專(zhuān)利名稱(chēng)：包括溫度傳感器組件的輻射電加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括溫度傳感器組件的輻射電加熱器，這種加熱器被設(shè)置使得放置在烹調(diào)板例如玻璃陶瓷的下方。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種這樣的加熱器，其中提供有具有隨溫度而改變的電參數(shù)的檢測(cè)元件。
背景技術(shù)：
輻射電加熱器是熟知的，其被提供在烹調(diào)板的下方并且和烹調(diào)板接觸，所述烹調(diào)板一般由玻璃陶瓷材料制成。通常對(duì)這種加熱器提供機(jī)電或者電子形式的熱傳感器，以便限制烹調(diào)板上表面的最大溫度。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，把溫度檢測(cè)探針置于加熱元件和烹調(diào)板的下表面之間的空間內(nèi)。
這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于，由檢測(cè)探針獲得的溫度極大地受熱元件的直接輻射的影響，因而不能精確地反應(yīng)烹調(diào)板的上表面的溫度。探針的溫度一般可以達(dá)100-200攝氏度，高于烹調(diào)板的上表面的相應(yīng)的溫度。結(jié)果，在檢測(cè)探針和烹調(diào)板的上表面之間具有兩個(gè)溫度梯度，即，在檢測(cè)探針和烹調(diào)板的下側(cè)之間的一個(gè)溫度梯度，以及在烹調(diào)板的下側(cè)和其上表面之間的另一個(gè)溫度梯度。這些溫度梯度例如可以隨加熱器功率密度、加熱器的溫度分布以及置于烹調(diào)板的上表面上的所選擇的烹調(diào)容器的熱載荷的變化而改變。因而，烹調(diào)容器影響烹調(diào)板的上表面的溫度。
在這種加熱器中使用的溫度傳感器被設(shè)置成在一個(gè)預(yù)定的溫度值下解除加熱元件的能量供應(yīng)。這個(gè)預(yù)定的溫度值是一個(gè)折中值，以便在異常負(fù)載條件(例如沒(méi)有烹調(diào)容器負(fù)載；燒干；烹調(diào)容器在烹調(diào)板上偏移；具有凹陷的底部的造成沸騰狀態(tài)的烹調(diào)容器)的要求下，保持可接受的烹調(diào)板的最大溫度，同時(shí)在使置于烹調(diào)板上的烹調(diào)容器形式的負(fù)載達(dá)到沸騰狀態(tài)的條件下，使得解除加熱元件的能量供應(yīng)的可能性最小。在上述的條件下重復(fù)地轉(zhuǎn)換加熱元件是不希望的，因?yàn)檫@導(dǎo)致增加煮沸所需的時(shí)間。
當(dāng)使用電子溫度傳感器時(shí)，加熱元件的發(fā)生這種不希望的轉(zhuǎn)換的可能性被大大減少，這是因?yàn)樵趯?zhuān)用的“快速沸騰”控制設(shè)置中包括智能控制圖表(profile)。這需要使用智能的通常是數(shù)字式的微處理器控制器，這種控制器是昂貴的。
溫度傳感器的預(yù)置溫度值的允差范圍是關(guān)鍵的，因?yàn)槠渚C合上述的變量。機(jī)電溫度傳感器一般具有50-60攝氏度的允差范圍，這是由于由材料、設(shè)計(jì)和制造技術(shù)強(qiáng)加的限制所致。當(dāng)前可得到的電子溫度傳感器具有低得多的允差范圍，但是這些裝置，連同它們所需的控制電路，具有比機(jī)電溫度傳感器系統(tǒng)高得多的成本。
因此由于上述的變量和溫度梯度，電子溫度傳感器，如上所述，僅僅作為最大溫度控制裝置才是有用的，此時(shí)其在預(yù)定的溫度值下解除加熱元件的能量供應(yīng)。這種電子溫度傳感器不能支持可以按照所需的烹調(diào)工作周期控制烹調(diào)板的溫度的控制系統(tǒng)，其中涉及“閉環(huán)”控制的溫度調(diào)節(jié)。當(dāng)前用于具有玻璃陶瓷烹調(diào)板的烹調(diào)設(shè)備的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在本質(zhì)上是“開(kāi)環(huán)”的。這種溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能考慮烹調(diào)容器的材料和幾何形狀、烹調(diào)容器的質(zhì)量、在烹調(diào)容器中食物的質(zhì)量和熱容量的改變，并且最重要的是，不能考慮當(dāng)烹調(diào)容器和內(nèi)容伴隨著水的蒸發(fā)而溫度升高時(shí)的溫度梯度的改變。尤其是在低的設(shè)置值時(shí)，需要用戶(hù)不斷地對(duì)加熱器進(jìn)行調(diào)節(jié)。
