ЗОНД И СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Российский патент 2023 года по МПК G01K1/24 G01K7/36 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к зонду и системе для измерения температуры, например, для измерения температуры сердцевины пищевого продукта во время приготовления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Многие устройства для приготовления и выпечки используют интерактивные рецепты для обеспечения оптимального вкуса и полезности приготовленных блюд.

Для этих устройств часто важно измерять температуру сердцевины пищевого продукта. В качестве примера хорошо известно, что во время приготовления можно контролировать температуру говяжьего стейка для достижения желаемой степени готовности, такой как средняя, слабая и т.д. Точно так же полезно также точно измерять готовность других видов продуктов питания, например овощей.

Существует ряд недостатков, связанных с доступными в настоящее время методами измерения температуры. Например, некоторые датчики температуры требуют использования громоздкой кабельной системы, которая неудобна в использовании и может затруднить пользователю удобное и правильное управление датчиком температуры. В качестве еще одного примера, некоторые датчики температуры требуют использования батарей, что может быть проблематичным с точки зрения установки и замены.

Отзывы потребителей о проводных датчиках температуры в основном отрицательные, и, соответственно, существует спрос на практичные беспроводные решения для измерения температуры. Тем не менее, доступные в настоящее время беспроводные решения для измерения температуры обычно включают технологии беспроводной связи, такие как Wi-Fi и Bluetooth, и они обычно ограничены небольшим диапазоном рабочих температур, которые могут быть неподходящими или недостаточными для приготовления пищи (например, жарка, выпечка и т. д.).

Другие типы доступных в настоящее время беспроводных датчиков температуры включают технологии, основанные на использовании кристаллов кварца и/или поверхностных акустических волн, что значительно увеличивает затраты, связанные с изготовлением и обслуживанием.

Экономически эффективный беспроводной датчик температуры будет в значительной степени предпочтителен потребителями с точки зрения удобства использования, а также достижения желаемого уровня вкуса и полезности получаемых приготовленных пищевых продуктов.

В WO 2021/058390 раскрыт температурный зонд, который включает в себя резонансную схему, причем резонансная схема имеет температурно-зависимую резонансную частоту на основе конденсатора, имеющего температурно-зависимую емкость. Детекторный блок выполнен с возможностью сопряжения с резонансной схемой для приема отклика, связанного с текущей резонансной частотой резонансной схемы. Этот зонд устраняет необходимость в проводном соединении между чувствительным элементом и детекторным блоком. Вместо этого между резонансной схемой и детекторным блоком установлена беспроводная индуктивная связь. Блок управления определяет текущую резонансную частоту резонансной схемы на основании полученного отклика и тем самым определяет температуру зонда.

Детекторный блок содержит катушку передатчика-приемника и взаимодействует с резонансной схемой, например, путем управления катушкой передатчика-приемника для выполнения развертки частоты для возбуждения резонансной схемы в чувствительном элементе.

Проблема с использованием индуктивной связи заключается в том, что катушка резонансной схемы должна быть параллельна катушке детекторного блока, чтобы обеспечить коррекцию функционирования системы. Зонд температуры сердцевины также нуждается в части для ввода в сердцевину контролируемого продукта и внешней части рукоятки, которая может, например, включать в себя катушку для индуктивной связи. Таким образом, зонд занимает место на поверхности для приготовления пищи или в камере для приготовления пищи.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение определено формулой изобретения.

Согласно примерам в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложен беспроводной зонд для контроля температуры, содержащий:

щуп для вставки в объект, для которого необходимо контролировать температуру сердцевины, причем щуп имеет область контроля температуры;

головку на ближнем конце щупа, причем головка пребывает вне объекта; и

схему, имеющую температурно-зависимую характеристику, причем схема включает в себя катушку индуктивности датчика для беспроводного опроса внешним детекторным блоком для определения таким образом температуры в области контроля температуры,

причем катушка индуктивности датчика расположена в головке (306),

и при этом щуп имеет удлиненную ось, которая смещена от плоскости катушки индуктивности датчика.

