ES2639022T3 - Cooktop with sensors - Google Patents
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- H05B2213/05—Heating plates with pan detection means
Abstract
Placa de cocina con una placa de cubierta (10), varios elementos de calentamiento (12a - 12d) dispuestos bajo la placa de cubierta (10) y varios sensores (16) para detectar un elemento de batería de cocina (4) depositado sobre la placa de cubierta (10), estando dispuestos los sensores (16) en una capa (18) entre la placa de cubierta (10) y los elementos de calentamiento (12a - 12d) y siendo la distancia entre sensores (16) contiguos inferior a una distancia entre elementos de calentamiento contiguos (12a - 12d), estando dispuestos los elementos de calentamiento (12a - 12d) y los sensores (16) en respectivas retículas, caracterizada porque la retícula de los sensores (16) tiene una malla más tupida que la retícula de los elementos de calentamiento (12a - 12d).Cooktop with a cover plate (10), several heating elements (12a-12d) arranged under the cover plate (10), and several sensors (16) for detecting a cookware element (4) deposited on the cooktop. cover plate (10), the sensors (16) being arranged in a layer (18) between the cover plate (10) and the heating elements (12a-12d) and the distance between adjacent sensors (16) being less than a distance between adjacent heating elements (12a - 12d), the heating elements (12a - 12d) and the sensors (16) being arranged in respective grids, characterized in that the grid of the sensors (16) has a denser mesh than the grid of heating elements (12a - 12d).
Description
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PLACA DE COCINA CON SENSORES DESCRIPCIONKITCHEN PLATE WITH SENSORS DESCRIPTION
La invencion se refiere a una placa de cocina con sensores de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1. Una tal placa de cocina se conoce por el documento DE 37 33 108 C1.The invention relates to a cooktop with sensors according to the preamble of claim 1. Such a cooktop is known from DE 37 33 108 C1.
Por el estado de la tecnica se conocen placas de cocina de induccion, que hacen posible una deteccion automatica de elementos de batena de cocina depositados sobre la placa de cocina. Para ello se utilizan bien inductores para calentar la propia placa de cocina como sensores o bien se disponen en el centro de los inductores sensores inductivos separados, para detectar el elemento de batena de cocina.Induction cooktops are known from the state of the art, which make possible an automatic detection of kitchen pan elements deposited on the cooktop. To do this, inductors are used either to heat the cooktop itself as sensors, or separate inductive sensors are arranged in the center of the inductors, to detect the kitchen pan element.
En ambos casos la deteccion del elemento de batena de cocina tiene una resolucion espacial relativamente baja. La resolucion espacial esta limitada por la distancia de los inductores de calentamiento. Ademas la utilizacion simultanea de los inductores de calentamiento como sensores implica un gasto adicional, ya que los inductores de calentamiento tienen que conectarse a eleccion con una electronica de lectura o con la electronica de potencia, lo cual exige un circuito adicional y/o cableado adicional. Un elevado gasto en montaje debido a un costoso cableado es necesario tambien cuando los sensores estan integrados en los elementos de calentamiento.In both cases the detection of the kitchen bat element has a relatively low spatial resolution. The spatial resolution is limited by the distance of the heating inductors. In addition, the simultaneous use of the heating inductors as sensors implies an additional expense, since the heating inductors have to be connected to choice with a reading electronics or with the power electronics, which requires an additional circuit and / or additional wiring . High assembly costs due to expensive wiring are also necessary when the sensors are integrated in the heating elements.
El documento DE 37 33 108 C1 describe una placa de cocina con una placa de cubierta, varios elementos de calentamiento dispuestos bajo la placa de cubierta y varios sensores para detectar un elemento de batena de cocina depositado sobre la placa de cubierta, estando dispuestos los sensores en una capa entre la placa de cubierta y los elementos de calentamiento y siendo la distancia entre sensores contiguos inferior a la distancia entre elementos de calentamiento contiguos, estando dispuestos los elementos de calentamiento y los sensores en respectivas reticulas.Document DE 37 33 108 C1 describes a cooking plate with a cover plate, several heating elements arranged under the cover plate and several sensors for detecting a kitchen bat element deposited on the cover plate, the sensors being arranged in a layer between the cover plate and the heating elements and the distance between adjacent sensors being less than the distance between adjacent heating elements, the heating elements and the sensors being arranged in respective lattices.
