EP2893261A2 - Hausgerätevorrichtung - Google Patents

Hausgerätevorrichtung

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Publication number
EP2893261A2
EP2893261A2 EP13783672.2A EP13783672A EP2893261A2 EP 2893261 A2 EP2893261 A2 EP 2893261A2 EP 13783672 A EP13783672 A EP 13783672A EP 2893261 A2 EP2893261 A2 EP 2893261A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
unit
sensor
domestic appliance
light guide
Prior art date
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Granted
Application number
EP13783672.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2893261B1 (de
Inventor
Rafael Alonso Esteban
Carlos Heras Vila
Eduardo Imaz Martinez
Sergio Llorente Gil
David Paesa García
Julio Rivera Peman
Iñigo SALINAS ARIZ
Francisco Villuendas Yuste
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2893261A2 publication Critical patent/EP2893261A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2893261B1 publication Critical patent/EP2893261B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/083—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on tops, hot plates

Definitions

  • the invention relates to a household appliance device according to the preamble of claim 1.
  • Hobs which use an infrared sensor for temperature determination.
  • a temperature is assigned to a sensor measured value via a calibration table.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic device with improved properties in terms of improved temperature determination.
  • the object is achieved by the features of
  • Patent claim 1 solved, while advantageous embodiments and modifications of the invention can be taken from the dependent claims.
  • the invention relates to a home appliance device, in particular one
  • Hob device with at least one light guide and at least one
  • Sensor unit having at least one light sensor and is provided to detect light transmitted through the light guide element and to determine at least one relevant temperature characteristic.
  • the sensor unit has at least one further sensor element which is provided to determine at least one parameter of the at least one light-guiding element.
  • a “light-guiding element” is to be understood as meaning, in particular, an element that is at least partially transparent to electromagnetic radiation, In particular that an element is “partially transparent” for electromagnetic radiation, it should be understood that the element is at least partially submerged in the electromagnetic field
  • electromagnetic radiation in particular at least in a partial region between 300 nm and 5 ⁇ m, advantageously at least in a partial region between 900 nm and 3 ⁇ m, preferably at least in a partial region between 1.2 ⁇ m and 2.6 ⁇ m, in particular a subregion having a width of at least 100 nm, advantageously at least 300 nm, preferably at least 500 nm, a transparency of at least 30%, in particular at least 50%, advantageously at least 70%.
  • a “sensor unit” is to be understood as meaning in particular a unit which has at least one sensor element.
  • Sensor element is to be understood in particular as an element which is intended to have a physical variable to be determined, in particular a temperature and / or at least one radiation parameter , in particular one
  • Radiation intensity in at least one other, advantageously electrical characteristics, in particular a current, a voltage, a resistance, a capacitance and / or an inductance to convert.
  • the sensor unit has at least one, preferably electrical, evaluation electronics, which are provided to measure the other, preferably electrical characteristic.
  • the sensor unit has at least one, preferably electrical, evaluation electronics, which are provided to measure the other, preferably electrical characteristic.
  • a "light sensor” is to be understood as meaning, in particular, a sensor element which is intended to measure at least one characteristic of electromagnetic radiation
  • Light sensor designed to measure an intensity of incident infrared radiation.
  • the light sensor is designed as a photodiode.
  • the light sensor is intended to light with wavelengths less than 4 ⁇ , in particular less than 3 ⁇ , advantageously less than 2.6 ⁇ to detect.
  • the sensor unit is provided as a relevant temperature parameter, a
  • Temperature characteristic of an optically arranged behind the light guide object in particular a cooking utensil and / or food to be determined.
  • “provided” is meant in particular specially programmed, designed and / or equipped "temperature characteristic” is to be understood in particular a parameter whose value, at least between -50 ° C and 500 ° C, in particular at least between 20 ° C and 250 ° C, can be clearly assigned to a temperature, wherein a determination tolerance of the temperature characteristic to a deviation in the temperature determination of a maximum of 10 K, in particular a maximum of 5 K, advantageously at most 1 K leads.
  • the sensor unit is provided with the aid of the further sensor element to a temperature characteristic of the light guide
  • the further sensor element is a temperature sensor, in particular a temperature-dependent resistor, preferably a thermistor, educated.
  • the sensor unit is provided for determining a transmissivity of the light-guiding element with the aid of the further sensor element.
  • Light guide provided.
  • an improved measurement can be achieved by the embodiment according to the invention.
  • additional parameters such as, in particular, a current temperature of the light-guiding element, can be included in a determination of the relevant temperature characteristic.
  • At least one light guide element as
  • Heating zone limiting unit is formed.
  • the sensor unit has at least one sensor element which is provided to determine at least one parameter, in particular a temperature parameter, of the heating zone delimiting unit.
