用于监测辐射发射元件的发射温度的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于监测至少一个辐射发射元件

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监测辐射发射元件的发射温度的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于监测至少一个辐射发射元件的发射温度的装置和方法
、
以及一种用于加热至少一个辐射发射元件以在发射温度发射热辐射的加热系统和方法
。
这些方法和装置特别地可以用于控制在陶瓷玻璃炉灶上加热的至少一件炊具的发射温度
。
然而，另外的应用是可想象的
。

技术介绍

[0002]穿过至少一种过渡材料监测发射
(
特别是在红外光谱范围内的
)
热辐射的至少一个物体的温度通常需要关于这至少一个物体的发射率的知识，该至少一种过渡材料的布置成使得热辐射行进穿过该至少一种过渡材料然后被至少一个辐射敏感元件接收
。
特别地，通过陶瓷玻璃炉灶测量的至少一件炊具的温度需要关于该至少一件特定炊具的发射率的知识
。
因此，如果不对测量设置施加重复调整，就无法实际上正确确定不同种类的物体的温度
。
[0003]US 9,035,223 B2
披露了一种感应加热烹饪装置，其在短时间内完成预热并维持预热结束时获得的温度
。
该感应加热烹饪装置包括：加热线圈，该加热线圈用于通过感应加热烹饪容器；逆变器电路，该逆变器电路用于向加热线圈提供高频电流；操作单元，该操作单元包括用于设置逆变器电路的操作模式的操作模式设置单元；红外传感器，该红外传感器用于检测从烹饪容器的底表面发射的红外光；控制单元，该控制单元用于基于红外传感器的输出和输入到操作单元的设置来控制逆变器电路的输出；以及通知单元
。
然而，其中仅披露了单个红外传感器
。
[0004]然而，为了以与发射率无关的方式确定物体的温度，可以在不同波长使用多个传感器，其中可以组合由每个传感器产生的传感器信号
。Jacqueline Elder
和
Andrew M.Trotta
的“Contractor Report on Evaluation of Sensor and Control Technologies to Address Cooking Fires on Glass Ceramic Cooktops[
关于解决玻璃陶瓷炉灶上的烹饪火灾的传感器和控制技术的评估的承包商报告
]”(
可在
https://www.cpsc.gov/s3fs
‑
public/pdfs/ceramic.PDF
下获得
)
描述了通过的双波长测量系统
。
[0005]J.Paradiso、L.Borque、P.Bramson、M.Laibowitz、H.Ma、M.Malinowski
的“Sensing Systems for Glass Ceramic Cooktops[
用于玻璃陶瓷炉灶的传感系统
]”，麻省理工学院媒体实验室内部报告，
2003
年7月
18
日，描述了利用两个检测器的基于
PbS
的温度测量，这两个检测器一个是主动的，另一个变暗以去除热效应
。
因此，两个文件都描述了红外光谱范围内的双波测量，从而允许在不知道炊具的发射率的情况下确定温度
。US 6,169,486 B1
描述了具有用于测量炊具的辐射的第一波长范围的传感器，而具有第二波长范围的第二检测器用于测量器具
。
[0006]特别地，已知陶瓷玻璃炉灶对于1μ
m
至5μ
m
的波长的红外辐射表现出部分透明性
。
在此，1μ
m
至
1.4
μ
m
的波长的红外辐射在大约
80℃
至
100℃
左右的温度特别弱，在所述温度发生水性液体
