WO2022048837A1 - Induction hob appliance and method for measuring the temperature on an induction hob - Google Patents

Induction hob appliance and method for measuring the temperature on an induction hob Download PDF

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WO2022048837A1
WO2022048837A1 PCT/EP2021/071532 EP2021071532W WO2022048837A1 WO 2022048837 A1 WO2022048837 A1 WO 2022048837A1 EP 2021071532 W EP2021071532 W EP 2021071532W WO 2022048837 A1 WO2022048837 A1 WO 2022048837A1
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WO
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induction hob
induction
sensor unit
magnetic field
magnetic sensor
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/071532
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German (de)
French (fr)
Inventor
Tomas Cabeza Gozalo
Carlos Franco Gutierrez
Javier Lasobras Bernad
Sergio Llorente Gil
Emilio PLUMED VELILLA
Julio Rivera Peman
Original Assignee
BSH Hausgeräte GmbH
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Filing date
Publication date
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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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • 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
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the invention relates to an induction hob device according to the preamble of claim 1 and a method for measuring the temperature in an induction hob according to the preamble of claim 14.
  • the object of the invention consists in particular, but not limited thereto, in providing a generic device with improved properties with regard to temperature measurement.
  • the object is achieved according to the invention by the features of claims 1 and 14, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims.
  • the invention is based on an induction hob device for an induction hob, in particular with a cooking utensil and with a magnetic sensor unit for measuring at least one magnetic field component of a magnetic field which is generated in particular by a heating unit of the induction hob.
  • the magnetic sensor unit is provided to measure at least one magnetic field component parallel to an induction heating surface of a cooking utensil, in particular parallel to a main extension plane of the induction heating surface, when the induction hob is in an operating state.
  • a configuration of this type makes it possible to increase the accuracy of a temperature measurement in a simple manner.
  • the determined horizontal component of the magnetic field can advantageously be used to determine a power distribution and temperature development along a heated surface, in particular a cooking utensil base.
  • An average temperature of the heated surface can be determined particularly advantageously by means of a single temperature sensor.
  • additional, spatially spaced temperature sensors for determining the average temperature can be dispensed with.
  • the induction hob device could, for example, have at least a part, in particular a subassembly, of an induction hob, in which case, in particular, accessory units for the induction hob can also be included, such as a cooking utensil and/or a base unit for placement between a cooking utensil base of a cooking utensil and a cooking zone of the induction hob .
  • the induction hob device can also include the entire induction hob.
  • the induction hob device could have at least a part, in particular a subassembly, of a cooking utensil, for example a pot or a pan.
  • the induction hob device advantageously has a temperature sensor, for example an NTC temperature sensor.
  • the temperature sensor is arranged in the vicinity of the magnetic sensor unit.
  • the induction hob device preferably has at least one energy source for supplying the temperature sensor and/or the magnetic sensor unit with energy, for example an accumulator or a battery.
  • the induction hob device is particularly advantageously provided for determining an average temperature of the induction heating surface on the basis of the measured magnetic field component and a temperature measurement by the temperature sensor.
  • the induction hob device is preferably provided to determine a distribution of the magnetic field component, in particular a square of the magnetic field component, over the induction heating surface using the measured magnetic field component and a numerical method, for example a finite element method.
  • the induction hob device has a control unit which is provided for measuring data from the magnetic sensor unit and the temperature sensors to determine the average temperature.
  • the induction hob device has a communication unit, which is provided to transmit measurement data from the magnetic sensor unit and/or the temperature sensor to a further unit for processing and/or output to a user.
  • the additional unit could, for example, be part of the induction hob or part of an external unit, in particular a smartphone and/or computer.
  • the communication unit could have a transmitter and/or receiver, in particular an RFID chip and/or radio chip and/or radio chip and/or IR chip and/or Bluetooth chip.
  • the heating unit is preferably designed as a heating inductor.
  • the heating unit could have a plurality of heating inductors.
  • the heating inductor could comprise a wound induction coil or a printed induction coil.
  • the heating unit is assigned to a cooking zone of the induction hob for heating cookware placed on the cooking zone in the operating state.
  • the magnetic sensor unit can have any type of sensor known to those skilled in the art for measuring a magnetic flux.
  • the magnetic sensor unit could have at least one Hall sensor and/or at least one Förster probe and/or at least one optically pumped magnetometer and/or at least one SQUID and/or at least one BEC magnetometer and/or at least one proton magnetometer and/or at least one Have Kerr magnetometer and/or at least one Faraday magnetometer.
  • the magnetic sensor unit could have at least one magnetic field sensor based on common magnetic field sensors used, for example, in mobile devices.
  • the magnetic sensor unit preferably has at least one sensor element which has a coil, particularly preferably a helically wound coil.
  • the sensor element is rotatable relative to a remaining magnetic sensor unit; the sensor element is advantageously immovable relative to a remaining magnetic sensor unit.
  • the sensor element is preferably provided to measure a magnetic field component in the operating state, which runs along a core direction of the coil.
  • a “core direction” of a coil should be understood to mean a direction along which an imaginary iron core could be inserted into a central area around which windings of the coil run. It would be conceivable that the core direction is oriented parallel to a main plane of extension of the sensor element, preferably the core direction is oriented perpendicular to the main plane of extension of the sensor element.
  • the magnetic field has three magnetic field components, which are preferably embodied as an X component, a Y component and a Z component.
  • the magnetic field components are in the form of coordinates of a Cartesian coordinate system which together define a vector which represents a direction of the magnetic field lines of the magnetic field at a predefined point.
  • the horizontal component is designed as a magnetic field component running in a horizontal plane. In the operating state of the induction hob, the horizontal plane is advantageously aligned parallel to a main extension plane of the heating unit of the induction hob and particularly advantageously parallel to a main extension plane of the induction heating surface.
  • a “main extension plane” of a structural unit is to be understood as a plane which is parallel to a largest side surface of an imaginary cuboid which just completely encloses the structural unit and in particular runs through the center point of the cuboid.
  • the X component and the Y component of the magnetic field are preferably designed as horizontal components and the Z component as a vertical component.
  • the vertical component is in the form of a magnetic field component running perpendicular to the horizontal plane.
  • the induction heating surface is preferably designed as a cooking utensil base of the cooking utensil; alternatively, the induction heating surface could be embodied as a side wall, an upper wall or a cooking utensil lid.
  • the induction heating surface is specially designed for heating by the heating unit; the induction heating surface preferably consists of an inductively heatable material such as cast iron.
  • the induction heating surface is preferably at least essentially flat, in particular the induction heating surface can be uneven in partial areas, for example edge areas.
  • Provided is intended to mean specifically programmed, designed and/or equipped. Including that an object is intended for a specific function be understood that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the magnetic field component is advantageously designed as a horizontal component of the magnetic field.
  • the magnetic field component is particularly advantageously designed as the X component of the magnetic field or the Y component of the magnetic field.
  • the magnetic field component is preferably aligned parallel to a main extension plane of the induction heating surface. In this way, in particular, the accuracy of the temperature determination can be further increased. It would be conceivable for the induction heating surface to be in the form of a side wall and the magnetic field component to be in the form of a vertical component of the magnetic field.
  • the magnetic sensor unit is provided to measure a first magnetic field component, in particular the X component of the magnetic field, and a second magnetic field component, in particular the Y component of the magnetic field, aligned perpendicularly to the first magnetic field component.
  • the induction hob device is advantageously provided for determining a distribution of a sum of the squares of the first magnetic field component and the second magnetic field component along the induction heating surface using the numerical method. In this way, in particular, the accuracy of a temperature determination can be further increased.
  • the relationship between the distribution of the sum of the squares of the first magnetic field component and the second magnetic field component along the induction heating surface and the power distribution along the induction heating surface can advantageously be used to achieve a sufficiently precise determination of a temperature distribution along the induction heating surface.
  • the sum of the squares of the first magnetic field component and the second magnetic field component is proportional to the power distribution within the induction heating surface, in particular within the cooking utensil base, with a proportionality coefficient of properties of the cooking utensil and the heating unit, such as conductivity and permeability of the induction heating surface, in particular the cooking utensil base, and a frequency of the magnetic field, which are preferably known, the induction hob device being intended to use the characteristics to determine the average temperature.
  • the magnetic sensor unit has a first sensor element for measuring the first magnetic field component and a second sensor element for measuring the second magnetic field component.
  • the magnetic sensor unit can have any number of further first sensor elements and further second sensor elements.
  • the sensor elements are advantageously designed separately from one another.
  • the sensor elements are particularly advantageously configured identically to one another; alternatively, the sensor elements could be configured differently from one another.
  • the sensor elements are advantageously arranged in close proximity to one another, since too great a distance between the sensor elements can lead to errors in the power distribution determined.
  • the first sensor element has a first coil and the second sensor element has a second coil, core directions of the coils particularly preferably spanning an angle of essentially 90° in the horizontal plane.
  • the fact that the angle is “substantially 90°” should be understood to mean that the angle deviates from 90° by at most 15°, advantageously at most 10° and particularly advantageously by at most 5°.
  • the sensor elements are preferably arranged rotated by 90° with respect to one another. It would also be conceivable that the core directions of the coils in the horizontal plane could span any other angle other than 0°.
  • the sensor elements can be arranged in one plane aligned parallel to the horizontal plane or in two different planes aligned parallel to the horizontal plane.
  • the magnetic sensor unit can be constructed by means of a large number of different arrangements of two identical components relative to one another, in particular arrangements that can be adapted to a particular application.
  • a simple determination of the first magnetic field component and the second magnetic field component can advantageously be achieved by rotating the sensor elements by 90° relative to one another.
  • the magnetic sensor unit prefferably has a third sensor element, with the third sensor element being provided for measuring a third magnetic field component, in particular the Z component of the magnetic field.
  • the third sensor element is designed differently from the first and second sensor element; alternatively, the third sensor element could be designed differently from the first and second sensor element be identical in design.
  • the third sensor element preferably has a third coil, the core direction of which is particularly preferably aligned essentially perpendicularly to the horizontal plane.
  • the fact that the core direction of the third coil is “substantially perpendicular” to the horizontal plane should be understood to mean that the core direction deviates from an ideal perpendicular with respect to the horizontal plane by at most 15°, advantageously at most 10° and particularly advantageously at most 5°. In this way, in addition to providing a precise temperature measurement, incorrect placement of cooking utensils can be avoided.
  • the induction hob device has the induction hob, which has at least part of the magnetic sensor unit, for example one of the sensor elements, and preferably the entire magnetic sensor unit.
  • the magnetic sensor unit could be arranged in the operating state in the vicinity of the heating unit; the magnetic sensor unit is preferably arranged on an underside of a hob plate of the induction hob and/or on an underside of a worktop on which the induction hob is mounted.
  • the magnetic sensor unit preferably has a large number of sensor elements which are particularly preferably arranged in the form of a sensor matrix.
  • the magnetic sensor unit can extend over an entire worktop and/or an entire hob plate.
  • the magnetic sensor unit is advantageously designed as part of a plate-shaped element, in particular a coating.
  • a “plate-shaped element” should be understood to mean an element that has a thickness that corresponds to a maximum of 50%, in particular a maximum of 20%, advantageously a maximum of 10%, preferably a maximum of 5%, a length and/or a width of the element.
  • the element preferably has at least one, preferably at least two, in particular opposite sides, which have a flat, in particular smooth, surface. In this way, the induction hob device can be used easily.
  • the magnetic sensor device can be used particularly advantageously for measuring horizontal components of magnetic fields of several and in particular all heating units of the induction hob.
  • the induction hob device can also be used to detect cooking utensils that have been placed by changing the magnetic field be detected by setting up and/or removing the cooking utensil. It would be conceivable that all heating units of the induction hob are provided to generate a preferably weak, additional magnetic field in a detection phase, which takes place in particular outside of the operating state, which is provided exclusively for detecting cooking utensils that have been set up.
  • the induction hob device have a base unit, which is intended to be placed between the induction heating surface designed as the cooking utensil base of the cooking utensil and a cooking zone of the induction hob and which has at least part of the magnetic sensor unit, for example one of the sensor elements, and preferably the entire magnetic sensor unit.
  • a “underlay unit” should be understood to mean a unit which is intended for placing, advantageously for placing, on a worktop and/or hob plate and for setting up at least one cooking utensil and which, in particular in the operating state, is a base for the heated cooking utensil at least partially trained.
  • the base unit is preferably designed in the form of a plate.
  • the base unit is designed to be brittle.
  • the base unit is advantageously designed to be flexible.
  • the fact that a unit is “flexible” is to be understood in particular to mean that the unit can be bent, in particular folded and/or bent, in a non-destructive manner.
  • the magnetic sensor unit can be arranged on an underside and/or an upper side or completely in an interior area of the base unit.
  • a permeability of the base unit is preferably low enough to prevent magnetic saturation effects from occurring in the operating state, since the saturation effects can lead to an error in the measurement of the magnetic field components. In this way, in particular, flexible use of the induction hob device can be achieved.
  • the induction hob device can be used optionally with different cooking utensils and/or different heating units.
  • This configuration of the induction hob device is particularly advantageous for applications with induction hobs that are free of hob plates and are arranged completely below a worktop.
  • the induction hob device has the cooking utensil, which has the induction heating surface, which at least part of the magnetic sensor unit, for example one of the sensor elements, and preferably the entire Has magnetic sensor unit.
  • the induction hob, the base unit and the cooking utensil each have part of the magnetic sensor unit, preferably the induction hob or the base unit or the cooking utensil has the entire magnetic sensor unit.
