe IR-Absorption aufweist. Dadurch kann die Sensorvorrichtung, insbesondere der folienartige Temperaturfühler, vor thermischen Einflüssen von unten geschützt werden.Prefers is on one of the carrier plate opposite side of the film-like temperature sensor another layer formed, which has a low IR absorption compared to the IR absorption layer having. As a result, the sensor device, in particular the foil-like Temperature sensor, against thermal influences protected from below become.
Der folienartige Temperaturfühler bzw. das temperatursensitive elektrische Widerstandselement ist bevorzugt als Platinschicht oder insbesondere als Schicht, welche zumindest einen Platinanteil aufweist, ausgebildet. Dieser folienartige Temperaturfühler ist bevorzugt so konzipiert, dass er einen Widerstand zwischen 50 Ohm und 1000 Ohm, bevorzugt einen Widerstand zwischen 500 Ohm und 1000 Ohm, bei 0°C aufweist.Of the foil-type temperature sensors or the temperature-sensitive electrical resistance element is preferably as a platinum layer or in particular as a layer which has at least a platinum content formed. This foil-like temperature sensor is preferably designed to have a resistance between 50 Ohms and 1000 ohms, prefers a resistance between 500 ohms and 1000 ohms, at 0 ° C having.
Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn die Unterseite der Trägerplatte uneben ausgebildet ist und eine Mehrzahl an Noppen aufweist. Die Sensorvorrichtung ist dann unmittelbar an diesen Noppen anliegend angeordnet. Bevorzugt sind die Noppen so dimensioniert, dass sie wesentlich kleiner ausgebildet sind, als die Fläche, mit der die Sensorvorrichtung an der Unterseite und in dieser Ausgestaltung an den Noppen anliegt. Die Noppen können dabei unmittelbar angrenzend aneinander ausgebildet sein. Ebenso kann jedoch vorgesehen sein, dass die Noppen beabstandet zueinander ausgebildet sind und so die Unterseite der Trägerplatte ausbilden. Bei dieser Ausgestaltung liegt die Sensorvorrichtung somit nicht mit ihrer gesamten, der Trägerplatte zugewandten Gegenseite an der Unterseite an, sondern lediglich in Teilbereichen wird dann ein unmittelbarer Kontakt hergestellt. Neben der verbesserten mechanischen Stabilität der Trägerplatte kann durch diese Noppen auch die Anordnung der Sensorvorrichtung und die Wärmeleitung der Trägerplatte verbessert werden.Especially it is preferable if the underside of the carrier plate is uneven and has a plurality of nubs. The Sensor device is then directly adjacent to these nubs arranged. Preferably, the nubs are dimensioned so that they are formed substantially smaller than the surface with which the sensor device at the bottom and in this embodiment bears against the knobs. The nubs can do this be formed immediately adjacent to each other. Likewise However, be provided that the nubs are spaced from each other and so the underside of the carrier plate form. In this embodiment, the sensor device is located thus not with their entire, the support plate facing the opposite side at the bottom, but only in subregions then becomes made an immediate contact. In addition to the improved mechanical stability the carrier plate can by these nubs and the arrangement of the sensor device and the heat conduction the carrier plate improved become.
Bevorzugt weisen diese Noppen eine Höhe von etwa 0,1 mm bis etwa 0,7 mm auf. Insbesondere ist die Höhe dieser Noppen etwa 0,2 mm. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein Optimum im Hinblick auf die Anforderungskriterien der mechanischen Stabilität der Trägerplatte, der platzsparenden Ausgestaltung und der bestmöglichen Wärmeübertragung der Trägerplatte auf die Sensorvorrichtung.Prefers These pimples have a height of about 0.1 mm to about 0.7 mm. In particular, the height of this Nubs about 0.2 mm. This embodiment allows an optimum in terms to the requirements of the mechanical stability of the carrier plate, the space-saving design and the best possible heat transfer of the support plate on the sensor device.