(
比如水
)
的相关沸腾过程
。
进一步地，已知
3.4
μ
m
至
4.2
μ
m
的波长的红外辐射与
油引燃过程相关
。
[0007]一般来说，涉及陶瓷玻璃炉灶的温度测量可以通过使用以下方法中的至少一种来执行：
[0008]‑
测量陶瓷玻璃炉灶的底部处的温度并使用这条信息来确定炊具的状态；
[0009]‑
在陶瓷玻璃炉灶中设置开口，并将对红外辐射具有高透射率的窗口以可以通过该窗口测量由炊具发射的红外辐射的方式定位到该开口中，其中，该窗口可以包括蓝宝石或氟化钙，由此可以增加红外传感器的位置处的红外辐射的强度，然而，代价是陶瓷玻璃炉灶的机械强度降低；
[0010]‑
将红外传感器升高到陶瓷玻璃炉灶上方并测量炊具的侧面处的温度，为此，需要在侧面上具有发射率条的专门准备的炊具
。
[0011]WO 2015/018891 A1
披露了一种用于操作具有烹饪炉盘的烹饪装置和用于加热烹饪区域的加热装置的方法
。
进一步地，提供了一种测量系统，该测量系统包括用于检测烹饪区域的温度的第一特征变量的传感器装置
。
根据此专利技术，确定参数
。
该参数描述了测量系统的静态属性，并被考虑用于确定烹饪区域的温度
。
[0012]US 10,356,853 B2
披露了一种感应烹饪系统，该感应烹饪系统包括底座
、
一个或多个侧壁
、
感应线圈
、
以及红外温度传感器
。
底座包括与其相关联的底座表面，其中，底座表面包括设置在底座表面内的窗口
。
一个或多个侧壁限定了位于底座表面上方的井，其中该井被配置为接纳设置在底座表面上方的容器
。
感应线圈设置在底座内，其中，感应线圈限定设置在底座表面下方的第一表面
、
设置成与第一表面相反的第二表面
、
以及邻近窗口设置并从感应线圈的第一表面朝向第二表面延伸的孔口
。
红外温度传感器被设置成邻近窗口并且在孔口内
。
[0013]EP 3 572 730 A2
披露了使用红外传感器通过陶瓷玻璃板对炊具进行远程温度测量，考虑了连续评估的炊具的发射率，并且考虑了陶瓷玻璃板的温度
。
[0014]由于其光谱灵敏度低，除扩展
InGaS
之外的光伏检测器的使用相当有限
。
然而，扩展
InGaS
检测器特别昂贵，因此不常用于多传感器设置
。
[0015]使用热释电效应的温度传感器不适合于确定未调制的辐射
。
然而，炊具发射的辐射通常不会被调制，使得将需要机械斩波器或光学斩波器，从而测量设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于监测至少一个辐射发射元件
(114)
的发射温度的装置
(112)
，其中，该至少一个辐射发射元件
(114)
在该发射温度发射热辐射，该装置
(112)
包括
‑
至少一个辐射敏感元件
(126)
，其中，该至少一个辐射敏感元件
(126)
具有至少一个传感器区域
(128)
，其中，该至少一个传感器区域
(128)
包括选自至少一种光电导材料的至少一种光敏材料，其中，该至少一个传感器区域
(128)
被指定用于根据该至少一个辐射发射元件
(114)
发射的并由该传感器区域
(128)
接收的在至少两个单独的波长范围内的热辐射的强度来产生至少一个传感器信号，其中，该至少一个辐射敏感元件
(126)
被布置成使得该热辐射行进穿过至少一种过渡材料
(116)
然后被该至少一个辐射敏感元件
(126)
接收，其中，该至少一种过渡材料
(116)
对于在该两个单独的波长范围内的该热辐射是至少部分透明的；以及
‑
至少一个评估单元
(138)
，其中，该至少一个评估单元
(138)
被配置成通过将在该至少两个单独的波长范围内的该热辐射的强度的值进行比较来确定该至少一个辐射发射元件
(114)
的发射温度
。2.