Этот зонд для контроля температуры имеет щуп для вставки в объект, такой как подлежащий приготовлению пищевой продукт, и внешнюю головку. Кончик щупа, который вставлен в объект, можно рассматривать как дальний конец, а противоположный конец (где соединена головка) является ближним концом. Удлиненная ось щупа и головка не лежат в одной плоскости, так что между ними есть изгиб. Это упрощает вставку щупа при сохранении желаемой ориентации головки, в частности, для обеспечения правильной связи с дистанционным детекторным блоком. Кроме того, это позволяет расположить головку относительно объекта таким образом, чтобы зонд занимал минимальное количество пространства.

Изгиб составляет, например, от 90 до 180 градусов, например, от 135 до 180 градусов, например, от 160 до 180 градусов. Образуется U-образный изгиб или почти U-образный изгиб. Затем щуп может быть вставлен сбоку (горизонтально), а головка находится над щупом также в горизонтальной плоскости. Эта горизонтальная ориентация головки и/или щупа является, например, желаемой ориентацией для опроса детекторным блоком.

Поскольку катушка индуктивности датчика находится в головке, ориентация головки важна для обеспечения возможности опроса внешним детекторным блоком. Головку можно удерживать рукой с желаемой ориентацией (например, горизонтальной), а щуп можно вставить в объект для поддержания этой желаемой ориентации. Например, головка может быть установлена плоской (горизонтальной) над верхней частью объекта.

Минимальное расстояние между концом щупа, вставляемого в объект, и головкой, например, находится в диапазоне от 25 мм до 30 мм. Когда обеспечен U-образный изгиб, это расстояние, например, соответствует глубине, на которую конец щупа вставлен в объект.

Диаметр щупа находится, например, в диапазоне от 2 мм до 6 мм. Это дает пространство для любых компонентов схемы, которые должны быть выполнены внутри щупа, таких как температурно-зависимый компонент, такой как конденсатор, при этом предотвращая чрезмерное повреждение объекта путем вставки щупа.

Длина щупа, который должен быть вставлен в объект, составляет, например, диапазон от 25 мм до 60 мм.

Схема, например, содержит один или более компонентов с температурно-зависимыми характеристиками. Компоненты и катушка индуктивности датчика вместе образуют резонансную схему.

Компоненты с температурно-зависимыми характеристиками, например, содержат конденсатор с температурно-зависимой емкостью и/или термистор с температурно-зависимым сопротивлением и/или индуктор с температурно-зависимой индуктивностью. Таким образом, компоненты пассивной схемы с температурной зависимостью используют для образования с катушкой датчика индуктивности температурно-зависимого импеданса. Этот температурно-зависимый импеданс приводит к температурно-зависимой резонансной частоте.

Резонансная частота этой схемы затем может быть измерена извне детекторным блоком для определения температуры.

Температурно-зависимые компоненты предпочтительно находятся в щупе, например, вблизи кончика щупа.

Щуп может быть шарнирно прикреплен к головке. Это позволяет регулировать ориентацию головки после вставки щупа. Щуп может содержать прямой участок и изогнутый участок, шарнирно соединенные друг с другом. Это позволяет дополнительно регулировать общую форму зонда.

Зонд для контроля температуры предпочтительно предназначен для контроля температуры сердцевины пищевого объекта во время приготовления.

Кроме того, в соответствии с изобретением предлагается беспроводная система контроля температуры, содержащая:

зонд для контроля температуры, как определено выше; и

детекторный блок, содержащий воспринимающую катушку для индуктивной связи с катушкой индуктивности датчика и схемой обнаружения.

Детекторный блок обеспечивает дистанционный контроль схемы зонда для контроля температуры с помощью индуктивной связи. Таким образом, зонд не нуждается в источнике питания. Детекторный блок может быть встроен в прибор для приготовления пищи.

Схема обнаружения, например, содержит схему развертки частоты и процессор для определения резонансной частоты схемы температурного зонда.

Изобретение также обеспечивает прибор для приготовления пищи, содержащий беспроводную систему контроля температуры, определенную выше, причем прибор для приготовления пищи содержит корпус, и при этом воспринимающая катушка детекторного блока встроена в часть корпуса.

Воспринимающая катушка детекторного блока может быть встроена в крышку корпуса.

Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны и пояснены со ссылкой на вариант(ы) реализации, описанный(ые) далее.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания настоящего изобретения и для более понятного пояснения того, каким образом оно может быть реализовано на практике, далее, лишь в качестве примеров, будут приводиться ссылки на сопроводительные чертежи, на которых:

на фиг. 1 показана блочная схема известной беспроводной системы контроля температуры;

на фиг. 2 показан вариант реализации системы, показанной на фиг. 1.

на фиг. 3 показан пример конструкции зонда датчика;

на фиг. 4 более четко показан изгиб и показан угол изгиба;

на фиг. 5 и 6 показан один подробный пример с размерами;

на фиг. 7 показан второй пример конструкции зонда датчика; и

на фиг. 8 показан третий пример конструкции зонда датчика.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение будет описано со ссылкой на фигуры.

Следует понимать, что хотя подробное описание и конкретные примеры представляют примеры вариантов осуществления устройств, систем и способов, они предназначены исключительно для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Эти и другие признаки, аспекты и преимущества устройств, систем и способов согласно настоящему изобретению станут более понятными из нижеследующего описания, прилагаемой формулы изобретения и сопроводительных чертежей. Следует понимать, что фигуры являются лишь схематическими и изображены без соблюдения масштаба. Следует также понимать, что одинаковые ссылочные обозначения используются на фигурах для обозначения одних и тех же или подобных частей.

В изобретении предложен беспроводной зонд для контроля температуры, содержащий щуп для вставки в объект, для которого необходимо контролировать температуру сердцевины, и головку на ближнем конце щупа. Катушка индуктивности датчика находится в головке и используется для беспроводного опроса внешним детекторным блоком для определения температуры сердцевины. Удлиненная ось щупа не находится в плоскости головки, например, так что между ними есть изгиб. Это позволяет установить головку относительно объекта, экономя пространство, и облегчает правильное выравнивание головки для правильного опроса внешним детекторным блоком.

Изобретение относится к беспроводному температурному зонду и, в частности, к использованию индуктивной связи между зондом и дистанционным детекторным блоком. В качестве примера сначала будет описан тип беспроводного температурного датчика, как описано в WO 2021/058390. Дополнительные подробности можно найти в WO 2021/058390, но изобретение также может быть применено к другим типам беспроводных температурных зондов с другими вариантами температурно-зависимых компонентов схемы.

Фигуры 1 и 2 взяты из WO 2021/058390.

На фиг. 1 показана блочная схема беспроводной системы 100 контроля температуры, которая может быть использована для измерения температуры объекта, такой как температура сердцевины пищевого продукта во время приготовления.

Как проиллюстрировано на фиг. 1, система 100 содержит чувствительный зонд 110, выполненный с возможностью вставки в объект. Например, чувствительный зонд 110 может быть вставлен в твердый пищевой продукт, такой как картофель или кусок мяса. Чувствительный зонд 110 содержит резонансную схему 112 (например, LC-схему), которая имеет температурно-зависимую резонансную частоту. В одном примере резонансная схема 112 содержит конденсатор 114, который имеет температурный коэффициент своей емкости. Однако в качестве дополнения или альтернативы могут быть использованы другие температурно-зависимые компоненты, такие как термисторы. В некоторых вариантах реализации температурные коэффициенты компонентов могут присутствовать в заданном диапазоне температур, соответствующем ожидаемому диапазону температур объекта.

В качестве примера температурно-зависимого конденсатора 114, конденсатор может представлять собой керамический конденсатор и может содержать (диэлектрический) материал Y5V. Может быть обеспечено преимущество при использовании керамических конденсаторов, содержащих материал Y5V, в системе 100, поскольку эти типы конденсаторов обычно обладают полезным свойством, которое позволяет резонансной схеме 112 изменять свои свойства в зависимости от окружающей температуры. Такое изменение свойств позволяет определить температуру объекта.

Более подробно, в многослойных керамических конденсаторах изоляционный материал между электродами (также известный как диэлектрический материал) оказывает большое влияние на результирующую емкость конденсатора. Свойства диэлектрического материала изменяются в зависимости от температуры. Это, как правило, нежелательный паразитный эффект в электронной схеме, но в этом случае этот конкретный эффект позволяет оценить или определить температуру конденсатора.