Die Sensorvorrichtung ist in bevorzugter Weise in einem blockartigen Element angeordnet, welches aus einem wärmeisolierenden Material ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Sensorvorrichtung dabei in eine Aussparung des Blocks eingebettet. Dies gewährleistet die mechanisch stabile Anordnung der Sensorvorrichtung. Durch die durch den Block erzeugte Wärmeabschattung können auch durch Heizelemente des Kochfelds verursachte Wärmeeinflüsse auf die Sensorvorrichtung verhindert werden, wodurch die Detektion der Temperatur der Trägerplatte präziser erfolgen kann. Verfälschungen durch Wärmeeinflüsse dieser Heizelemente können durch den Block verhindert werden.The Sensor device is preferably in a block-like manner Element arranged, which is formed of a heat-insulating material is. In this case, the sensor device is preferably in a recess embedded in the block. This ensures the mechanically stable arrangement of the sensor device. By the heat shadowing produced by the block can also caused by heating elements of the hob heat influences the sensor device can be prevented, whereby the detection of Temperature of the carrier plate made more precise can. falsifications due to the influence of heat Heating elements can be prevented by the block.
Die Sensorvorrichtung ist somit vom Block praktisch vollständig umgeben und nur an der der Trägerplatte zugewandten Seite und somit mit der Seite, mit der die Sensorvorrichtung an der Unterseite der Trägerplatte anliegt, freiliegend. Der Block und insbesondere die Randbereiche, welche Aussparungen des Blocks umgeben, liegen ebenfalls unmittelbar an der Unterseite der Trägerplatte an. Auch dies beeinflusst die mechanische Stabilität der Komponenten sowie deren Anordnung und die wärmeisolierende Wirkung für die Sensorvorrichtung positiv.The Sensor device is thus virtually completely surrounded by the block and only on the support plate facing side and thus with the side with which the sensor device at the bottom of the carrier plate is present, exposed. The block and in particular the border areas, which recesses of the block surrounded, are also immediately at the bottom of the carrier plate at. This also influences the mechanical stability of the components as well as their arrangement and the heat-insulating Effect for the sensor device positive.
Es kann vorgesehen sein, dass der Block auf einem Bodenbereich des Kochfelds angeordnet ist. Der Block weist bei einer derartigen Ausgestaltung somit eine Höhe auf, welche sich im Wesentlichen vollständig über die lichte Weite zwischen der Unterseite der Trägerplatte und der Oberseite des Bodenbereichs erstreckt.It can be provided that the block on a bottom portion of the Hob is arranged. The block thus has in such a configuration a height which is essentially completely across the clear width between the underside of the carrier plate and the top of the floor area extends.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zwischen der Unterseite des Blocks und dem Bodenbereich des Kochfelds ein Luftraum ausgebildet ist und der Block somit beabstandet zu diesem Bodenbereich angeordnet ist. Dadurch kann eine Gewichtsreduzierung des Blocks ermöglicht werden und dennoch die wärmeisolierende Wirkung beibehalten werden.It However, it can also be provided that between the bottom of the Blocks and the bottom portion of the hob formed an air space and thus the block is spaced from this bottom area is. Thereby, a weight reduction of the block can be made possible and yet the heat-insulating Be maintained effect.
Ein Heizelement des Kochfelds ist in bevorzugter Weise zumindest teilweise an dem Bodenbereich des Kochfelds angeordnet und so positioniert, dass es außerhalb einer zwischen der Sensorvorrichtung und dem Bodenbereich ausgebildeten Zone angeordnet ist. Die Zone stellt dabei einen räumlichen Bereich dar, welcher sich über die Höhe erstreckt, welche sich durch den Abstand der Unterseite der Sensorvorrichtung von dem Bodenbereich ergibt und sich durch die Fläche zumindest des folienartigen Temperaturfühlers bestimmt. Bevorzugt ist die Zone so dimensioniert, dass ihre Fläche durch die Fläche des Blocks (Fläche der der Unterseite der Trägerplatte zugewandten Seite) einerseits und die Höhe, welche zwischen dem Block und dem Bodenbereich ausgebildet ist, bestimmt wird. Elektrische Zuleitungen zu den Heizelementen können zumindest bereichsweise in der Zone angeordnet sein.One Heating element of the hob is at least partially in a preferred manner arranged on the bottom portion of the hob and positioned so that it outside one formed between the sensor device and the bottom portion Zone is arranged. The zone represents a spatial area which is about the height extending, which is determined by the distance of the underside of the sensor device from the floor area and through the area at least of the foil-type temperature sensor certainly. Preferably, the zone is dimensioned so that its surface by the area of the Blocks (area the bottom of the backing plate facing side) on the one hand and the height, which between the block and the floor area is determined. electrical Supply lines to the heating elements can at least partially be arranged in the zone.
