专利名称：一种非接触式测温的电磁炉及测温方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁炉及测温方法，尤其是一种利用铁或亚铁磁体的磁导率温度特性，实现非接触式测温的电磁炉及测温方法。
背景技术：
通常，炸制食品的油温约160_170°C，如果要炸透食物，油温约190°C左右，经验表明，当油温在50-90°C，会有少量气泡，油面平静；当在90-120°C，气泡消失，油面平静； 120-170°C时，油温急剧上升，油面依旧平静；到170-210°C，有少量青烟，油表面有少许小波纹；一旦到210-250°C，将形成大量含有丙烯醛的青烟，还产生油脂的热聚合物、多环芳烃等多种毒物，因此，用油烹饪的过程中的控温是必要的，优选将油温控制在180°C左右。现有技术中，电饭煲是另一种温度控制的典型例子，但是，电饭煲在做米饭的温度控制方式，和上述油温控制有着很大的不同，因为，米饭的温度控制只要一点即可，即，控制在103士2°C，即可实现煮饭以及保温。特开平10-125453的日本专利公开了一种电磁感应加热烹饪器用的被加热烹饪器，在该文献中，感温不锈钢是具有居里温度的材料。所以，由于居里温度的作用，其磁性会由强磁性体向顺磁性体变化，当超过居里温度时，由于磁性金属材料会丧失磁性，导磁率变低，发热体的发热量以居里温度为边界发生很大的变化，其结果便是能够使用居里温度进行温度控制，例如，使用居里温度为220°C的感温不锈钢控温时，在任何条件下，油的温度也不会超过220°C。公开号为CN1887150的中国专利公开了一种能发出反映温度变化的磁信号的电磁锅，包括加热锅，在加热锅底部固定至少一块感温磁钢作为温度信号发生元件，可以根据感温磁钢达到的居里温度而向电磁灶发出一个失去铁磁性信号，在电磁灶同时有一磁感应元件的情况下，使电磁灶根据感应到的信号来进行温度控制程序的转换，改变了现有技术电磁灶必须人工控温的状况，拓宽电磁灶和电磁锅的用途。上述现有技术其实利用的仅仅是材料的居里点前后物质磁性的突变，即通过所述居里点可以控制一个温度点。如何实现一个更宽的温度范围且连续的非接触式控温，本发明的研究人员在 CN1013079M作出了有益的尝试，该文献公开了了一种设有磁感应测温装置的电磁炉，在所述的电磁炉台板下方靠近加热线圈的位置还设置有测温感应线圈，用于将电磁炉台板上方的磁性感温元件在设定的温度点上产生的磁信号转换为电信号并输出，并在电磁炉控制电路中增设测温电路，该测温电路主要由测温感应线圈和电信号判别电路构成。但是，该案没有对其控制原理进行说明，进一步的研究认为，该技术方案需要在一系列特定的条件下才能够实现。如何实现一个更宽的温度范围且连续的电磁炉非接触式控温，并从原理以及机理上加以说明，现有技术没有给出任何启示。有鉴于此，特提出本发明。

发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种利用铁或亚铁磁体的磁导率温度特性，实现非接触式测温的电磁炉。本发明的另一目的在于提供电磁炉的非接触式测温方法。为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是一种非接触式测温的电磁炉，包括电磁炉壳体、电磁炉台板、电磁炉台板下方的加热线圈、控制电路及位于电磁炉台板上的加热锅，还包括一与加热锅底部紧密接触的磁性感温元件、一设于电磁炉台板下方与所述磁性感温元件位置相对应的测温元件，测温元件包括测温感应线圈和励磁线圈，所述的磁性感温元件为铁磁体或亚铁磁体，利用磁体磁导率的温度特性，配合励磁线圈和测温感应线圈，当所述的磁性感温元件的磁感应强度随温度变化而变化时，其产生的磁场发生变化，该变化反映在测温感应线圈中就产生了相应温度的电信号，通过控制电路实现温度检测及控制。