Por el documento DE 10 2006 043 182 A1 se conoce una placa de cocina con una placa de cubierta con cuatro elementos de calentamiento dispuestos bajo la placa de cubierta y cuatro sensores para captar una posicion de un elemento de batena de cocina depositado sobre la placa de cubierta, estando dispuestos los sensores en una capa entre la placa de cubierta y los elementos de calentamiento. Los elementos de calentamiento, dispuestos bajo respectivas zonas de coccion y los sensores, dispuestos sobre los respectivos elementos de calentamiento, estan dispuestos en respectivas retfculas. Cada elemento de calentamiento lleva asociado un sensor.From DE 10 2006 043 182 A1 a kitchen plate with a cover plate with four heating elements arranged under the cover plate and four sensors for capturing a position of a kitchen batter element deposited on the plate is known. cover, the sensors being arranged in a layer between the cover plate and the heating elements. The heating elements, arranged under respective cooking zones and the sensors, arranged on the respective heating elements, are arranged in respective screens. Each heating element has an associated sensor.
La invencion tiene por lo tanto en particular el objetivo de proporcionar de manera economica una configuracion de deteccion de recipientes para cocinar de alta resolucion y de facil montaje para una placa de cocina, debiendo mejorar la resolucion espacial de los detectores de recipientes para cocinar.The invention therefore has in particular the objective of economically providing a configuration of high resolution cooking containers detection and easy assembly for a kitchen plate, and the spatial resolution of cooking container detectors must be improved.
El objetivo se logra en particular mediante una placa de cocina de acuerdo con la reivindicacion 1. Ventajosas variantes y perfeccionamientos de la invencion resultan de las reivindicaciones secundarias.The objective is achieved in particular by means of a cooktop according to claim 1. Advantageous variants and refinements of the invention result from the secondary claims.
La invencion parte en particular en una placa de cocina con una placa de cubierta, varios elementos de calentamiento dispuestos bajo la placa de cubierta y varios sensores para detectar un elemento de batena de cocina depositado sobre la placa de cubierta, estando dispuestos los sensores en una capa entre la placa de cubierta y los elementos de calentamiento. De esta manera puede lograrse la independencia de los sensores respecto a los elementos de calentamiento. La cantidad, distribucion, tamano y cableado de los sensores pueden configurarse con total independencia de la cantidad, distribucion y tamano de los elementos de calentamiento y optimizarse en cuanto a una deteccion del recipiente para cocinar mejor y con mas resolucion. Ademas pueden simplificarse el montaje y el cableado.The invention starts in particular on a kitchen plate with a cover plate, several heating elements arranged under the cover plate and several sensors for detecting a kitchen bat element deposited on the cover plate, the sensors being arranged in a layer between the cover plate and the heating elements. In this way the independence of the sensors with respect to the heating elements can be achieved. The quantity, distribution, size and wiring of the sensors can be configured with total independence of the quantity, distribution and size of the heating elements and be optimized as to a detection of the container for better cooking and with more resolution. In addition, assembly and wiring can be simplified.
Los sensores pueden estar configurados en cuanto al tipo de sensor todos como sensores capacitivos o todos como sensores opticos. Tambien puede estar previsto que la pluralidad de sensores presente al menos un sensor de un primer tipo de sensor y al menos un sensor de un segundo tipo de sensor.The sensors can be configured as for the type of sensor all as capacitive sensors or all as optical sensors. It can also be provided that the plurality of sensors have at least one sensor of a first type of sensor and at least one sensor of a second type of sensor.