此外，隨著材料和工藝的發(fā)展，預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，玻璃陶瓷烹調(diào)板的最大操作溫度將增加40攝氏度之多。增加溫度的目的是要提供在加熱元件發(fā)生轉(zhuǎn)換之前要達(dá)到的較高的溫度的可能性，借以減少在引起沸騰的循環(huán)期間解除加熱器的能量供應(yīng)的可能性。當(dāng)前可得到的溫度傳感器可能需要進(jìn)一步的研制，以便經(jīng)得起在壽命期間遇到的這種較高的最大溫度，這是因?yàn)楝F(xiàn)有的傳感器元件以及外殼材料所強(qiáng)加的限制所致。這可能導(dǎo)致傳感器系統(tǒng)的成本的增加。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服或減小一個(gè)或幾個(gè)上述問(wèn)題。
按照本發(fā)明，提供一種輻射電加熱器，所述加熱器被設(shè)置使得放置在烹調(diào)板的下方，并且挨著烹調(diào)板，包括和烹調(diào)板分開(kāi)的加熱元件和溫度傳感器組件，其中所述溫度傳感器組件包括一個(gè)由陶瓷材料制成的梁，其被提供在加熱器內(nèi)，并至少部分地跨過(guò)加熱器在加熱元件的上方延伸，所述的梁具有基本上是平面的上表面，被設(shè)置面向烹調(diào)板，以及下表面，被設(shè)置使得暴露于加熱元件的直接輻射，所述平面上表面上具有電氣元件，所述電氣元件具有隨著烹調(diào)板的溫度而改變的電參數(shù)。
所述溫度傳感器組件可以位于加熱器的中心區(qū)域內(nèi)。
另外，所述溫度傳感器組件可以在其至少一個(gè)端部區(qū)域在加熱器的周邊被固定在加熱器上。所述梁的至少一個(gè)端部區(qū)域可以延伸到加熱器的外部。
在這種情況下，所述梁可以在其一個(gè)端部區(qū)域借助于支架被固定到加熱器上，所述支架牢固地接收所述梁的一個(gè)端部區(qū)域，并被固定到加熱器的一個(gè)外部區(qū)域上。所述支架可以由金屬、陶瓷或者塑料制成。
另外，借助于牢固地穿過(guò)加熱器的周邊壁中的孔，可以把所述梁在其一個(gè)端部區(qū)域固定到加熱器上。所述的周邊壁可以包含基本上剛性的材料，例如固結(jié)蛭石。
在梁的一個(gè)端部區(qū)域或者在梁的一個(gè)端部區(qū)域附近可以提供一個(gè)端子塊。
所述的梁可以利用朝向烹調(diào)板偏置的彈簧支撐。
具有隨烹調(diào)板的溫度而改變的電參數(shù)的電氣元件可以適用于例如利用電氣引線(xiàn)和加熱器的電子控制裝置相連。
電子控制裝置可被設(shè)置用于從梁的上表面上的所述或每個(gè)電氣元件接收輸入信號(hào)，還可以接收來(lái)自手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置的輸入信號(hào)。
來(lái)自所述或每個(gè)電氣元件的輸入信號(hào)可以由具有固定的溫度門(mén)限的防故障電路處理，使得所述或每個(gè)加熱元件在超過(guò)所述固定溫度門(mén)限的溫度下被斷電。
來(lái)自手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置的輸入信號(hào)和來(lái)自所述或每個(gè)電氣元件的輸入信號(hào)可以由模擬或數(shù)字形式的信號(hào)處理電路處理，所述處理電路和用于控制所述或每個(gè)加熱元件的供電的開(kāi)關(guān)裝置相接口。所述信號(hào)處理電路可被設(shè)置用于比較檢測(cè)的溫度和手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置的位置，并根據(jù)檢測(cè)的溫度低于或高于手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置設(shè)置的溫度接通或斷開(kāi)所述或每個(gè)加熱元件的電源。
當(dāng)信號(hào)處理電路是數(shù)字電路時(shí)，其包括借助于模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述或每個(gè)電氣元件相接口的微處理器，所述微處理器還借助于數(shù)字輸出驅(qū)動(dòng)器和手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置相接口。
當(dāng)信號(hào)處理電路是模擬電路時(shí)，其可以包括模擬信號(hào)處理集成電路，其比較來(lái)自手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置的輸入信號(hào)和來(lái)自所述或每個(gè)電氣元件的輸入信號(hào)，并以和兩個(gè)輸入信號(hào)之間的差值成比例的方式控制所述或每個(gè)加熱元件的供電。所述或每個(gè)加熱元件的這種控制借助于適用于固態(tài)開(kāi)關(guān)裝置的特定控制要求的輸出信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述固態(tài)開(kāi)關(guān)裝置通過(guò)操作用于控制所述或每個(gè)加熱元件的供電。
