DE19646826C5

DE19646826C5 - Vorrichtung zur Temperaturmessung an Kochstellen

Info

Publication number: DE19646826C5
Application number: DE19646826A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Luther
Original assignee: AEG Hausgeraete GmbH
Current assignee: Electrolux Rothenburg GmbH Factory and Development
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: DE19646826C2; DE19646826A1

Abstract

Vorrichtung zur Temperaturmessung einer Kochstelle (1) aus Glaskeramik mit mindestens einem an der Kochstelle (1), insbesondere unmittelbar unterhalb der Kochstelle (1), angebrachten Sensor (2), der als Leiterbahn mit einem temperaturabhängigen elektrischen Widerstand und mit zwei äußeren Anschlussenden (3) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
– dass von der Leiterbahn zwei Messanschlüsse (4) abgezweigt sind und
– dass die beiden Abzweigpunkte (5) für die Messanschlüsse einen zentralen Leitungsabschnitt (6) der Leiterbahn begrenzen, der sich innerhalb des zentralen Flächenbereichs der wirksamen Heizfläche einer Kochstelle befindet, und
– dass zur Temperaturmessung an den beiden Messanschlüssen der Widerstand des zentralen Leitungsabschnittes messbar ist,
– dass der Leiterbahnsensor (2) zur Kapazitätsmessung um ein Aufsetzten eines Kochtopfes auf die Kochstelle (1) zu erkennen und um die Stellung und Größe eines Kochtopfes auf der Kochstelle (1) zu bestimmen, von zwei kreissegmentförmigen, sich zu einer gedachten Ringlinie ergänzenden Elektroden (10a, 10b) beidseitig flankiert ist und...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperaturmessung an Kochstellen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Zur Temperaturmessung an der Kochstelle bzw. zur Messung der Glaskeramiktemperatur sind an der Glaskeramik geeignete Sensoren angebracht. Bei einem aus der DE 43 36 752 A1 bekannten Sensorsystem überqueren zwei als Leiterbahnen ausgebildete Sensoren die Kochstelle. Je nach Größe der Querschnittsfläche des Kochtopfes wird jedoch der elektrische Widerstand der Leiterbahn in unerwünschter Weise verändert. Diese Veränderung tritt dann auf, wenn zuerst große Kochtöpfe mit Zuschaltung eines äußeren Heizkreises benutzt werden und anschließend mit kleineren Kochtöpfen und einem zugeschalteten inneren Heizkreis weitergearbeitet wird. Fehlerhafte Temperaturmessungen sind die Folge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kochfeld zuverlässige und genaue Temperaturmessungen durchzuführen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 1 gewährleistet eine von unterschiedlichen Topfgrößen unabhängige Temperaturerfassung bzw. Temperaturmessung der Glaskeramikplatte. Hierzu sind von dem erfindungsgemäßen Leiterbahnsensor zwei Meßanschlüsse abgezweigt, wobei die beiden Abzweigpunkte einen Leitungsabschnitt begrenzen, welcher sich innerhalb des zentralen Flächenbereichs der wirksamen Heizfläche einer Kochstelle befindet. Dieser Leitungsabschnitt ist deshalb sowohl bei kleinen als auch bei großen Kochtöpfen zuverlässig abgedeckt, so daß eine von unterschiedlichen Topfgrößen unabhängige Temperaturerfassung erfolgt. Anspruch 1 gewährleistet ebenfalls, daß der zur Temperaturerfassung vorgesehene zentrale Leitungsabschnitt des erfindungsgemäßen Leiterbahnsensors innerhalb des inneren Heizkreises bzw. der inneren Meßstruktur der Kochstelle einliegt.
Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Leiterbahnsensor zur Bestimmung der Durchschnittstemperatur unmittelbar unterhalb der Glaskeramikplatte verwendet bzw. auf deren Unterseite aufgebracht. Durch Integration des Temperaturverlaufs entlang der Leiterbahn wird die Durchschnittstemperatur ermittelt.
Anspruch 2 schafft einen Sensor mit zwei Elektroden, zwischen denen der elektrische Widerstand der Glaskeramikplatte gemessen wird. Mit einem derartigen Sensor wird die heißeste Temperatur der Glaskeramikplatte ermittelt. Hierbei hat der erfindungsgemäße Leiterbahnsensor eine Doppelfunktion, indem er sowohl die Ermittlung der Durchschnittstemperatur als auch der heißesten Temperatur ermöglicht.