  • the magnetic sensor unit to be embodied as part of an adhesive unit, for example a sticker, which is intended for detachable or non-detachable attachment to a remaining cooking utensil bottom or a remaining side wall.
  • the magnetic sensor unit is preferably arranged in an interior area of the base of the cooking utensil.
  • a compact and easy-to-use configuration of the induction hob device can be achieved.
  • additional actions by a user to use the induction hob device with the cooking utensil can be dispensed with.
  • the induction hob device can be used particularly advantageously with any heating units without having to extend over several heating units. This configuration of the induction hob device is particularly advantageous for applications with classic induction hobs which have hob plates.
  • a vertical distance between the magnetic sensor unit and the induction heating surface, in particular the base of the cookware, at least in the operating state is at most 50 mm, advantageously at most 20 mm, particularly advantageously at most 10 mm and preferably at most 4 mm.
  • a “vertical distance” is to be understood in this context as a length of a connecting line which runs perpendicularly to the cooking utensil base and connects an underside of the cooking utensil base to the magnetic sensor unit when the cooking utensil is in an upright position. In this way, in particular, the accuracy of the temperature measurement can be increased. Falsifications of the measurement of the horizontal component due to an excessive distance from the bottom of the cooking utensil can advantageously be avoided.
  • a radial distance between the magnetic sensor unit and an edge of the cooking utensil base is at least 4 mm and preferably at least 5 mm, at least in the operating state.
  • a "radial distance" is a length of a connecting line which, when viewed, connects the edge and the magnetic sensor unit and in the direction of a center point of the induction heating surface, in particular the bottom of the cookware, is aligned to be understood. In this way, in particular, the accuracy of the temperature measurement can be further increased. Falsifications of the measurement of the magnetic field components due to magnetic field distortions at the edge of the induction heating surface, in particular the bottom of the cooking utensil, can advantageously be avoided.
  • the magnetic sensor unit it would be conceivable for the magnetic sensor unit to have a housing unit in which all the sensor elements are arranged.
  • the induction hob device have a circuit board on and/or in which the magnetic sensor unit is arranged.
  • the sensor elements could each be mounted on the printed circuit board, preferably soldered and/or printed onto the printed circuit board.
  • the sensor elements are designed as SMD sensors.
  • a permeability of the printed circuit board is preferably low enough to prevent magnetic saturation effects from occurring in the operating state, since the saturation effects can lead to an error in the measurement of the magnetic field components.
  • the sensor elements can each be arranged on an upper side or an underside of the printed circuit board.
  • the first sensor element and the second sensor element could be arranged adjacent to one another on the upper side or the lower side.
  • the first sensor element and the second sensor element could be arranged opposite one another on the upper side and the lower side.
  • the printed circuit board it would also be conceivable for the printed circuit board to have a recess which is intended to accommodate at least one of the sensor elements.
  • the printed circuit board is advantageously part of the support unit or part of the induction heating surface, in particular the bottom of the cooking utensil, or part of a coating on the hob plate and/or the worktop.
  • existing electronic components can be used to arrange the magnetic sensor unit.
  • the magnetic sensor unit is advantageously at least partially embedded in the printed circuit board. It would be conceivable for at least one of the sensor elements to be arranged entirely in an interior area of the printed circuit board. Preferably, at least one of the sensor elements ment a circuit board coil.
  • a “printed circuit board coil” should be understood to mean a coil which extends over part of a top or bottom and over part of the interior.
  • the printed circuit board coil preferably has a plurality of vias which are connected to one another at the ends, preferably by conductive paths of the printed circuit board. In this way, a compact configuration of the magnetic sensor unit can be achieved.
  • the induction hob device has a carrier element, in particular a rod-shaped carrier element, with the magnetic sensor unit being wound onto the carrier element.
  • a "rod-shaped" element is to be understood as an element which has a thickness which corresponds to a maximum of 50%, in particular a maximum of 20%, advantageously a maximum of 10%, preferably a maximum of 5%, a length and a width of the element.
  • the carrier element preferably has an oval, in particular circular, or a rectangular, in particular square, cross section. It would be conceivable for the carrier element to be straight; the carrier element is preferably curved.
  • the carrier element advantageously consists of a non-ferromagnetic material, preferably a high-temperature plastic. As a result, production of the magnetic sensor unit can be simplified.
  • the carrier element preferably extends over an angular range of at least 70°, advantageously at least 80° and particularly advantageously at least 90°.
  • a direction that runs perpendicular to the smallest possible cross-sectional area of the carrier element rotates by at least 80° when the cross-sectional area is displaced from one end of the carrier element to another end of the carrier element.
  • the carrier element could be L-shaped or U-shaped.
  • production of the magnetic sensor unit can be further simplified.
  • the first sensor element and the second sensor element can be wound up on two different partial areas of the carrier element that are aligned perpendicularly to one another.
  • the carrier element is preferably shaped in such a way that when viewed perpendicularly to a main extension plane of the carrier element, all turns of the magnetic sensor unit are at the same distance from a center of the carrier element.
  • the carrier element is particularly preferably at least essentially ring-shaped. Including that the carrier element is "at least substantially ring-shaped" is intended in this Context to be understood that the carrier element corresponds to at least 70%, advantageously at least 80% and particularly advantageously at least 90% of a ring.
  • the ring can have a round or angular cross-section and a circular or square course.
  • the carrier element is C-shaped. In this way, a compact construction of the induction hob device can be achieved.
  • the temperature sensor can advantageously be arranged in a receiving area that is essentially enclosed by the carrier unit.
  • the invention is also based on a method for measuring the temperature in an induction hob, in particular with the induction hob device.
  • the induction hob device and the method should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the induction hob device and the method for fulfilling a functionality described herein can have a number of individual elements, components and units that differs from the number specified herein.
  • Show it: 1 shows a cross-sectional representation of an induction hob, a cooking utensil and a base unit with an induction hob device from the front,
  • FIG. 3 shows a schematic process diagram of a method for measuring temperature with the induction hob and the induction hob device
  • FIG. 4 shows a sensor element of a further exemplary embodiment of a magnetic field sensor unit in an oblique view
  • FIG. 5 shows a cross-sectional representation of a further exemplary embodiment of an induction hob and a cooking utensil with an induction hob device from the front
  • FIG. 6 shows a printed circuit board and a magnetic sensor unit of the induction hob device from FIG. 5 in an oblique view
  • FIG. 7 shows a carrier element and a further exemplary embodiment of a magnetic sensor unit of the induction hob device from FIG. 5 from above,
  • FIG. 8 shows a cross-sectional representation of a further exemplary embodiment of an induction hob with the induction hob device and a cooking utensil from the front and
  • FIG. 9 shows a printed circuit board and a magnetic sensor unit of the induction hob device from FIG. 8 in an oblique view.
  • FIG. 1 shows an induction hob device 10a.
  • the induction hob device 10a is used with a standard induction hob 12a.
  • the induction hob 12a is in an operating state.
  • the induction hob 12a is arranged below a worktop 32a.
  • a cooking utensil 24a to be heated is set up on the worktop 32a.
  • the cooking utensil 24a is designed as a frying pan.
  • the induction hob device 10a has a base unit 20a.
  • the base unit 20a is arranged between an induction heating surface 22a of the cooking utensil 24a and a cooking zone of the induction hob 12a.
  • the induction heating surface 22a is as formed a cookware base.
  • the induction heating surface 22a could be designed as a side wall, a top wall or a cooking utensil lid.
  • the pad assembly 20a is made of high temperature silicone.
  • the pad unit 20a provides a support surface for the entire induction heating surface 22a.
  • the induction hob device 10a has a magnetic sensor unit 14a, which is shown in more detail in FIG.
  • the magnetic sensor unit 14a is used to measure an X component of a magnetic field generated by a heating unit 34a of the induction hob 12a.
  • the heating unit 34a is designed as a standard heating inductor.
  • the cooking zone is defined as an area above the heating unit 34a.
  • the heating unit 34a could consist of several common heating inductors which together define the cooking zone.
  • the magnetic field is used to heat the set cooking utensil 24a.
  • the magnetic sensor unit 14a is used to measure a Y component of the magnetic field.
  • the Y component is oriented perpendicular to the X component.
  • the X component and the Y component are aligned parallel to a horizontal plane, which corresponds to a main extension plane of the induction heating surface 22a.
  • the induction hob device 10a has a printed circuit board 28a.
  • the magnetic sensor unit 14a is arranged on the circuit board 28a.
  • the circuit board 28a is embedded in the base unit 20a.
  • a thickness of the washer unit 20a is 2 mm.
  • the printed circuit board 28a is arranged in a central area of the base unit 20a.
  • a vertical distance between the magnetic sensor unit 14a and the induction heating surface 22a is less than 1 mm.
  • a diameter of the induction heating surface 22a is 24 cm.
  • a radial distance between the magnetic sensor unit 14a and an edge 26a of the induction heating surface 22a is approximately 8 cm.
  • the magnetic sensor unit 14a has a first sensor element 16a.
  • the first sensor element 16a is used to measure the X component.
  • the first sensor element 16a has a first coil 38a.
  • the first coil 38a is helically wound.
  • the first coil 38a has a first core direction 40a.
  • the first core direction 40a is aligned parallel to a main extension plane of the first sensor element 16a.
  • the magnetic sensor unit 14a has a second sensor element 18a.
  • the second sensor element 18a has a second coil 42a.
  • the second coil 42a has a second core direction 44a.
  • the second sensor element 18a is used to measure the Y component.
  • the second sensor element 18a is identical to the first sensor element 16a.
  • the second sensor element 18a is arranged on the circuit board 28a rotated by 90° relative to the first sensor element 16a.
  • the magnetic sensor unit 14a could have a third sensor element for measuring a Z component of the magnetic field.
  • the sensor elements 16a, 18a are arranged on opposite sides of the circuit board 28a.
  • the sensor elements 16a, 18a could be arranged on the same side of the printed circuit board or in recesses in the printed circuit board 28a.
  • the induction hob device 10a has a temperature sensor (not shown).
  • the temperature sensor is arranged in the vicinity of the sensor elements 16a, 18a.
  • the temperature sensor is designed as a standard NTC temperature sensor.
  • the induction hob device 10a is used to evaluate measurement data from the magnetic sensor unit 14a and the temperature sensor to determine an average temperature of the induction heating surface 22a.
  • FIG. 3 shows a schematic process diagram of a method for measuring the temperature in the induction hob 12a.
  • a laying step 100a the induction hob device 10a is placed on the induction hob 12a.
  • the cooking utensil 24a is installed on the induction hob device 10a.
  • the setting up step 110a follows the hanging up step 100a.
  • a measuring step 120a the induction hob 12a is switched to the operating state.
  • the heating unit 34a generates the magnetic field.
  • the magnetic sensor unit 14a measures the X component and the Y component of the magnetic field.
  • the temperature sensor measures a temperature at a point on the induction heating surface 22a.
  • the induction hob device 10a uses the measurement data from the magnetic sensor unit 14a and the temperature sensor to determine an average temperature of the induction heating surface 22a.
  • the measuring step 120a follows the setting up step 110a.
  • FIGS. 1 to 3 Four further exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. The following descriptions are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with reference being made to the description of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3 with regard to components, features and functions that remain the same.
  • the letter a in the reference numbers of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3 is replaced by the letters ben b to e in the reference numerals of the embodiment of Figures 4 to 9 replaced.
  • components with the same designation in particular with regard to components with the same reference numbers, reference can in principle also be made to the drawings and/or the description of the exemplary embodiment in FIGS.
  • FIG. 4 shows a first sensor element 16b of a further exemplary embodiment of a magnetic sensor unit 14b.
  • the first sensor element 16b has a first coil 38b.
  • the first coil 38b has a first core direction 40b.
  • the first core direction 40b runs perpendicular to a main extension plane of the first sensor element 16b.
  • the first sensor element 16b is arranged on a printed circuit board (not shown) in such a way that the first core direction 40b runs analogously to the first core direction 40a in FIG.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device 10c.
  • the induction hob device 10c is used with an induction hob 12c.
  • the induction hob 12c has a hob plate 36c.
  • the induction hob device 10c has a cooking utensil 24c.
  • the induction hob device 10c has a magnetic sensor unit 14c, which is shown in more detail in FIG.
  • the magnetic sensor unit 14c is arranged in an interior area of an induction heating surface 22c of the cooking utensil 24c.
  • the induction hob device 10c has a printed circuit board 28c.
  • the magnetic sensor unit 14c is partially embedded in the circuit board 28c.
  • the magnetic sensor unit 14c has a first sensor element 16c.
  • the first sensor element 16c has a first coil 38c.
  • the first coil 38c is designed as a circuit board coil.
  • the first coil 38c extends over part of a surface of the circuit board 28c.
  • the first coil 38c extends over part of an interior area of the printed circuit board 28c.
  • the first coil 38c consists of vias 48c and conductive paths 50c.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device 10d.
  • the induction hob device 10d has a carrier element 30d.
  • the carrier element 30d consists of a high-temperature plastic.
  • the induction hob device 10d has a magnetic sensor unit 14d.
  • the magnetic sensor unit 14d is wound onto the carrier element 30d.
  • the magnetic sensor unit 14d has a first sensor element 16d and a second sensor element 18d.
  • the sensor elements 16d, 18d are wound on mutually perpendicularly aligned partial areas of the carrier element 30d.
  • the carrier element 30d extends over an angular range of approximately 360°.
  • the carrier element 30d is essentially ring-shaped.