  • a "heating zone limiting unit” is to be understood in particular as meaning a unit which is intended to be a heating zone, in particular a heating zone
  • Cooking chamber for example, an oven or a microwave, and / or a
  • Cooking zone at least partially limit.
  • Advantageous is the
  • Heating zone limiting unit designed as a plate unit.
  • the light-guiding element is designed as a hob plate.
  • the hob plate is designed as a plate unit.
  • Heating zone limiting unit at least partially absorbing at least in the range of visible light, in particular tinted.
  • the light-guiding element has at least one, preferably coloring and / or structuring, coating on a side facing away from a heating zone.
  • the coating is designed as a filter element.
  • the coating is intended to absorb light, at least partially in visible light.
  • the invention can be used particularly advantageously, wherein an improved temperature determination is possible.
  • At least one light-guiding element as part of a
  • Light guide unit is formed.
  • the sensor unit has at least one sensor element which is provided to determine at least one parameter, in particular a temperature parameter, of the light guide unit.
  • the light guide unit is provided to light from a measuring point to the light sensor and / or to direct to a beam splitter unit.
  • the measuring point is from a surface piece of a, preferably at least partially transparent,
  • an element in at least one spectral range, in particular at least one spectral range having a width of at least 300 nm, advantageously at least 500 nm, preferably at least 900 nm, advantageously in the infrared range Radiation, in particular between 1.2 ⁇ m and 1.7 ⁇ m, advantageously between 1.2 ⁇ m and 2.6 ⁇ m, has a transparency of at least 30%, in particular at least 50%, advantageously at least 70%, below a "light guide unit". In particular, it is intended to mean a unit intended to provide light,
  • the first and the second point are at least 5 cm, advantageously at least 10 cm, preferably at least 15 cm away from each other.
  • the light guide unit is provided to adapt a propagation direction of the light.
  • Light guide unit a propagation direction of the light, relative to an inlet direction by at least 10 °, preferably at least 30 °, preferably at least 80 °, rotated.
  • the light guide unit has at least one reflecting and / or focusing element, in particular a mirror, a prism and / or a lens.
  • the light guide unit is intended to receive light from the
  • the light guide unit preferably has at least one optical fiber and / or is formed by it. Under one
  • optical fiber it is meant, in particular, a light-conducting element which is designed as a fiber and is intended to achieve lateral light confinement based on total reflection not more than 20%, in particular not more than 10%, advantageously not more than 5%, preferably not more than 1%, corresponds to a length of the element
  • the fiber has an at least oval, preferably circular, cross-section
  • the glass fiber has a smallest bending radius of not more than 5 cm , in particular not more than 4 cm, advantageously not more than 3 cm, in particular the optical fiber is formed by glass
  • the optical fiber preferably has a greater refractive index in the center than in at least one edge region Edge, a sloping gradient.
  • the optical fiber has a core fiber with a diameter of at least 200 ⁇ , in particular at least 300 ⁇ , advantageously at least 500 ⁇ on.
  • the optical fiber has a numerical aperture of at least 0.1, advantageously at least 0.2, and in particular of at most 0.5, advantageously of at most 0.3.
  • Light guide unit alternatively and / or additionally at least one prism and / or at least one mirror. It can be improved in particular
  • At least one light-guiding element as part of a
  • the sensor unit has at least one sensor element which is provided to determine at least one parameter, in particular a temperature parameter, of the beam splitter unit and / or of the light guide element of the beam splitter unit.
  • the sensor unit has at least one beam splitter unit which is provided to divide light originating from a measuring point into at least two partial beams and to guide it to at least two different light sensors.
  • the beam splitter unit is provided to divide the radiation simultaneously into at least two partial beams.
  • the beam splitter unit is provided to emit the partial beams at an angle of at least 5 °, advantageously at least 20 °, preferably at least 80 °, and in particular at most 120 ° to each other.
  • the light sensors are optically behind, advantageously arranged directly behind the beam splitter unit, wherein in particular a first of the partial beams falls directly on a first of the light sensors and a second of the partial beams directly on a second of the light sensors.
  • a light sensor is arranged "directly" behind the beam splitter unit, it should be understood in particular that a distance between the beam splitter unit and the light sensor is smaller than 5 cm, in particular smaller than 3 cm, advantageously smaller than 1 cm, preferably smaller is greater than 0.5 cm
  • the sensor unit at least one
  • Partial beams from the beam splitter unit to lead to a first of the light sensors and / or to guide a second of the partial beams from the beam splitter unit to a second of the light sensors.
  • the beam splitter unit has at least one
  • the Beam splitter unit is provided to the radiation alternately, preferably alternately periodically, in particular with a frequency greater than 1 Hz, in particular greater than 10 Hz, advantageously greater than 100 Hz, preferably greater than 1000 Hz, assign to different partial beams.
  • the beam splitter unit for this purpose has at least one electro-optical element and / or at least one movable, in particular oscillating, tilting and / or rotating, arranged element, in particular a mirror, and an actuator in order to move the movable element.
