一种烹饪器具的电容耦合式无线信号测温装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种烹饪器具的电容耦合式无线信号测温装置，其包括脉冲信号发生电路、用于温度信号采集的测温元件、信号接收和处理电路、用于传输信号的两组耦合电容，第一耦合电容上的上极板与第二耦合电容上的上极板设置在烹饪器具上的测温侧并与测温元件相互串联，第一耦合电容上的下极板与第二耦合电容上的下极板设置在非测温侧用于耦合脉冲无线信号，同组耦合电容的上、下两极板在两侧相对但无接触；信号发生电路生成固定频率的脉冲信号，经过第一耦合电容到达测温元件，测温元件将外界被测量的温度信号转换为电信号，经过第二耦合电容，传输到信号接收和处理电路内部，经过处理后，形成能供单片机处理的信号，达到无线信号测温的目的。本实用新型专利技术是一种适合多种烹饪器具、兼容性强、检测灵敏度高、抗干扰强及适应多种烹饪环境的检测装置。

A capacitive coupled wireless signal temperature measuring device for cooking appliances

The utility model is a capacitive coupled wireless signal temperature measuring device for a cooking utensil, which includes a pulse signal generating circuit, a temperature measuring element for collecting temperature signals, a signal receiving and processing circuit, two sets of coupling capacitors for transmitting signals, the upper pole on the first coupling capacitor and the upper pole on the second coupling capacitor. The plate is set on the temperature measuring side of the cooking utensil and is connected with the temperature measuring element. The lower pole on the first coupling capacitor and the lower plate on the second coupling capacitance are set on the non temperature measuring side to coupling the pulse radio signals, and the upper and lower two plates of the same group of coupling capacitance are relative but without contact on both sides; the signal generator circuit generates a fixed frequency. The pulse signal of the rate reaches the temperature measuring element through the first coupling capacitance. The temperature sensor converts the measured temperature signal to the electrical signal, and passes through the second coupling capacitance to the signal receiving and processing circuit. After processing, it forms the signal which can be processed by the single chip computer to reach the purpose of measuring the temperature of the wireless signal. The utility model relates to a detection device which is suitable for various cooking utensils, has strong compatibility, high detection sensitivity, strong anti-interference and adapts to various cooking environments.