Die Erfindung wird anhand des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Kochstelle mit Temperatur- und Kapazitätssensoren.
Das in 1 dargestellte Sensorsystem basiert auf einem aus DE 43 36 752 A1 bekannten Glaskeramikkochfeld mit Temperatur- und Kapazitätssensoren. Mit Hilfe des Sensorsystems gemäß 1 sind sowohl Temperatur- als auch Kapazitätsmessungen an der Kochstelle 1 aus Glaskeramik möglich. Ein erster Sensor 2 ist als Leiterbahn ausgebildet und überquert die wirksame Heizfläche der Kochstelle 1. Zwischen den beiden äußeren Anschlußenden 3 des Leiterbahnsensors 2 ist ein elektrischer Widerstand meßbar. Erfin dungsgemäß sind von dem Leiterbahnsensor 2 zwei Meßanschlüsse 4 abgezweigt. Die beiden Abzweigpunkte 5 begrenzen einen von den äußeren Anschlußenden 3 abgewandten, zentralen Leitungsabschnitt 6 der Leiterbahn, wel cher ausschließlich im zentralen Flächenbereich 7 der wirksamen Heizfläche der Kochstelle 1 einliegt.
Der Leiterbahnsensor 2 sowie auch die übrigen, noch zu beschreibenden Sensoren bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff mit hohem Temperaturkoeffizienten. Der Leiterbahnsensor 2 wird zur Bestimmung der Durchschnittstemperatur unterhalb der Glaskeramikplatte verwendet. Zur Temperaturbestimmung wird mit Hilfe der beiden Anschlußenden 3 und der beiden Meßanschlüsse 4 des Leiterbahnsensors 2 eine sogenannte 4-Drahtmessung durchge führt. Zwischen den beiden Anschlußenden 3 wird ein Meßstrom eingespeist. Der durch diesen Meßstrom im Leitungsabschnitt 6 der Leiterbahn hervorgerufene Spannungsabfall wird an den beiden Meßanschlüssen 4 gemessen. Aus diesem Spannungsabfall und dem Meßstrom wird der Wider stand und damit die Temperatur des Leitungsabschnittes 6 bestimmt.
Der Leiterbahnsensor 2 ist mit Parallelabstand zu einer ebenfalls leiterbahnförmigen Meßleitung 8 angeordnet. Die Meßleitung 8 weist zwei äußere Anschlußenden 9 auf und ist unmittelbar unterhalb oder innerhalb der Glaskeramik angebracht. Der Leiterbahnsensor 2 und die Meßleitung 8 sind als zwei Elektroden wirksam, zwischen denen der elektrische Widerstand der Glaskeramik gemessen wird. Dieser Widerstand zeigt eine große Temperaturabhängigkeit auf und dient zur direkten Temperaturbestimmung der Glaskeramik. In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform weist auch die Meßleitung 8 zwei Meßanschlüsse 4 auf und wirkt dann wie der erfindungsgemäße Leiterbahnsensor 2.
Der Leiterbahnsensor 2 und die Meßleitung 8 sind von zwei kreissegmentförmigen, sich zu einer gedachten Ringlinie ergänzenden Elektroden 10a, 10b beidseitig flankiert. Diese beiden Elektroden bilden zwei innere Ringelektroden 10a, 10b, welche von zwei kreissegmentförmigen, äußeren Ringelektroden 11a, 11b konzentrisch umgeben sind. Die Ringelektroden 10a, 10b, 11a, 11b werden zur Kapazitätsmessung verwendet, um ein Aufsetzen des Kochtopfes auf die Kochstelle 1 zu erkennen und um die Stellung und Größe eines Kochtopfes auf der Kochstelle 1 zu bestimmen. Für die Kapazitätsmessungen weisen die Ringelektroden 10a, 10b, 11a, 11b ensprechende Elektrodenanschlüsse 12a, 12b, 13a, 13b auf. Die inneren Ringelektroden 10a, 10b ergänzen sich zu einer gedachten Ringlinie derart, daß die beiden Abzweigpunkte 5 geringfügig innerhalb dieser Ringlinie liegen.
Die Kapazitätsmessungen zur Topferkennung und zur Bestimmung der Topfgröße und -stellung werden zwischen dem Leiterbahnsensor 2 und der Meßleitung 8 zu den beiden inneren Ringelektroden 10a, 10b und zu den beiden äußeren Ringelektroden 11a, 11b durchgeführt. Die Elektroden bilden einen Kondensator, dessen Kapazität C von der Elektrodenfläche A, dem mittleren Abstand d der Elektroden sowie vom Werkstoff (Dielektrizitätszahl ε_r) zwischen den Elektroden abhängig ist.
Selbstverständlich können die Kapazitätsmessungen zur Topferkennung auch mit anderen als den vorbeschriebenen Elektroden und Sensoren durchgeführt werden.