Las ventajas de la invencion se manifiestan en particular cuando los elementos de calentamiento son inductores.The advantages of the invention are manifested in particular when the heating elements are inductors.
La resolucion espacial de la configuracion de sensores mejora respecto a la deteccion con ayuda de inductores de calentamiento, ya que la distancia entre los sensores contiguos es inferior a una distancia entre los elementos de calentamiento y/o inductores de calentamiento contiguos, estando dispuestos los elementos de calentamiento y los sensores en respectivas retfculas, teniendo la reticula de los sensores una malla mas tupida que la reticula de los elementos de calentamiento. Tambien las formas de la reticula pueden ser diferentes. Por ejemplo pueden estar dispuestos los inductores de calentamiento y/o elementos de calentamiento en una reticula rectangular, mientras que los sensores pueden estar dispuestos en una red triangular o red de panal o a la inversa.The spatial resolution of the sensor configuration improves with respect to the detection with the aid of heating inductors, since the distance between the adjacent sensors is less than a distance between the heating elements and / or adjacent heating inductors, the elements being arranged of heating and the sensors in respective reticles, the sensor mesh having a thicker mesh than the heating element mesh. Also the shapes of the lattice may be different. For example, the heating inductors and / or heating elements may be arranged in a rectangular grid, while the sensors may be arranged in a triangular network or honeycomb network or vice versa.
En una variante de la invencion especialmente economica pueden estar compuestos los sensores inductivos por bucles conductores fabricados mediante serigraffa. Alternativamente puede estarIn a variant of the especially economical invention, inductive sensors may be composed of conductive loops manufactured by screen printing. Alternatively it can be
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fabricados los sensores inductivos a partir de cables de cinta pianos, que por ejemplo son conocidos para el cableado de displays LCD.Inductive sensors manufactured from piano ribbon cables, which for example are known for wiring LCD displays.
La diversidad de componentes de la placa de cocina puede reducirse cuando los inductores estan montados sobre un lado posterior de una placa de cubierta. Alternativamente a ello pueden estar montados los sensores sobre una membrana portadora, sobre un tamiz portador, una lamina portadora o placa de soporte, dispuesta/o entre los elementos de calentamiento y la placa de cubierta. En todos los casos pueden utilizarse para imprimir vfas conductoras procedimientos de serigratia, que por ejemplo se conocen por procedimientos para fabricar calefacciones para lunas de automoviles.The diversity of components of the cooktop can be reduced when the inductors are mounted on a rear side of a cover plate. Alternatively, the sensors may be mounted on a carrier membrane, on a carrier screen, a carrier sheet or support plate, arranged between the heating elements and the cover plate. In all cases, serigratia procedures can be used to print conductive processes, for example known as procedures for manufacturing car window heaters.
Segun otra variante mas de la invencion, incluye la placa de cocina una unidad de control para evaluar las senales de los sensores para detectar el elemento de batena de cocina. La unidad de control puede estar disenada en particular para, ademas de las senales de los sensores, utilizar tambien senales captadas mediante los inductores para detectar el elemento de batena de cocina. Para ello puede reducirse la cantidad de sensores necesarios para una resolucion espacial previamente determinada. Cuando los sensores estan dispuestos en una reticula, pueden omitirse en particular aquellos puntos de reticula que correspondan a los centros de los inductores. La correspondiente informacion puede determinarse mediante la medicion de la inductividad total efectiva y/o del angulo de perdidas del sistema completo compuesto por el inductor de calentamiento y el elemento de batena de cocina.According to another variant of the invention, the kitchen plate includes a control unit for evaluating the signals of the sensors to detect the element of kitchen pan. The control unit may be designed in particular to, in addition to the sensor signals, also use signals captured by the inductors to detect the kitchen pan element. For this, the number of sensors necessary for a previously determined spatial resolution can be reduced. When the sensors are arranged in a lattice, in particular those lattice points corresponding to the centers of the inductors can be omitted. The corresponding information can be determined by measuring the total effective inductivity and / or the loss angle of the complete system composed of the heating inductor and the kitchen pan element.
