電磁感應加熱裝置的制造方法
【專利摘要】一種電磁感應加熱裝置，包括設置在容器(1)底部的軟磁磁芯元件(2)以及設置在軟磁磁芯元件(2)下方、用于在通電時使軟磁磁芯元件(2)發(fā)熱的電感線圈(3)；軟磁磁芯元件(2)和電感線圈(3)同軸設置，且軟磁磁芯元件(2)和電感線圈(3)之間間隔有間隙(4)；該間隙(4)為0.5mm?25mm；電磁感應加熱裝置還包括與電感線圈(3)并聯(lián)以用于構成LC諧振電路的諧振電容器(7)，用于測量LC諧振電路的諧振頻率的諧振檢測模塊(8)以及用于根據(jù)LC諧振電路的諧振頻率計算軟磁磁芯元件(2)溫度的處理器(9)。本發(fā)明的電磁感應加熱裝置通過電感線圈既實現(xiàn)了加熱容器的效果，又實現(xiàn)了測量容器溫度的效果，設計巧妙，實用性強。
【專利說明】
電磁感應加熱裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及烹飪器具領域，尤其涉及一種電磁感應加熱裝置。
【背景技術】
[0002] 在烹調食物的過程中，烹調溫度的精確測量和控制是很難的；為了達成這一目的， 人們想出了一些方法，例如，在食物的加熱容器上設置溫度傳感器，從而通過溫度傳感器測 量食物的烹調溫度;或者直接將溫度傳感器插入到正在烹飪的食物中，來測量食物的烹調 溫度。但是這些方法還是存在一些不足之處，如測溫滯后，使用不方便等。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明針對在烹調食物的過程中，烹調溫度的精確測量和控制是很難的；而現(xiàn)有 用于測量和控制烹調溫度的方法存在一些不足之處，如測溫滯后，使用不方便等問題，提出 了一種電磁感應加熱裝置。
[0004] 本發(fā)明提出的技術方案如下：
[0005] 本發(fā)明提出了一種電磁感應加熱裝置，包括設置在容器底部的軟磁磁芯元件以及 設置在軟磁磁芯元件下方、用于在通電時使軟磁磁芯元件發(fā)熱的電感線圈；軟磁磁芯元件 和電感線圈同軸設置，且軟磁磁芯元件和電感線圈之間間隔有間隙；該間隙為0.5mm-25mm;
[0006] 電磁感應加熱裝置還包括與電感線圈并聯(lián)以用于構成LC諧振電路的諧振電容器， 用于測量LC諧振電路的諧振頻率的諧振檢測模塊以及用于根據(jù)LC諧振電路的諧振頻率計 算軟磁磁芯元件溫度的處理器。
[0007] 本發(fā)明上述的電磁感應加熱裝置中，軟磁磁芯元件溫度T為：
[0009] 其中，f為軟磁磁芯元件的溫度映射為軟磁磁芯元件的相對磁導率的映射關系；
[0010] 1為電感線圈的長度；
[0011 ] fo為LC諧振電路的諧振頻率；
[0012] N為電感線圈的匝數(shù)；
[0013] k為k系數(shù)，取決于電感線圈的半徑R與其長度1的比值，通過查k值表得到；
[0014] 為真空磁導率；
[0015] C為諧振電容器的電容量；
[0016] S為電感線圈的截面積。
[0017] 本發(fā)明上述的電磁感應加熱裝置中，還包括筒狀支撐體，該筒狀支撐體的內壁凸 出形成有環(huán)狀限位凸緣，電感線圈容置在筒狀支撐體中且支撐設置在該環(huán)狀限位凸緣上； 容器支撐設置在筒狀支撐體的頂部，且軟磁磁芯元件穿設于筒狀支撐體中。
[0018] 本發(fā)明上述的電磁感應加熱裝置中，還包括用于給電感線圈提供變化的電流的電 磁波產(chǎn)生電路。
[0019] 本發(fā)明上述的電磁感應加熱裝置中，還包括穿設于電感線圈中并支撐軟磁磁芯元 件的支撐件。
[0020] 本發(fā)明上述的電磁感應加熱裝置中，支撐件為陶瓷制件、玻璃制件或塑料制件。 [0021 ]本發(fā)明上述的電磁感應加熱裝置中，軟磁磁芯元件采用鐵磁體或亞鐵磁體。
[0022] 本發(fā)明上述的電磁感應加熱裝置中，軟磁磁芯元件采用因瓦合金或坡莫合金。
