EP0522345A1 - Netzspannungsisolierung mit Sensoren unter Glaskeramik-Kochflächen. - Google Patents

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EP0522345A1
EP0522345A1 EP19920110533 EP92110533A EP0522345A1 EP 0522345 A1 EP0522345 A1 EP 0522345A1 EP 19920110533 EP19920110533 EP 19920110533 EP 92110533 A EP92110533 A EP 92110533A EP 0522345 A1 EP0522345 A1 EP 0522345A1
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EP
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sensor
glass ceramic
mains voltage
ceramic cooking
glass
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EP19920110533
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Manfred Dipl.-Ing. Plankl
Günther Dipl.-Ing. Wittauer (FH)
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BOSCH-SIEMENS HAUSGERAETE GMBH
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Individual
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/05—Heating plates with pan detection means

Definitions

  • the invention relates to a mains voltage insulation for sensors under glass ceramic cooktops, wherein a metallic sensor is arranged under a glass ceramic cooktop inside or outside the hot area of the glass ceramic cooktop caused by a radiant heater.
  • the object of the invention is therefore to be able to operate metallic sensors below the glass ceramic cooktop in the hot area thereof without having to work with protective low voltage.
  • the arrangement according to the invention for solving this problem is characterized in that the sensor can be operated at a higher-frequency operating point which is above normal operation, and in that the sensor is designed as a mains voltage-isolating, capacitive series circuit which is dimensioned for mains voltage contact protection.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the arrangement-related capacitive series connection consists of three dielectrics, which are surrounded by metallizations. Further advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims.
  • FIG. 1 a glass ceramic cooktop 1, a metallic sensor 2, insulating dielectric layers 3 and a radiant heater 4 can be seen.
  • This sensor arrangement acts as a capacitive and temperature-dependent indicator as a result of changes in capacitance due to materials on the glass ceramic or via the loss factor delta as a function of the time of the glass ceramic.
  • the sensor created in this way is at the same time isolating the supply voltage from the metalization 2 as an insulation layer.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electric Stoves And Ranges (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Insulators (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Netzspannungsisolierung für Sensoren unter Glaskeramik-Kochflächen, wobei ein metallischer Sensor (2) unter einer Glaskeramik-Kochfläche (1) innerhalb oder außerhalb des durch einen Strahlungsheizkörper (4) bedingten Heißbereiches der Glaskeramik-Kochflache (1) angeordnet ist, so daß der Sensor (2) mit einem über dem Normalbetrieb liegenden, höherfrequenten Arbeitspunkt betreibbar ist, und der Sensor (2) als netzspannungsisolierende, kapazitive Reihenschaltung, die für Netzspannungsberührungsschutz dimensioniert ist, ausgeführt ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Netzspannungsisolierung für Sensoren unter Glaskeramik-Kochflächen, wobei ein metallischer Sensor unter einer Glaskeramik-Kochfläche innerhalb oder außerhalb des durch einen Strahlungsheizkörper bedingten Heißbereiches der Glaskeramik-Kochfläche angeordnet ist.
  • Bislang wurde für Glaskeramik-Kochflächen eine Temperaturabschaltung, die zum Schutz erhitzter Glaskeramikflächen diente, sensormäßig durchgeführt. Dabei war eine Anbringung von Temperatursensoren in Umgebung des Heißbereiches der Glaskeramik-Kochfläche nicht erforderlich. Die Anwendung metallischer Sensoren, beispielsweise zur Topferkennung, wobei die metallischen Sensoren unterhalb der Glaskeramik angeordnet sind, ist bislang nicht erfolgt. Da die Glaskeramik bei höheren Temperaturen, etwa ab 200°C, halbleitend wird, gelten Sensoren unter dem Heißbereich der Glaskeramik-Kochfläche als berührbar. Es ist deshalb üblich, daß beim Betrieb solcher Sensoranordnungen mit einer Schutz-Kleinspannung gearbeitet wird. Für diesen Betriebsfall ist infolge aufwendiger Leitungsisolierungen erheblicher Platzbedarf unterhalb der Glaskeramik-Kochfläche notwendig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, metallische Sensoren unterhalb der Glaskeramik-Kochfläche in deren Heißbereich betreiben zu können, ohne mit Schutz-Kleinspannung arbeiten zu müssen.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor bei einem über dem Normalbetrieb liegenden, höherfrequenten Arbeitspunkt betreibbar ist, und daß der Sensor als netzspannungsisolierende, kapazitive Reihenschaltung, die für Netzspannungs-Berührungsschutz dimensioniert ist, ausgeführt ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die anordnungsbedingte kapazitive Reihenschaltung aus drei Dielektriken, die von Metallisierungen eingefaßt sind, besteht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Sensoranordnung unter einer Glaskeramik-Kochfläche,
    Fig. 2a, b)
    tiefe Ersatzschaltung der Sensoranordnung.
  • Gemäß Fig. 1 ist eine Glaskeramik-Kochfläche 1, ein metallischer Sensor 2, isolierende dielektrische Schichten 3 und ein Strahlungsheizkörper 4 erkennbar. Gemäß Fig. 2a, b) ist eine als Ersatzschaltung den Sachverhalt nach Fig. 1 darstellende Anordnung erkennbar. Dabei handelt es sich um die Dielektrika-Folge als die der Sensor 2 aufgebaut ist. Elektrostatisch stellt der Sensor eine netzspannungsisolierende kapazitive Reihenschaltung dar, die so dimensioniert ist, daß sie einen Netzspannungs-Berührungsschutz abgibt. Als Isolations- und Dielektrikamaterial wird Mikanit verwendet, wobei die anordnungsbedingt Dielektrika-Folge dann durch eine Mikanitschicht mit nachfolgender Glaskeramikschicht und eine gleiche Mikanitschicht ausgeführt ist. Diese Sensoranordnung, unter Einbeziehung der Glaskeramik-Kochfläche, wirkt infolge von Kapazitatsänderungen durch Materialien auf der Glaskeramik oder über den Verlustfaktor Delta als Funktion der Zeit der Glaskeramik als kapazitiver und temperaturabhängiger Indikator. Dabei ist der so erstellte Sensor gleichzeitig als Isolationsschicht gegenüber der Metalisierung 2 netzspannungsisolierend.
  • Eine Optimierung solcher Sensoranordnungen hängt von der Temperaturverträglichkeit der Isolationsschicht ab, da dies die Einbaunähe zum Heißbereich der Glaskeramik-Kochfläche entscheidend beeinflußt. Die Grenzen dieser Anordnung bezüglich der Sensortauglichkeit ist daher von der Temperaturverträglichkeit solcher Anordnungen entscheidend geprägt.