  • the carrier element 30d is designed as an angular ring open to one side.
  • the induction hob device 10d has a temperature sensor 46d.
  • the carrier element 30d essentially surrounds the temperature sensor 46d.
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device 10e.
  • the induction hob device 10e has an induction hob 12e.
  • the induction hob 12e has a magnetic sensor unit 14e, which is shown in more detail in FIG.
  • the induction hob device 10e has a printed circuit board 28e.
  • the printed circuit board 28e extends over an entire hob plate 36e of the induction hob
  • the printed circuit board 28e is printed on an underside of the hob plate 36e.
  • the magnetic sensor unit 14e is arranged on the circuit board 28e.
  • the magnetic sensor unit 14e has a plurality of first sensor elements 16e and second sensor elements 18e.
  • the sensor elements 16e, 18e are arranged in the form of a sensor matrix.
  • the magnetic sensor unit 14e is partially embedded in the circuit board 28e.
  • the first sensor elements 16e are arranged on one side of the circuit board 28e.
  • the second sensor elements 18e are arranged in an interior area of the printed circuit board 28c.

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Abstract

The invention relates to an induction hob appliance (10a-e) for an induction hob (12a-e), having a magnetic sensor unit (14a-e) for measurement of at least one magnetic field component of a magnetic field. In order to increase the accuracy of a temperature measurement, according to the invention the magnetic sensor unit (14a-e) is provided to measure, in an operating state of the induction hob (12a-e), at least one magnetic field component parallel to an induction heating surface (22a-b) of a cooking dish (24a-b).

Description

Induktionskochfeldvorrichtung und Verfahren zur Temperaturmessung bei einem Induktionskochfeld Induction hob device and method for measuring the temperature of an induction hob
Die Erfindung betrifft eine Induktionskochfeldvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Temperaturmessung bei einem Induktionskochfeld nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14. The invention relates to an induction hob device according to the preamble of claim 1 and a method for measuring the temperature in an induction hob according to the preamble of claim 14.
Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, Induktionskochfelder mit Magnetsensoreinheiten zu einer Messung einer Z-Komponente bzw. Vertikalkomponente eines von einer Heizeinheit des Induktionskochfelds erzeugten Magnetfelds auszustatten, um eine fehlerhafte Platzierung von Gargeschirr relativ zu der Heizeinheit zu detektieren. Ferner ist bekannt, Temperatursensoren in oder direkt unter einem Gargeschirrboden von zu beheizendem Gargeschirr zu platzieren, um eine Genauigkeit einer Temperaturmessung zu erhöhen. Dies löst jedoch nicht das Problem, dass aufgrund einer inhomogenen Temperaturentwicklung innerhalb des Gargeschirrbodens eine an einem einzelnen Punkt gemessene Temperatur von einer tatsächlichen durchschnittlichen Temperatur innerhalb des Gargeschirrbodens abweicht. It is already known from the prior art to equip induction cooktops with magnetic sensor units for measuring a Z component or vertical component of a magnetic field generated by a heating unit of the induction cooktop in order to detect incorrect placement of cookware relative to the heating unit. Furthermore, it is known to place temperature sensors in or directly under a cooking utensil base of cooking utensil to be heated in order to increase the accuracy of a temperature measurement. However, this does not solve the problem that, due to an inhomogeneous temperature development within the cooking utensil base, a temperature measured at a single point deviates from an actual average temperature within the cooking utensil base.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere, aber nicht beschränkt darauf, darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Temperaturmessung bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. The object of the invention consists in particular, but not limited thereto, in providing a generic device with improved properties with regard to temperature measurement. The object is achieved according to the invention by the features of claims 1 and 14, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims.
Die Erfindung geht aus von einer Induktionskochfeldvorrichtung für ein Induktionskochfeld, insbesondere mit einem Gargeschirr und mit einer Magnetsensoreinheit zu einer Messung zumindest einer Magnetfeldkomponente eines Magnetfelds, welches insbesondere von einer Heizeinheit des Induktionskochfelds erzeugt ist. The invention is based on an induction hob device for an induction hob, in particular with a cooking utensil and with a magnetic sensor unit for measuring at least one magnetic field component of a magnetic field which is generated in particular by a heating unit of the induction hob.
Es wird vorgeschlagen, dass die Magnetsensoreinheit dazu vorgesehen ist, in einem Betriebszustand des Induktionskochfelds zumindest eine Magnetfeldkomponente parallel zu einer Induktionsheizfläche eines Gargeschirrs, insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Induktionsheizfläche, zu messen. Durch eine derartige Ausgestaltung kann auf einfache Weise eine Genauigkeit einer Temperaturmessung erhöht werden. Vorteilhaft kann die ermittelte Horizontalkomponente des Magnetfelds zu einer Ermittlung einer Leistungsverteilung und Temperaturentwicklung entlang einer beheizten Oberfläche, insbesondere eines Gargeschirrbodens, verwendet werden. Besonders vorteilhaft kann mittels eines einzelnen Temperatursensors eine durchschnittliche Temperatur der beheizten Oberfläche ermittelt werden. Insbesondere kann auf zusätzliche, räumlich beabstandete Temperatursensoren zur Ermittlung der durchschnittlichen Temperatur verzichtet werden. It is proposed that the magnetic sensor unit is provided to measure at least one magnetic field component parallel to an induction heating surface of a cooking utensil, in particular parallel to a main extension plane of the induction heating surface, when the induction hob is in an operating state. A configuration of this type makes it possible to increase the accuracy of a temperature measurement in a simple manner. The determined horizontal component of the magnetic field can advantageously be used to determine a power distribution and temperature development along a heated surface, in particular a cooking utensil base. An average temperature of the heated surface can be determined particularly advantageously by means of a single temperature sensor. In particular, additional, spatially spaced temperature sensors for determining the average temperature can be dispensed with.
Die Induktionskochfeldvorrichtung könnte beispielsweise zumindest einen Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Induktionskochfelds aufweisen, wobei insbesondere zusätzlich auch Zubehöreinheiten für das Induktionskochfeld umfasst sein können, wie beispielsweise ein Gargeschirr und/oder eine Unterlegeinheit zu einer Platzierung zwischen einem Gargeschirrboden eines Gargeschirrs und einer Kochzone des Induktionskochfelds. Insbesondere kann die Induktionskochfeldvorrichtung auch das gesamte Induktionskochfeld umfassen. Alternativ könnte die Induktionskochfeldvorrichtung zumindest einen Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Gargeschirrs, beispielsweise eines Topfes oder einer Pfanne, aufweisen. The induction hob device could, for example, have at least a part, in particular a subassembly, of an induction hob, in which case, in particular, accessory units for the induction hob can also be included, such as a cooking utensil and/or a base unit for placement between a cooking utensil base of a cooking utensil and a cooking zone of the induction hob . In particular, the induction hob device can also include the entire induction hob. Alternatively, the induction hob device could have at least a part, in particular a subassembly, of a cooking utensil, for example a pot or a pan.
Vorteilhaft weist die Induktionskochfeldvorrichtung einen Temperatursensor, beispielsweise einen NTC-Temperatursensor, auf. Insbesondere ist der Temperatursensor in einem Nahbereich der Magnetsensoreinheit angeordnet. Vorzugsweise weist die Induktionskochfeldvorrichtung zumindest eine Energiequelle zu einer Versorgung des Temperatursensors und/oder der Magnetsensoreinheit mit Energie auf, beispielsweise einen Akkumulator oder eine Batterie. Besonders vorteilhaft ist die Induktionskochfeldvorrichtung dazu vorgesehen, anhand der gemessenen Magnetfeldkomponente und einer Temperaturmessung des Temperatursensors eine durchschnittliche Temperatur der Induktionsheizfläche zu ermitteln. Vorzugsweise ist die Induktionskochfeldvorrichtung dazu vorgesehen, mittels der gemessenen Magnetfeldkomponente und einem numerischen Verfahren, beispielsweise einer Finite-Elemente-Methode, eine Verteilung der Magnetfeldkomponente, insbesondere eines Quadrats der Magnetfeldkomponente, über die Induktionsheizfläche zu ermitteln. The induction hob device advantageously has a temperature sensor, for example an NTC temperature sensor. In particular, the temperature sensor is arranged in the vicinity of the magnetic sensor unit. The induction hob device preferably has at least one energy source for supplying the temperature sensor and/or the magnetic sensor unit with energy, for example an accumulator or a battery. The induction hob device is particularly advantageously provided for determining an average temperature of the induction heating surface on the basis of the measured magnetic field component and a temperature measurement by the temperature sensor. The induction hob device is preferably provided to determine a distribution of the magnetic field component, in particular a square of the magnetic field component, over the induction heating surface using the measured magnetic field component and a numerical method, for example a finite element method.
Denkbar wäre, dass die Induktionskochfeldvorrichtung eine Steuereinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, Messdaten der Magnetsensoreinheit und des Temperatur- sensors zu einer Ermittlung der durchschnittlichen Temperatur zu verwenden. Insbesondere weist die Induktionskochfeldvorrichtung eine Kommunikationseinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, Messdaten der Magnetsensoreinheit und/oder des Temperatursensors zu einer Verarbeitung und/oder Ausgabe an einen Benutzer an eine weitere Einheit zu übertragen. Die weitere Einheit könnte beispielsweise Teil des Induktionskochfelds oder Teil einer externen Einheit, insbesondere eines Smartphones und/oder Computers, sein. Beispielsweise könnte die Kommunikationseinheit einen Sender und/oder Empfänger, insbesondere einen RFID-Chip und/oder Funk-Chip und/oder Radio-Chip und/oder IR-Chip und/oder Bluetooth-Chip aufweisen. It would be conceivable for the induction hob device to have a control unit which is provided for measuring data from the magnetic sensor unit and the temperature sensors to determine the average temperature. In particular, the induction hob device has a communication unit, which is provided to transmit measurement data from the magnetic sensor unit and/or the temperature sensor to a further unit for processing and/or output to a user. The additional unit could, for example, be part of the induction hob or part of an external unit, in particular a smartphone and/or computer. For example, the communication unit could have a transmitter and/or receiver, in particular an RFID chip and/or radio chip and/or radio chip and/or IR chip and/or Bluetooth chip.
Die Heizeinheit ist vorzugsweise als ein Heizinduktor ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich könnte die Heizeinheit eine Mehrzahl an Heizinduktoren aufweisen. Der Heizinduktor könnte beispielsweise eine gewickelte Induktionsspule oder eine gedruckte Induktionsspule aufweisen. Vorteilhaft ist die Heizeinheit einer Kochzone des Induktionskochfelds zu einer Beheizung von auf der Kochzone aufgestelltem Gargeschirr in dem Betriebszustand zugeordnet. The heating unit is preferably designed as a heating inductor. Alternatively or additionally, the heating unit could have a plurality of heating inductors. For example, the heating inductor could comprise a wound induction coil or a printed induction coil. Advantageously, the heating unit is assigned to a cooking zone of the induction hob for heating cookware placed on the cooking zone in the operating state.
Die Magnetsensoreinheit kann beliebige, dem Fachmann bekannte, Arten von Sensoren zur Messung eines Magnetflusses aufweisen. Beispielsweise könnte die Magnetsensoreinheit zumindest einen Hall-Sensor und/oder zumindest eine Förster-Sonde und/oder zumindest ein optisch gepumptes Magnetometer und/oder zumindest ein SQUID und/oder zumindest ein BEC-Magnetometer und/oder zumindest ein Protonenmagnetometer und/oder zumindest ein Kerr-Magnetometer und/oder zumindest ein Faraday- Magnetometer aufweisen. Insbesondere könnte die Magnetsensoreinheit zumindest einen auf gängigen, beispielsweise in Mobilgeräten verwendeten, Magnetfeldsensoren basierenden Magnetfeldsensor aufweisen. Bevorzugt weist die Magnetsensoreinheit zumindest ein Sensorelement auf, welches eine Spule, besonders bevorzugt eine schraubenförmig gewickelte Spule, aufweist. Denkbar wäre, dass das Sensorelement relativ zu einer restlichen Magnetsensoreinheit rotierbar ist, vorteilhaft ist das Sensorelement relativ zu einer restlichen Magnetsensoreinheit unbeweglich. Bevorzugt ist das Sensorelement dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand eine Magnetfeldkomponente zu messen, welche entlang einer Kernrichtung der Spule verläuft. Unter einer „Kernrichtung“ einer Spule soll eine Richtung verstanden werden, entlang welcher ein gedachter Eisenkern in einen Zentralbereich, um welchen Windungen der Spule verlaufen, einführbar wäre. Denkbar wäre, dass die Kernrichtung parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Sensorelements ausgerichtet ist, bevorzugt ist die Kernrichtung senkrecht zu der Haupterstreckungsebene des Sensorelements ausgerichtet. The magnetic sensor unit can have any type of sensor known to those skilled in the art for measuring a magnetic flux. For example, the magnetic sensor unit could have at least one Hall sensor and/or at least one Förster probe and/or at least one optically pumped magnetometer and/or at least one SQUID and/or at least one BEC magnetometer and/or at least one proton magnetometer and/or at least one Have Kerr magnetometer and/or at least one Faraday magnetometer. In particular, the magnetic sensor unit could have at least one magnetic field sensor based on common magnetic field sensors used, for example, in mobile devices. The magnetic sensor unit preferably has at least one sensor element which has a coil, particularly preferably a helically wound coil. It would be conceivable for the sensor element to be rotatable relative to a remaining magnetic sensor unit; the sensor element is advantageously immovable relative to a remaining magnetic sensor unit. The sensor element is preferably provided to measure a magnetic field component in the operating state, which runs along a core direction of the coil. A “core direction” of a coil should be understood to mean a direction along which an imaginary iron core could be inserted into a central area around which windings of the coil run. It would be conceivable that the core direction is oriented parallel to a main plane of extension of the sensor element, preferably the core direction is oriented perpendicular to the main plane of extension of the sensor element.