Кроме того, когда чувствительный зонд 110 вставлен в объект, конденсатор 114 может быть защищен от перегрева объектом. Например, конденсатор 114 может быть защищен от перегрева, как только чувствительный зонд 110 вставляется в пищевой продукт, который помещается внутрь печи для выпечки.

Хотя это не показано на фиг. 1, в некоторых примерах система 100 может содержать один или более дополнительных чувствительных зондов. В таких случаях чувствительный зонд 110 может называться «первым чувствительным зондом», а один или более дополнительных чувствительных зондов могут называться в совокупности «дополнительным чувствительным зондом(-ами)». В этих вариантах реализации каждый из одного или более дополнительных чувствительных зондов может содержать соответствующую резонансную схему, и каждый из одного или более дополнительных чувствительных зондов может быть вставлен в объект или помещен рядом с ним.

Каждая из соответствующих резонансных схем одного или более дополнительных чувствительных зондов может иметь различную друг от друга температурно-зависимую резонансную частоту. Кроме того, температурно-зависимая резонансная частота каждой из резонансных схем может отличаться от температурно-зависимой резонансной частоты резонансной схемы первого чувствительного зонда 110.

Кроме того, система 100 содержит детекторный блок 120. Детекторный блок 120 выполнен с возможностью взаимодействия с резонансной схемой 112 для приема отклика, связанного с текущей резонансной частотой резонансной схемы 112.

Детекторный блок 120, в частности, содержит катушку передатчика-приемника. Интерфейс между чувствительным зондом 110 и детекторным блоком 120 содержит магнитную связь между детекторным блоком 120 и резонансной схемой 112. Более подробно, магнитная связь может быть индуцирована между катушкой передатчика-приемника детекторного блока 120 и резонансной схемой 112, когда чувствительный зонд 110 расположен вблизи детекторного блока 120.

Кроме того, детекторный блок 120 может быть выполнен с возможностью взаимодействия с резонансной схемой 112 посредством управления катушкой передатчика-приемника для выполнения развертки частоты для возбуждения резонансной схемы 112 в чувствительном зонде 110. Это управление реализуется блоком 130 управления, который функционирует как схема обнаружения. Развертка частоты может представлять собой ступенчатую развертку, включающую в себя множество отдельных шагов, каждый из которых связан с другой полосой частот. Детекторный блок 120 может быть выполнен с возможностью осуществления каждого шага в развертке частоты путем передачи соответствующего радиочастотного стимулирующего сигнала в резонансную схему 112 чувствительного зонда 110, и резонансная схема 112 может быть выполнена с возможностью передачи ответного сигнала для каждого шага в развертке в результате возбуждения.

Соответствующий радиочастотный стимулирующий сигнал может находиться в диапазоне частот от 10 кГц до 1 МГц. Возможны другие диапазоны частот и значения в зависимости от типа схемы, используемой в качестве резонансной схемы 112.

Как указано выше, в некоторых примерах система 100 может содержать один или более дополнительных чувствительных зондов, каждый из которых содержит соответствующую резонансную схему. В этих вариантах осуществления детекторный блок 120 может быть выполнен с возможностью сопряжения с каждой из резонансных схем дополнительного(ых) чувствительного(ых) зонда(ов) и первого чувствительного зонда 110, чтобы принимать отклик, связанный с текущей резонансной частотой соответствующей резонансной схемы. Таким образом, в этих вариантах осуществления для каждой из резонансных схем, связанных с первым чувствительным зондом и дополнительным(и) чувствительным(и) зондом(-ами), может быть получен соответствующий отклик.

Хотя чувствительный зонд 110 и детекторный блок 120 являются частью системы 100, чувствительный зонд 110 и детекторный блок 120 физически не соединены. Таким образом, зонд для контроля температуры является беспроводным. Он также не нуждается в источнике питания и, таким образом, является пассивной схемой, но может быть опрошен дистанционно с помощью индуктивной связи, упомянутой выше.