本发明所述的非接触是指磁性感温元件与测温感应线圈之间不接触。所述的测温感应线圈和磁性感温元件设置在励磁线圈的作用范围内；测温感应线圈设置在能够感知磁性感温元件磁场强度变化的区域范围内。所述的加热线圈与所述的励磁线圈为同一线圈，所述的测温感应线圈由支撑架固定在电磁炉台板的下方，对应磁性感温元件位置，支撑架为一纵向截面为阶梯形的板架。所述的测温感应线圈、励磁线圈一起由支撑架固定在电磁炉台板的下方，对应磁性感温元件位置，支撑架为一纵向截面为阶梯形的板架，测温感应线圈和励磁线圈同轴固定在板架上。所述的控制电路包括包括电源电路、与电源电路连接的输出控制电路、控制励磁线圈工作的励磁电路及输出显示信息的显示电路，还包括与输出控制电路连接的测温电路，所述的测温电路包括测温感应线圈和电信号判别电路，测温感应线圈与电信号判别电路相连，电信号判别电路再与输出控制电路连接。所述的测温电路还包括整流滤波电路，测温感应线圈产生的交变电信号通过整流滤波电路之后变成直流电信号，输出到信号判别电路。所述的测温感应线圈为电磁感应线圈或霍尔线圈或霍尔芯片，或者为它们的任意组合。所述的铁磁体或亚铁磁体是指铁、镍、钴、钆、镝的任何一种，或它们任意组合的合金，或铁氧体。本发明磁性感温元件在所述电磁炉的工作温度范围内，具有连续下降的μ -T曲线，即磁导率随温度变化的曲线，所述曲线的任一点的切线与横向的T轴具有夹角β，所述的夹角β为钝角。或具有连续上升的μ_Τ曲线，所述曲线的任一点的切线与横向的T轴具有夹角 α，所述的夹角α为锐角。本发明所述的β角的范围在100-170度，优选在110-160度，更加优选的是 110-140度；所述的α角的范围在10-80度，优选在15-75度，更加优选的是25-70度。对应不同的频率或功率，预置多个μ "Τ曲线，测温时采用的比较对象和预置的等同或者最为接近的μ-T曲线进行换算。
实际上，加热锅尺寸、形状和质量，以及磁性感温元件尺寸、形状和质量对所测温度精确性也有很大的影响，一种简单的办法是，对应一种电磁电磁炉，将其加热锅的尺寸、 形状和质量也固定下来，同时，磁性感温元件尺寸、形状和质量也固定下来。另一种解决方法是，所设置的磁性感温元件尺寸、形状和质量和电磁加热线圈以及测温感应线圈之间的关系固定下来，而加热锅一是采用对磁场没有影响的材料，二是采用影响很小的尺寸、形状和质量。在加热线圈、测温感应线圈、磁性感温元件之间设置高磁导率的屏蔽圈以阻断或减少加热线圈对测温感应线圈、磁性感温元件的影响。所述电磁炉的测温方法为，电磁炉工作时，励磁线圈通电，产生一定强度的感温检测磁场，感温检测磁场通过磁性感温元件和测温感应线圈时，在测温感应线圈中产生电信号，当磁性感温元件的温度随加热锅温度变化时，磁性感温元件的磁性强度发生变化，则测温感应线圈的磁通量相应发生变化，进而导致测温感应线圈两端的电信号产生变化，由于磁性感温元件的不同温度点对应着不同强度的磁性，磁性强度变化，感温检测磁场产生的电信号变化，根据该电信号对应检测到加热锅的温度。由于磁性感温元件的不同温度点对应着不同强度的磁性，同时测温感应线圈中会产生相应的电信号，根据电磁炉的不同烹饪程序的要求设定多个温度点，通过测温感应线圈产生的电信号的大小判别出磁性感温元件的多点温度变化，实现电磁炉的自动温度控制。 采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。1.本发明的电磁炉采用非接触式测温装置不仅可以利用磁性感温元件的居里点温度作为检测温度点，而且还可以利用磁性感温元件特性曲线段作为检测温度点设定的多个程序控制的温度点，从而满足电磁炉的更多样的烹饪要求。2.本发明的电磁炉可以设计精确的自动控制程序，不但能够达到自动控温的效果，还能实现设定的其它烹饪功能，进一步提高了电磁炉的自动化程度。下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的描述。