Otras ventajas resultan de la siguiente descripcion del dibujo. En el dibujo se representan ejemplos de realizacion de la invencion. El dibujo, la descripcion y las reivindicaciones contienen numerosas caractensticas en combinacion.Other advantages result from the following description of the drawing. Examples of realization of the invention are shown in the drawing. The drawing, description and claims contain numerous features in combination.
Se muestra en:It is shown in:
figura 1 una placa de cocina con una placa de cubierta, cuatro elementos de calentamiento y una reticula de sensores inductivos en una vista en planta esquematica, figura 2 una representacion seccionada de la placa de cocina de la figura 1 con uno de los sensores inductivos,Figure 1 a kitchen plate with a cover plate, four heating elements and a grid of inductive sensors in a schematic plan view, Figure 2 a sectional representation of the kitchen plate of Figure 1 with one of the inductive sensors,
figura 3 la placa de cubierta de la placa de cocina de las figuras 1 y 2 en una vista desde el lado posterior,figure 3 the cover plate of the kitchen plate of figures 1 and 2 in a view from the rear side,
figura 4 una representacion de despiece de una placa de cocina de acuerdo con la invencion segun otra variante mas de la invencion yFigure 4 an exploded representation of a kitchen plate according to the invention according to another variant of the invention and
figura 5 una placa de cocina segun otra variante de la invencion con puntos de reticula omitidos.Figure 5 shows a cooking plate according to another variant of the invention with missing grid points.
Las figuras 1 a 3 muestran una placa de cocina con una placa de cubierta 10 de vidrio o vitroceramica y varios elementos de calentamiento 12a -12d, dispuestos bajo la placa de cubierta. La placa de cocina es una placa de cocina de induccion y los elementos de calentamiento 12a - 12d son inductores, que durante el funcionamiento de la placa de cocina generan un campo magnetico de alta frecuencia, que genera corrientes de Foucault en el fondo de un elemento de batena de cocina 14 o recipiente para cocinar, para calentar el mismo.Figures 1 to 3 show a cooktop with a glass or hob cover plate 10 and various heating elements 12a -12d, arranged under the cover plate. The cooktop is an induction cooktop and the heating elements 12a - 12d are inductors, which during the operation of the cooktop generate a high-frequency magnetic field, which generates eddy currents at the bottom of an element. of kitchen bat 14 or cooking container, to heat it.
En el lado posterior 20 de la placa de cubierta 10 estan dispuestos ademas una pluralidad de sensores inductivos 16, para detectar un tamano y posicion del elemento de batena de cocina 14 sobre la placa de cubierta 10. Los sensores 16 estan dispuestos en una capa entre la placa de cubierta 10 y los elementos de calentamiento 12a - 12d (figura 2), cuyo grosor es inferior a aprox. 1-2 mm, para no obstaculizar el acoplamiento inductivo entre los elementos de calentamiento 12a - 12d y el elemento de batena de cocina 14 que se ha calentar mediante los mismos.On the rear side 20 of the cover plate 10, a plurality of inductive sensors 16 are also arranged, to detect a size and position of the kitchen pan element 14 on the cover plate 10. The sensors 16 are arranged in a layer between the cover plate 10 and the heating elements 12a-12d (figure 2), whose thickness is less than approx. 1-2 mm, so as not to impede the inductive coupling between the heating elements 12a-12d and the kitchen tray element 14 which has to be heated therewith.
Todos los sensores 16 estan configurados en el ejemplo de realizacion como sensores inductivos 16. Tambien puede estar previsto que al menos un sensor 16 sea un sensor capacitivo y/o al menos un sensor 16 sea un sensor optico.All sensors 16 are configured in the exemplary embodiment as inductive sensors 16. It can also be provided that at least one sensor 16 is a capacitive sensor and / or at least one sensor 16 is an optical sensor.