  • an improved temperature determination can be achieved.
  • the sensor unit has at least one evaluation electronics which is provided, depending on a value of the parameter, which is determined by the further sensor element, a corrected relevant
  • the evaluation electronics are provided, assuming a model that takes into account the reflection and / or emission of, in particular infrared, light in, of and / or on the light guide element as a function of a temperature of the light guide, to calculate a corrected relevant temperature characteristic.
  • the transmitter has at least one arithmetic unit, advantageously at least one memory unit and an operating program stored in the memory unit, which is intended to be executed by the arithmetic unit.
  • the evaluation electronics have at least one characteristic matrix stored in the memory unit and / or a characteristic value function, in particular a multi-dimensional characteristic, which is provided for taking characteristic values of the light sensor and the at least one further sensor element into consideration to allocate corrected relevant temperature parameter.
  • the transmitter is provided to reflect reflections and multiple reflections within the light guide. In particular, an improved temperature determination can be achieved.
  • the invention is preferably used in cooking appliances, in particular stoves and / or hobs. But also in other home appliances, where a non-contact
  • Fig. 1 shows a cooking hob according to the invention in a schematic view
  • FIG. 1 shows a domestic appliance 10, designed as a hob, with four, in each case as
  • the domestic appliance 10 is designed as an induction hob.
  • the domestic appliance devices 12 each have a heating element 14, which is arranged below a heating zone limiting unit 16.
  • the heating elements 14 are designed as induction heating elements.
  • Heating zone delimiting unit 16 is formed as a cooktop panel formed of glass ceramic.
  • the home appliance devices 12 each have a sensor unit 20, which has two light sensors 22, 24 and which is provided by a as
  • the sensor unit 20 furthermore has a light guide unit 30.
  • Light guide unit 30 has a light guide element 33 designed as an optical fiber 32. Furthermore, the light guide unit 30 has a beam splitter unit 34. The
  • Optical fiber 32 is intended to receive light from a measurement point on the underside of the heating zone delimiting unit 16 and to guide it to the beam splitter unit 34.
  • the optical fiber 32 has a core diameter of 1 mm and a numerical Aperture of 0.22 on.
  • the optical fiber 32 is in a bushing 36 in the
  • Heating element 14 is arranged.
  • the bushing 36 is near a center of the
  • Heating element 14 is arranged.
  • the beam splitter unit 34 is provided to generate from the light which is guided by the optical fiber 32 to the beam splitter unit 34, two partial beams, which are the light sensors 22, 24 of the sensor unit 20, respectively.
  • the beam splitter unit 34 has a trained as a partially transparent mirror 38
  • Light guide 39 which is intended to generate the two partial beams.
  • the filter unit 20 has three further sensor elements 40, 42, 44, which are provided to determine at least temperature characteristics of the light-guiding elements 17, 33, 39.
  • a first of the further sensor elements 40 is designed as a PTC thermistor.
  • the first further sensor element 40 is arranged on an underside of the heating zone delimiting unit 16 next to the heating element 14.
  • the first sensor element 40 is provided to determine a temperature of the heating zone limiting unit 16.
  • a second of the further sensor elements 42 is provided to determine a temperature of the optical fiber 32.
  • the second further sensor element 42 is designed as a thermistor.
  • a third of the sensor elements 44 is provided to a temperature of
  • the third sensor element 44 is designed as a PTC thermistor. Furthermore, the light sensors 22, 24 have temperature sensors 23, 25, which are provided to determine temperatures of the light sensors 22, 24, in order to determine a dark current, which falsifies a measured value of the light sensors 22, 24 designed as infrared photodiodes.
  • the sensor unit 20 has a
  • Evaluation electronics 50 which is provided, depending on a value of the characteristic, which are determined by the further sensor elements 40, 42, 44, to determine a corrected relevant temperature characteristic.
  • the evaluation electronics 50 are provided for direct transmission T 0 of radiation emitted by the cooking utensil 26 through the light guide element 17, direct emission E 0 from the light guide element 17, indirect emission E n from the light guide element 17 and indirect transmission T n through the light guide element 17 to take into account ( Figure 3).
  • two light guide units instead of one
  • Light guide unit used in combination with a beam splitter unit or it is measured with only one sensor element and / or it is on a
  • Light guide unit or an optical fiber omitted. Furthermore, it is conceivable that only one or two, or even more than three further sensor elements are provided in order to determine parameters, in particular temperature characteristics of the light-guiding elements.