Claims (4)

  1. Netzspannungsisolierung für Sensoren unter Glaskeramik-Kochflächen, wobei ein metallischser Sensor (2) unter einer Glaskeramik-Kochfläche (1) innerhalb oder außerhalb des durch einen Strahlungsheizkörper (4) bedingten Heißbereiches der Glaskeramik-Kochfläche (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (2) einem über dem Normalbetrieb liegenden, höherfrequenten Arbeitspunkt betreibbar ist, und daß der Sensor (2) als netzspannungsisolierende, kapazitive Reihenschaltung, die für Netzspannungsberührungsschutz dimensioniert ist, ausgeführt ist.
  2. Netzspannungsisolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anordnungsbedingte, kapazitive Reihenschaltung aus drei Dielektriken, die von Metallisierungen eingefaßt sind, besteht.
  3. Netzspannungsisolierung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektriken durch Isolationsmittel (3) und die Glaskeramik-Kochfläche (1) gebildet werden.
  4. Netzspannungsisolierung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolationsmittel (3) Mikanit verwendet ist.
EP92110533A 1991-06-28 1992-06-23 Netzspannungsisolierung mit Sensoren unter Glaskeramik-Kochflächen. Expired - Lifetime EP0522345B1 (de)

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ATE126876T1 (de) 1995-09-15
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