Чувствительный зонд 110 и блок 130 управления также могут быть физически не соединены. Таким образом, во время работы системы 100, чувствительный зонд 110 может быть вставлен в объект беспроводным способом, что, в свою очередь, улучшает удобство использования и гибкость системы 100 в целом. Кроме того, поскольку чувствительный зонд 110 может быть физически отсоединен от остальной части компонентов системы 100, чувствительный зонд 110 может быть легко сохранен, заменен и очищен.

Блок 130 управления выполнен с возможностью определения текущей резонансной частоты резонансной схемы 112 на основе принятого отклика. Блок 130 управления также выполнен с возможностью определения температуры объекта на основе определенной текущей резонансной частоты резонансной схемы. В соответствующем температурном диапазоне конденсатор выбирают таким образом, чтобы имелась сильная корреляция между температурой и резонансной частотой резонансной схемы 112. Таким образом, определение температуры объекта основано на этой корреляции. Кроме того, поскольку изменение температуры, окружающей конденсатор 114 резонансной схемы 112, приводит к смещению резонансной частоты резонансной схемы 112, смещение резонансной частоты указывает на изменение температуры, окружающей конденсатор 114.

На основании предварительных тестовых измерений, в зависимости от материала, используемого в конденсаторе 114, и/или типа конденсатора 114, используемого в резонансной схеме 112, система 100 может иметь диапазон рабочих температур от 10 до 100°С. В некоторых примерах чувствительный зонд 110 может быть выполнен таким образом, что, когда температура в конденсаторе 114 превышает заданное значение (например, 120°C), запорный механизм выполнен таким образом, чтобы предотвратить повреждение чувствительного зонда 110 и/или остальных компонентов в системе 100.

Как указано выше, резонансная схема 112 может быть выполнена с возможностью передачи отклика для каждого шага в ступенчатой развертке. С этой целью блок 130 управления определяет текущую резонансную частоту резонансной схемы 112 путем обработки ответных сигналов из резонансной схемы 112. В частности, блок 130 управления может определять текущую резонансную частоту резонансной схемы 112 на основании соответствующих значений сопротивления и/или измеренных значений частоты частотно-зависимых сигналов отклика из резонансной схемы 112.

При использовании множества чувствительных зондов блок 130 управления может быть выполнен с возможностью определения температуры различных частей объекта на основании определенной текущей резонансной частоты резонансной схемы соответствующего множества чувствительных зондов. Часть объекта, соответствующая соответствующему дополнительному чувствительному зонду, может представлять собой частичный объем, непосредственно прилегающий к месту, в котором размещен соответствующий дополнительный чувствительный зонд.

Блок 130 управления в основном управляет работой системы 100. Блок 130 управления может содержать один или более процессоров, блоков обработки, многоядерных процессоров или модулей, которые выполнены с возможностью или запрограммированы для управления системой 100. В конкретных реализациях блок 130 управления может представлять собой содержать множество программных и/или аппаратных модулей, каждый из которых выполнен с возможностью осуществления или для осуществления отдельных или нескольких этапов способа, описанного в настоящем документе.

Система 100 может также содержать блок 140 отображения, выполненный с возможностью отображения определенной температуры объекта.

На фиг. 2 показана реализация системы по фиг. 1. Система 100 содержит чувствительный зонд 110, детекторный блок и блок 130 управления. Детекторный блок включает в себя воспринимающую катушку 122.

Чувствительный зонд 110 физически не соединен с детекторным блоком и блоком 130 управления. Чувствительный зонд 110 имеет щуп 114 на одном конце чувствительного зонда 110 для обеспечения возможности вставки чувствительного зонда 110 в объект, например, в пищевой продукт, такой как кусок мяса или картофель.

Резонансная схема 112 показана в виде индуктора L, который является катушкой индуктивности датчика для беспроводного опроса внешним детекторным блоком и температурно-зависимым конденсатором C. Таким образом, LC-схема 112 имеет температурно-зависимую резонансную частоту. Резонансная схема 112, например, инкапсулирована внутри чувствительного зонда. Конденсатор С имеет температурный коэффициент в заданном диапазоне.