[0023] 本發(fā)明的電磁感應加熱裝置通過在容器的底部設置軟磁磁芯元件，并在軟磁磁芯 元件的下方間隔設置電感線圈，該電感線圈與軟磁磁芯元件同軸設置;這樣，在該方案中， 通過給電感線圈通電，使軟磁磁芯元件產(chǎn)生感應電流，從而發(fā)出電阻熱以此加熱容器，實現(xiàn) 烹飪的效果。進一步地，在本發(fā)明中，軟磁磁芯元件和電感線圈構成電感器，該電感器的電 感量與軟磁磁芯元件的相對磁導率具有正比例一元函數(shù)關系，而軟磁磁芯元件的相對磁導 率與該軟磁磁芯元件的溫度具有一元函數(shù)關系。這樣，通過測量電感器的電感量即可計算 出軟磁磁芯元件的溫度，繼而獲知與軟磁磁芯元件連接的容器的溫度。本發(fā)明的電磁感應 加熱裝置通過電感線圈既實現(xiàn)了加熱容器的效果，又實現(xiàn)了測量容器溫度的效果，設計巧 妙，實用性強。
【附圖說明】
[0024]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0025] 圖1示出了本發(fā)明第一實施例的電磁感應加熱裝置的示意圖；
[0026] 圖2示出了電磁感應加熱裝置的電路模塊示意圖；
[0027] 圖3不出了 一種因瓦合金的相對磁導率與溫度的對應關系不意圖；
[0028] 圖4示出了本發(fā)明第二實施例的電磁感應加熱裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 本發(fā)明要解決的技術問題是:在烹調食物的過程中，烹調溫度的精確測量和控制 是很難的；而現(xiàn)有用于測量和控制烹調溫度的方法存在一些不足之處，如測溫滯后，使用不 方便等。本發(fā)明提出的解決該技術問題的技術思路是:在容器的底部設置軟磁磁芯元件，并 在軟磁磁芯元件的下方間隔設置電感線圈，該電感線圈與軟磁磁芯元件同軸設置;這樣，在 該方案中，通過給電感線圈通電，使軟磁磁芯元件產(chǎn)生感應電流，從而發(fā)出電阻熱以此加熱 容器，實現(xiàn)烹飪的效果。進一步地，在本發(fā)明中，軟磁磁芯元件和電感線圈構成電感器，該電 感器的電感量與軟磁磁芯元件的相對磁導率具有正比例一元函數(shù)關系，而軟磁磁芯元件的 相對磁導率與該軟磁磁芯元件的溫度具有一元函數(shù)關系。這樣，通過測量電感器的電感量 即可計算出軟磁磁芯元件的溫度，繼而獲知與軟磁磁芯元件連接的容器的溫度。
[0030] 為了使本發(fā)明的技術目的、技術方案以及技術效果更為清楚，以便于本領域技術 人員理解和實施本發(fā)明，下面將結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0031] 第一實施例
[0032] 如圖1所示，圖1示出了本發(fā)明第一實施例的電磁感應加熱裝置的示意圖。該電磁 感應加熱裝置包括設置在容器1底部的軟磁磁芯元件2以及設置在軟磁磁芯元件2下方、用 于在通電時使軟磁磁芯元件2發(fā)熱的電感線圈3;軟磁磁芯元件2和電感線圈3同軸設置，且 軟磁磁芯元件2和電感線圈3之間間隔有間隙4;軟磁磁芯元件2和電感線圈3構成電感器;在 這里，電感線圈3使軟磁磁芯元件2發(fā)熱的現(xiàn)象是采用了渦流發(fā)熱原理，具體來說，當電感線 圈3通電后，軟磁磁芯元件2內部產(chǎn)生感應電流，并由此發(fā)出電阻熱，從而實現(xiàn)加熱容器1的 技術效果。在這一過程中，電感線圈3實現(xiàn)了對軟磁磁芯元件2的非接觸式加熱?？梢岳斫?， 流過電感線圈3的電流為變化的電流。在本實施例中，電磁感應加熱裝置還包括用于給電感 線圈3提供變化的電流的電磁波產(chǎn)生電路6。
[0033] 進一步地，間隙4為0.5mm-25mm;間隙4的大小是有講究的。間隙4過小，電磁感應加 熱裝置不易制造;而間隙4過大，電感線圈3對軟磁磁芯元件2的加熱效率會受到影響。同時， 對于電感器來說，間隙4過大，還會使得軟磁磁芯元件2相對磁導率計算不準確，從而導致軟 磁磁芯元件2溫度測量不準確。在本實施例中，軟磁磁芯元件2為板狀，可以呈矩形，也可以 呈圓形，其厚度大于〇.3mm。為了生產(chǎn)制造的方便，軟磁磁芯元件2通常采用圓盤狀，而根據(jù) 大量的試驗，間隙4與軟磁磁芯元件2直徑之間的比例不應大于1:10。并且，基于一般烹飪用 容器的尺寸，軟磁磁芯元件2的直徑會在5mm以上;于是，根據(jù)這些限定條件，我們將間隙4設 計為0.5mm-25mm。在本實施例中，為了使軟磁磁芯元件2和電感線圈3之間隔出間隙4，電磁 感應加熱裝置還包括筒狀支撐體5,該筒狀支撐體5的內壁凸出形成有環(huán)狀限位凸緣51，電 感線圈3容置在筒狀支撐體5中且支撐設置在該環(huán)狀限位凸緣51上;容器1支撐設置在筒狀 支撐體5的頂部，且軟磁磁芯元件2穿設于筒狀支撐體5中。這樣，在間隙4里只有空氣。