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Description

Hausgerätevorrichtung
Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind Kochfelder bekannt, die einen Infrarotsensor zur Temperaturbestimmung nutzen. Hierbei wird einem Sensormesswert über eine Kalibriertabelle eine Temperatur zugeordnet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer verbesserten Temperaturbestimmung bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätevorrichtung, insbesondere einer
Kochfeldvorrichtung, mit zumindest einem Lichtleitelement und zumindest einer
Sensoreinheit, die zumindest einen Lichtsensor aufweist und dazu vorgesehen ist, durch das Lichtleitelement transmittiertes Licht zu detektieren und zumindest eine relevante Temperaturkenngröße zu ermitteln.
Es wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit zumindest ein weiteres Sensorelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße des zumindest einen Lichtleitelements zu ermitteln.
Unter einem„Lichtleitelement" soll insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest teilweise transparent für elektromagnetische Strahlung ist. Darunter, dass ein Element„teilweise transparent" für elektromagnetische Strahlung ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Element zumindest in einem Teilbereich der
elektromagnetischen Strahlung, insbesondere zumindest in einem Teilbereich zwischen 300 nm und 5 μηη, vorteilhaft zumindest in einem Teilbereich zwischen 900 nm und 3 μηη vorzugsweise zumindest in einem Teilbereich zwischen 1 ,2 μηη und 2,6 μηη, insbesondere einem Teilbereich mit einer Breite von zumindest 100 nm, vorteilhaft zumindest 300 nm, vorzugsweise zumindest 500 nm, eine Transparenz von zumindest 30 %, insbesondere zumindest 50 %, vorteilhaft zumindest 70 %, aufweist. Unter einer„Sensoreinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest ein Sensorelement aufweist. Unter einem„Sensorelement" soll insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, eine zu bestimmende physikalische Größe, insbesondere eine Temperatur und/oder zumindest eine Strahlungskenngröße, insbesondere eine
Strahlungsintensität, in zumindest eine andere, vorteilhaft elektrische, Kenngröße, insbesondere einen Strom, eine Spannung, einen Wiederstand, eine Kapazität und/oder eine Induktivität, umzuwandeln. Vorzugsweise weist die Sensoreinheit zumindest eine, vorzugsweise elektrische, Auswerteelektronik auf, die dazu vorgesehen ist, die andere, vorzugsweise elektrische, Kenngröße zu messen. Insbesondere weist die
Auswerteelektronik zumindest einen Verstärkerschaltkreis auf. Vorteilhaft ist die
Auswerteelektronik dazu vorgesehen, die Kenngröße in ein für eine Steuereinheit auswertbares, vorteilhaft digitales, Signal zu wandeln. Unter einem„Lichtsensor" soll insbesondere ein Sensorelement verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße elektromagnetischer Strahlung zu messen. Insbesondere ist der
Lichtsensor dazu vorgesehen, eine Intensität einfallender Infrarotstrahlung zu messen. Insbesondere ist der Lichtsensor als Photodiode ausgebildet. Insbesondere ist der Lichtsensor dazu vorgesehen, Licht mit Wellenlängen kleiner als 4 μηη, insbesondere kleiner als 3 μηη, vorteilhaft kleiner als 2,6 μηη, zu detektieren. Insbesondere ist die Sensoreinheit dazu vorgesehen als relevante Temperaturkenngröße, eine
Temperaturkenngröße eines optisch hinter dem Lichtleitelement angeordneten Objekts, insbesondere einem Gargeschirr und/oder Gargut, zu ermitteln. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einer„Temperaturkenngröße" soll insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, deren Wert, zumindest zwischen -50 °C und 500 °C, insbesondere zumindest zwischen 20 °C und 250 °C, eindeutig einer Temperatur zugeordnet werden kann, wobei eine Bestimmungstoleranz der Temperaturkenngröße zu einer Abweichung bei der Temperaturbestimmung von maximal 10 K, insbesondere maximal 5 K, vorteilhaft maximal 1 K, führt. Insbesondere ist die Sensoreinheit dazu vorgesehen, mit Hilfe des weiteren Sensorelements eine Temperaturkenngröße des Lichtleitelements zu