所述或每個(gè)加熱元件的控制可以以閉環(huán)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
梁的上表面可被設(shè)置使得和烹調(diào)板接觸或者靠近所述烹調(diào)板。梁的基本上是平面的上表面可被設(shè)置使得面向烹調(diào)板，其間的距離基本上不大于3.5mm。梁的基本上是平面的上表面最好被設(shè)置面向烹調(diào)板，其間的距離為0.5-3.5mm，優(yōu)選的是0.5-2.0mm。
具有隨溫度而改變的電參數(shù)的電氣元件可以呈膜或箔的形式。所述膜或箔的形式的電元件可以具有膜或箔的形式的電導(dǎo)體，其向著梁的一個(gè)端部區(qū)域延伸，所述梁適合于在加熱器的周邊被固定在加熱器上。膜或箔形式的電氣元件可以包括電阻元件，其電阻隨溫度的改變而改變。這種電阻元件可以包含鉑。所述電氣元件可以呈厚膜的形式。
可以在電氣元件的上方提供保護(hù)層，例如由玻璃或陶瓷制成。
可以在梁的下表面上提供一層熱輻射反射材料。
梁可以在結(jié)構(gòu)上被加強(qiáng)，例如可以借助于使其具有T形或H形截面進(jìn)行加強(qiáng)。
梁可以由滑石、氧化鋁或瑩青石制成。
可以在加熱器中基本上并排地提供多個(gè)加熱區(qū)，每個(gè)加熱區(qū)中具有加熱元件，例如呈同心的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的多個(gè)電氣元件被提供在梁的基本上是平面的上表面上，每個(gè)電氣元件位于相應(yīng)的加熱區(qū)內(nèi)，借以使得能夠監(jiān)視在每個(gè)加熱區(qū)中的烹調(diào)板的溫度。
多個(gè)加熱區(qū)之間的溫度的差別可以由電子控制裝置確定，所述電子控制裝置和多個(gè)電氣元件協(xié)同操作，用于確定在烹調(diào)板上的烹調(diào)容器的放置與/或位置，與/或在烹調(diào)板上的烹調(diào)容器的尺寸，與/或在烹調(diào)板上的烹調(diào)容器的底座的曲率。
本發(fā)明的輻射電加熱器的優(yōu)點(diǎn)在于，在梁的上表面上的例如呈膜或箔形式的溫度敏感的電氣元件朝向烹調(diào)板，并且不暴露于加熱元件的直接輻射。所述梁屏蔽溫度敏感元件，使得不受加熱元件的影響。
溫度傳感器組件被這樣構(gòu)成，使得其靠近烹調(diào)板的下側(cè)，借以確保大大減少溫度傳感器組件和烹調(diào)板的下側(cè)之間的溫度梯度。在加熱元件和溫度傳感器組件之間所得的增加的距離使得減少加熱元件的直接輻射對(duì)傳感器組件的影響。
作為在烹調(diào)板和溫度傳感器組件之間的較低的溫度差的結(jié)果，可以使這種裝置在要被引入的烹調(diào)板的較高的最大溫度下更加可靠。對(duì)于玻璃陶瓷烹調(diào)板，期望引入的平均最大溫度是590-630攝氏度，而現(xiàn)在的最大溫度是550-590攝氏度。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以在自由輻射條件下設(shè)置加熱器系統(tǒng)具有較低的烹調(diào)板溫度，而在具有烹調(diào)容器的烹調(diào)循環(huán)期間不引起加熱元件的不希望的轉(zhuǎn)換。在自由輻射條件下具有較低的烹調(diào)板溫度，可以減少在這些條件下的熱損失，借以提高烹調(diào)設(shè)備的效率。
在溫度傳感器組件和烹調(diào)板之間的改進(jìn)的熱耦合允許使用低成本的電子控制技術(shù)，使得不需要通過(guò)在微控制器中編程的基于軟件的算法應(yīng)用的特定的高溫偏移分布。
可以通過(guò)一個(gè)預(yù)定的設(shè)置點(diǎn)提供最大溫度控制，使得允許使用低成本的集成電路，使用模擬或數(shù)字技術(shù)，并組合溫度限制和加熱器能量調(diào)節(jié)功能。
通過(guò)調(diào)節(jié)加熱器的輸入能量，還能夠?qū)崿F(xiàn)烹調(diào)板溫度的閉環(huán)控制。烹調(diào)板溫度可以作為調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)的輸入來(lái)設(shè)置，使得能夠?qū)崿F(xiàn)更一致的和可預(yù)測(cè)的功率控制。