[0034] 進一步地，如圖2所示，圖2示出了電磁感應加熱裝置的電路模塊示意圖。電磁感應 加熱裝置還包括與電感線圈3并聯(lián)以用于構成LC諧振電路的諧振電容器7,用于測量LC諧振 電路的諧振頻率的諧振檢測模塊8以及用于根據(jù)LC諧振電路的諧振頻率計算軟磁磁芯元件 2溫度的處理器9。在這里，諧振檢測模塊8為現(xiàn)有技術，可見于專利CN201220639073.1等。 [0035]軟磁磁芯元件2溫度T為：
[0037]其中，f為軟磁磁芯元件2的溫度映射為軟磁磁芯元件2的相對磁導率的映射關系； [0038] 1為電感線圈3的長度；
[0039] fQ為LC諧振電路的諧振頻率；
[0040] N為電感線圈3的匝數(shù)；
[0041] k為k系數(shù)，取決于電感線圈3的半徑R與其長度1的比值，通過查k值表得到;k值表 為公知常識，這里就不再贅述。
[0042] μ〇為真空磁導率，具體為4JTX10-7H/m;
[0043] C為諧振電容器7的電容量；
[0044] S為電感線圈3的截面積。
[0045] 軟磁磁芯元件2溫度T的具體推導過程如下：
[0046] 在LC諧振電路中，有：
[0048]其中，fo為LC諧振電路的諧振頻率；
[0049] L為電感器的電感量；
[0050] C為諧振電容器7的電容量。
[0051 ] 在上述公式中，由于LC諧振電路的諧振頻率fo可以由諧振檢測模塊8測量得到；諧 振電容器7的電容量C已知，于是，電感器的電感量L便可計算得到。
[0052] 而在電感器中，有經(jīng)驗公式：
[0054]其中，L為電感器的電感量；
[0055] μ〇為真空磁導率，具體為4JTX10-7H/m;
[0056] ^為軟磁磁芯元件2的相對磁導率；
[0057] N為電感線圈3的匝數(shù)；
[0058] S為電感線圈3的截面積；
[0059] 1為電感線圈3的長度；
[0060] k為k系數(shù)，取決于電感線圈3的半徑R與其長度1的比值，可查k值表得到。
[0061] 在電感器電感量的經(jīng)驗公式中，由于k、y〇、N、S以及1都已知，這樣，在計算得到L 后，即可求得ys。
[0062]進一步地，在本實施例中，軟磁磁芯元件2采用鐵磁體或亞鐵磁體。對于鐵磁體或 亞鐵磁體，當溫度在其居里點以下時，其相對磁導率ys與溫度τ存在一元函數(shù)關系，這樣，相 對磁導率^與溫度τ的一元函數(shù)關系可以表示為：
[0063] ys = f(T)； (3)
[0064] 優(yōu)選地，在本實施例中，軟磁磁芯元件2采用因瓦合金，因瓦合金為一種鐵鎳合金； 當因瓦合金的成分為36wt %的鎳、64wt %的鐵時，因瓦合金的居里點為230°C，其相對磁導 率h與溫度T成線性關系，可見于圖3所示。在另一實施例中，軟磁磁芯元件2還可以采用坡 莫合金，其相對磁導率h與溫度T之間也具有類似于圖3的關系，這樣，當?shù)玫杰洿糯判驹?2的相對磁導率y s，即可求得軟磁磁芯元件2的溫度T。
[0065] 通過式子(1)、（2)和(3)，可以得到上述軟磁磁芯元件2溫度T的計算公式：
[0066] 第二實施例