bestimmen. Insbesondere ist das weitere Sensorelement als Temperatursensor, insbesondere als temperaturabhängiger Widerstand, vorzugsweise als Heißleiter, ausgebildet. Alternativ ist es denkbar, dass die Sensoreinheit dazu vorgesehen ist, mit Hilfe des weiteren Sensorelements eine Transmissivität des Lichtleitelements zu bestimmen. Insbesondere sind mehrere weitere Sensorelemente für mehrere
Lichtleitelemente vorgesehen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann insbesondere eine verbesserte Messung erreicht werden. Insbesondere können zusätzliche Parameter, wie insbesondere eine aktuelle Temperatur des Lichtleitelements, in eine Bestimmung der relevanten Temperaturkenngröße einbezogen werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Lichtleitelement als
Heizzonenbegrenzungseinheit ausgebildet ist. Vorteilhaft weist die Sensoreinheit zumindest ein Sensorelement auf, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße, insbesondere eine Temperaturkenngröße, der Heizzonenbegrenzungseinheit zu bestimmen. Unter einer„Heizzonenbegrenzungseinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine Heizzone, insbesondere einen
Garraum, beispielsweise eines Backofens oder einer Mikrowelle, und/oder eine
Kochzone, zumindest teilweise zu begrenzen. Vorteilhaft ist die
Heizzonenbegrenzungseinheit als Platteneinheit ausgebildet. Insbesondere ist das Lichtleitelement als Kochfeldplatte ausgebildet. Insbesondere ist die
Heizzonenbegrenzungseinheit zumindest im Bereich sichtbaren Lichts zumindest teilweise absorbierend, insbesondere getönt. Insbesondere weist das Lichtleitelement an einer, einer Heizzone abgewandten, Seite zumindest eine, vorzugsweise farbgebende und/oder strukturierende, Beschichtung auf. Insbesondere ist die Beschichtung als Filterelement ausgebildet. Insbesondere ist die die Beschichtung dazu vorgesehen, Licht, zumindest teilweise im sichtbaren Licht, zu absorbieren. Vorzugsweise ist die
Beschichtung zumindest im infraroten Spektralbereich, insbesondere zumindest zwischen 1 ,2 und 2,6 μηη, vorteilhaft zumindest zwischen 1 ,2 μηη und 1 ,7 μηη, transparent. In einer derartigen Ausgestaltung ist die Erfindung besonders vorteilhaft einsetzbar, wobei eine verbesserte Temperaturbestimmung möglich wird.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Lichtleitelement als Teil einer
Lichtführungseinheit ausgebildet ist. Vorteilhaft weist die Sensoreinheit zumindest ein Sensorelement auf, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße, insbesondere eine Temperaturkenngröße, der Lichtführungseinheit zu bestimmen. Vorteilhaft ist die Lichtführungseinheit dazu vorgesehen, Licht von einem Messpunkt zu dem Lichtsensor und/oder zu einer Strahlteilereinheit zu leiten. Insbesondere ist der Messpunkt von einem Oberflächenstück einer, vorzugsweise zumindest teilweise transparenten,
Heizzonenbegrenzungseinheit, insbesondere einer Kochfeldplatte, alternativ einer Garraumwand, gebildet. Darunter, dass ein Element„teilweise" transparent ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Element in zumindest einem Spektralbereich, insbesondere zumindest einem Spektralbereich mit einer Breite von zumindest 300 nm, vorteilhaft zumindest 500 nm, vorzugsweise zumindest 900 nm, vorteilhaft im Bereich infraroter Strahlung, insbesondere zwischen 1 ,2 μηη und 1 ,7 μηη, vorteilhaft zwischen 1 ,2 μηη und 2,6 μηη, eine Transparenz von zumindest 30 %, insbesondere zumindest 50 %, vorteilhaft zumindest 70 %, aufweist. Unter einer„Lichtführungseinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, Licht,
insbesondere zumindest im infraroten Spektralbereich, von einem ersten Punkt zu einem zweiten Punkt zu leiten. Insbesondere sind der erste und der zweite Punkt zumindest 5 cm, vorteilhaft zumindest 10 cm, vorzugsweise zumindest 15 cm, voneinander entfernt. Insbesondere ist die Lichtführungseinheit dazu vorgesehen, eine Ausbreitungsrichtung des Lichts anzupassen. Insbesondere ist an zumindest einer Stelle der
Lichtführungseinheit eine Ausbreitungsrichtung des Lichts, relativ zu einer Eintrittsrichtung um zumindest 10°, vorteilhaft zumindest 30°, vorzugsweise zumindest 80°, gedreht.