【技术实现步骤摘要】
一种烹饪器具的电容耦合式无线信号测温装置
本技术涉及一种烹饪器具的电容耦合式无线信号测温装置。
技术介绍
烹饪器具上的无线信号测温方法，是目前各企业和研究机构的研究热点之一。测温探头分布在烹饪器具的各个关键部位，读取温度数据以便进行相应的控制。现有的技术大多将测温探头与读取部分进行有线连接。这种连接虽然数据读取可靠，然而有线信号测温的装置不便于使位于温度检测两端的烹饪器具的两部分进行物理分离。例如在烹饪器具的上盖上进行测温，底座上进行读取并处理，上盖需要取下而与底座分离时，连接引线或者耦合连接端子使分离变得困难。若能实现非接触的无线信号检测，就可以方便地分离。有线信号检测装置有时难以直接测量关键信号数据。例如电磁炉的锅具温度测量，往往在底座内部的锅具垫板下面布置测温探头，间接对锅具进行测温。由于受间接热传导因素影响，取得的温度数据往往滞后且不准确，无法实现精确控温。若在垫板上开孔让测温探头直接测量锅底温度，则严重减低了垫板的机械强度，增加了开孔成本，增加了防水难度。现有的无线(非接触)信号测温技术，温度信号的发射和接收大多使用RFID芯片、光接收器或者电感线圈，且大多使用电池给测温电路供电。电池使用寿命有限，维护和更换不便。也有部分无线信号测温技术利用电感线圈在传输信号的同时给信号检测电路供电。但缺点有尺寸大，铜损、高频涡流损耗引起的自身发热引起的零漂现象导致偏差加大，而且若处于外部强磁场环境之下两组磁场相互干扰很难正常工作。
技术实现思路
本技术旨在解决或优化现有有线和无线信号检测装置中的问题，提供一种简洁易用、兼容性强、检测灵敏度高、抗干扰强及适应多种烹饪环境的检测装置。【1】根据实施例，本技术提供的一种烹饪器具的电容耦合式无线信号测温装置，其包括：脉冲信号发生电路、用于温度信号采集的测温元件、信号接收和处理电路、用于传输信号的两组耦合电容，第一耦合电容(以下以C1表示)上的上极板(以下以C1-1表示)与第二耦合电容(以下以C2表示)上的上极板(以下以C2-1表示)设置在烹饪器具上的测温侧并与测温元件相互串联，第一耦合电容上的下极板(以下以C1-2表示)与第二耦合电容上的下极板(以下以C2-2表示)设置在非测温侧用于耦合脉冲无线信号，同组耦合电容的上、下两极板在两侧相对但无接触；信号发生电路生成固定频率的脉冲信号，经过第一耦合电容到达测温元件，测温元件将外界被测量的温度信号转换为电信号，经过第二耦合电容，传输到信号接收和处理电路内部，经过处理后，形成能供单片机处理的信号，达到无线信号测温的目的。【2】优选地，所述的测温元件，包括热敏电阻、热电偶、RTD、IC温度传感器等。【3】优选地，所述的信号接收和处理电路，能将上述测温元件采集的信号，经过处理电路转换为能够识别的信号。【4】优选地，所述的耦合电容C1和C2，为板式无极性电容。【5】优选地，所述的电容极板，为良导电材料制成，导电材料为以下任一种：铝、铜、金、银、铁、碳、PEDOT、氧化铟锡等，电容极板的形状可以是厚片状、薄膜状，也可以是导电涂料、PCB印制板等。【6】优选地，所述的测温侧的电容极板C1-1与C2-1，可以采用整体导通的块状或厚膜状或薄膜状的半导体热敏电阻材料合而为一；也可以仅在测温侧的两电容极板中间连接处的局部设置固定大小和面积的块状或厚膜状或薄膜状半导体热敏电阻材料，其余部分采用良导体。【7】优选地，如6所述的块状或厚膜状或薄膜状的热敏电阻材料，为以Mn、Fe、Co、Ni、Cr、Cu、Zn、Mg等为主的2个或2个以上过渡族金属复合氧化物尖晶石型半导体陶瓷材料；或以Ba、Sr、Mg、Ti、Cr、Ni等为主的2个或2个以上复合氧化物钙钛矿型半导体陶瓷材料。根据本技术，如前述【1】所述，脉冲信号发生电路、用于温度信号采集的测温元件、信号接收和处理电路、用于传输信号的两组耦合电容C1与C2，耦合电容C1上的上极板C1-1与C2上的极板上C2-1设置在烹饪器具上的测温侧并与测温元件相互串联，耦合电容C1上的下极板C1-2与C2上的下极板C2-2设置在非测温侧用于耦合脉冲无线信号，同组耦合电容的两极板在两侧相对但无接触。信号发生电路生成固定频率的脉冲信号，经过第一耦合电容C1到达测温元件，测温元件将外界被测量的温度信号转换为电信号，经过第二耦合电容C2，传输到信号接收和处理电路内部，达到无线信号测温的目的。