Das Magnetfeld weist insbesondere an jedem Punkt im Raum, in welchem Magnetfeldlinien des Magnetfelds angeordnet sind, drei Magnetfeldkomponenten auf, welche bevorzugt als eine X-Komponente, eine Y-Komponente und eine Z-Komponente ausgebildet sind. Die Magnetfeldkomponenten sind als Koordinaten eines kartesischen Koordinatensystems ausgebildet, die gemeinsam einen Vektor definieren, welcher eine Richtung der Magnetfeldlinien des Magnetfelds an einem vordefinierten Punkt repräsentiert. Die Horizontalkomponente ist als eine in einer Horizontalebene verlaufende Magnetfeldkomponente ausgebildet. Die Horizontalebene ist in dem Betriebszustand des Induktionskochfelds vorteilhaft parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Heizeinheit des Induktionskochfelds und besonders vorteilhaft parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Induktionsheizfläche ausgerichtet. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Vorzugsweise sind die X-Komponente und die Y-Komponente des Magnetfelds als Horizontalkomponenten und die Z-Komponente als eine Vertikalkomponente ausgebildet. Die Vertikalkomponente ist als eine senkrecht zu der Horizontalebene verlaufende Magnetfeldkomponente ausgebildet. In particular, at each point in space in which magnetic field lines of the magnetic field are arranged, the magnetic field has three magnetic field components, which are preferably embodied as an X component, a Y component and a Z component. The magnetic field components are in the form of coordinates of a Cartesian coordinate system which together define a vector which represents a direction of the magnetic field lines of the magnetic field at a predefined point. The horizontal component is designed as a magnetic field component running in a horizontal plane. In the operating state of the induction hob, the horizontal plane is advantageously aligned parallel to a main extension plane of the heating unit of the induction hob and particularly advantageously parallel to a main extension plane of the induction heating surface. A “main extension plane” of a structural unit is to be understood as a plane which is parallel to a largest side surface of an imaginary cuboid which just completely encloses the structural unit and in particular runs through the center point of the cuboid. The X component and the Y component of the magnetic field are preferably designed as horizontal components and the Z component as a vertical component. The vertical component is in the form of a magnetic field component running perpendicular to the horizontal plane.
Die Induktionsheizfläche ist vorzugsweise als ein Gargeschirrboden des Gargeschirrs ausgebildet, alternativ könnte die Induktionsheizfläche als eine Seitenwand, eine Oberwand oder ein Gargeschirrdeckel ausgebildet sein. Insbesondere ist die Induktionsheizfläche zu einer Beheizung durch die Heizeinheit speziell ausgebildet, vorzugsweise besteht die Induktionsheizfläche aus einem induktiv beheizbaren Material wie beispielsweise Gusseisen. Vorzugsweise ist die Induktionsheizfläche zumindest im Wesentlichen eben ausgebildet, insbesondere kann die Induktionsheizfläche in Teilbereichen, beispielsweise Randbereichen, uneben ausgebildet sein. The induction heating surface is preferably designed as a cooking utensil base of the cooking utensil; alternatively, the induction heating surface could be embodied as a side wall, an upper wall or a cooking utensil lid. In particular, the induction heating surface is specially designed for heating by the heating unit; the induction heating surface preferably consists of an inductively heatable material such as cast iron. The induction heating surface is preferably at least essentially flat, in particular the induction heating surface can be uneven in partial areas, for example edge areas.
Unter „vorgesehen“ soll speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem An- wendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. “Provided” is intended to mean specifically programmed, designed and/or equipped. Including that an object is intended for a specific function be understood that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
Vorteilhaft ist die Magnetfeldkomponente als eine Horizontalkomponente des Magnetfelds ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist die Magnetfeldkomponente als die X-Komponente des Magnetfelds oder die Y-Komponente des Magnetfelds ausgebildet. Vorzugsweise ist die Magnetfeldkomponente parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Induktionsheizfläche ausgerichtet. Hierdurch kann insbesondere eine Genauigkeit der Temperaturbestimmung weiter erhöht werden. Es wäre denkbar, dass die Induktionsheizfläche als eine Seitenwand und die Magnetfeldkomponente als eine Vertikalkomponente des Magnetfelds ausgebildet sein können. The magnetic field component is advantageously designed as a horizontal component of the magnetic field. The magnetic field component is particularly advantageously designed as the X component of the magnetic field or the Y component of the magnetic field. The magnetic field component is preferably aligned parallel to a main extension plane of the induction heating surface. In this way, in particular, the accuracy of the temperature determination can be further increased. It would be conceivable for the induction heating surface to be in the form of a side wall and the magnetic field component to be in the form of a vertical component of the magnetic field.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Magnetsensoreinheit dazu vorgesehen ist, eine erste Magnetfeldkomponente, insbesondere die X-Komponente des Magnetfelds, und eine zu der ersten Magnetfeldkomponente senkrecht ausgerichtete zweite Magnetfeldkomponente, insbesondere die Y-Komponente des Magnetfelds, zu messen. Vorteilhaft ist die Induktionskochfeldvorrichtung dazu vorgesehen, mittels des numerischen Verfahrens eine Verteilung einer Summe der Quadrate der ersten Magnetfeldkomponente und der zweiten Magnetfeldkomponente entlang der Induktionsheizfläche zu ermitteln. Hierdurch kann insbesondere eine Genauigkeit einer Temperaturbestimmung weiter erhöht werden. Vorteilhaft kann die Beziehung der Verteilung der Summe der Quadrate der ersten Magnetfeldkomponente und der zweiten Magnetfeldkomponente entlang der Induktionsheizfläche zu der Leistungsverteilung entlang der Induktionsheizfläche ausgenutzt werden, um eine hinreichend genaue Ermittlung einer Temperaturverteilung entlang der Induktionsheizfläche zu erreichen. Insbesondere ist die Summe der Quadrate der ersten Magnetfeldkomponente und der zweiten Magnetfeldkomponente proportional zu der Leistungsverteilung innerhalb der Induktionsheizfläche, insbesondere innerhalb des Gargeschirrbodens, wobei ein Proportionalitätskoeffizient von Eigenschaften des Gargeschirrs und der Heizeinheit, wie beispielsweise eine Leitfähigkeit und Permeabilität der Induktionsheizfläche, insbesondere des Gargeschirrbodens, und eine Frequenz des Magnetfels, abhängig ist, welche vorzugsweise bekannt sind, wobei die Induktionskochfeldvorrichtung dazu vorgesehen ist, die Eigenschaften zur Ermittlung der durchschnittlichen Temperatur zu verwenden. Denkbar wäre, dass die Magnetsensoreinheit ein einzelnes Sensorelement aufweisen könnte, welches zu einer Messung der ersten Magnetfeldkomponente und der zweiten Magnetfeldkomponente vorgesehen ist. Um eine einfache und flexible Ausgestaltung der Magnetsensoreinheit zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Magnetsensoreinheit ein erstes Sensorelement zur Messung der ersten Magnetfeldkomponente und ein zweites Sensorelement zur Messung der zweiten Magnetfeldkomponente aufweist. Insbesondere kann die Magnetsensoreinheit eine beliebige Anzahl weiterer erster Sensorelemente und weiterer zweiter Sensorelemente aufweisen. Vorteilhaft sind die Sensorelemente zueinander separat ausgebildet. Besonders vorteilhaft sind die Sensorelemente zueinander identisch ausgebildet, alternativ könnten die Sensorelemente zueinander unterschiedlich ausgebildet sein. Vorteilhaft sind die Sensorelemente in einem Nahbereich voneinander angeordnet, da ein zu großer Abstand der Sensorelemente zu Fehlern der ermittelten Leistungsverteilung führen kann. Vorzugsweise weist das erste Sensorelement eine erste Spule und das zweite Sensorelement eine zweite Spule auf, besonders bevorzugt spannen Kernrichtungen der Spulen in der Horizontalebene einen Winkel von im Wesentlichen 90° auf. Darunter, dass der Winkel „im Wesentlichen 90°“ beträgt, soll verstanden werden, dass der Winkel höchstens um 15°, vorteilhaft höchstens um 10° und besonders vorteilhaft höchstens um 5° von 90° abweicht. Vorzugsweise sind die Sensorelemente zueinander um 90° gedreht angeordnet. Denkbar wäre auch, dass die Kernrichtungen der Spulen in der Horizontalebene beliebige andere, von 0° verschiedene, Winkel aufspannen könnten. Insbesondere können die Sensorelemente in einer, parallel zur Horizontalebene ausgerichteten, Ebene oder in zwei verschiedenen, parallel zur Horizontalebene ausgerichteten, Ebenen angeordnet sein. Hierdurch kann die Magnetsensoreinheit mittels einer Vielzahl von verschiedenen, insbesondere an eine jeweilige Anwendung anpassbaren, Anordnungen zweier identischer Bauteile relativ zueinander aufgebaut werden. Vorteilhaft kann durch eine Drehung der Sensorelemente um 90° zueinander eine einfache Ermittlung der ersten Magnetfeldkomponente und zweiten Magnetfeldkomponente erreicht werden. It is also proposed that the magnetic sensor unit is provided to measure a first magnetic field component, in particular the X component of the magnetic field, and a second magnetic field component, in particular the Y component of the magnetic field, aligned perpendicularly to the first magnetic field component. The induction hob device is advantageously provided for determining a distribution of a sum of the squares of the first magnetic field component and the second magnetic field component along the induction heating surface using the numerical method. In this way, in particular, the accuracy of a temperature determination can be further increased. The relationship between the distribution of the sum of the squares of the first magnetic field component and the second magnetic field component along the induction heating surface and the power distribution along the induction heating surface can advantageously be used to achieve a sufficiently precise determination of a temperature distribution along the induction heating surface. In particular, the sum of the squares of the first magnetic field component and the second magnetic field component is proportional to the power distribution within the induction heating surface, in particular within the cooking utensil base, with a proportionality coefficient of properties of the cooking utensil and the heating unit, such as conductivity and permeability of the induction heating surface, in particular the cooking utensil base, and a frequency of the magnetic field, which are preferably known, the induction hob device being intended to use the characteristics to determine the average temperature. It would be conceivable for the magnetic sensor unit to have a single sensor element which is provided for measuring the first magnetic field component and the second magnetic field component. In order to enable a simple and flexible design of the magnetic sensor unit, it is proposed that the magnetic sensor unit has a first sensor element for measuring the first magnetic field component and a second sensor element for measuring the second magnetic field component. In particular, the magnetic sensor unit can have any number of further first sensor elements and further second sensor elements. The sensor elements are advantageously designed separately from one another. The sensor elements are particularly advantageously configured identically to one another; alternatively, the sensor elements could be configured differently from one another. The sensor elements are advantageously arranged in close proximity to one another, since too great a distance between the sensor elements can lead to errors in the power distribution determined. Preferably, the first sensor element has a first coil and the second sensor element has a second coil, core directions of the coils particularly preferably spanning an angle of essentially 90° in the horizontal plane. The fact that the angle is “substantially 90°” should be understood to mean that the angle deviates from 90° by at most 15°, advantageously at most 10° and particularly advantageously by at most 5°. The sensor elements are preferably arranged rotated by 90° with respect to one another. It would also be conceivable that the core directions of the coils in the horizontal plane could span any other angle other than 0°. In particular, the sensor elements can be arranged in one plane aligned parallel to the horizontal plane or in two different planes aligned parallel to the horizontal plane. As a result, the magnetic sensor unit can be constructed by means of a large number of different arrangements of two identical components relative to one another, in particular arrangements that can be adapted to a particular application. A simple determination of the first magnetic field component and the second magnetic field component can advantageously be achieved by rotating the sensor elements by 90° relative to one another.