图1是Fii83Nb6B11合金在370-660°C温度范围内各种特定温度的μ -T曲线示意图；图2是!^e-Cu-Nb-Si-B合金磁导率与温度关系变化示意图；图3是磁化曲线B-H和μ -H曲线关系示意图；图4是磁导率与温度关系μ -T曲线示意图；图5和图6分别是磁化率和温度之间的两种关系示意图；图7和图8分别是磁化强度和温度之间的两种关系示意图；图9是本发明所述的铁磁体的典型的μ-T曲线图，其中，a是具有连续下降的 μ-τ曲线的一种铁磁体，A是曲线其中一点以及在该点的切线；b是具有连续上升的μ-τ 曲线的一种铁磁体，B是曲线其中一点以及在该点的切线；图10是本发明实施例一的电磁炉的示意图；图11是本发明实施例一的电磁炉控制电路原理示意图。
具体实施例方式本发明所述的电磁炉是一种利用铁或亚铁磁体的磁导率温度特性，实现非接触式测温的电磁炉。铁磁体、亚铁磁体或铁氧体的磁导率(或磁感应强度、磁化强度)与温度等参数有着非常复杂关系，它们受频率、温度、居里点前后的磁特性变换等因素的影响，具体可参见下面引用的现有技术的公开内容。《功能材料》增刊2001第10期公开了了一种"Fe83Nb6B11合金磁导率随温度的变化”的研究文章，从该文献可以看出，所述合金磁导率与温度形成复杂的关系，甚至，在不同的条件下，它们的关系系数具有完全不同的趋势，参见附图1。"Fe-Cu-Nb-Si-B合金磁导率与温度关系”(物理学报，1997年10月第10期)公开指出，最具有代表性的!^e73.{!^!^、.典合金在不同的退火温度下体现了迥然不同的 Ui-T曲线，并进一步指出，μ ^逭！"的变化主要是由Ms，K及Xs的变化引起的。参见附图 2。周期性对称变化的交流磁化过程中磁感应强度也周期性对称地变化，其磁滞回线表现为动态特性，如果磁化场的振幅不变情况而提高频率，则磁滞回线逐渐变为椭圆形，可以看出，外界磁场强度的变化以及外界磁场的频率对铁磁体的动态特性有很大的影响。图3是典型的磁化曲线B-H曲线，铁磁体的共同磁化特点是随着H的增加，开始时B缓慢的增加，此时μ较小；而后便随H的增加B急剧增大，μ也迅速增加；最后随H增加，B趋向于饱和，而此时的μ值在到达最大值后又急剧减小(磁导率随磁场强度增加而升高，当外加磁场强度超过某限值，磁导率急剧下降称为磁饱和，材料失去磁屏蔽，磁导率越高越易饱和)，该附图也表明了磁导率μ是磁场H的函数。图4中可看到，磁导率μ还是温度的函数，当温度升高到某个值时，铁磁体由铁磁状态转变成顺磁状态，在曲线突变点所对应的温度就是居里温度Τ。。Weiss的内场理论指出，内场即分子场的大小与磁化强度M成正比，在温度很低时，Ms随T变化很小，铁磁体(参见图5)内部存在自发的磁化强度，当温度越低自发磁化强度越大。同时，铁磁体的磁化率是特别大的正数，在某个临界温度Τ。以下，即使没有外加磁场，材料中也会产生自发的磁化强度。当温度逐渐上升时，热运动的无序作用逐渐加强， 自发磁化强度Ms逐渐减小，当温度达到Τ。时，Tc为居里温度点，自发磁化强度剧烈下降为零，转变成顺磁体，这时磁化率服从居里一外斯定律x= y0c/(T-e)o顺磁居里点θ往往和居里点Τ。很接近，一般θ >τ。。通常，纯铁的居里温度是770°C，纯镍是350°C。亚铁磁体(参见图6)的磁化率在温度低于T。时的磁化率不如铁磁体那么大，它的自发磁化强度也没有铁磁体的大，典型的亚铁磁体材料是铁氧体。顺磁居里点θ <τ。， 且往往为负值。