En el ejemplo de realizacion representado en las figuras 1, 2 y 3 esta placa 18 es una capa aplicada mediante serigratia sobre el lado posterior 20 de la placa de cubierta 10, de una pasta conductora, adecuada para la serigratia, que tras el proceso de impresion se endurece o sinteriza. Los sensores inductivos 16 estan formados por lo tanto por bucles conductores fabricados mediante serigratia, cuyos extremos estan unidos mediante conductores de cinta planos 22 o delgados hilos de cobre, adheridos al lado posterior 20 de la placa de cubierta 10, con una unidad de activacion 24 para operar los sensores 16 de la capa 18.In the embodiment shown in Figures 1, 2 and 3 this plate 18 is a layer applied by serigratia on the rear side 20 of the cover plate 10, of a conductive paste, suitable for serigratia, which after the process of Impression hardens or sinters. The inductive sensors 16 are therefore formed by conductive loops made by serigratia, the ends of which are connected by flat ribbon conductors 22 or thin copper wires, adhered to the rear side 20 of the cover plate 10, with an activation unit 24 to operate the sensors 16 of layer 18.
La unidad de activacion 24 puede generar corrientes de medicion en los sensores 16, para detectar la inductividad y/o un angulo de perdidas de un sistema completo formado por los bucles conductores y el elemento de batena de cocina 14 y de ello deducir la presencia del elemento de batena de cocina 14.The activation unit 24 can generate measurement currents in the sensors 16, to detect the inductivity and / or a loss angle of a complete system formed by the conductive loops and the kitchen batter element 14 and thereby deduce the presence of the kitchen batter element 14.
La unidad de activacion 24 se controla exactamente igual que la electronica de potencia de la placa de cocina, que aqrn no se representa expticitamente, mediante una unidad de control 26, que estaThe activation unit 24 is controlled exactly the same as the power electronics of the cooktop, which here is not explicitly represented, by a control unit 26, which is
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configurada como unidad de calculo libremente programable y que en configuraciones alternativas de la invencion puede estar configurada tambien formando una sola pieza con la unidad de activacion 24.configured as a freely programmable calculation unit and which in alternative configurations of the invention can also be configured to form a single piece with the activation unit 24.
Los elementos de calentamiento 12a - 12d y los sensores 16 estan dispuestos en respectivas reticulas, teniendo en la reticula de los sensores 16 una malla bastante mas tupida que la reticula de los elementos de calentamiento 12a - 12d. Una constante de reticula o bien una distancia entre dos puntos contiguos de la reticula de los elementos de calentamiento 12a - 12d, es en el ejemplo de realizacion representado en la figura 1 cuatro veces mayor que una constante de reticula de la reticula de los sensores 16. La idea de la invencion pueden aplicarse tambien en placas de cocina matriciales con una reticula de malla mas tupida de elementos de calentamiento 12a - 12d. Tales placas de cocina incluyen una gran cantidad de inductores, por ejemplo entre 16 y 32 inductores. En este caso puede ser la dimension de la reticula correspondiente a la reticula de sensores dos veces mas estrecha que la dimension de la reticula de los inductores o bien elementos de calentamiento 12a - 12d.The heating elements 12a-12d and the sensors 16 are arranged in respective lattices, the mesh of the sensors 16 having a mesh much thicker than the reticulation of the heating elements 12a-12d. A lattice constant or a distance between two contiguous points of the lattice of the heating elements 12a-12d, is in the exemplary embodiment shown in Figure 1 four times greater than a lattice constant of the lattice of the sensors 16 The idea of the invention can also be applied in matrix cooktops with a thicker mesh grid of heating elements 12a-12d. Such cooktops include a large number of inductors, for example between 16 and 32 inductors. In this case it can be the size of the grid corresponding to the sensor grid twice as narrow as the size of the grid of the inductors or heating elements 12a-12d.