Möglich wäre, dass die Magnetsensoreinheit ein drittes Sensorelement aufweist, wobei das dritte Sensorelement zu einer Messung einer dritten Magnetfeldkomponente, insbesondere der Z-Komponente des Magnetfelds, vorgesehen ist. Vorteilhaft ist das dritte Sensorelement zu dem ersten und zweiten Sensorelement unterschiedlich ausgebildet, alternativ könnte das dritte Sensorelement zu dem ersten und zweiten Sensorelement identisch ausgebildet sein. Vorzugsweise weist das dritte Sensorelement eine dritte Spule auf, deren Kernrichtung besonders bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Horizontalebene ausgerichtet ist. Darunter, dass die Kernrichtung der dritten Spule „im Wesentlichen senkrecht“ zur Horizontalebene ausgebildet ist, soll verstanden werden, dass eine Abweichung der Kernrichtung von einer idealen Senkrechten bezüglich der Horizontalebene höchstens 15°, vorteilhaft höchstens 10° und besonders vorteilhaft höchstens 5° beträgt. Hierdurch kann zusätzlich zu einer Bereitstellung einer präzisen Temperaturmessung eine fehlerhafte Platzierung von Gargeschirr vermieden werden. It would be possible for the magnetic sensor unit to have a third sensor element, with the third sensor element being provided for measuring a third magnetic field component, in particular the Z component of the magnetic field. Advantageously, the third sensor element is designed differently from the first and second sensor element; alternatively, the third sensor element could be designed differently from the first and second sensor element be identical in design. The third sensor element preferably has a third coil, the core direction of which is particularly preferably aligned essentially perpendicularly to the horizontal plane. The fact that the core direction of the third coil is “substantially perpendicular” to the horizontal plane should be understood to mean that the core direction deviates from an ideal perpendicular with respect to the horizontal plane by at most 15°, advantageously at most 10° and particularly advantageously at most 5°. In this way, in addition to providing a precise temperature measurement, incorrect placement of cooking utensils can be avoided.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Induktionskochfeldvorrichtung das Induktionskochfeld aufweist, welches zumindest einen Teil der Magnetsensoreinheit, beispielsweise eines der Sensorelemente, und bevorzugt die gesamte Magnetsensoreinheit aufweist. Beispielsweise könnte die Magnetsensoreinheit in dem Betriebszustand in einem Nahbereich der Heizeinheit angeordnet sein, bevorzugt ist die Magnetsensoreinheit an einer Unterseite einer Kochfeldplatte des Induktionskochfelds und/oder an einer Unterseite einer Arbeitsplatte, an welcher das Induktionskochfeld montiert ist, angeordnet. Vorzugsweise weist die Magnetsensoreinheit eine Vielzahl von Sensorelementen auf, welche besonders bevorzugt in Form einer Sensormatrix angeordnet sind. Insbesondere kann sich die Magnetsensoreinheit über eine gesamte Arbeitsplatte und/oder eine gesamte Kochfeldplatte erstrecken. Vorteilhaft ist die Magnetsensoreinheit als Teil eines plattenförmigen Elements, insbesondere einer Beschichtung, ausgebildet. Unter einem „plattenförmigen Element“ soll ein Element verstanden werden, welches eine Dicke aufweist, die maximal 50 %, insbesondere maximal 20 %, vorteilhaft maximal 10 %, vorzugsweise maximal 5 %, einer Länge und/oder einer Breite des Elements entspricht. Vorzugsweise weist das Element zumindest eine, vorzugsweise zumindest zwei, insbesondere einander gegenüberliegende, Seiten auf, die eine ebene, insbesondere glatte, Oberfläche aufweisen. Hierdurch kann eine einfache Anwendung der Induktionskochfeldvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft entfallen zusätzliche Handlungen, welche ein Benutzer ausführen muss, um die Induktionskochfeldvorrichtung anwenden zu können, wie beispielsweise ein korrektes Platzieren der Induktionskochfeldvorrichtung. Besonders vorteilhaft kann die Magnetsensorvorrichtung zur Messung von Horizontalkomponenten von Magnetfeldern mehrerer und insbesondere sämtlicher Heizeinheiten des Induktionskochfelds verwendet werden. Insbesondere kann die Induktionskochfeldvorrichtung zusätzlich zu einem Detektieren von aufgestelltem Gargeschirr verwendet werden, indem Veränderungen des Magnetfelds durch ein Aufstellen und/oder Entfernen des Gargeschirrs detektiert werden. Es wäre denkbar, dass sämtliche Heizeinheiten des Induktionskochfelds dazu vorgesehen sind, in einer Detektierphase, welche insbesondere außerhalb des Betriebszustands stattfindet, ein, vorzugsweise schwaches, weiteres Magnetfeld zu erzeugen, welches ausschließlich zu dem Detektieren von aufgestelltem Gargeschirr vorgesehen ist. In addition, it is proposed that the induction hob device has the induction hob, which has at least part of the magnetic sensor unit, for example one of the sensor elements, and preferably the entire magnetic sensor unit. For example, the magnetic sensor unit could be arranged in the operating state in the vicinity of the heating unit; the magnetic sensor unit is preferably arranged on an underside of a hob plate of the induction hob and/or on an underside of a worktop on which the induction hob is mounted. The magnetic sensor unit preferably has a large number of sensor elements which are particularly preferably arranged in the form of a sensor matrix. In particular, the magnetic sensor unit can extend over an entire worktop and/or an entire hob plate. The magnetic sensor unit is advantageously designed as part of a plate-shaped element, in particular a coating. A “plate-shaped element” should be understood to mean an element that has a thickness that corresponds to a maximum of 50%, in particular a maximum of 20%, advantageously a maximum of 10%, preferably a maximum of 5%, a length and/or a width of the element. The element preferably has at least one, preferably at least two, in particular opposite sides, which have a flat, in particular smooth, surface. In this way, the induction hob device can be used easily. Advantageously, there are no additional actions that a user must carry out in order to be able to use the induction hob device, such as correctly positioning the induction hob device. The magnetic sensor device can be used particularly advantageously for measuring horizontal components of magnetic fields of several and in particular all heating units of the induction hob. In particular, the induction hob device can also be used to detect cooking utensils that have been placed by changing the magnetic field be detected by setting up and/or removing the cooking utensil. It would be conceivable that all heating units of the induction hob are provided to generate a preferably weak, additional magnetic field in a detection phase, which takes place in particular outside of the operating state, which is provided exclusively for detecting cooking utensils that have been set up.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Induktionskochfeldvorrichtung eine Unterlegeinheit aufweist, welche zu einer Platzierung zwischen der als Gargeschirrboden des Gargeschirrs ausgebildeten Induktionsheizfläche und einer Kochzone des Induktionskochfelds vorgesehen ist und welche zumindest einen Teil der Magnetsensoreinheit, beispielsweise eines der Sensorelemente, und bevorzugt die gesamte Magnetsensoreinheit aufweist. Unter einer „Unterlegeinheit“ soll eine Einheit verstanden werden, welche zu einem Auflegen, vorteilhaft zu einer Platzierung, auf einer Arbeitsplatte und/oder Kochfeldplatte und zu einem Aufstellen zumindest eines Gargeschirrs vorgesehen ist und welche insbesondere in dem Betriebszustand eine Unterlage für das beheizte Gargeschirr wenigstens teilweise ausbildet. Bevorzugt ist die Unterlegeinheit plattenförmig ausgebildet. Denkbar wäre, dass die Unterlegeinheit spröde ausgebildet ist. Vorteilhaft ist die Unterlegeinheit flexibel ausgebildet. Darunter, dass eine Einheit „flexibel“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die Einheit zerstörungsfrei biegbar, insbesondere faltbar und/oder knickbar, ist. Insbesondere kann die Magnetsensoreinheit an einer Unterseite und/oder einer Oberseite oder vollständig in einem Innenbereich der Unterlegeinheit angeordnet sein. Vorzugsweise ist eine Permeabilität der Unterlegeinheit gering genug, um ein Auftreten von magnetischen Sättigungseffekten in dem Betriebszustand zu vermeiden, da die Sättigungseffekte zu einer Verfälschung der Messung der Magnetfeldkomponenten führen können. Hierdurch kann insbesondere eine flexible Anwendung der Induktionskochfeldvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann die Induktionskochfeldvorrichtung wahlweise mit verschiedenen Gargeschirren und/oder verschiedenen Heizeinheiten verwendet werden. Diese Ausgestaltung der Induktionskochfeldvorrichtung ist besonders vorteilhaft für Anwendungen mit Induktionskochfeldern, welche frei von Kochfeldplatten und vollständig unterhalb einer Arbeitsplatte angeordnet sind. It is also proposed that the induction hob device have a base unit, which is intended to be placed between the induction heating surface designed as the cooking utensil base of the cooking utensil and a cooking zone of the induction hob and which has at least part of the magnetic sensor unit, for example one of the sensor elements, and preferably the entire magnetic sensor unit. A “underlay unit” should be understood to mean a unit which is intended for placing, advantageously for placing, on a worktop and/or hob plate and for setting up at least one cooking utensil and which, in particular in the operating state, is a base for the heated cooking utensil at least partially trained. The base unit is preferably designed in the form of a plate. It would be conceivable that the base unit is designed to be brittle. The base unit is advantageously designed to be flexible. The fact that a unit is “flexible” is to be understood in particular to mean that the unit can be bent, in particular folded and/or bent, in a non-destructive manner. In particular, the magnetic sensor unit can be arranged on an underside and/or an upper side or completely in an interior area of the base unit. A permeability of the base unit is preferably low enough to prevent magnetic saturation effects from occurring in the operating state, since the saturation effects can lead to an error in the measurement of the magnetic field components. In this way, in particular, flexible use of the induction hob device can be achieved. Advantageously, the induction hob device can be used optionally with different cooking utensils and/or different heating units. This configuration of the induction hob device is particularly advantageous for applications with induction hobs that are free of hob plates and are arranged completely below a worktop.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Induktionskochfeldvorrichtung das Gargeschirr aufweist, welches die Induktionsheizfläche aufweist, welche zumindest einen Teil der Magnetsensoreinheit, beispielsweise eines der Sensorelemente, und bevorzugt die gesamte Magnetsensoreinheit aufweist. Es wäre vorstellbar, dass das Induktionskochfeld, die Unterlegeinheit und das Gargeschirr jeweils einen Teil der Magnetsensoreinheit aufweisen, bevorzugt weist das Induktionskochfeld oder die Unterlegeinheit oder das Gargeschirr die Magnetsensoreinheit vollständig auf. Denkbar wäre, dass die Magnetsensoreinheit als Teil einer Hafteinheit, beispielsweise eines Aufklebers, ausgebildet sein könnte, welche zu einem lösbaren oder unlösbaren Anbringen an einem restlichen Gargeschirrboden oder einer restlichen Seitenwand vorgesehen ist. Bevorzugt ist die Magnetsensoreinheit in einem Innenbereich des Gargeschirrbodens angeordnet. Hierdurch kann insbesondere eine kompakte und leicht anwendbare Ausgestaltung der Induktionskochfeldvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann auf zusätzliche Handlungen eines Benutzers zu einer Verwendung der Induktionskochfeldvorrichtung mit dem Gargeschirr verzichtet werden. Besonders vorteilhaft kann die Induktionskochfeldvorrichtung mit jeglichen Heizeinheiten verwendet werden, ohne sich über mehrere Heizeinheiten erstrecken zu müssen. Diese Ausgestaltung der Induktionskochfeldvorrichtung ist besonders vorteilhaft für Anwendungen mit klassischen Induktionskochfeldern, welche Kochfeldplatten aufweisen. In addition, it is proposed that the induction hob device has the cooking utensil, which has the induction heating surface, which at least part of the magnetic sensor unit, for example one of the sensor elements, and preferably the entire Has magnetic sensor unit. It would be conceivable that the induction hob, the base unit and the cooking utensil each have part of the magnetic sensor unit, preferably the induction hob or the base unit or the cooking utensil has the entire magnetic sensor unit. It would be conceivable for the magnetic sensor unit to be embodied as part of an adhesive unit, for example a sticker, which is intended for detachable or non-detachable attachment to a remaining cooking utensil bottom or a remaining side wall. The magnetic sensor unit is preferably arranged in an interior area of the base of the cooking utensil. In this way, in particular, a compact and easy-to-use configuration of the induction hob device can be achieved. Advantageously, additional actions by a user to use the induction hob device with the cooking utensil can be dispensed with. The induction hob device can be used particularly advantageously with any heating units without having to extend over several heating units. This configuration of the induction hob device is particularly advantageous for applications with classic induction hobs which have hob plates.
Vorteilhaft beträgt ein senkrechter Abstand zwischen der Magnetsensoreinheit und der Induktionsheizfläche, insbesondere dem Gargeschirrboden, zumindest in dem Betriebszustand höchstens 50 mm, vorteilhaft höchstens 20 mm, besonders vorteilhaft höchstens 10 mm und bevorzugt höchstens 4 mm. Unter einem „senkrechten Abstand“ soll in diesem Zusammenhang eine Länge einer Verbindungslinie, welche senkrecht zu dem Gargeschirrboden verläuft und eine Unterseite des Gargeschirrbodens in einem aufgestellten Zustand des Gargeschirrs mit der Magnetsensoreinheit verbindet, verstanden werden. Hierdurch kann insbesondere eine Genauigkeit der Temperaturmessung erhöht werden. Vorteilhaft können Verfälschungen der Messung der Horizontalkomponente durch einen zu hohen Abstand von dem Gargeschirrboden vermieden werden. Advantageously, a vertical distance between the magnetic sensor unit and the induction heating surface, in particular the base of the cookware, at least in the operating state is at most 50 mm, advantageously at most 20 mm, particularly advantageously at most 10 mm and preferably at most 4 mm. A “vertical distance” is to be understood in this context as a length of a connecting line which runs perpendicularly to the cooking utensil base and connects an underside of the cooking utensil base to the magnetic sensor unit when the cooking utensil is in an upright position. In this way, in particular, the accuracy of the temperature measurement can be increased. Falsifications of the measurement of the horizontal component due to an excessive distance from the bottom of the cooking utensil can advantageously be avoided.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass bei einer Betrachtung senkrecht zur Induktionsheizfläche die Magnetsensoreinheit von einem Rand der Induktionsheizfläche umgeben ist und ein radialer Abstand zwischen der Magnetsensoreinheit und einem Rand des Gargeschirrbodens zumindest in dem Betriebszustand mindestens 4 mm und bevorzugt mindestens 5 mm beträgt. Unter einem „radialen Abstand“ soll in diesem Zusammenhang eine Länge einer Verbindungslinie, welche bei der Betrachtung den Rand und die Magnetsensoreinheit verbindet und in Richtung eines Mittelpunktes der Induktionsheizfläche, insbesondere des Gargeschirrbodens, ausgerichtet ist, verstanden werden. Hierdurch kann insbesondere eine Genauigkeit der Temperaturmessung weiter erhöht werden. Vorteilhaft können Verfälschungen der Messung der Magnetfeldkomponenten durch Magnetfeldverzerrungen an dem Rand der Induktionsheizfläche, insbesondere des Gargeschirrbodens, vermieden werden. In addition, it is proposed that when viewed perpendicularly to the induction heating surface, the magnetic sensor unit is surrounded by an edge of the induction heating surface and a radial distance between the magnetic sensor unit and an edge of the cooking utensil base is at least 4 mm and preferably at least 5 mm, at least in the operating state. In this context, a "radial distance" is a length of a connecting line which, when viewed, connects the edge and the magnetic sensor unit and in the direction of a center point of the induction heating surface, in particular the bottom of the cookware, is aligned to be understood. In this way, in particular, the accuracy of the temperature measurement can be further increased. Falsifications of the measurement of the magnetic field components due to magnetic field distortions at the edge of the induction heating surface, in particular the bottom of the cooking utensil, can advantageously be avoided.