為了更好地理解本發(fā)明，并且更清楚地表示本發(fā)明的效果是如何實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在以舉例方式參看附圖，其中圖1是按照本發(fā)明的輻射電加熱器的一個(gè)實(shí)施例的平面圖，具有溫度傳感器組件的一個(gè)實(shí)施例，并具有以示意的形式表示的電子控制裝置；圖2是在烹調(diào)板下方的圖1的加熱器的截面圖；圖3和圖4是在圖1的加熱器中提供的溫度傳感器組件的從不同角度看的透視圖；圖5是一個(gè)細(xì)節(jié)圖，表示在圖1的加熱器中溫度傳感器組件的另一種安裝結(jié)構(gòu)；圖6是按照本發(fā)明的輻射電加熱器的另一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其中包括溫度傳感器組件；圖7和圖8是在圖6的加熱器中提供的溫度傳感器組件的從不同角度看的透視圖；圖9是按照本發(fā)明的輻射電加熱器的平面圖，具有兩個(gè)加熱區(qū)，并具有溫度傳感器組件；以及圖10是用于本發(fā)明的輻射電加熱器的電子控制裝置的實(shí)施例的原理圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1和圖2，輻射電加熱器2包括金屬的盤(pán)狀支撐4，其中具有由熱絕緣和電絕緣材料例如微孔熱、電絕緣材料制成的底座6，以及由熱、電絕緣材料例如包括固結(jié)蛭石的周邊壁8。周邊壁8被設(shè)置和烹調(diào)板12的下側(cè)10接觸，烹調(diào)板合適地包含玻璃陶瓷材料。
在加熱器中相對(duì)于底座6支撐著至少一個(gè)輻射電加熱元件14。一個(gè)或幾個(gè)加熱元件14可以包括任何熟知的形狀的元件，例如線(xiàn)，帶，箔，或燈狀的元件，或者這些的組合。具體地說(shuō)，一個(gè)或幾個(gè)加熱元件14可以包括一個(gè)或幾個(gè)有皺紋的帶狀加熱元件，在其邊沿被支撐在底座6上。
通過(guò)具有手動(dòng)操作的控制開(kāi)關(guān)裝置22的電子控制裝置20，至少一個(gè)加熱器元件14借助于在加熱器的邊沿上的端子塊16和電源18相連?？刂崎_(kāi)關(guān)裝置22具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的扳鈕，其被設(shè)置用于對(duì)加熱器2中的至少一個(gè)加熱元件14提供選擇的加熱設(shè)置。
設(shè)置烹調(diào)板12用于在其上表面25上接收烹調(diào)容器24。
在加熱器2中提供有溫度傳感器組件26，其細(xì)節(jié)如圖3和圖4所示。溫度傳感器組件26包括由陶瓷材料制成的梁28，在其一個(gè)端部區(qū)域30被支撐在加熱器的周邊上，并至少部分地跨過(guò)加熱器延伸，并和所述至少一個(gè)加熱元件14隔開(kāi)。梁28具有基本上是平面的上表面32，其被設(shè)置面向烹調(diào)板12的下側(cè)，和烹調(diào)板接觸，或者挨近烹調(diào)板。最好是，梁28的上表面32和烹調(diào)板12的下側(cè)10至少離開(kāi)0.5mm。但是不大于3.5mm，優(yōu)選地，不大于2.0mm。
梁28合適地包括滑石、氧化鋁或瑩青石陶瓷材料，并在結(jié)構(gòu)上被加強(qiáng)，以便減少?gòu)澢c/或破碎的危險(xiǎn)。這種在結(jié)構(gòu)上的加強(qiáng)通過(guò)提供具有H形的橫截面的梁28來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖3所示，或者通過(guò)提供具有T形截面的梁來(lái)實(shí)現(xiàn)，如在后面要說(shuō)明的圖7的實(shí)施例中所示。
梁28具有下表面34，其被設(shè)置用于暴露于至少一個(gè)加熱元件14的直接的輻射。梁28的下表面34可以具有一層熱輻射反射材料，例如銀，以便減少梁28從至少一個(gè)加熱元件14的直接輻射吸收的熱量。
梁28的基本上是平面的上表面32上具有呈膜或箔形式的至少一個(gè)電氣元件36，其具有隨烹調(diào)板的溫度而改變的電參數(shù)。至少一個(gè)電氣元件36具有成膜或箔的形式的電導(dǎo)體38，從電氣元件36朝向梁28的端部區(qū)域30的端子焊盤(pán)40延伸。
呈膜或箔形式的至少一個(gè)電氣元件36最好包括至少一個(gè)電阻元件，其電阻根據(jù)溫度而改變。所述至少一個(gè)電阻元件最好包含鉑。
至少一個(gè)電氣元件36和引線(xiàn)38成合適厚度的膜的形狀，其借助于絲網(wǎng)印刷被提供，并被燒結(jié)在梁28的上表面32上。
在呈膜或箔形式的至少一個(gè)電氣元件36的上方，可以提供保護(hù)層42，例如玻璃或陶瓷。
設(shè)置梁28通過(guò)周邊壁8中的孔和加熱器2的盤(pán)狀支撐4的邊緣延伸，使得梁28的端部區(qū)域30位于加熱器2的外部。
梁28借助于支架44被固定到加熱器2上，所述支架由合適的金屬、陶瓷或塑料制成，其被固定到梁28的端部區(qū)域30上，并借助于穿過(guò)支架44中的孔48的有羅紋的緊固件46被固定到盤(pán)狀加熱器支撐4的邊緣上。當(dāng)支架44由塑料材料制成時(shí)，梁28的端部區(qū)域30可被插入模制在支架44內(nèi)。當(dāng)支架44由陶瓷材料制成時(shí)，其可被固定到梁28的端部區(qū)域30上，使得在其間形成有燕尾槽的互連。