Las figuras 4 y 5 muestran ejemplos de realizacion alternativos de la invencion. Para evitar repeticiones, la siguiente descripcion de las figuras se limita a diferencias respecto al ejemplo de realizacion representado en las figuras 1 a 3. Respecto a la descripcion de las caractensticas que permanecen iguales, remitimos a la descripcion relativa a las figuras 1 a 3.Figures 4 and 5 show alternative embodiments of the invention. To avoid repetitions, the following description of the figures is limited to differences with respect to the embodiment shown in Figures 1 to 3. With respect to the description of the characteristics that remain the same, we refer to the description relating to Figures 1 to 3.
La figura 4 muestra una representacion de despiece de una placa de cocina segun otra variante mas de la invencion. Los sensores 16 estan montados en una capa 18 que puede separarse de la placa de cubierta 10 sobre una membrana portadora 30. La membrana portadora 30 es por ejemplo una lamina resistente a la temperatura y los sensores 16 pueden estar impresos mediante serigratia sobre la membrana portadora 30. El cableado completo de los sensores 16 sobre la membrana portadora 30 se realiza mediante una conexion comun 32, que cuando se monta la placa de cocina puede insertarse facilmente en el correspondiente conector. La lectura de los sensores mediante la unidad de control 26 y/o la unidad de activacion 24, es por lo tanto especialmente sencilla.Figure 4 shows an exploded representation of a hob according to another variant of the invention. The sensors 16 are mounted on a layer 18 that can be separated from the cover plate 10 on a carrier membrane 30. The carrier membrane 30 is for example a temperature resistant sheet and the sensors 16 can be printed by serigratia on the carrier membrane 30. The complete wiring of the sensors 16 on the carrier membrane 30 is carried out by means of a common connection 32, which, when the cooktop is mounted, can be easily inserted into the corresponding connector. The reading of the sensors by means of the control unit 26 and / or the activation unit 24, is therefore especially simple.
La figura 5 muestra otro ejemplo de realizacion alternativo de la invencion. En este ejemplo de realizacion de la invencion estan dispuestos los sensores 16 en una reticula, habiendose omitido aquellos puntos de la reticula que corresponden a los centros de los inductores o bien elementos de calentamiento 12a - 12d. Puesto que los elementos de calentamiento 12a - 12d igualmente pueden utilizarse como sensores, puede obtenerse la informacion relativa a los puntos de reticula omitidos utilizando los inductores 12a - 12d como sensores adicionales.Figure 5 shows another example of alternative embodiment of the invention. In this example of embodiment of the invention, the sensors 16 are arranged in a lattice, those points of the lattice corresponding to the centers of the inductors or heating elements 12a - 12d having been omitted. Since the heating elements 12a-12d can also be used as sensors, information relating to the missing grid points can be obtained using the inductors 12a-12d as additional sensors.
Puesto que en los centros de los elementos de calentamiento 12a - 12d tambien se presentan las temperaturas mas altas, se reduce omitiendo estos puntos tambien la temperatura maxima que es de esperar para los sensores 16. Como consecuencia pueden reducirse las exigencias a la resistencia de los sensores 16 a la temperatura y lograrse potenciales adicionales de ahorro de costes.Since in the centers of the heating elements 12a - 12d the highest temperatures are also presented, these points are also reduced by omitting the maximum temperature that is expected for the sensors 16. As a consequence, the resistance requirements of the sensors can be reduced. 16 temperature sensors and additional potential cost savings.
Lista de referenciasReference List
- 10 10
- placa de cubierta cover plate
- 12 12
- elemento de calentamiento heating element
- 14 14
- elemento de bateria de cocina kitchen battery element
- 16 16
- sensor sensor
- 18 18
- capa cap
- 20 twenty
- lado posterior back side
- 22 22
- conductor de cinta tape driver
- 24 24
- unidad de activacion activation unit
- 26 26
- unidad de control control unit
- 28 28
- elemento de operacion element of operation
- 30 30
- membrana portadora carrier membrane
- 32 32
- conexion Connection
Claims (11)
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