Denkbar wäre, dass die Magnetsensoreinheit eine Gehäuseeinheit aufweist, in welcher sämtliche Sensorelemente angeordnet sind. Um eine Konstruktion der Induktionskochfeldvorrichtung zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, dass die Induktionskochfeldvorrichtung eine Leiterplatte aufweist, an und/oder in welcher die Magnetsensoreinheit angeordnet ist. Beispielsweise könnten die Sensorelemente jeweils an der Leiterplatte montiert, vorzugsweise angelötet und/oder auf die Leiterplatte aufgedruckt sein. Insbesondere sind die Sensorelemente als SMD-Sensoren ausgebildet. Vorzugsweise ist eine Permeabilität der Leiterplatte gering genug, um ein Auftreten von magnetischen Sättigungseffekten in dem Betriebszustand zu vermeiden, da die Sättigungseffekte zu einer Verfälschung der Messung der Magnetfeldkomponenten führen können. In dieser Ausgestaltung ist eine Verwendung von Sensorelementen mit Spulen, deren Kernrichtungen jeweils senkrecht zu der Haupterstreckungsebene des Sensorelements ausgerichtet sind, besonders vorteilhaft, da in dieser Ausgestaltung ein Einfluss von Lötmetall auf die Messung der Horizontalkomponente minimiert werden kann. Insbesondere können die Sensorelemente jeweils auf einer Oberseite oder einer Unterseite der Leiterplatte angeordnet sein. Beispielsweise könnten das erste Sensorelement und das zweite Sensorelement zueinander benachbart auf der Oberseite oder der Unterseite angeordnet sein. Alternativ könnten das erste Sensorelement und das zweite Sensorelement einander gegenüberliegend auf der Oberseite und der Unterseite angeordnet sein. Denkbar wäre auch, dass die Leiterplatte eine Ausnehmung aufweist, welche zu einer Aufnahme zumindest eines der Sensorelemente vorgesehen ist. Vorteilhaft ist die Leiterplatte Teil der Unterlegeinheit oder Teil der Induktionsheizfläche, insbesondere des Gargeschirrbodens, oder Teil einer Beschichtung der Kochfeldplatte und/oder der Arbeitsplatte. Hierdurch können bereits vorhandene elektronische Bauteile zu einer Anordnung der Magnetsensoreinheit verwendet werden. It would be conceivable for the magnetic sensor unit to have a housing unit in which all the sensor elements are arranged. In order to simplify the construction of the induction hob device, it is proposed that the induction hob device have a circuit board on and/or in which the magnetic sensor unit is arranged. For example, the sensor elements could each be mounted on the printed circuit board, preferably soldered and/or printed onto the printed circuit board. In particular, the sensor elements are designed as SMD sensors. A permeability of the printed circuit board is preferably low enough to prevent magnetic saturation effects from occurring in the operating state, since the saturation effects can lead to an error in the measurement of the magnetic field components. In this configuration, it is particularly advantageous to use sensor elements with coils whose core directions are each aligned perpendicularly to the main extension plane of the sensor element, since in this configuration the influence of soldering metal on the measurement of the horizontal component can be minimized. In particular, the sensor elements can each be arranged on an upper side or an underside of the printed circuit board. For example, the first sensor element and the second sensor element could be arranged adjacent to one another on the upper side or the lower side. Alternatively, the first sensor element and the second sensor element could be arranged opposite one another on the upper side and the lower side. It would also be conceivable for the printed circuit board to have a recess which is intended to accommodate at least one of the sensor elements. The printed circuit board is advantageously part of the support unit or part of the induction heating surface, in particular the bottom of the cooking utensil, or part of a coating on the hob plate and/or the worktop. As a result, existing electronic components can be used to arrange the magnetic sensor unit.
Vorteilhaft ist die Magnetsensoreinheit zumindest teilweise in der Leiterplatte eingebettet. Denkbar wäre, dass zumindest eines der Sensorelemente vollständig in einem Innenbereich der Leiterplatte angeordnet ist. Vorzugsweise weist zumindest eines der Sensorele- mente eine Leiterplattenspule auf. Unter einer „Leiterplattenspule“ soll eine Spule verstanden werden, welche sich über einen Teil einer Oberseite oder Unterseite und über einen Teil des Innenbereichs erstreckt. Vorzugsweise weist die Leiterplattenspule eine Mehrzahl an Durchkontaktierungen auf, welche an Enden miteinander verbunden sind, bevorzugt durch Leitungspfade der Leiterplatte. Hierdurch kann eine kompakte Ausgestaltung der Magnetsensoreinheit erreicht werden. The magnetic sensor unit is advantageously at least partially embedded in the printed circuit board. It would be conceivable for at least one of the sensor elements to be arranged entirely in an interior area of the printed circuit board. Preferably, at least one of the sensor elements ment a circuit board coil. A “printed circuit board coil” should be understood to mean a coil which extends over part of a top or bottom and over part of the interior. The printed circuit board coil preferably has a plurality of vias which are connected to one another at the ends, preferably by conductive paths of the printed circuit board. In this way, a compact configuration of the magnetic sensor unit can be achieved.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Induktionskochfeldvorrichtung ein, insbesondere stabförmiges, Trägerelement aufweist, wobei die Magnetsensoreinheit auf das Trägerelement gewickelt ist. Unter einem „stabförmigen“ Element soll ein Element verstanden werden, welches eine Dicke aufweist, die maximal 50 %, insbesondere maximal 20 %, vorteilhaft maximal 10 %, vorzugsweise maximal 5 %, einer Länge und einer Breite des Elements entspricht. Bevorzugt weist das Trägerelement einen ovalen, insbesondere kreisförmigen, oder einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt auf. Denkbar wäre, dass das Trägerelement gerade ist, vorzugsweise ist das Trägerelement gekrümmt. Das Trägerelement besteht vorteilhaft aus einem nicht-ferromagnetischen Material, bevorzugt aus einem Hochtemperatur-Kunststoff. Hierdurch kann eine Herstellung der Magnetsensoreinheit vereinfacht werden. It is also proposed that the induction hob device has a carrier element, in particular a rod-shaped carrier element, with the magnetic sensor unit being wound onto the carrier element. A "rod-shaped" element is to be understood as an element which has a thickness which corresponds to a maximum of 50%, in particular a maximum of 20%, advantageously a maximum of 10%, preferably a maximum of 5%, a length and a width of the element. The carrier element preferably has an oval, in particular circular, or a rectangular, in particular square, cross section. It would be conceivable for the carrier element to be straight; the carrier element is preferably curved. The carrier element advantageously consists of a non-ferromagnetic material, preferably a high-temperature plastic. As a result, production of the magnetic sensor unit can be simplified.
Vorzugsweise erstreckt sich das Trägerelement über einen Winkelbereich von zumindest 70°, vorteilhaft zumindest 80° und besonders vorteilhaft zumindest 90°. Insbesondere dreht sich eine Richtung, welche senkrecht zu einer kleinstmöglichen Querschnittsfläche des Trägerelements verläuft, bei einer Verschiebung der Querschnittsfläche von einem Ende des Trägerelements zu einem anderen Ende des Trägerelements zumindest um 80°. Beispielsweise könnte das Trägerelement L-förmig oder U-förmig sein. Hierdurch kann eine Herstellung der Magnetsensoreinheit weiter vereinfacht werden. Vorteilhaft können das erste Sensorelement und das zweite Sensorelement an zwei verschiedenen, zueinander senkrecht ausgerichteten Teilbereichen des Trägerelements aufgewickelt werden. The carrier element preferably extends over an angular range of at least 70°, advantageously at least 80° and particularly advantageously at least 90°. In particular, a direction that runs perpendicular to the smallest possible cross-sectional area of the carrier element rotates by at least 80° when the cross-sectional area is displaced from one end of the carrier element to another end of the carrier element. For example, the carrier element could be L-shaped or U-shaped. As a result, production of the magnetic sensor unit can be further simplified. Advantageously, the first sensor element and the second sensor element can be wound up on two different partial areas of the carrier element that are aligned perpendicularly to one another.
Bevorzugt ist das Trägerelement derart geformt, dass bei einer Betrachtung senkrecht auf eine Haupterstreckungsebene des Trägerelements sämtliche Windungen der Magnetsensoreinheit von einem Zentrum des Trägerelements denselben Abstand aufweisen. Besonders bevorzugt ist das Trägerelement zumindest im Wesentlichen ringförmig. Darunter, dass das Trägerelement „zumindest im Wesentlichen ringförmig“ ist, soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass das Trägerelement zu zumindest 70 %, vorteilhaft zu zumindest 80 % und besonders vorteilhaft zu zumindest 90 % einem Ring entspricht. Der Ring kann insbesondere einen runden oder eckigen Querschnitt und einen kreisförmigen oder quadratischen Verlauf aufweisen. Insbesondere ist das Trägerelement C-förmig. Hierdurch kann eine kompakte Konstruktion der Induktionskochfeldvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann der Temperatursensor in einem von dem Trägereinheit im Wesentlichen umschlossenen Aufnahmebereich angeordnet werden. The carrier element is preferably shaped in such a way that when viewed perpendicularly to a main extension plane of the carrier element, all turns of the magnetic sensor unit are at the same distance from a center of the carrier element. The carrier element is particularly preferably at least essentially ring-shaped. Including that the carrier element is "at least substantially ring-shaped" is intended in this Context to be understood that the carrier element corresponds to at least 70%, advantageously at least 80% and particularly advantageously at least 90% of a ring. In particular, the ring can have a round or angular cross-section and a circular or square course. In particular, the carrier element is C-shaped. In this way, a compact construction of the induction hob device can be achieved. The temperature sensor can advantageously be arranged in a receiving area that is essentially enclosed by the carrier unit.
Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zur Temperaturmessung bei einem Induktionskochfeld, insbesondere mit der Induktionskochfeldvorrichtung. The invention is also based on a method for measuring the temperature in an induction hob, in particular with the induction hob device.
Es wird vorgeschlagen, dass in einem Betriebszustand des Induktionskochfelds zumindest eine Magnetfeldkomponente parallel zu einer Induktionsheizfläche eines Gargeschirrs, wobei das Magnetfeld insbesondere von einer Heizeinheit des Induktionskochfelds erzeugt ist, gemessen wird. Hierdurch kann eine Genauigkeit einer Temperaturmessung erhöht werden. It is proposed that in an operating state of the induction hob at least one magnetic field component is measured parallel to an induction heating surface of a cooking utensil, the magnetic field being generated in particular by a heating unit of the induction hob. As a result, the accuracy of a temperature measurement can be increased.
Die Induktionskochfeldvorrichtung und das Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die Induktionskochfeldvorrichtung und das Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. The induction hob device and the method should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the induction hob device and the method for fulfilling a functionality described herein can have a number of individual elements, components and units that differs from the number specified herein.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, 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. Further advantages result from the following description of the drawings. Five exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.
Es zeigen: Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Induktionskochfelds, eines Gargeschirrs und einer Unterlegeinheit mit einer Induktionskochfeldvorrichtung von vorne, Show it: 1 shows a cross-sectional representation of an induction hob, a cooking utensil and a base unit with an induction hob device from the front,
Fig. 2 eine Magnetsensoreinheit der Induktionskochfeldvorrichtung in einer Schrägansicht, 2 shows a magnetic sensor unit of the induction hob device in an oblique view,
Fig. 3 ein schematisches Verlaufsdiagramm eines Verfahrens zur Temperaturmessung mit dem Induktionskochfeld und der Induktionskochfeldvorrichtung, 3 shows a schematic process diagram of a method for measuring temperature with the induction hob and the induction hob device,
Fig. 4 ein Sensorelement eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Magnetfeldsensoreinheit in einer Schrägansicht, 4 shows a sensor element of a further exemplary embodiment of a magnetic field sensor unit in an oblique view,
Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Induktionskochfelds und eines Gargeschirrs mit einer Induktionskochfeldvorrichtung von vorne, 5 shows a cross-sectional representation of a further exemplary embodiment of an induction hob and a cooking utensil with an induction hob device from the front,
Fig. 6 eine Leiterplatte und einer Magnetsensoreinheit der Induktionskochfeldvorrichtung aus Fig. 5 in einer Schrägansicht, FIG. 6 shows a printed circuit board and a magnetic sensor unit of the induction hob device from FIG. 5 in an oblique view,
Fig. 7 ein Trägerelement und ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Magnetsensoreinheit der Induktionskochfeldvorrichtung aus Fig. 5 von oben,7 shows a carrier element and a further exemplary embodiment of a magnetic sensor unit of the induction hob device from FIG. 5 from above,
Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Induktionskochfelds mit der Induktionskochfeldvorrichtung und eines Gargeschirrs von vorne und 8 shows a cross-sectional representation of a further exemplary embodiment of an induction hob with the induction hob device and a cooking utensil from the front and
Fig. 9 eine Leiterplatte und eine Magnetsensoreinheit der Induktionskochfeldvorrichtung aus Fig. 8 in einer Schrägansicht. FIG. 9 shows a printed circuit board and a magnetic sensor unit of the induction hob device from FIG. 8 in an oblique view.