“用差值法测定铁磁材料磁化强度-温度曲线及居里点”(《物理通报》，19620630) 公开了几种铁氧体的磁化强度和温度的关系曲线，其中，图7的样品是用某种软磁铁氧体， 而图8的样品是用一束镍。铁磁材料的磁导率温度关系的复杂性从以上文献可见一斑，已知的研究表明，磁介质一般可分为铁磁体、顺磁质和抗磁质，磁介质的磁化规律满足以下关系Β = μ0(1+Χω) H= μΓμ0Η= μ H，其中，B是磁感应强度，H是磁场强度，μ ^是相对磁导率，μ。是真空磁导率，μ是绝对磁导率，Xm是磁化率。磁导率μ，表征磁介质磁性的物理量，通常使用的是磁介质的相对磁导率μ〃其定义为磁导率μ与真空磁导率μ。之比；磁导率实际上代表了磁性材料被磁化的容易程度；在磁化的不同阶段，材料的磁导率也不同，磁导率在最高点称为最大磁导率，在磁化起始点的磁导率称为初始磁导率，磁化强度Μ,描述磁介质磁化状态的物理量，是矢量，定义为单位体积内分子磁矩m的矢量和，在外磁场作用下，磁介质磁化后出现的磁化电流要产生附加磁场，它与外磁场之和为总磁场B，对于线性各向同性磁介质，M与B、H成正比，顺磁质的M与B、H同方向，对于铁磁体，M和B、H之间有复杂的非线性关系，构成磁滞回线。为了实现本发明所述的非接触式磁感应温度检测方法，需要清楚利用什么样的磁介质特性，才能唯一的得出可以利用的温度变化的电信号。正如前述，在外磁场作用下，磁介质磁化后出现的磁化电流要产生附加磁场，它与外磁场之和为总磁场B，而总磁场和磁导率、磁化率以及磁场强度之间的关系是，B = μ。(1+Χω)Η= μΓμ0Η= μ H，如果在一个适当的温度变化范围内，附加磁场，或者，总磁场B 能够随之有较大幅度的连续变化，是实现本发明所述的目的的一个前提，这是因为，如果总磁场或者磁感应强度B随温度变化而变化的幅度较大，就能够让感应线圈、霍尔线圈或者霍尔元件感受到到磁通量的变化，就能够产生相应的电信号，这是本发明的基本思路之一。μ。是真空磁导率等于1，如果固定磁场强度H，选择一种或者数种在指定温度范围内具有较大幅度变化的相对磁导率μ^的磁介质，就可能实现发明，根据这样的研究结论， 上述现有技术的文献中公开的多种磁介质就可以被利用。从上述研究发现，顺磁质的l·^略大于1，几乎接近μ。，顺磁质B和H满足线性关系，B= μ^。Η= μΗ。非铁磁性物质的μ近似等于μ『而铁磁性物质的磁导率很高， μ >> μ C1，因此，铁磁体、亚铁磁体，包括铁氧体，是适当的。根据上述，铁磁体在温度升至居里点后变为顺磁质，而顺磁质的μ r略大于1，几乎接近μ C1，温度对磁感应强度，或者总磁场B不再引起较大的变化，因此居里点后的磁导率的变化是不能够实现本发明所述的目的。铁磁体磁化后，在介质内的磁场显著增强，即磁化后具有很强的与外磁场同方向的附加磁场，其表象是引入磁场中感受到强吸引力的物质，其所受力是顺磁质的约四五千倍，铁磁体的1，其数值几乎是的IO3-IO4倍，铁、镍、钴、钆、镝及其合金和一些非金属的铁氧体都属于这一类。铁磁性材料的相对磁导率μ , = μ / μ ^如铸铁为200 400 ；硅钢片为7000 10000 ；镍锌铁氧体为10 1000 ；镍铁合金为2000 ；锰锌铁氧体为300 5000 ；坡莫合金为 20000 200000。空气的相对磁导率为1. 00000004 ；钼为1. 00026 ；抗磁性物质，例如，汞、 银、铜、碳、铅的相对磁导率都小于但接近于1。但是，参见附图4，这是一个典型的μ-T曲线图，即使在居里点前，μ-T曲线也呈现了复杂的变化，例如，居里点前，附图1中的第一曲线图约65°c左右，附图1中的第二曲线图约55°C左右，附图2中的第一曲线图约280°C左右，呈现了一个峰值或谷底，如果利用具有如此特性的μ-T曲线的材料，就会在不同温度下出现二个相同的磁导率μ，其信号输出给信号判别电路时，将无法判断所述的磁导率μ对应的温度究竟是哪一个。