[0067] 第二實施例與第一實施例的區(qū)別僅在于：間隙4的形成方式。具體地，如圖4所示， 圖4示出了本發(fā)明第二實施例的電磁感應加熱裝置的示意圖。該電磁感應加熱裝置包括設 置在容器1底部的軟磁磁芯元件2以及設置在軟磁磁芯元件2下方、用于在通電時使軟磁磁 芯元件2發(fā)熱的電感線圈3;軟磁磁芯元件2和電感線圈3同軸設置，且軟磁磁芯元件2和電感 線圈3之間間隔有間隙4;軟磁磁芯元件2和電感線圈3構成電感器；間隙4為0.5mm-25mm;在 本實施例中，為了使軟磁磁芯元件2和電感線圈3之間隔出間隙4，電磁感應加熱裝置還包括 穿設于電感線圈3并支撐軟磁磁芯元件2的支撐件52。該支撐件52可以為陶瓷制件、玻璃制 件或塑料制件等。這些材料均不會引起軟磁磁芯元件2的相對磁導率的變化。
[0068] 本發(fā)明的電磁感應加熱裝置通過在容器的底部設置軟磁磁芯元件，并在軟磁磁芯 元件的下方間隔設置電感線圈，該電感線圈與軟磁磁芯元件同軸設置;這樣，在該方案中， 通過給電感線圈通電，使軟磁磁芯元件產(chǎn)生感應電流，從而發(fā)出電阻熱以此加熱容器，實現(xiàn) 烹飪的效果。進一步地，在本發(fā)明中，軟磁磁芯元件和電感線圈構成電感器，該電感器的電 感量與軟磁磁芯元件的相對磁導率具有正比例一元函數(shù)關系，而軟磁磁芯元件的相對磁導 率與該軟磁磁芯元件的溫度具有一元函數(shù)關系。這樣，通過測量電感器的電感量即可計算 出軟磁磁芯元件的溫度，繼而獲知與軟磁磁芯元件連接的容器的溫度。本發(fā)明的電磁感應 加熱裝置通過電感線圈既實現(xiàn)了加熱容器的效果，又實現(xiàn)了測量容器溫度的效果，設計巧 妙，實用性強。
[0069]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1. 一種電磁感應加熱裝置，其特征在于，包括設置在容器（1)底部的軟磁磁芯元件（2) 以及設置在軟磁磁芯元件(2)下方、用于在通電時使軟磁磁芯元件(2)發(fā)熱的電感線圈（3); 軟磁磁芯元件(2)和電感線圈（3)同軸設置，且軟磁磁芯元件(2)和電感線圈（3)之間間隔有 間隙(4);該間隙(4)為O · 5mm-25mm; 電磁感應加熱裝置還包括與電感線圈（3)并聯(lián)以用于構成LC諧振電路的諧振電容器 (7)，用于測量LC諧振電路的諧振頻率的諧振檢測模塊(8)以及用于根據(jù)LC諧振電路的諧振 頻率計算軟磁磁芯元件(2)溫度的處理器(9)。2. 根據(jù)權利要求1所述的電磁感應加熱裝置，其特征在于，軟磁磁芯元件(2)溫度T為：其中，f為軟磁磁芯元件(2)的溫度映射為軟磁磁芯元件(2)的相對磁導率的映射關系； 1為電感線圈(3)的長度； f 〇為LC諧振電路的諧振頻率； N為電感線圈(3)的匝數(shù)； k為k系數(shù)，取決于電感線圈(3)的半徑R與其長度1的比值，通過查k值表得到； μ〇為真空磁導率； C為諧振電容器(7)的電容量； S為電感線圈(3)的截面積。3. 根據(jù)權利要求1所述的電磁感應加熱裝置，其特征在于，還包括筒狀支撐體(5)，該筒 狀支撐體(5)的內壁凸出形成有環(huán)狀限位凸緣(51)，電感線圈（3)容置在筒狀支撐體(5)中 且支撐設置在該環(huán)狀限位凸緣(51)上;容器（1)支撐設置在筒狀支撐體(5)的頂部，且軟磁 磁芯元件(2)穿設于筒狀支撐體(5)中。4. 根據(jù)權利要求1所述的電磁感應加熱裝置，其特征在于，還包括用于給電感線圈（3) 提供變化的電流的電磁波產(chǎn)生電路(6)。5. 根據(jù)權利要求1所述的電磁感應加熱裝置，其特征在于，還包括穿設于電感線圈（3) 中并支撐軟磁磁芯元件(2)的支撐件(52)。6. 根據(jù)權利要求5所述的電磁感應加熱裝置，其特征在于，支撐件(52)為陶瓷制件、玻 璃制件或塑料制件。7. 根據(jù)權利要求1所述的電磁感應加熱裝置，其特征在于，軟磁磁芯元件(2)采用鐵磁 體或亞鐵磁體。8. 根據(jù)權利要求7所述的電磁感應加熱裝置，其特征在于，軟磁磁芯元件(2)采用因瓦 合金或坡莫合金。
【文檔編號】H05B6/12GK106028491SQ201610586104
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月22日
【發(fā)明人】丘守慶, 許申生, 陳勁鋒, 戚龍
【申請人】深圳市鑫匯科股份有限公司