JP2004251901A - 誘導的に動作するセンサの回路配置と該回路配置の操作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来技術の問題を回避することができ、かつ特にＳＤセンサを制御する費用、特に複数のＳＤセンサを単一の回路配置を用いて制御する費用を削減することができるタイプの回路配置と該回路配置の操作方法とを提供する。
【解決手段】 複数の誘導性ポットまたはソースパン検出コイル用の回路の場合に、制御および評価回路を提供する。金属酸化物半導体電界効果トランジスタの形態をとるスイッチを用いて、前記制御または評価回路は、いずれの場合も多重化操作において１個のコイルに接続される。金属酸化物半導体電界効果トランジスタは、低いドレーン−ソース抵抗を有して、コイルへの複数のリード線の過結合による共振回路周波数の偏移を防ぐ。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の誘導的に動作するセンサの回路配置と該回路配置の操作方法とに関する。

誘導的に動作するセンサ、すなわちＰＤ／ＳＤセンサを用いるポットまたはソースパン検出装置は周知である。このようなＳＤセンサは、その制御手段とともに、欧州特許第４４２ ２７５ Ａ１号および欧州特許第４６９ １８９ Ａ１号に説明されている。さらにまた、前記の従来技術において、このようなＳＤセンサの制御は、相対的に複雑であり、このことが、こうしたＳＤセンサをたとえば調理区画内においてより広範に使用することを妨げてきた。

多くの場合、ソースパンを置いた時のＳＤ装置における周波数変化は、約３〜５％である。共振回路周波数が過結合によって略前記範囲だけ変位すると、明確かつ安全なソースパン検出は、もはや保証されない。
欧州特許第４４２ ２７５ Ａ１号 欧州特許第４６９ １８９ Ａ１号

本発明の目的は、従来技術の問題を回避することができ、かつ特にＳＤセンサを制御する費用、特に複数のＳＤセンサを単一の回路配置を用いて制御する費用を削減することができる前記タイプの回路配置と該回路配置の操作方法とを提供することにある。

この目的は、請求項１の特徴を有する回路配置によって達成される。本発明の有利かつ好適な開発は、その他の請求項の主題を構成するとともに、以下にさらに説明される。明示的参照により、これらの請求項の記述は、本明細書の内容の一部分とされる。

発明の実施の形態

本発明によれば、誘導的に動作するセンサの回路配置は、制御手段とセンサ評価手段と関連あるセンサ信号とを有する。電子的切り換え手段によって、前記制御手段と前記評価手段とは、いずれの場合も１個のセンサにおいて実質的に多重化操作の態様に接続される。本発明によれば、前記切り換え手段は、低いドレーン−ソース抵抗を有する金属酸化物半導体電界効果トランジスタによって構成される。

本発明の範囲内において、このような低いドレーン−ソース抵抗を有する金属酸化物半導体電界効果トランジスタを用いることにより、異なるセンサへのリード線間における過結合を減少させること、または完全に回避することさえ可能であることがわかった。このことは、このようなセンサの動作をたとえばＳＤ装置において大幅に向上させる。ＳＤ装置においては、高い検出信頼性が必要とされており、その理由は、さもなければソースパンが調理点に配置されていない場合には調理点が動作せず、このことはユーザにとって許容不能であるためである。加えて、ソースパンを調理点から除去すると、このことが検出されるとともに、前記調理点がスイッチ切りされなければならず、その理由は、さもなければ動作が無負荷条件下で継続してしまうからである。これは、エネルギーを浪費し、かつ事故の危険を高める。さらにまた、電磁適合性検査は、本発明にしたがった切り換え手段、すなわち金属酸化物半導体電界効果トランジスタによって、よりうまく処理されうる。