因此，本发明的研究人员，如下的方式是可以用在实现本发明的技术方案中，选择一种铁磁体，其μ-T曲线，在工作温度范围内，该曲线呈现一个连续上升或者连续下降的过程。所述的工作温度是指，室温到210°C，优选是25-200°C，更加优选是30-180°C。例如，附图1中的第四、六、八曲线图在室温至约500°C的范围内，就呈现出了一种连续下降的过程；而附图1中的第二曲线图在室温至约55°C的范围内呈现出了一个连续上升的过程，但是，这个过程显然不能够满足上述的工作温度范围；附图2中的第四曲线图 (退火温度590°C )在100°C以下呈现连续上升的过程，其斜率和连续性都较好，但是，其上限100°C显然也不能够满足所述的工作温度。综上所述，适合本发明的使用的磁性感温元件10的铁磁体或亚铁磁体(包括铁氧体)应该具有附图9所述的μ-T曲线，所述的曲线中a是在本发明所述的工作温度范围内具有连续下降的μ-T曲线的一种铁磁体或亚铁磁体，A是该曲线中的一点以及在该点的切线，A切线与横向的T轴具有夹角β，所述的夹角β为钝角，其范围在100-170度，优选在110-160度，更加优选的是110-140度；b是在本发明所述工作温度范围内具有连续上升的μ "Τ曲线的一种铁磁体或亚铁磁体，B是该曲线中的一点以及在该点的切线，B切线与横向的T轴具有夹角α，所述的夹角α为锐角，其范围在10-80度，优选在15-75度，更加优选的是25-70度。在设定了上述条件后，励磁线圈工作时，可以形成一个交变磁场，同时对磁性感温元件进行励磁，在测温感应线圈和磁性感温元件之间形成一个感温检测磁场，用于将磁性感温元件在不同温度下产生的磁信号转换为电信号并输出，当加热锅温度变化时，与其接触的磁性感温元件的温度随之变化，其磁感应强度随之发生变化，所述的变化反映在感温检测磁场中就产生了相应温度的电信号，通过信号判别电路，以及控制电路，实现对加热锅的温度的控制。本发明所述的电磁炉设有控制电路，包括电源电路、与电源电路连接的输出控制电路、控制励磁线圈工作的励磁电路及输出显示信息的显示电路，还包括与输出控制电路连接的测温电路，所述的测温电路包括测温感应线圈和电信号判别电路，测温感应线圈与电信号判别电路相连，电信号判别电路再与输出控制电路连接，使电磁炉的控制程序作出相应的变换。在本发明中，所述的励磁电路主要由励磁线圈组成，所述的励磁电路可对测温感应线圈进行励磁，在测温感应线圈和磁性感温元件之间形成一个检测磁场，用于将加热锅的磁性感温元件在设定的温度点上产生的磁信号转换为电信号并输出，这样就可以检测到加热锅的温度。其工作原理是励磁线圈通电，产生一定强度的交变磁场、即感温检测磁场，交变磁场通过磁性感温元件和测温感应线圈时，在测温感应线圈中产生交变电压、电流，即产生电信号。当磁性感温元件的温度随加热锅温度变化时，磁性感温元件的磁性强度发生变化，则测温感应线圈的磁通量就相应发生变化，进而导致测温感应线圈两端的电压或电流、 脉冲宽度等电信号产生变化，由此可知，测温感应线圈的交变电压或电流、脉冲宽度等电信号的大小会受加热锅温度的高低影响，而在励磁线圈的附近会存在一个感温检测磁场的区域。因此，在正常工作的情况下，通过检测测温感应线圈产生的电信号的大小，就可以检测出磁性感温元件的温度变化。由于磁性感温元件的不同温度点对应着不同强度的磁性，同时测温感应线圈中会产生相应的电信号，所以还可以根据电磁炉的不同烹饪程序的要求设定多个温度点，通过检测测温感应线圈产生的电信号的大小判别出磁性感温元件的多点温度变化，从而实现电磁炉的自动控制。