Bevorzugt ist der Block bzw. das blockartige Element einstückig mit einem Isolationssteg ausgebildet. Dies ermöglicht eine stabile Gesamtstruktur und eine aufwandsarme Montage. Darüber hinaus kann dadurch auch die thermische Isolation der Sensorvorrichtung verbessert werden.Preferably, the block or the block-like element is made in one piece with an insulating web forms. This allows a stable overall structure and a low-effort installation. In addition, thereby the thermal insulation of the sensor device can be improved.
Die Fläche des folienartigen Temperaturfühlers ist bevorzugt zwischen 8 mm2 und 25 mm2. Der folienartige Temperaturfühler ist bevorzugt zwischen 1 cm und 3 cm, insbesondere 2 cm, von einem inneren Rand des Isolationsstegs entfernt angeordnet. Die Erfassung der Temperatur kann dadurch verbessert werden, da der Temperaturfühler in einem bereich unterhalb der Trägerplatte angeordnet ist, auf welchem ein Zubereitungsgefäß stets unmittelbar aufsitzt, auch dann, wenn der Boden dieses Gefäßes bombiert ist.The area of the film-type temperature sensor is preferably between 8 mm 2 and 25 mm 2 . The foil-type temperature sensor is preferably arranged between 1 cm and 3 cm, in particular 2 cm, away from an inner edge of the insulating web. The detection of the temperature can be improved because the temperature sensor is disposed in an area below the support plate on which a preparation vessel is always directly seated, even if the bottom of this vessel is cambered.
Ein weiterer Vorteil dieses Kochfelds mit der Anordnung der Sensorvorrichtung ist darin zu sehen, dass ein Betrieb mit üblicher Netzspannung erfolgen kann und es nicht notwendig ist, mit Schutzkleinspannung (SELV) zu arbeiten, um den Sicherheitsanforderungen zu genügen.One Another advantage of this hob with the arrangement of the sensor device can be seen in the fact that operation can be done with normal line voltage and it is not necessary to work with safety extra-low voltage (SELV), to meet the safety requirements.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgen an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention will follow on the basis of schematic drawings explained in more detail. It demonstrate:
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In The figures are the same or functionally identical elements with the provided the same reference numerals.
Das
Kochfeld
In
der Draufsicht ist zu erkennen, dass die Sensorvorrichtung
In
schematischer Weise ist in
Das
Kochfeld
Der
einzige folienartige Temperaturfühler
In
Wie
zu erkennen ist, ist in dem in
In
der gezeigten Schnittansicht ist zu erkennen, dass der Block
Es
kann auch vorgesehen sein, dass zwischen der Unterseite
In
Im
Unterschied zur Darstellung gemäß
Es
kann auch vorgesehen sein, dass diese Zwischenräume mit einer Wärmeleitpaste
aufgefüllt sind
und somit die Unterseite wiederum im Wesentlichen eben ausgebildet
ist und sowohl der Block
Sowohl
in der Ausführung
gemäß
Ebenso
kann vorgesehen sein, dass lediglich Teilbereiche der Unterseite
In
Claims (17)
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DE200620008304 DE202006008304U1 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Temperature sensing method for ceramic hob infrared heating units has a foil resistance element embedded in a thermally conductive, electrically insulated housing attached to inside of the outer rim |
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DE200620008304 Expired - Lifetime DE202006008304U1 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Temperature sensing method for ceramic hob infrared heating units has a foil resistance element embedded in a thermally conductive, electrically insulated housing attached to inside of the outer rim |
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- 2006-05-24 DE DE200620008304 patent/DE202006008304U1/en not_active Expired - Lifetime
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