本発明のさらに他の開発によれば、各センサ毎に正確に１個の切り換え手段が設けられ、このことは、個別のセンサの制御性を高める。

この回路配置は、ソースパンまたはポット検出センサに並列に接続されて該センサを動作させる共振回路コンデンサを有しうる。これにより、有利なことに、前記切り換え手段によって、いずれの場合も無作為のセンサに並列に接続されて測定周波数を生成する単一の共振回路コンデンサのみを配設することが可能になる。このことは、いずれの場合も複数個のセンサの内の１個のセンサが、前記切り換え手段によって前記共振回路コンデンサに接続されて測定周波数が生成され、同時に前記センサが評価されることを意味する。したがって、前記共振回路コンデンサは、実質的に多重化操作に含まれる。

本発明のまた他の開発において、第２の共振回路コンデンサが、第１の共振回路コンデンサに並列に接続される。これにより、第２の測定周波数を生成することが可能になる。このことは、ソースパン検出に有害となりうる高周波干渉をよりうまく検出し、かつ回避することを可能にする。これは、特に高周波干渉が定周波数ではなしに変動周波数を有するとともに、両方または全ての測定周波数が異なる時点で干渉する可能性がある場合に該当する。これにより、ソースパンの存在を非常に高い信頼性で検出することが常に可能になる。異なる測定周波数間には、たとえば約５〜１０％の範囲内のある一定の差がなければならない。

本発明は、調理区画においてＳＤセンサに有利に用いられる。有利なことに、これらのセンサは、数回にわたって巻かれた環状ワイヤであってもよい。有利にも、前記センサは、本来的に安定であり、かつ特に単一の安定な環状ワイヤであってもよい。このようなＳＤセンサは、米国特許第５，８９３，９９６号に開示されており、前記特許の内容は、明示的参照により本明細書の内容の一部分とされる。

本発明にしたがった請求項７の特徴を有する前記回路配置の操作方法の場合は、金属酸化物半導体電界効果トランジスタにおけるゲート制御電圧は、再調節されうる。したがって、温度変動全体にわたって一定な周波数を生成することが可能になる。その結果として、たとえば調理区画の加熱装置の動作によっても引き起こされる周囲温度の変動を防ぐことが可能になる。

２つの測定周波数を用いる前記測定の場合は、多数の測定値の平均がとられうる。このことによって、センサにより検出されるべき物体が存在するか否か、すなわちＳＤセンサの場合にはソースパンが存在するか否かに関する確率が計算されうる。この目的のために、対応するアルゴリズムまたは確率値が、制御手段または関連ある記憶装置にファイルされうる。

さらにまた、異なる第１および第２の共振回路キャパシタを選択することができるとともに、さまざまな設計の可能性が得られる。

本発明の好適な開発の前記およびその他の特徴は、特許請求の範囲と詳細な説明と図面とに示されており、個別の特徴は、単独または一部組合せ形態のいずれの形でも、本発明の実施例およびその他の分野において実施されうるとともに、ここに求められる保護の対象となる有利かつ独立して保護されうる構成を代表しうる。本明細書が個別の項目に細分化されることおよび小見出しは、こうした細分化および小見出しの下に記述される内容の一般的有効性をいかなる形でも制限するものではない。

本発明の実施例を図面に示すとともに、以下に詳細に説明する。

図１に、たとえばＳＤ装置に用いられうるような、４個のコイルＬ１〜Ｌ４を有する回路配置１１が示されているが、より多くのコイルを設けることもできる。これらのコイルＬは、前記のようなＳＤセンサとして動作する。

いずれの場合も、コイルＬ１〜Ｌ４は、スイッチＳ１〜Ｓ４によって、共振回路周波数を生成する基本発振回路１３に接続される共通の回路接続点または接合部１２に接続される。さらにまた、共振回路コンデンサＣ１が設けられ、この共振回路コンデンサは、いずれの場合もコイルＬとともに、前記コイルのインダクタンスと共振回路キャパシタンスとを有する並列共振回路を形成する。このようにして、多重化操作の態様で、いずれの場合も１個のコイルが対応するスイッチＳにより回路接合部１２に接続される。その他のスイッチＳは開状態となり、対応するコイルＬは分離される。その後、基本発振回路１３は、信号を発して共振回路周波数をさらに評価して、共振回路周波数が、ソースパンがコイルＬのセンサにより検出されると仮定されうるような態様に変化したか否かを確証する。破線部分に、どのようにして第２の共振回路コンデンサＣ２が前記の第１の共振回路コンデンサＣ１と並列なまた他のスイッチＳ５と接続されるかが示されている。