端子塊50被合適地固定在支架44上，并借助于引線(xiàn)52和梁28的端部區(qū)域30上的端子焊盤(pán)40相連。因?yàn)榱旱亩瞬繀^(qū)域30位于加熱器的外部，引線(xiàn)52不需要高溫耐受能力，并且例如可以由銅等材料制成。
當(dāng)支架44由塑料或陶瓷材料制成時(shí)，端子塊50可以和其形成一個(gè)整體。
溫度傳感器組件26借助于導(dǎo)線(xiàn)54和電子控制裝置20相連。
如圖5所示，代替提供支架44來(lái)把梁28在其端部區(qū)域30固定到加熱器2上，梁28使其端部區(qū)域30被固定在加熱器的周邊壁8中提供的互補(bǔ)形狀的孔56中。這種周邊壁8，特別是包含剛性的固結(jié)蛭石時(shí)，可以被設(shè)置用于使梁可靠地固定在加熱器2上。
圖6，7和8表示另一個(gè)實(shí)施例，其基本上和圖1-4類(lèi)似，主要的區(qū)別在于梁28，這里其具有T形截面，被彈簧加載緊靠在烹調(diào)板12的下側(cè)10上。這種彈簧加載允許梁28的上表面和烹調(diào)板12的下側(cè)接觸，同時(shí)減少在受到機(jī)械撞擊時(shí)，烹調(diào)板12與/或溫度傳感器組件26發(fā)生機(jī)械破壞的危險(xiǎn)。
彈簧加載借助于在端部支撐支架44，其包含合適的金屬例如鍍鎳的鋼，和梁28的端部區(qū)域30的下側(cè)之間包括一個(gè)或幾個(gè)協(xié)同操作的線(xiàn)圈彈簧58來(lái)實(shí)現(xiàn)。在加熱器2的中心區(qū)域，還提供有支柱60，支柱60從梁28向下延伸，通過(guò)提供在底座6和金屬盤(pán)狀支撐4中的孔，進(jìn)入被提供在盤(pán)狀支撐4上的金屬支架62中提供的孔。線(xiàn)圈彈簧64被設(shè)置用于在支柱60和金屬支架62之間協(xié)同操作。
按照本發(fā)明構(gòu)成的輻射電加熱器2的優(yōu)點(diǎn)在于，溫度傳感器組件26和烹調(diào)板12呈緊密的熱耦合，借以確保在溫度傳感器組件和烹調(diào)板12的下側(cè)之間的溫度梯度減到最小。在梁28的上表面32上的呈膜或箔形狀的至少一個(gè)溫度響應(yīng)的電氣元件被梁28的厚度屏蔽，免受至少一個(gè)加熱元件14的直接輻射的影響，因而至少一個(gè)溫度響應(yīng)的電氣元件36主要響應(yīng)烹調(diào)板12的溫度。這使得能夠使用簡(jiǎn)單的電子控制裝置20。
使溫度傳感器組件26和烹調(diào)板12緊密地靠近還使得在至少一個(gè)加熱元件14和溫度傳感器組件26之間的距離增加，和梁28的下側(cè)上的反射層的這個(gè)選擇的特征相結(jié)合，這減少了來(lái)自至少一個(gè)加熱元件14的直接輻射對(duì)溫度傳感器組件26的一個(gè)或幾個(gè)溫度響應(yīng)的電氣元件的影響。
現(xiàn)在參看圖9，輻射電加熱器2以類(lèi)似于圖1和圖2的方式構(gòu)成，其區(qū)別在于，提供有多個(gè)加熱區(qū)。如圖所示，提供有兩個(gè)加熱區(qū)66，68，雖然可以提供兩個(gè)以上的加熱區(qū)。加熱區(qū)66，68被同心地設(shè)置，每個(gè)加熱區(qū)具有至少一個(gè)加熱元件14A，14B。加熱區(qū)66被設(shè)置被單獨(dú)供電，或者在加熱區(qū)68一道供電。
提供溫度傳感器組件26A，基本上和前述的溫度傳感器組件26相同，其區(qū)別在于，在梁28的上表面32上提供有呈膜或箔的形式的兩個(gè)單獨(dú)的溫度響應(yīng)的電氣元件36A，36B。元件36A監(jiān)視加熱區(qū)66上方的烹調(diào)板的區(qū)域的溫度，元件36B監(jiān)視加熱區(qū)68的上方的烹調(diào)板的區(qū)域的溫度。
可以監(jiān)視在烹調(diào)區(qū)66和68之間的不同溫度的變化，從而檢測(cè)位于加熱器上方的烹調(diào)板上的烹調(diào)容器的尺寸(例如圖2所示的烹調(diào)容器24)。如果外加熱區(qū)68上方的烹調(diào)板的溫度相對(duì)于內(nèi)加熱區(qū)66上方的烹調(diào)板的溫度增加，則表示在內(nèi)加熱區(qū)66的上方放置有一個(gè)小的容器，但是兩個(gè)加熱區(qū)66，68都被通電。如果兩個(gè)加熱區(qū)66，68被檢測(cè)到過(guò)熱，則表示兩個(gè)區(qū)66，68在自由輻射的狀態(tài)下被供電，即沒(méi)有放置烹調(diào)容器。
如果檢測(cè)到在內(nèi)加熱區(qū)66上方的烹調(diào)板的溫度高于在外加熱區(qū)68上方的溫度，則可以表示在烹調(diào)板的上方放置有具有彎曲的底座的烹調(diào)容器。