Воспринимающая катушка 122 детекторного блока предназначена для индуктивной связи с катушкой L индуктивности датчика и схемой 130 обнаружения для анализа отклика от резонансной схемы 112. Детекторный блок, таким образом, взаимодействует с резонансной схемой 112 для приема отклика, связанного с текущей резонансной частотой резонансной схемы 112. Магнитная связь M между детекторным блоком 120 и резонансной схемой 112, возникающая в результате взаимодействия между этими двумя компонентами, представлена значком молнии на фиг. 2. Резонансная схема 112 чувствительного зонда 110 размещается внутри магнитного поля, генерируемого катушкой передатчика-приемника детекторного блока 120, что приводит к образованию магнитной связи M между этими компонентами.

Указанная система известна в той степени, в которой она описана выше, причем в качестве температурно-зависимого компонента используется конденсатор. Данное изобретение, в частности, относится к конструкции зонда датчика.

Для получения желаемой индуктивной связи между катушкой L индуктивности датчика и воспринимающей катушкой 122 детекторного блока две катушки предпочтительно должны находиться в параллельных плоскостях. Кроме того, катушка L индуктивности датчика не должна находиться слишком близко к смежным металлическим частям.

На фиг. 3 показан пример конструкции зонда датчика для контроля. Зонд 300 для контроля температуры содержит щуп 302 для вставки в объект (например, пищевой продукт), для которого необходимо контролировать температуру сердцевины. Щуп выполнен удлиненным с удлиненной осью 305. Основной участок щупа, который должен быть вставлен в объект, является, например, прямым, следовательно, с линейной удлиненной осью, но он также может быть искривленным. Направление щупа и удлиненной оси может в этом случае рассматриваться как среднее значение касательной к кривизне щупа вдоль длины щупа и, следовательно, общее направление щупа.

Щуп имеет область контроля температуры, такую как область 304 вблизи дальнего кончика щупа. Головка 306 находится на ближнем конце щупа, напротив кончика, и головка 306 предназначена для пребывания вне объекта.

Описанная выше схема, имеющая температурно-зависимую характеристику, образована внутри чувствительного зонда 300.

В предпочтительном примере конденсатор C выполнен в щупе 302 в области 304 контроля температуры, а катушка L индуктивности датчика выполнена в головке 306. В показанном примере головка имеет форму диска, соответствующую форме катушки индуктивности датчика. Это позволяет сформировать большую катушку датчика, поскольку ее не нужно вставлять в объект.

Удлиненная ось 305 щупа смещена от плоскости катушки индуктивности датчика в головке 306. Таким образом, вместо формирования линейного зонда с щупом на одном конце и головкой на другом, между щупом 302 и головкой 306 имеется изгиб 308. Это означает, что чувствительный зонд занимает меньше внешнего пространства после вставки щупа, поскольку головка может быть расположена ближе или более предпочтительно относительно продукта. Это означает, в частности, что зонд занимает меньше бокового пространства вокруг объекта, которое может быть ограничено в случае пищевого продукта внутри варочной камеры духовки или фритюрницы и т. д. Это также означает, что расстояние может быть сохранено от металлических частей, таких как стены варочной камеры, путем установки головки на верхней части объекта.

Благодаря тому, что головка находится напротив объекта, объекты могут быть упакованы более плотно, например, пищевые продукты в варочной камере. Благодаря тому, что головка находится поверх объекта (когда головка содержит катушку датчика), может быть улучшена связь между катушкой датчика и воспринимающей катушкой, расположенной выше.

На фиг. 3 показана усиливающая перемычка 310, которая также ограничивает вставку щупа.

Изгиб 308 предпочтительно имеет угол между 90 и 180 градусами (включительно). Например, изгиб под углом 90 градусов позволяет вставлять щуп вниз, а головка остается плоской на верхней части объекта. Это подходит для толстых предметов, таких как картофель. Изгиб почти на 180 градусов позволяет вставлять щуп в боковом направлении с головкой сверху. Это подходит для более тонких предметов, таких как стейк.

Изгиб 308 между щупом и головкой упрощает вставку щупа при сохранении желаемой ориентации щупа и/или головки, в частности, для обеспечения правильной связи с дистанционным детекторным блоком.