根据前述权利要求所述的装置
(112)
，
‑
其中，该装置
(112)
包括单个辐射敏感元件
(126)
，其中，该两个单独的波长范围是通过使用至少一个可调整光学滤波器
(132)
来提供的，其中，该至少一个可调整光学滤波器
(132)
选自以下中的至少一个：
○
具有至少两个区域
(136)
的可移动光学滤波器
(134)
，其中，每个区域
(136)
被设计为过滤一个不同的波长范围；
○
电光滤波器，该电光滤波器被设计为在施加不同电压或电流时过滤不同的波长范围；或
‑
其中，该装置
(112)
包括至少两个辐射敏感元件
(126)
，其中，该至少两个单独的波长范围是由以下中的至少一个提供的：
○
至少两个单独的辐射敏感元件
(126)
；或
○
至少两个单独的光学滤波器
(154)。3.
根据前述权利要求中任一项所述的装置
(112)
，进一步包括
‑
至少一个另外的辐射敏感元件
(126)
，其中，该至少一个另外的辐射敏感元件
(126)
被指定用于根据该至少一种过渡材料发射的在至少一个另外的波长范围内的另外的热辐射的强度来产生至少一个另外的传感器信号
(116)
，其中，该至少一种过渡材料
(116)
对于该辐射发射元件
(114)
发射的在该至少一个另外的波长范围内的热辐射是不透明的或仅部分透明的，其中，该至少一个评估单元
(138)
进一步被配置为在确定该至少一个辐射发射元件
(114)
的发射温度时考虑该至少一个另外的辐射敏感元件
(126)
测量的该至少一个另外的传感器信号
。4.
根据前述权利要求中任一项所述的装置
(112)
，其中，该至少一种光电导材料包括硫化铅，其中，该至少两个单独的波长范围选自
0.8
μ
m
至
2.8
μ
m
的波长，其中，该至少一种过渡材料
(116)
选自用于陶瓷玻璃炉灶中的至少一种陶瓷材料
(130)
，并且其中，该至少一种陶瓷材料
(130)
对于高于
2.8
μ
m
至
3.2
μ
m
的至少一个波长的热辐射是不透明的或仅部分透明的
。
5.
根据前述权利要求中任一项所述的装置
(112)
，其中，该至少两个单独的波长范围包括第一单独波长范围和第二单独波长范围，其中，该第一单独波长范围完全包含在该第二单独波长范围内
。6.
根据前述权利要求中任一项所述的装置
(112)
，其中，该至少一个评估单元
(138)
进一步被配置为确定该至少一个辐射发射元件
(114)
的发射率，其中，该发射率与该至少一个辐射发射元件
(114)
发射该热辐射的有效性相关
。7.
根据前一项权利要求所述的装置
(112)
，其中，该至少一个评估单元
(138)
被配置为根据该至少一个辐射敏感元件
(114)
产生的该至少一个传感器信号来确定该至少一个辐射发射元件
(126)
的发射率
。8.
根据前述权利要求中任一项所述的装置
(112)
，进一步包括
‑
至少一个温度传感器
(162)
，其中，该至少一个温度传感器
(162)
被指定用于监测以下中的至少一个的温度：
○
该至少一个辐射敏感元件
(126)
；或
○
该至少一种过渡材料
(116)
其中，该至少一个评估单元
(138)
进一步被配置为在确定该至少一个辐射发射元件
(114)
的发射温度时考虑该至少一个温度传感器
(162)
测量的温度
。9.
根据前述权利要求中任一项所述的装置
(112)
，进一步包括
‑
至少一个参考辐射敏感元件
(164)
，其中，该至少一个参考辐射敏感元件
(164)
具有至少一个被覆盖的传感器区域
(166)
，其中，该至少一个被覆盖的传感器区域
(166)
包括与该至少一个辐射敏感元件
(126)
相同的光敏材料并且以阻碍该参考辐射敏感元件
(164)
接收该至少一个辐射发射元件
(164)
发射的热辐射的方式被覆盖，其中，该至少一个被覆盖的传感器区域
(166)
被指定用于产生至少一个参考信号，其中，该至少一个评估单元
(138)
进一步被配置为在确定该至少一个辐射发射元件
(114)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：特里纳米克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：