圖10表示用于本發(fā)明的電子控制裝置20的實(shí)施例。裝置20被設(shè)置用于接收來(lái)自溫度傳感器組件26的呈膜或箔形式的至少一個(gè)溫度響應(yīng)元件36的輸入信號(hào)，還接收來(lái)自手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置22的輸入信號(hào)。來(lái)自溫度傳感器組件26的輸入信號(hào)由防故障電路70處理，該電路具有一個(gè)固定的溫度門(mén)限值，使得當(dāng)溫度超過(guò)固定的溫度門(mén)限值時(shí)，借助于操作主開(kāi)關(guān)72例如繼電器使至少一個(gè)加熱元件14被斷電。
來(lái)自手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置22的輸入信號(hào)和來(lái)自溫度傳感器組件26的輸入信號(hào)由模擬形式或數(shù)字形式的信號(hào)處理電路處理，所述處理電路和固態(tài)的控制開(kāi)關(guān)76例如可控硅相連，用于控制至少一個(gè)加熱元件14的供電。信號(hào)處理電路74被設(shè)置用于比較由傳感器組件26檢測(cè)到的溫度和手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置22的位置，并根據(jù)檢測(cè)的溫度是低于或者高于由手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置22設(shè)置的溫度而對(duì)至少一個(gè)加熱元件14供電或斷電。
當(dāng)處理電路74是數(shù)字電路時(shí)，其優(yōu)選地由微處理器構(gòu)成，所述微處理器借助于模數(shù)轉(zhuǎn)換器和溫度傳感器組件26相連，還借助于數(shù)字輸出驅(qū)動(dòng)器和手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置22相連。
當(dāng)處理電路74是模擬電路時(shí)，其優(yōu)選地包括適用于模擬信號(hào)處理的集成電路，其比較來(lái)自手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置22的輸入信號(hào)和來(lái)自溫度傳感器組件26的輸入信號(hào)，并以和兩個(gè)輸入信號(hào)之間的差值成比例的方式控制至少一個(gè)加熱元件14的供電。這種對(duì)至少一個(gè)加熱元件14的供電的控制借助于適合于固態(tài)開(kāi)關(guān)76的特定控制要求的輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。
因此，至少一個(gè)加熱元件14的控制能夠以被稱(chēng)為閉環(huán)控制的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種輻射電加熱器(2)，所述加熱器被設(shè)置使得放置在烹調(diào)板(12)的下方，并且挨著所述烹調(diào)板(12)，包括和所述烹調(diào)板分開(kāi)的加熱元件(14)和溫度傳感器組件(26)，其特征在于，所述溫度傳感器組件包括一個(gè)由陶瓷材料制成的梁(28)，其被提供在加熱器(2)內(nèi)，并至少部分地跨過(guò)加熱器在所述加熱元件(14)的上方延伸，所述的梁具有基本上是平面的上表面(32)，被設(shè)置面向烹調(diào)板(12)，以及下表面(34)，被設(shè)置使得暴露于加熱元件的直接輻射，所述平面上表面上提供有電氣元件(36)，所述電氣元件具有隨著烹調(diào)板的溫度而改變的電參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征在于，所述溫度傳感器組件(26)可以位于加熱器(2)的中心區(qū)域內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征在于，所述溫度傳感器組件(26)可以在其至少一個(gè)端部區(qū)域在加熱器的周邊被固定在加熱器上。
4.如權(quán)利要求3所述的加熱器，其特征在于，所述梁(28)的至少一個(gè)端部區(qū)域延伸到加熱器(2)的外部。
5.如權(quán)利要求4所述的加熱器，其特征在于，所述梁(28)在其一個(gè)端部區(qū)域借助于支架(44)被固定到加熱器(2)上，所述支架牢固地接收所述梁的一個(gè)端部區(qū)域，并被固定到加熱器的一個(gè)外部區(qū)域上。
6.如權(quán)利要求5所述的加熱器，其特征在于，所述支架(44)可以由從金屬、陶瓷和塑料中選擇的材料制成。
7.如權(quán)利要求3或4所述的加熱器，其特征在于，借助于牢固地穿過(guò)加熱器的周邊壁(8)中的孔(56)，把所述梁(28)在其一個(gè)端部區(qū)域固定到加熱器(2)上。