Поскольку головка содержит катушку датчика, необходимо выбрать ориентацию катушки датчика. Например, воспринимающая катушка детекторного блока может быть установлена в крышке устройства для приготовления пищи в горизонтальной плоскости (когда устройство для приготовления пищи установлено на горизонтальной поверхности), и затем головка также должна быть ориентирована горизонтально.

На фиг. 4 показан угол α изгиба. Изгиб α составляет, например, от 90 до 180 градусов, как упомянуто выше, например от 135 до 180 градусов, например от 160 до 180 градусов. Показанный пример представляет собой почти U-образный изгиб, так что щуп может быть вставлен сбоку (горизонтально), а головка находится над щупом также в горизонтальной плоскости.

Диаметр D щупа (показан на рисунке 3) находится, например, в диапазоне от 2 мм до 6 мм. Это дает пространство для любых компонентов схемы, которые должны быть образованы внутри щупа, в частности конденсатора и/или других температурно-зависимых пассивных компонентов, при предотвращении чрезмерного повреждения объекта.

Минимальное расстояние S между концом щупа 302, который должен быть вставлен в объект, и головкой 306, например, находится в диапазоне от 25 мм до 30 мм. Когда предусмотрен U-образный изгиб, это расстояние, например, соответствует глубине (в вертикальном направлении), на которой конец щупа вставляется в объект.

Длина L щупа 302, который должен быть вставлен в объект, составляет, например, в диапазоне от 25 мм до 60 мм.

На фиг. 5 и 6 показан один подробный пример с размерами. На фиг. 5 представлен вид сверху головки 306, а на фиг. 6 представлен вид сбоку в поперечном разрезе по линии A-A по фиг. 5.

В этом примере угол α составляет 172 градуса (поэтому головка и щуп находятся под 8 градусами). Головка имеет диаметр 40 мм, а общая длина зонда составляет 60 мм. Диаметр щупа 6,0 мм, длина щупа 48 мм, толщина головки 8,0 мм.

Как показано, конденсатор C находится на кончике щупа, а катушка L датчика находится в головке. Пищевой продукт также показан как 60.

На фиг. 7 показан второй пример конструкции зонда датчика, в котором щуп 302 (выполненный за одно целое с изгибом 308 шарнирно установлен на головке 306 на соединении 320. Это позволяет регулировать ориентацию головки и, следовательно, катушки индуктивности датчика после того, как щуп 302 вставлен в продукт.

На фиг. 8 показан третий пример конструкции датчика, в котором имеются два поворотных соединения 320a, 320b. Головка 306 шарнирно соединена с изгибом 308 на первом соединении 320a, а изгиб 308 шарнирно соединен с щупом 302 на втором соединении 320b. Таким образом, щуп имеет отдельный прямой участок и изогнутый участок, шарнирно соединенные друг с другом. Это позволяет регулировать ориентацию головки, а также регулировать ориентацию изгиба. Это означает, что зонд может быть выполнен с возможностью адаптации к внешнему контуру продукта, в который вставлен щуп, что обеспечивает компактную посадку на продукте.

Вся система 100 может быть встроена в устройство для приготовления пищи или в общее кухонное устройство для измерения температуры. Например, система может быть реализована во фритюрнице, печи для выпечки, гриле, мешалке или пароварке и т. д. Чувствительный зонд 110 предназначен для вставки в пищевой продукт в устройстве для приготовления пищи. Настоящее изобретение может быть использовано, когда температура сердцевины пищевого продукта должна быть использована в работе кухонного прибора.

Тем не менее, система 100 может быть реализована в других областях, включая медицину, здравоохранение, контроль процессов и т.д., в которых пассивный метод измерения температуры может давать преимущество.

Другие варианты раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и осуществлены специалистами в данной области техники при практическом применении заявленного изобретения на основе изучения сопутствующих чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов, а грамматические показатели единственного числа не исключают множества.

Тот факт, что определенные меры упоминаются во взаимно отличных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание этих мер не может быть использовано с выгодой.