如此形成了完整的脉冲回路，能够实时准确地检测温度信号，并且无需在测温侧设置单独的供电系统如电池或储能电容，而且烹饪器具的测温侧和非测温侧在必要时容易实现物理分离。测温系统采用电容进行无线信号耦合传输，能适应极高、极低温度环境，在强电磁场环境下也能很好地正常工作。根据本技术，如前述【2】所述，测温元件包括热敏电阻、热电偶、RTD、IC温度传感器等。例如热敏电阻(负温度系数NTC或正温度系数PTC)，是一种对温度敏感，在不同温度下表现出不同电阻值的半导体器件。其有灵敏度高、工作温度范围宽、体积小、阻值可选型范围大、易加工成各种复杂形状、稳定性好等特点。采用这些常用、易得、体积小、可靠且廉价的测温元件，有助于本技术的结构实现并获得精确可靠的测温。根据本技术，如前述【3】所述，所述的信号接收和处理电路，能将上述测温元件采集的信号，经过处理电路转换为单片机能够识别的信号。测温元件直接测得的是电阻值、电流值、电压值、电容值等模拟量，这些模拟量的变化引起脉冲信号的改变，信号接收和处理电路将这些脉冲信号转换为单片机能够识别的电信号，再进一步对烹饪器具进行相应的温度控制。根据本技术，如前述【4】所述，所述的第一耦合电容和第二耦合电容，为板式无极性电容。板式无极性电容通常本身结构简单，且能通过正向和逆向电压的脉冲信号，对电源无方向要求，从而也简化了电路结构。虽然板式无极性电容只有较小的容值，但本技术中的电容C1和C2只用于无线信号的耦合，不需要很大的容值。根据本技术，如前述【5】所述，所述的电容极板，为良导电材料制成，良导电材料为以下任一种：铝、铜、金、银、铁、碳、PEDOT、氧化铟锡等，电容极板的形状可以是厚片状、薄膜状，也可以是导电涂料、PCB印制板等。电容极板的制成材料，通常选用电导率高的金属或非金属材料，相比金、铂、银等贵金属，应用时应优先选用铝、铜、铁等贱金属以降低制造成本，碳膜(石墨、石墨烯等)以其高导电率及小的比表面积特性也可应用为电容极板，PEDOT作为一种高电导率的可透明化有机物质导电材料与另一可透明化无机导电材料氧化铟锡或石墨烯作为透明电极应用在需要透明应用或隐形的场合。另外，铝、铜、碳等电极材料由于有远高于铁的电磁加热频率性质，在烹饪器具上对铁质锅具加热的电磁环境频率下，能够不受或少受干扰地进行电容耦合。根据本技术，如前述【6】所述，所述的测温侧的电容极板C1-1与C2-1，可以采用整体导通的块状或厚膜状或薄膜状的热敏电阻材料合而为一；也可以仅在测温侧的两电容极板中间连接处设置固定大小和面积的块状或厚膜状或薄膜状热敏电阻材料。此举有利于将两侧电容极板进行图案化制备，极板面积增大提高了电容容值从而增加了耦合强度，且某些图案可以在保证面积的同时在交变电磁场环境中不产生或少产生电磁感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烹饪器具的电容耦合式无线信号测温装置，其特征是，其包括脉冲信号发生电路、用于温度信号采集的测温元件、信号接收和处理电路、用于传输信号的两组耦合电容，第一耦合电容上的上极板与第二耦合电容上的上极板设置在烹饪器具上的测温侧并与测温元件相互串联，第一耦合电容上的下极板与第二耦合电容上的下极板设置在非测温侧用于耦合脉冲无线信号，同组耦合电容的上、下两极板在两侧相对但无接触；信号发生电路生成固定频率的脉冲信号，经过第一耦合电容到达测温元件，测温元件将外界被测量的温度信号转换为电信号，经过第二耦合电容，传输到信号接收和处理电路内部，经过处理后，形成能供单片机处理的信号，达到无线信号测温的目的。

【技术特征摘要】
1.一种烹饪器具的电容耦合式无线信号测温装置，其特征是，其包括脉冲信号发生电路、用于温度信号采集的测温元件、信号接收和处理电路、用于传输信号的两组耦合电容，第一耦合电容上的上极板与第二耦合电容上的上极板设置在烹饪器具上的测温侧并与测温元件相互串联，第一耦合电容上的下极板与第二耦合电容上的下极板设置在非测温侧用于耦合脉冲无线信号，同组耦合电容的上、下两极板在两侧相对但无接触；信号发生电路生成固定频率的脉冲信号，经过第一耦合电容到达测温元件，测温元件将外界被测量的温度信号转换为电信号，经过第二耦合电容，传输到信号接收和处理电路内部，经过处理后，形成能供单片机处理的信号，达到无线信号测温的目的。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王唯，余旋，李永强，赵臣，
申请(专利权)人：飞利浦嘉兴健康科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33