Insbesondere weist die Lichtführungseinheit zumindest ein reflektierendes und/oder fokussierendes Element, insbesondere einen Spiegel, ein Prisma und/oder eine Linse, auf. Vorzugsweise ist die Lichtführungseinheit dazu vorgesehen, Licht von dem
Messpunkt aufzufangen und weiterzuleiten. Vorzugsweise weist die Lichtführungseinheit zumindest eine Lichtleitfaser auf und/oder ist von dieser gebildet. Unter einer
„Lichtleitfaser" soll insbesondere ein Lichtleitelement verstanden werden, das als Faser ausgebildet ist und dazu vorgesehen ist, auf Basis von Totalreflexion einen seitlichen Lichteinschluss zu erreichen. Unter einer Faser soll insbesondere ein, vorzugsweise flexibles, Element verstanden werden, das eine Dicke aufweist, die maximal 20 %, insbesondere maximal 10 %, vorteilhaft maximal 5 %, vorzugsweise maximal 1 %, einer Länge des Elements entspricht. Vorzugsweise weist die Faser einen zumindest ovalen, vorzugsweise kreisrunden, Querschnitt auf. Insbesondere weist die Glasfaser einen kleinsten Biegeradius von maximal 5 cm, insbesondere maximal 4 cm, vorteilhaft maximal 3 cm, auf. Insbesondere ist die Lichtleitfaser von Glas gebildet. Vorzugsweise weist die Lichtleitfaser im Zentrum einen größeren Brechungsindex auf, als in zumindest einem Randbereich. Insbesondere unterliegt der Brechungsindex, ausgehend vom Zentrum zum Rand hin, einem abfallenden Gradienten. Insbesondere weist die Lichtleitfaser eine Kernfaser mit einem Durchmesser von zumindest 200 μηη, insbesondere zumindest 300 μηη, vorteilhaft zumindest 500 μηη, auf. Insbesondere weist die Lichtleitfaser eine numerische Apertur von zumindest 0,1 , vorteilhaft zumindest 0,2, und insbesondere von maximal 0,5, vorteilhaft von maximal 0,3, auf. Weiterhin ist es denkbar, dass die
Lichtführungseinheit alternativ und/oder zusätzlich zumindest ein Prisma und/oder zumindest einen Spiegel aufweist. Es kann insbesondere eine verbesserte
Temperaturbestimmung erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Lichtleitelement als Teil einer
Strahlteilereinheit ausgebildet ist. Vorteilhaft weist die Sensoreinheit zumindest ein Sensorelement auf, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße, insbesondere eine Temperaturkenngröße, der Strahlteilereinheit und/oder des Lichtleitelements der Strahlteilereinheit zu bestimmen. Insbesondere weist die Sensoreinheit zumindest eine Strahlteilereinheit auf, die dazu vorgesehen ist, Licht, das von einem Messpunkt stammt, auf zumindest zwei Teilstrahlen aufzuteilen und an zumindest zwei unterschiedliche Lichtsensoren zu leiten. Vorteilhaft ist die Strahlteilereinheit dazu vorgesehen, die Strahlung simultan in zumindest zwei Teilstrahlen aufzuteilen. Insbesondere ist die Strahlteilereinheit dazu vorgesehen, die Teilstrahlen in einem Winkel von zumindest 5°, vorteilhaft zumindest 20°, vorzugsweise zumindest 80 °, und insbesondere maximal 120°, zueinander auszusenden. Vorteilhaft sind die Lichtsensoren optisch hinter, vorteilhaft direkt hinter, der Strahlteilereinheit angeordnet, wobei insbesondere ein erster der Teilstrahlen direkt auf einen ersten der Lichtsensoren und ein zweiter der Teilstrahlen direkt auf einen zweiten der Lichtsensoren fällt. Darunter, dass ein Lichtsensor„direkt" hinter der Strahlteilereinheit angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass ein Abstand zwischen der Strahlteilereinheit und dem Lichtsensor kleiner ist als 5 cm, insbesondere kleiner ist als 3 cm, vorteilhaft kleiner ist als 1 cm, vorzugsweise kleiner ist als 0,5 cm. Alternativ ist es denkbar, dass die Sensoreinheit zumindest eine
Führungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen ersten der
Teilstrahlen von der Strahlteilereinheit zu einem ersten der Lichtsensoren zu führen und/oder einen zweiten der Teilstrahlen von der Strahlteilereinheit zu einem zweiten der Lichtsensoren zu führen. Insbesondere weist die Strahlteilereinheit zumindest ein
Fokussierelement, insbesondere eine Linse, auf, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen der Teilstrahlen zu formen. In alternativen Ausgestaltungen ist es denkbar, dass die Strahlteilereinheit dazu vorgesehen ist, die Strahlung abwechselnd, vorzugsweise periodisch abwechselnd, insbesondere mit einer Frequenz größer als 1 Hz, insbesondere größer 10 Hz, vorteilhaft größer 100 Hz, vorzugsweise größer 1000 Hz, verschiedenen Teilstrahlen zuzuordnen. Insbesondere weist die Strahlteilereinheit dazu zumindest ein elektrooptisches Element und/oder zumindest ein beweglich, insbesondere schwankend, kippend und/oder rotierend, angeordnetes Element, insbesondere ein Spiegel, und einen Aktor auf, um das bewegliche Element zu bewegen. Es kann insbesondere eine verbesserte Temperaturbestimmung erreicht werden.