Von mehrfach vorhandenen Objekten ist in den Figuren jeweils lediglich eines mit einem Bezugszeichen versehen. Of the objects that are present several times, only one is provided with a reference number in each of the figures.
Figur 1 zeigt eine Induktionskochfeldvorrichtung 10a. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a dient einer Verwendung mit einem gängigen Induktionskochfeld 12a. Das Induktionskochfeld 12a befindet sich in einem Betriebszustand. Das Induktionskochfeld 12a ist unterhalb einer Arbeitsplatte 32a angeordnet. Auf der Arbeitsplatte 32a ist ein zu beheizendes Gargeschirr 24a aufgestellt. Das Gargeschirr 24a ist als eine Bratpfanne ausgebildet. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a weist eine Unterlegeinheit 20a auf. Die Unterlegeinheit 20a ist zwischen einer Induktionsheizfläche 22a des Gargeschirrs 24a und einer Kochzone des Induktionskochfelds 12a angeordnet. Die Induktionsheizfläche 22a ist als ein Gargeschirrboden ausgebildet. Alternativ könnte die Induktionsheizfläche 22a als eine Seitenwand, eine Oberwand oder ein Gargeschirrdeckel ausgebildet sein. Die Unterlegeinheit 20a besteht aus einem Hochtemperatur-Silikon. Die Unterlegeinheit 20a stellt eine Auflagefläche für die gesamte Induktionsheizfläche 22a bereit. FIG. 1 shows an induction hob device 10a. The induction hob device 10a is used with a standard induction hob 12a. The induction hob 12a is in an operating state. The induction hob 12a is arranged below a worktop 32a. A cooking utensil 24a to be heated is set up on the worktop 32a. The cooking utensil 24a is designed as a frying pan. The induction hob device 10a has a base unit 20a. The base unit 20a is arranged between an induction heating surface 22a of the cooking utensil 24a and a cooking zone of the induction hob 12a. The induction heating surface 22a is as formed a cookware base. Alternatively, the induction heating surface 22a could be designed as a side wall, a top wall or a cooking utensil lid. The pad assembly 20a is made of high temperature silicone. The pad unit 20a provides a support surface for the entire induction heating surface 22a.
Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a weist eine Magnetsensoreinheit 14a auf, welche in Figur 2 näher dargestellt ist. Die Magnetsensoreinheit 14a dient einer Messung einer X- Komponente eines von einer Heizeinheit 34a des Induktionskochfelds 12a erzeugten Magnetfelds. Die Heizeinheit 34a ist als ein gängiger Heizinduktor ausgebildet. Die Kochzone ist als ein Bereich oberhalb der Heizeinheit 34a definiert. Alternativ könnte die Heizeinheit 34a aus mehreren gängigen Heizinduktoren bestehen, welche gemeinsam die Kochzone definieren. Das Magnetfeld dient einer Beheizung des aufgestellten Gargeschirrs 24a. Die Magnetsensoreinheit 14a dient einer Messung einer Y-Komponente des Magnetfelds. Die Y-Komponente ist senkrecht zu der X-Komponente ausgerichtet. Die X- Komponente und die Y-Komponente sind parallel zu einer Horizontalebene ausgerichtet, welche einer Haupterstreckungsebene der Induktionsheizfläche 22a entspricht. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a weist eine Leiterplatte 28a auf. Die Magnetsensoreinheit 14a ist an der Leiterplatte 28a angeordnet. Die Leiterplatte 28a ist in die Unterlegeinheit 20a eingebettet. The induction hob device 10a has a magnetic sensor unit 14a, which is shown in more detail in FIG. The magnetic sensor unit 14a is used to measure an X component of a magnetic field generated by a heating unit 34a of the induction hob 12a. The heating unit 34a is designed as a standard heating inductor. The cooking zone is defined as an area above the heating unit 34a. Alternatively, the heating unit 34a could consist of several common heating inductors which together define the cooking zone. The magnetic field is used to heat the set cooking utensil 24a. The magnetic sensor unit 14a is used to measure a Y component of the magnetic field. The Y component is oriented perpendicular to the X component. The X component and the Y component are aligned parallel to a horizontal plane, which corresponds to a main extension plane of the induction heating surface 22a. The induction hob device 10a has a printed circuit board 28a. The magnetic sensor unit 14a is arranged on the circuit board 28a. The circuit board 28a is embedded in the base unit 20a.
Eine Dicke der Unterlegeinheit 20a beträgt 2 mm. Die Leiterplatte 28a ist in einem Zentralbereich der Unterlegeinheit 20a angeordnet. Ein senkrechter Abstand zwischen der Magnetsensoreinheit 14a und der Induktionsheizfläche 22a beträgt unter 1 mm. Ein Durchmesser der Induktionsheizfläche 22a beträgt 24 cm. Ein radialer Abstand zwischen der Magnetsensoreinheit 14a und einem Rand 26a der Induktionsheizfläche 22a beträgt etwa 8 cm. A thickness of the washer unit 20a is 2 mm. The printed circuit board 28a is arranged in a central area of the base unit 20a. A vertical distance between the magnetic sensor unit 14a and the induction heating surface 22a is less than 1 mm. A diameter of the induction heating surface 22a is 24 cm. A radial distance between the magnetic sensor unit 14a and an edge 26a of the induction heating surface 22a is approximately 8 cm.
Die Magnetsensoreinheit 14a weist ein erstes Sensorelement 16a auf. Das erste Sensorelement 16a dient einer Messung der X-Komponente. Das erste Sensorelement 16a weist eine erste Spule 38a auf. Die erste Spule 38a ist schraubenförmig gewickelt. Die erste Spule 38a weist eine erste Kernrichtung 40a auf. Die erste Kernrichtung 40a ist parallel zu einer Haupterstreckungsebene des ersten Sensorelements 16a ausgerichtet. Die Magnetsensoreinheit 14a weist ein zweites Sensorelement 18a auf. Das zweite Sensorelement 18a weist eine zweite Spule 42a auf. Die zweite Spule 42a weist eine zweite Kernrichtung 44a auf. Das zweite Sensorelement 18a dient einer Messung der Y-Komponente. Das zweite Sensorelement 18a ist identisch zu dem ersten Sensorelement 16a ausgebildet. Das zweite Sensorelement 18a ist relativ zu dem ersten Sensorelement 16a um 90° gedreht auf der Leiterplatte 28a angeordnet. Zusätzlich könnte die Magnetsensoreinheit 14a ein drittes Sensorelement zu einer Messung einer Z-Komponente des Magnetfelds aufweisen. Die Sensorelemente 16a, 18a sind auf einander gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte 28a angeordnet. Alternativ könnten die Sensorelemente 16a, 18a auf derselben Seite der Leiterplatte oder in Ausnehmungen der Leiterplatte 28a angeordnet sein. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a weist einen Temperatursensor (nicht dargestellt) auf. Der Temperatursensor ist in einem Nahbereich der Sensorelemente 16a, 18a angeordnet. Der Temperatursensor ist als ein gängiger NTC-Temperatursensor ausgebildet. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10a dient einer Auswertung von Messdaten der Magnetsensoreinheit 14a und des Temperatursensors zu einer Ermittlung einer durchschnittlichen Temperatur der Induktionsheizfläche 22a. The magnetic sensor unit 14a has a first sensor element 16a. The first sensor element 16a is used to measure the X component. The first sensor element 16a has a first coil 38a. The first coil 38a is helically wound. The first coil 38a has a first core direction 40a. The first core direction 40a is aligned parallel to a main extension plane of the first sensor element 16a. The magnetic sensor unit 14a has a second sensor element 18a. The second sensor element 18a has a second coil 42a. The second coil 42a has a second core direction 44a. The second sensor element 18a is used to measure the Y component. The second sensor element 18a is identical to the first sensor element 16a. The second sensor element 18a is arranged on the circuit board 28a rotated by 90° relative to the first sensor element 16a. In addition, the magnetic sensor unit 14a could have a third sensor element for measuring a Z component of the magnetic field. The sensor elements 16a, 18a are arranged on opposite sides of the circuit board 28a. Alternatively, the sensor elements 16a, 18a could be arranged on the same side of the printed circuit board or in recesses in the printed circuit board 28a. The induction hob device 10a has a temperature sensor (not shown). The temperature sensor is arranged in the vicinity of the sensor elements 16a, 18a. The temperature sensor is designed as a standard NTC temperature sensor. The induction hob device 10a is used to evaluate measurement data from the magnetic sensor unit 14a and the temperature sensor to determine an average temperature of the induction heating surface 22a.
Figur 3 zeigt ein schematisches Verlaufsdiagramm eines Verfahrens zur Temperaturmessung bei dem Induktionskochfeld 12a. In einem Auflegschritt 100a wird die Induktionskochfeldvorrichtung 10a auf dem Induktionskochfeld 12a platziert. In einem Aufstellschritt 110a wird das Gargeschirr 24a auf der Induktionskochfeldvorrichtung 10a aufgestellt. Der Aufstellschritt 110a folgt auf den Auflegschritt 100a. In einem Messschritt 120a wird das Induktionskochfeld 12a in den Betriebszustand versetzt. In dem Betriebszustand erzeugt die Heizeinheit 34a das Magnetfeld. In dem Betriebszustand misst die Magnetsensoreinheit 14a die X-Komponente und die Y-Komponente des Magnetfelds. In dem Betriebszustand misst der Temperatursensor eine Temperatur an einer Stelle der Induktionsheizfläche 22a. In dem Betriebszustand werden durch die Induktionskochfeldvorrichtung 10a die Messdaten der Magnetsensoreinheit 14a und des Temperatursensors zu einer Ermittlung einer durchschnittlichen Temperatur der Induktionsheizfläche 22a verwendet. Der Messschritt 120a folgt auf den Aufstellschritt 110a. FIG. 3 shows a schematic process diagram of a method for measuring the temperature in the induction hob 12a. In a laying step 100a, the induction hob device 10a is placed on the induction hob 12a. In an installation step 110a, the cooking utensil 24a is installed on the induction hob device 10a. The setting up step 110a follows the hanging up step 100a. In a measuring step 120a, the induction hob 12a is switched to the operating state. In the operating state, the heating unit 34a generates the magnetic field. In the operating state, the magnetic sensor unit 14a measures the X component and the Y component of the magnetic field. In the operating state, the temperature sensor measures a temperature at a point on the induction heating surface 22a. In the operating state, the induction hob device 10a uses the measurement data from the magnetic sensor unit 14a and the temperature sensor to determine an average temperature of the induction heating surface 22a. The measuring step 120a follows the setting up step 110a.
In Figuren 4 bis 9 sind vier weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 3 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 3 durch die Buchsta- ben b bis e in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der Figuren 4 bis 9 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 3 verwiesen werden. Four further exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. The following descriptions are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with reference being made to the description of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3 with regard to components, features and functions that remain the same. To distinguish between the exemplary embodiments, the letter a in the reference numbers of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3 is replaced by the letters ben b to e in the reference numerals of the embodiment of Figures 4 to 9 replaced. With regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numbers, reference can in principle also be made to the drawings and/or the description of the exemplary embodiment in FIGS.
Figur 4 zeigt ein erstes Sensorelement 16b eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Magnetsensoreinheit 14b. Das erste Sensorelement 16b weist eine erste Spule 38b auf. Die erste Spule 38b weist eine erste Kernrichtung 40b auf. Die erste Kernrichtung 40b verläuft senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des ersten Sensorelements 16b. Das erste Sensorelement 16b ist auf einer Leiterplatte (nicht dargestellt) derart angeordnet, dass die erste Kernrichtung 40b analog zu der ersten Kernrichtung 40a der Figur 2 verläuft. FIG. 4 shows a first sensor element 16b of a further exemplary embodiment of a magnetic sensor unit 14b. The first sensor element 16b has a first coil 38b. The first coil 38b has a first core direction 40b. The first core direction 40b runs perpendicular to a main extension plane of the first sensor element 16b. The first sensor element 16b is arranged on a printed circuit board (not shown) in such a way that the first core direction 40b runs analogously to the first core direction 40a in FIG.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung 10c. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10c dient einer Verwendung mit einem Induktionskochfeld 12c. Das Induktionskochfeld 12c weist eine Kochfeldplatte 36c auf. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10c weist ein Gargeschirr 24c auf. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10c weist eine Magnetsensoreinheit 14c auf, welche in Figur 6 näher dargestellt ist. Die Magnetsensoreinheit 14c ist in einem Innenbereich einer Induktionsheizfläche 22c des Gargeschirrs 24c angeordnet. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10c weist eine Leiterplatte 28c auf. Die Magnetsensoreinheit 14c ist teilweise in der Leiterplatte 28c eingebettet. Die Magnetsensoreinheit 14c weist ein erstes Sensorelement 16c auf. Das erste Sensorelement 16c weist eine erste Spule 38c auf. Die erste Spule 38c ist als eine Leiterplattenspule ausgebildet. Die erste Spule 38c erstreckt sich über einen Teil einer Oberfläche der Leiterplatte 28c. Die erste Spule 38c erstreckt sich über einen Teil eines Innenbereichs der Leiterplatte 28c. Die erste Spule 38c besteht aus Durchkontaktierungen 48c und Leitungspfaden 50c. FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device 10c. The induction hob device 10c is used with an induction hob 12c. The induction hob 12c has a hob plate 36c. The induction hob device 10c has a cooking utensil 24c. The induction hob device 10c has a magnetic sensor unit 14c, which is shown in more detail in FIG. The magnetic sensor unit 14c is arranged in an interior area of an induction heating surface 22c of the cooking utensil 24c. The induction hob device 10c has a printed circuit board 28c. The magnetic sensor unit 14c is partially embedded in the circuit board 28c. The magnetic sensor unit 14c has a first sensor element 16c. The first sensor element 16c has a first coil 38c. The first coil 38c is designed as a circuit board coil. The first coil 38c extends over part of a surface of the circuit board 28c. The first coil 38c extends over part of an interior area of the printed circuit board 28c. The first coil 38c consists of vias 48c and conductive paths 50c.
Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung 10d. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10d weist ein Trägerelement 30d auf. Das Trägerelement 30d besteht aus einem Hochtemperatur-Kunststoff. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10d weist eine Magnetsensoreinheit 14d auf. Die Magnetsensoreinheit 14d ist auf das Trägerelement 30d gewickelt. Die Magnetsensoreinheit 14d weist ein erstes Sensorelement 16d und ein zweites Sensorelement 18d auf. Die Sensorelemente 16d, 18d sind auf zueinander senkrecht ausgerichteten Teilbereichen des Trägerelements 30d aufgewi- ekelt. Das Trägerelement 30d erstreckt sich über einen Winkelbereich von etwa 360°. Das Trägerelement 30d ist im Wesentlichen ringförmig. Das Trägerelement 30d ist als ein zu einer Seite geöffneter, eckiger Ring ausgebildet. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10d weist einen Temperatursensor 46d auf. Das Trägerelement 30d umgibt den Temperatur- sensor 46d im Wesentlichen. FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device 10d. The induction hob device 10d has a carrier element 30d. The carrier element 30d consists of a high-temperature plastic. The induction hob device 10d has a magnetic sensor unit 14d. The magnetic sensor unit 14d is wound onto the carrier element 30d. The magnetic sensor unit 14d has a first sensor element 16d and a second sensor element 18d. The sensor elements 16d, 18d are wound on mutually perpendicularly aligned partial areas of the carrier element 30d. disgusts. The carrier element 30d extends over an angular range of approximately 360°. The carrier element 30d is essentially ring-shaped. The carrier element 30d is designed as an angular ring open to one side. The induction hob device 10d has a temperature sensor 46d. The carrier element 30d essentially surrounds the temperature sensor 46d.
Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Induktionskochfeldvorrichtung 10e.FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of an induction hob device 10e.
Die Induktionskochfeldvorrichtung 10e weist ein Induktionskochfeld 12e auf. Das Induktionskochfeld 12e weist eine Magnetsensoreinheit 14e auf, welche in Figur 9 näher dargestellt ist. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10e weist eine Leiterplatte 28e auf. Die Leiter- platte 28e erstreckt sich über eine gesamte Kochfeldplatte 36e des InduktionskochfeldsThe induction hob device 10e has an induction hob 12e. The induction hob 12e has a magnetic sensor unit 14e, which is shown in more detail in FIG. The induction hob device 10e has a printed circuit board 28e. The printed circuit board 28e extends over an entire hob plate 36e of the induction hob
12e. Die Leiterplatte 28e ist auf eine Unterseite der Kochfeldplatte 36e aufgedruckt. Die Magnetsensoreinheit 14e ist an der Leiterplatte 28e angeordnet. Die Magnetsensoreinheit 14e weist eine Mehrzahl an ersten Sensorelementen 16e und zweiten Sensorelementen 18e auf. Die Sensorelemente 16e, 18e sind in Form einer Sensormatrix angeordnet. Die Magnetsensoreinheit 14e ist teilweise in der Leiterplatte 28e eingebettet. Die ersten Sensorelemente 16e sind auf einer Seite der Leiterplatte 28e angeordnet. Die zweiten Sensorelemente 18e sind in einem Innenbereich der Leiterplatte 28c angeordnet. 12e. The printed circuit board 28e is printed on an underside of the hob plate 36e. The magnetic sensor unit 14e is arranged on the circuit board 28e. The magnetic sensor unit 14e has a plurality of first sensor elements 16e and second sensor elements 18e. The sensor elements 16e, 18e are arranged in the form of a sensor matrix. The magnetic sensor unit 14e is partially embedded in the circuit board 28e. The first sensor elements 16e are arranged on one side of the circuit board 28e. The second sensor elements 18e are arranged in an interior area of the printed circuit board 28c.
Bezugszeichen Reference sign
10 Induktionskochfeldvorrichtung10 induction hob device
12 Induktionskochfeld 12 induction hob
14 Magnetsensoreinheit 14 magnetic sensor unit
16 erstes Sensorelement 16 first sensor element
18 zweites Sensorelement 18 second sensor element
20 Unterlegeinheit 20 pad unit
22 Induktionsheizfläche 22 induction heating surface
24 Gargeschirr 24 cookware
26 Rand 26 fringe
28 Leiterplatte 28 circuit board
30 Trägerelement 30 carrier element
32 Arbeitsplatte 32 countertop
34 Heizeinheit 34 heating unit
36 Kochfeldplatte 36 hob plate
38 erste Spule 38 first coil
40 erste Kernrichtung 40 first core direction
42 zweite Spule 42 second coil
44 zweite Kernrichtung 44 second core direction
46 Temperatursensor 46 temperature sensor
48 Durchkontaktierung 48 via
50 Leitungspfad 50 conduction path
100 Auflegschritt 100 hangup step
110 Aufstellschritt 110 setup step
120 Messschritt 120 measurement step

Claims

Ansprüche Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e) für ein Induktionskochfeld (12a-e), mit einer Magnetsensoreinheit (14a-e) zu einer Messung zumindest einer Magnetfeldkomponente eines Magnetfelds, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetsensoreinheit (14a-e) dazu vorgesehen ist, in einem Betriebszustand des Induktionskochfelds (12a-e) zumindest eine Magnetfeldkomponente parallel zu einer Induktionsheizfläche (22a-b) eines Gargeschirrs (24a-b) zu messen. Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldkomponente eine Horizontalkomponente des Magnetfelds ist. Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetsensoreinheit (14a-e) dazu vorgesehen ist, eine erste Magnetfeldkomponente und eine zu der ersten Magnetfeldkomponente senkrecht ausgerichtete zweite Magnetfeldkomponente zu messen. Induktionskochfeldvorrichtung (10e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Induktionskochfeld (12e), welches zumindest einen Teil der Magnetsensoreinheit (14e) aufweist. Induktionskochfeldvorrichtung (10a-b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Unterlegeinheit (20a-b), welche zu einer Platzierung zwischen der als Gargeschirrboden des Gargeschirrs (24a-b) ausgebildeten Induktionsheizfläche (22a-b) und einer Kochzone des Induktionskochfelds (12a-b) vorgesehen ist und welche zumindest einen Teil der Magnetsensoreinheit (14a-b) aufweist. 6. Induktionskochfeldvorrichtung (10c-d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Gargeschirr (24c-d), welches die Induktionsheizfläche (22c-d) aufweist, welche zumindest einen Teil der Magnetsensoreinheit (14c-d) aufweist. Claims Induction hob device (10a-e) for an induction hob (12a-e), with a magnetic sensor unit (14a-e) for measuring at least one magnetic field component of a magnetic field, characterized in that the magnetic sensor unit (14a-e) is provided to, in a Operating state of the induction hob (12a-e) to measure at least one magnetic field component parallel to an induction heating surface (22a-b) of a cooking utensil (24a-b). Induction hob device (10a-e) according to claim 1, characterized in that the magnetic field component is a horizontal component of the magnetic field. Induction hob device (10a-e) according to Claim 1 or 2, characterized in that the magnetic sensor unit (14a-e) is provided to measure a first magnetic field component and a second magnetic field component aligned perpendicularly to the first magnetic field component. Induction hob device (10e) according to one of the preceding claims, characterized by the induction hob (12e) which has at least part of the magnetic sensor unit (14e). Induction hob device (10a-b) according to one of the preceding claims, characterized by a base unit (20a-b) which is intended to be placed between the induction heating surface (22a-b) designed as the cooking utensil base of the cooking utensil (24a-b) and a cooking zone of the induction hob ( 12a-b) is provided and which has at least part of the magnetic sensor unit (14a-b). 6. Induction hob device (10c-d) according to one of the preceding claims, characterized by the cooking utensil (24c-d) which has the induction heating surface (22c-d) which has at least part of the magnetic sensor unit (14c-d).
7. Induktionskochfeldvorrichtung (10a-d) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein senkrechter Abstand zwischen der Magnetsensoreinheit (14a-d) und der Induktionsheizfläche (22a-d) zumindest in dem Betriebszustand höchstens 50 mm beträgt. 7. Induction hob device (10a-d) according to claim 5 or 6, characterized in that a vertical distance between the magnetic sensor unit (14a-d) and the induction heating surface (22a-d) is at most 50 mm, at least in the operating state.
8. Induktionskochfeldvorrichtung (10a-d) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Betrachtung senkrecht zur Induktionsheizfläche (22a-d) die Magnetsensoreinheit (14a-d) von einem Rand (26a-d) der Induktionsheizfläche (22a-d) umgeben ist und ein radialer Abstand zwischen der Magnetsensoreinheit (14a-d) und dem Rand (26a-d) zumindest in dem Betriebszustand mindestens 4 mm beträgt. 8. Induction hob device (10a-d) according to one of Claims 5 to 7, characterized in that when viewed perpendicularly to the induction heating surface (22a-d), the magnetic sensor unit (14a-d) is projected from an edge (26a-d) of the induction heating surface (22a -d) is surrounded and a radial distance between the magnetic sensor unit (14a-d) and the edge (26a-d) is at least 4 mm, at least in the operating state.
9. Induktionskochfeldvorrichtung (10a-c; 10e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Leiterplatte (28a-c; 28e), an und/oder in welcher die Magnetsensoreinheit (14a-c; 14e) angeordnet ist. 9. Induction hob device (10a-c; 10e) according to one of the preceding claims, characterized by a printed circuit board (28a-c; 28e) on and/or in which the magnetic sensor unit (14a-c; 14e) is arranged.
10. Induktionskochfeldvorrichtung (10c; 10e) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetsensoreinheit (14c; 14e) zumindest teilweise in der Leiterplatte (28c; 28e) eingebettet ist. 10. Induction hob device (10c; 10e) according to claim 9, characterized in that the magnetic sensor unit (14c; 14e) is at least partially embedded in the printed circuit board (28c; 28e).
11. Induktionskochfeldvorrichtung (10d) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Trägerelement (30d), wobei die Magnetsensoreinheit (14d) auf das Trägerelement (30d) gewickelt ist. 11. Induction hob device (10d) according to any one of claims 1 to 8, characterized by a carrier element (30d), wherein the magnetic sensor unit (14d) is wound onto the carrier element (30d).
12. Induktionskochfeldvorrichtung (10d) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (30d) sich über einen Winkelbereich von zumindest 70° erstreckt. Induktionskochfeldvorrichtung (10d) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (30d) zumindest im Wesentlichen ringförmig ist. Verfahren zur Temperaturmessung bei einem Induktionskochfeld (12a-e), insbe- sondere mit einer Induktionskochfeldvorrichtung (10a-e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebszustand des Induktionskochfelds (12a-e) zumindest eine Magnetfeldkomponente parallel zu einer Induktionsheizfläche (22a-b) eines Gargeschirrs (24a-b) gemessen wird. 12. Induction hob device (10d) according to claim 11, characterized in that the carrier element (30d) extends over an angular range of at least 70°. Induction hob device (10d) according to Claim 11 or 12, characterized in that the carrier element (30d) is at least essentially annular. Method for measuring the temperature on an induction hob (12a-e), in particular with an induction hob device (10a-e) according to one of the preceding claims, characterized in that in an operating state of the induction hob (12a-e) at least one magnetic field component parallel to an induction heating surface (22a-b) of a cooking utensil (24a-b) is measured.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69424443T2 (en) * 1993-06-04 2001-02-08 Voss Fabrik - Atlas Husholdningsapparater A/S, Fredericia DEVICE FOR CONTROLLING THE HEATING OF FOODS
KR20150117433A (en) * 2014-04-10 2015-10-20 삼성전자주식회사 Induction heating cooker and method for controlling display the same
US20180110364A1 (en) * 2015-09-23 2018-04-26 Lg Electronics Inc. Container support
CN207766586U (en) * 2017-12-14 2018-08-24 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 Cooking apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69424443T2 (en) * 1993-06-04 2001-02-08 Voss Fabrik - Atlas Husholdningsapparater A/S, Fredericia DEVICE FOR CONTROLLING THE HEATING OF FOODS
KR20150117433A (en) * 2014-04-10 2015-10-20 삼성전자주식회사 Induction heating cooker and method for controlling display the same
US20180110364A1 (en) * 2015-09-23 2018-04-26 Lg Electronics Inc. Container support
CN207766586U (en) * 2017-12-14 2018-08-24 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 Cooking apparatus

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