コイルＬのスイッチＳ１〜Ｓ４と第２の共振回路コンデンサＣ２のスイッチＳ５とは、前記多重化操作のための別個の図示されない回路によって制御される。前記のように、コイルＬのスイッチＳ１〜Ｓ４は、金属酸化物半導体電界効果トランジスタである。本発明によれば、これらのトランジスタは、低いドレーン−ソース抵抗を有する。

測定周波数は、数ＭＨｚの範囲内、たとえば約２．５〜４ＭＨｚとされうる。

４個のＰＤまたはＳＤセンサと切り換え手段と２個の共振回路コンデンサとを有する回路の非常に簡単なブロック図である。

符号の説明

１１ 回路構成
１２ 接合部
１３ 基本発振回路
Ｃ１ 第１の共振回路コンデンサ
Ｃ２ 第２の共振回路コンデンサ
Ｌ１〜Ｌ４ コイル
Ｓ１〜Ｓ４ コイルのスイッチ
Ｓ５ 第２の共振回路コンデンサのスイッチ

Claims (10)

1. 複数の誘導的に動作するセンサを有する回路配置であって、切り換え手段と、前記センサの制御手段と、前記制御手段への応答として前記センサにより生成される信号を評価する手段とを有し、前記切り換え手段によって、前記制御手段と前記評価手段とが、いずれの場合も１個のセンサに電気的に接続される回路配置において、前記切り換え手段は、低いドレーン−ソース抵抗を有する金属酸化物半導体電界効果トランジスタによって構成される回路配置。
2. センサ毎に正確に１個の切り換え手段が設けられる請求項１に記載の回路配置。
3. 共振回路コンデンサを有しており、単一の共振回路コンデンサは、前記切り換え手段により、いずれの場合も全てのセンサに並列に接続されて測定周波数を生成しうる請求項１に記載の回路配置。
4. 前記第１の共振回路コンデンサに並列な第２の共振回路コンデンサが設けられ、スイッチが配設されて、前記異なる共振回路コンデンサのスイッチ入れおよび切りを行なう請求項３に記載の回路配置。
5. 前記共振回路コンデンサの前記スイッチ入れおよび切りは、測定周波数間において少なくとも８％の差を生成する請求項４に記載の回路配置。
6. 前記センサは、調理区画におけるポットまたはソースパン検出センサであり、１個のセンサは、数回にわたって巻かれた環状ワイヤである請求項１に記載の回路配置。
7. 複数の誘導的に動作するセンサを有する回路配置であって、切り換え手段と、前記センサの制御手段と、前記制御手段への応答として前記センサにより生成される信号を評価する手段とを有し、前記切り換え手段によって、前記制御手段と評価手段とが、いずれの場合も１個のセンサに電気的に接続され、前記切り換え手段は、低いドレーン−ソース抵抗を有する金属酸化物半導体電界効果トランジスタである回路配置の操作方法において、前記金属酸化物半導体電界効果トランジスタにおけるゲート制御電圧は、温度変動全体にわたって一定な周波数が得られるように再調節される方法。
8. 測定は、２つの測定周波数を用いて行なわれる請求項７に記載の方法。
9. 多数の測定値の平均をとることにより、確率が計算されるとともに、前記確率によって、ソースパンが存在するか否かが確証される請求項８に記載の方法。
10. ２個の異なるコンデンサが、１個のセンサに並列に共振回路コンデンサとして接続されるとともに、異なる測定周波数を用いて操作される請求項９に記載の方法。
    
    

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