Vorteilhaft wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit zumindest eine Auswerteelektronik aufweist, die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem Wert der Kenngröße, die von dem weiteren Sensorelement ermittelt wird, eine korrigierte relevante
Temperaturkenngröße zu bestimmen. Insbesondere ist die Auswerteelektronik dazu vorgesehen, unter Annahme eines Models, das Reflektion und/oder Emission von, insbesondere infrarotem, Licht in, von und/oder an dem Lichtleitelement in Abhängigkeit von einer Temperatur des Lichtleitelements berücksichtigt, eine korrigierte relevante Temperaturkenngröße zu berechnen. Insbesondere weist die Auswerteelektronik zumindest eine Recheneinheit, vorteilhaft zumindest eine Speichereinheit und ein in der Speichereinheit hinterlegtes Betriebsprogramm auf, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. Alternativ weist die Auswerteelektronik zumindest eine in der Speichereinheit gespeicherte Kennwertmatrix und/oder eine, insbesondere mehrdimensionale, Kennwertfunktion auf, die dazu vorgesehen ist, Kennwerten des Lichtsensors und des zumindest einen weiteren Sensorelements eine, ein erweitertes Absorptions-, Reflexions- und/oder Emissionsmodels berücksichtigende, korrigierte relevante Temperaturkenngröße zuzuordnen. Insbesondere ist die Auswerteelektronik dazu vorgesehen, Reflexionen und Mehrfachreflexionen innerhalb des Lichtleitelements zu berücksichtigen. Es kann insbesondere eine verbesserte Temperaturbestimmung erreicht werden.
Bevorzugt wird die Erfindung in Gargeräten, insbesondere Herden und/oder Kochfeldern, eingesetzt. Aber auch in anderen Hausgeräten, in denen eine berührungslose
Temperaturbestimmung angestrebt wird, ist diese Erfindung vorteilhaft einsetzbar. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der
Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kochfeld in einer schematischen Ansicht
von oben,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Kochfeldvorrichtung in einer
schematischen Schnittdarstellung entlang der Strecke II-II in Fig. 1 und
Fig.3 ein Reflexions-Emissions-Modell für eine Kochfeldplatte in
schematischer Darstellung.
Figur 1 zeigt ein als Kochfeld ausgebildetes Hausgerät 10 mit vier, jeweils als
Kochfeldvorrichtung, ausgebildeten Hausgerätevorrichtungen 12. Das Hausgerät 10 ist als Induktionskochfeld ausgebildet. Die Hausgerätevorrichtungen 12 weisen jeweils ein Heizelement 14 auf, das unter einer Heizzonenbegrenzungseinheit 16 angeordnet ist. Die Heizelemente 14 sind als Induktionsheizelemente ausgebildet. Die
Heizzonenbegrenzungseinheit 16 ist als eine von Glaskeramik gebildete Kochfeldplatte ausgebildet.
Die Hausgerätevorrichtungen 12 weisen jeweils eine Sensoreinheit 20 auf, die zwei Lichtsensoren 22, 24 aufweist und die dazu vorgesehen ist, durch ein als
Heizzonenbegrenzungseinheit 16 ausgebildetes Lichtleitelement 17 transmittiertes Licht zu detektieren, um eine relevante Temperaturkenngröße eines auf der
Heizzonenbegrenzungseinheit 16 aufgestellten Gargeschirrs 26 zu ermitteln (Figur 2). Die Sensoreinheit 20 weist weiterhin eine Lichtführungseinheit 30 auf. Die
Lichtführungseinheit 30 weist ein als Lichtleitfaser 32 ausgebildetes Lichtleitelement 33 auf. Ferner weist die Lichtführungseinheit 30 eine Strahlteilereinheit 34 auf. Die
Lichtleitfaser 32 ist dazu vorgesehen, Licht von einem Messpunkt an der Unterseite der Heizzonenbegrenzungseinheit 16 aufzunehmen und an die Strahlteilereinheit 34 zu leiten. Die Lichtleitfaser 32 weist einen Kerndurchmesser von 1 mm und eine numerische Apertur von 0,22 auf. Die Lichtleitfaser 32 ist in einer Durchführung 36 in dem
Heizelement 14 angeordnet. Die Durchführung 36 ist nahe einem Zentrum des
Heizelements 14 angeordnet. Die Strahlteilereinheit 34 ist dazu vorgesehen, aus dem Licht, das von der Lichtleitfaser 32 zur Strahlteilereinheit 34 geführt wird, zwei Teilstrahlen zu erzeugen, die den Lichtsensoren 22, 24 der Sensoreinheit 20 zugeführt werden. Die Strahlteilereinheit 34 weist ein als teildurchlässiger Spiegel 38 ausgebildetes
Lichtleitelement 39 auf, das dazu vorgesehen ist, die zwei Teilstrahlen zu erzeugen.