Если в формуле изобретения или описании использован термин «приспособлен для», то следует отметить, что этот термин является эквивалентом термина «выполнен с возможностью».

Никакие ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие ее объем.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры сердцевины пищевого продукта во время приготовления. Заявлен беспроводной зонд для контроля температуры, который содержит щуп для вставки в объект, для которого необходимо контролировать температуру сердцевины, и головку на ближнем конце щупа. Катушка индуктивности датчика находится в головке и используется для беспроводного опроса внешним детекторным блоком для определения температуры сердцевины. Ось щупа не находится в плоскости катушки индуктивности в головке, например, так что между ними имеется изгиб. Это упрощает вставку щупа при сохранении желаемой ориентации головки, в частности для обеспечения правильной связи с дистанционным детекторным блоком. Кроме того, это позволяет расположить головку относительно объекта таким образом, чтобы зонд занимал минимальное количество пространства. Технический результат – повышение точности получаемых данных с одновременным упрощением использования. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Беспроводной зонд (300) для контроля температуры, содержащий:

щуп (302) для вставки в объект, для которого необходимо контролировать температуру сердцевины, причем щуп имеет область (304) контроля температуры;

головку (306) на ближнем конце щупа (302), причем головка (306) предназначена для пребывания вне объекта;

схему (L, C), имеющую температурно-зависимую характеристику, причем указанная схема включает в себя катушку (L) индуктивности датчика для беспроводного опроса внешним детекторным блоком для определения таким образом температуры в области контроля температуры,

причем катушка индуктивности датчика расположена в головке (306),

и при этом щуп имеет удлиненную ось, которая смещена от плоскости катушки индуктивности датчика.

2. Зонд для контроля температуры по п. 1, в котором имеется изгиб между удлиненной осью щупа и плоскостью катушки индуктивности датчика от 90 до 180 градусов, например, от 135 до 180 градусов, например, от 160 до 180 градусов.

3. Зонд для контроля температуры по любому из пп. 1, 2, в котором минимальное расстояние (S) между концом щупа, вставляемого в объект, и головкой находится в диапазоне от 25 мм до 30 мм.

4. Зонд для контроля температуры по любому из пп. 1-3, в котором диаметр (D) щупа находится в диапазоне от 2 мм до 6 мм.

5. Зонд для контроля температуры по любому из пп. 1-4, в котором длина (L) вставляемого в объект щупа находится в диапазоне от 25 мм до 60 мм.

6. Зонд для контроля температуры по любому из пп. 1-5, в котором схема дополнительно содержит один или более компонентов с температурно-зависимыми характеристиками, причем компоненты и катушка индуктивности датчика вместе образуют резонансную схему.

7. Зонд для контроля температуры по п. 6, в котором один или более компонентов с температурно-зависимыми характеристиками содержит конденсатор с температурно-зависимой емкостью и/или термистор с температурно-зависимым сопротивлением.

8. Зонд для контроля температуры по п. 7, в котором один или более компонентов с температурно-зависимыми характеристиками находятся в щупе.

9. Зонд для контроля температуры по любому из пп. 1-8, в котором щуп шарнирно прикреплен к головке.

10. Зонд для контроля температуры по п. 9, в котором щуп 302 содержит прямой участок и изогнутый участок, шарнирно соединенные друг с другом.

11. Зонд для контроля температуры по любому из пп. 1-10 для контроля температуры сердцевины пищевого продукта во время приготовления.

12. Беспроводная система контроля температуры, содержащая:

зонд (300) для контроля температуры по любому из пп. 1-11 и

детекторный блок (120), содержащий воспринимающую катушку для индуктивной связи с катушкой индуктивности датчика и схемой (130) обнаружения.

13. Система по п. 12, в которой схема обнаружения содержит схему развертки частоты и процессор для определения резонансной частоты схемы температурного зонда.

14. Прибор для приготовления пищи, содержащий беспроводную систему контроля температуры по п. 12 или 13, при этом прибор для приготовления пищи содержит корпус, и при этом воспринимающая катушка детекторного блока встроена в часть корпуса.

15. Прибор для приготовления пищи по п. 14, в котором воспринимающая катушка детекторного блока встроена в крышку корпуса.