8.如權(quán)利要求7所述的加熱器，其特征在于，所述的周邊壁(8)包含基本上剛性的材料。
9.如權(quán)利要求8所述的加熱器，其特征在于，所述周邊壁(8)包含固結(jié)蛭石。
10.如權(quán)利要求3-9任何一個(gè)所述的加熱器，其特征在于，在梁(28)的一個(gè)端部區(qū)域或者在梁(28)的一個(gè)端部區(qū)域附近提供有一個(gè)端子塊(50)。
11.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，所述的梁(28)可以利用朝向烹調(diào)板(12)偏置的彈簧(58)支撐。
12.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，具有隨烹調(diào)板(12)的溫度而改變的電參數(shù)的電氣元件(36)可以適用于利用導(dǎo)線(xiàn)(54)和加熱器(2)的電子控制裝置(20)電氣相連。
13.如權(quán)利要求12所述的加熱器，其特征在于，所述電子控制裝置(20)可被設(shè)置用于從所述梁(28)的上表面上的所述或每個(gè)電氣元件(36)接收輸入信號(hào)，還可以接收來(lái)自手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置(22)的輸入信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的加熱器，其特征在于，來(lái)自所述或每個(gè)電氣元件(36)的輸入信號(hào)由具有固定的溫度門(mén)限的防故障電路(70)處理，使得所述或每個(gè)加熱元件在超過(guò)所述固定溫度門(mén)限的溫度下斷電。
15.如權(quán)利要求13或14所述的加熱器，其特征在于，來(lái)自手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)(22)裝置的輸入信號(hào)和來(lái)自所述或每個(gè)電氣元件(36)的輸入信號(hào)由模擬或數(shù)字形式的信號(hào)處理電路(74)處理，所述處理電路和用于控制所述或每個(gè)加熱元件的供電的開(kāi)關(guān)裝置(14)相接口。
16.如權(quán)利要求15所述的加熱器，其特征在于，所述信號(hào)處理電路(74)被設(shè)置用于比較檢測(cè)的溫度和手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置(22)的位置，并根據(jù)檢測(cè)的溫度低于或高于手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置(22)設(shè)置的溫度接通或斷開(kāi)所述或每個(gè)加熱元件(14)的電源。
17.如權(quán)利要求15或16所述的加熱器，其特征在于，所述信號(hào)處理電路(74)是數(shù)字電路，其包括借助于模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述或每個(gè)電氣元件(36)相接口的微處理器，所述微處理器還借助于數(shù)字輸出驅(qū)動(dòng)器和手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置(22)相接口。
18.如權(quán)利要求15或16所述的加熱器，其特征在于，所述信號(hào)處理電路(74)是模擬電路，其包括模擬信號(hào)處理集成電路，其比較來(lái)自手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)裝置(22)的輸入信號(hào)和來(lái)自所述或每個(gè)電氣元件(36)的輸入信號(hào)，并以和兩個(gè)輸入信號(hào)之間的差值成比例的方式控制所述或每個(gè)加熱元件(14)的供電。
19.如權(quán)利要求18所述的加熱器，其特征在于，所述或每個(gè)加熱元件的供電控制借助于適用于固態(tài)開(kāi)關(guān)裝置(76)的特定控制要求的輸出信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述固態(tài)開(kāi)關(guān)裝置通過(guò)操作用于控制所述或每個(gè)加熱元件的供電。
20.如權(quán)利要求13-19任何一個(gè)所述的加熱器，其特征在于，所述至少一個(gè)加熱元件(14)的控制可以以閉環(huán)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
21.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，所述梁(28)的上表面可被設(shè)置使得和烹調(diào)板(12)接觸。
22.如權(quán)利要求1-20任何一個(gè)所述的加熱器，其特征在于，所述梁(28)的上表面可被設(shè)置靠近所述烹調(diào)板(12)。