Zwischen der Strahlteilereinheit 34 und den Lichtsensoren 22, 24 ist eine Filtereinheit angeordnet, die dazu vorgesehen ist, die Teilstrahlen unterschiedlich zu filtern. Die Sensoreinheit 20 weist drei weitere Sensorelemente 40, 42, 44 auf, die dazu vorgesehen sind, zumindest Temperaturkenngrößen der Lichtleitelemente 17, 33, 39 zu ermitteln. Ein erstes der weiteren Sensorelemente 40 ist als Kaltleiter ausgebildet. Das erste weitere Sensorelement 40 ist an einer Unterseite der Heizzonenbegrenzungseinheit 16 neben dem Heizelement 14 angeordnet. Das erste Sensorelement 40 ist dazu vorgesehen, eine Temperatur der Heizzonenbegrenzungseinheit 16 zu bestimmen. Ein zweites der weiteren Sensorelemente 42 ist dazu vorgesehen, eine Temperatur der Lichtleitfaser 32 zu bestimmen. Das zweite weitere Sensorelement 42 ist als Heißleiter ausgebildet. Ein drittes der Sensorelemente 44 ist dazu vorgesehen, eine Temperatur des
teildurchlässigen Spiegels 38 zu bestimmen. Das dritte Sensorelement 44 ist als Kaltleiter ausgebildet. Weiterhin weisen die Lichtsensoren 22, 24 Temperatursensoren 23, 25 auf, die dazu vorgesehen sind, Temperaturen der Lichtsensoren 22, 24 zu bestimmen, um einen Dunkelstrom, der einen Messwert der als Infrarotphotodioden ausgebildeten Lichtsensoren 22, 24 verfälscht, zu bestimmen. Die Sensoreinheit 20 weist eine
Auswerteelektronik 50 auf, die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem Wert der Kenngröße, die von den weiteren Sensorelementen 40, 42, 44 ermittelt werden, eine korrigierte relevante Temperaturkenngröße zu bestimmen. Die Auswerteelektronik 50 ist dazu vorgesehen, direkte Transmission T0 von, von dem Gargeschirr 26 emittierter Strahlung durch das Lichtleitelement 17, direkte Emission E0 von dem Lichtleitelement 17, indirekte Emission En von dem Lichtleitelement 17 und indirekte Transmission Tn durch das Lichtleitelement 17 zu berücksichtigen (Figur 3).
In alternativen Ausgestaltungen werden zwei Lichtführungseinheiten statt einer
Lichtführungseinheit in Kombination mit einer Strahlteilereinheit verwendet oder es wird mit lediglich einem Sensorelement gemessen und/oder es wird auf eine
Lichtführungseinheit bzw. eine Lichtleitfaser verzichtet. Weiterhin ist es denkbar, das lediglich ein oder zwei, oder auch mehr als drei weitere Sensorelemente vorgesehen sind, um Kenngrößen, insbesondere Temperaturkenngrößen der Lichtleitelemente, zu bestimmen.
Bezugszeichen
10 Hausgerät
12 Hausgerätevorrichtung
14 Heizelement
16 Heizzonenbegrenzungseinheit
17 Lichtleitelement
20 Sensoreinheit
22 Lichtsensor
23 Temperatursensor
24 Lichtsensor
25 Temperatursensor
26 Gargeschirr
30 Lichtführungseinheit
32 Lichtleitfaser
33 Lichtleitelement
34 Strahlteilereinheit
36 Durchführung
38 teildurchlässiger Spiegel
39 Lichtleitelement
40 Sensorelement
42 Sensorelement
44 Sensorelement
50 Auswerteelektronik
Eo direkte Emission
En indirekte Emission
To direkte Transmission
Tn indirekte Transmission

Claims

Patentansprüche
1. Hausgerätevorrichtung, insbesondere Kochfeldvorrichtung, mit zumindest einem Lichtleitelement (17, 33, 39) und zumindest einer Sensoreinheit (20), die zumindest einen Lichtsensor (22, 24) aufweist und dazu vorgesehen ist, durch das Lichtleitelement (17, 33, 39) transmittiertes Licht zu detektieren und zumindest eine Temperaturkenngröße zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (20) zumindest ein weiteres Sensorelement (40, 42, 44) aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße des zumindest einen Lichtleitelements (17, 33, 39) zu ermitteln.
2. Hausgerätevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtleitelement (17) als Heizzonenbegrenzungseinheit (16) ausgebildet ist.
3. Hausgerätevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (17) als Kochfeldplatte ausgebildet ist.
4. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtleitelement (33) als Teil einer Lichtführungseinheit (30) ausgebildet ist.
5. Hausgerätevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Lichtleitelement (33) als Lichtleitfaser (32) ausgebildet ist.
6. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtleitelement (39) als Teil einer Strahlteilereinheit (34) ausgebildet ist.
7. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Sensorelement (40, 42, 44) zumindest dazu vorgesehen ist, eine Temperaturkenngröße des Lichtleitelements (17, 33, 39) zu ermitteln.
8. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (20) zumindest eine
Auswerteelektronik (50) aufweist, die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem Wert der Kenngröße, die von dem weiteren Sensorelement (40, 42, 44) ermittelt wird, eine korrigierte relevante Temperaturkenngröße zu bestimmen.
9. Hausgerät, insbesondere Kochfeld, mit zumindest einer Hausgerätevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren zum Betrieb einer Hausgerätevorrichtung (12) zumindest nach
Anspruch 8.
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