Claims

Vorrichtung zur Temperaturmessung einer Kochstelle (1) aus Glaskeramik mit mindestens einem an der Kochstelle (1), insbesondere unmittelbar unterhalb der Kochstelle (1), angebrachten Sensor (2), der als Leiterbahn mit einem temperaturabhängigen elektrischen Widerstand und mit zwei äußeren Anschlussenden (3) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass von der Leiterbahn zwei Messanschlüsse (4) abgezweigt sind und – dass die beiden Abzweigpunkte (5) für die Messanschlüsse einen zentralen Leitungsabschnitt (6) der Leiterbahn begrenzen, der sich innerhalb des zentralen Flächenbereichs der wirksamen Heizfläche einer Kochstelle befindet, und – dass zur Temperaturmessung an den beiden Messanschlüssen der Widerstand des zentralen Leitungsabschnittes messbar ist, – dass der Leiterbahnsensor (2) zur Kapazitätsmessung um ein Aufsetzten eines Kochtopfes auf die Kochstelle (1) zu erkennen und um die Stellung und Größe eines Kochtopfes auf der Kochstelle (1) zu bestimmen, von zwei kreissegmentförmigen, sich zu einer gedachten Ringlinie ergänzenden Elektroden (10a, 10b) beidseitig flankiert ist und – dass die beiden Elektroden als innere Ringelektroden (10a, 10b) von zwei kreissegmentförmigen, äußeren Ringelektroden (11a, 11b) konzentrisch umgeben sind, und – dass die beiden Abzweigpunkte (5) des Leiterbahnsensors (2) innerhalb der gedachten Ringlinie liegen und die Anschlussenden (3) des Leiterbahnsensors (2) außerhalb der gedachten Ringlinie liegen. – und dass zwischen den beiden Anschlussenden (3) in die Leiterbahn (2) ein Messstrom einspeisbar ist und die Temperatur aus dem an den Messanschlüssen (4) gemessenen Spannungsabfall bestimmbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Leiterbahnsensor (2) mit Parallelabstand zu einer leiterbahnförmigen, unterhalb oder innerhalb der Kochstelle (1) angebrachten Messleitung (8) mit zwei äußeren Anschlussenden (9) angeordnet ist und – dass zwischen dem als erste Elektrode wirksamen Leiterbahnsensor (2) und der als zweite Elektrode wirksamen Messleitung (8) der elektrische Widerstand der Glaskeramik zur Temperaturmessung erfassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messleitung (8) als Leiterbahnsensor ausgebildet ist.