23.如權(quán)利要求22所述的加熱器，其特征在于，所述梁(28)的基本上是平面的上表面(32)可被設(shè)置使得面向烹調(diào)板(12)，其間的距離基本上不大于3.5mm。
24.如權(quán)利要求23所述的加熱器，其特征在于，所述梁(28)的基本上是平面的上表面被設(shè)置面向烹調(diào)板(12)，其間的距離為0.5-3.5mm。
25.如權(quán)利要求24所述的加熱器，其特征在于，所述梁(28)的基本上是平面的上表面(32)被設(shè)置面向烹調(diào)板(12)，其間的距離是0.5-2.0mm。
26.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，具有隨溫度而改變的電參數(shù)的電氣元件(36)在膜和箔的形式中選擇。
27.如權(quán)利要求26所述的加熱器，其特征在于，所述電氣元件(36)具有從膜和箔的形式中選擇的電導(dǎo)體，其向著梁(28)的一個(gè)端部區(qū)域延伸。
28.如權(quán)利要求26或27所述的加熱器，其特征在于，所述電氣元件(36)包括電阻元件，其電阻隨溫度而改變。
29.如權(quán)利要求28所述的加熱器，其特征在于，這種電阻元件包含鉑。
30.如權(quán)利要求26-29任何一個(gè)所述的加熱器，其特征在于，所述電氣元件(36)呈厚膜的形式。
31.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，在電氣元件(36)的上方提供保護(hù)層(42)。
32.如權(quán)利要求31所述的加熱器，其特征在于，所述保護(hù)層(42)由從玻璃和陶瓷中選擇的材料制成。
33.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，在所述梁(28)的下表面(34)上提供有一層熱輻射反射材料。
34.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，所述梁(28)在結(jié)構(gòu)上被加強(qiáng)。
35.如權(quán)利要求34所述的加熱器，其特征在于，所述梁(28)其具有T形或H形的截面。
36.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，所述梁(28)的材料從滑石、氧化鋁或瑩青石中選擇。
37.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，在加熱器(2)中基本上并排地提供有多個(gè)加熱區(qū)(66，68)，每個(gè)加熱區(qū)中具有加熱元件(14A，14B)，相應(yīng)的多個(gè)電氣元件(36A，36B)被提供在梁(28)的基本上是平面的上表面(32)上，每個(gè)電氣元件位于相應(yīng)的加熱區(qū)內(nèi)，借以使得能夠監(jiān)視烹調(diào)板(12)的溫度。
38.如權(quán)利要求37所述的加熱器，其特征在于，以同心的布置提供所述多個(gè)加熱區(qū)(66，68)。
39.如權(quán)利要求37或38所述的加熱器，其特征在于，提供有裝置(20)，用于和多個(gè)電氣元件(36A，36B)協(xié)同操作，確定多個(gè)加熱區(qū)(66，68)之間的溫度的差別，并用于確定在烹調(diào)板上的烹調(diào)容器(24)的放置與/或位置，與/或在烹調(diào)板上的烹調(diào)容器的尺寸，與/或在烹調(diào)板上的烹調(diào)容器的底座的曲率。
全文摘要
一種輻射電加熱器(2)，其被設(shè)置用于放置在烹調(diào)板(12)的下方，并且挨著所述烹調(diào)板(12)，并和與烹調(diào)板分開(kāi)的加熱元件(14)以及溫度傳感器組件(26)協(xié)同操作。所述溫度傳感器組件包括一個(gè)由陶瓷材料制成的梁(28)，其被提供在加熱器(2)內(nèi)，并至少部分地跨過(guò)加熱器在所述加熱元件(14)的上方延伸。所述的梁具有基本上是平面的上表面(32)，被設(shè)置面向烹調(diào)板(12)，和所述烹調(diào)板接觸或者緊靠所述烹調(diào)板，以及下表面(34)，被設(shè)置使得暴露于加熱元件的直接輻射。所述平面上表面上提供有電氣元件(36)，例如呈膜或箔的形式，具有隨著烹調(diào)板的溫度而改變的電參數(shù)。
文檔編號(hào)F24C7/04GK1526260SQ02813813
公開(kāi)日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2002年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月11日
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