本发明所述的测温感应线圈位于励磁线圈和磁性感温元件附近，能产生感温检测磁场的区域内就可以，因为只有在感温检测磁场的区域内，励磁线圈、测温感应线圈和磁性感温元件才能相互作用。本发明所述的磁性感温元件可以是铁氧体材料的磁性感温元件；所述的磁性感温元件还可以是感温磁钢，如非晶材料的感温磁钢或纳米晶材料的感温磁钢；所述的磁性感温元件还可以是合金材料的磁性感温元件，或者是稀土材料的磁性感温元件。本发明所述的电信号判别电路可以为电压判别电路或电流判别电路，或其他电信号如频率、脉冲宽度等判别电路，如电压比较电路、A/D电路、脉冲宽度测量电路等。本发明可以作以下改进，所述的测温电路还可以包括整流滤波电路，测温感应线圈产生的交变电信号可以通过整流滤波电路之后变成直流电信号，输出到信号判别电路。电磁炉工作时，所述的测温感应线圈产生的交变电信号，如电压或电流经过整流滤波电路产生直流电压或直流电流，直流电压或直流电流输入到电压或电流判别电路后， 电压或电流判别电路便可以判别出直流电压或电流的大小。由于电信号的大小是受磁性感温元件的磁性强度大小的影响，磁性越强，电信号越大，磁性越弱，电信号越小。磁性感温元件的磁性强度大小又是受加热锅的温度高低的影响，因此，所述的磁感应测温电路可以判别出加热锅温度的高低，温度和电信号的关系有正温度系数关系和负温度系数关系两种， 正温度系数关系，即温度越高，电信号越强，负温度系数关系，即温度越高，电信号越弱，例如加热锅的温度达到某一温度时，电压值变化到某一电压值X伏，如某一温度为105°c时， 该温度正是饭煮熟的温度，因此，设置此温度点可用于实现电磁炉自动煮饭测温功能。同理，所述的测温电路可以判别出加热锅的多个温度点的变化，使控制程序作出相应的变换， 从而满足电磁炉的其它烹饪要求。实施例一本实施例以电磁炉测温过程来说明本发明所述的非接触式测温方法。参见附图 IOUlo本实施例所述的电磁炉包括电磁炉壳体2、电磁炉台板3、加热线圈4和控制电路，所述的控制电路包括控制板1和驱动板8，加热线圈4的中央设有支撑架5，该支撑架5 上装有热敏电阻7。电磁炉台板3下方还设有测温感应线圈6，磁性感温元件10与烹饪加热锅9固定在一起，在相应的温度点上产生的磁场变化转换为电信号并输出，该测温感应线圈6与加热线圈4(在此兼作磁性感温元件10的励磁线圈)匹配，产生感应电信号。测温感应线圈位于加热线圈4(兼作励磁线圈)和磁性感温元件10附近，能感知并明确检测磁性感温元件10的磁场变化的区域内，在本实施例中，测温感应线圈由一支架fe固定在加热线圈4的一侧。电磁炉控制电路包括电源电路、输出控制电路、电流检测电路、温度保护电路、输出调节电路、显示电路和保护电路等，还包括测温电路，所述的测温电路包括测温感应线圈和电信号判别电路，测温感应线圈与电信号判别电路相连，电信号判别电路再与输出控制电路连接，使电磁炉的控制程序作出相应的变换。在本实施例中，采用的电磁感应原理实现本发明所述的非接触式感温方法，其基本原理是，因磁通量变化产生感应电动势，即，当所述的磁性感温元件的磁感应强度随温度变化而变化时，其产生的磁场发生变化，变化的磁场对测温感应线圈做磁力线切割，测温感应线圈中就会产生变化的电流或电压信号，具体的，当电磁炉工作时，加热线圈4产生一定强度的交变磁场对烹饪加热锅9进行加热，同时，所述的交变磁场同时作用于磁性感温元件10和测温感应线圈。当所述的交变磁场以一定的参数工作时，其单独作用于测温感应线圈并在其中产生的电信号的幅度是固定的，无论采集的是电压、电流信号，并在所述的测温感应线圈中形成了基本电信号。在此所述的交变磁场是指电磁炉的加热线圈4产生的(当然也可以采用独立的励磁线圈)，在本实施例中，所述的加热线圈4既是电磁炉的加热线圈，也是磁性感温元件10 和测温感应线圈的励磁线圈。随着烹饪加热锅9的温度变化，磁性感温元件10的温度随之变化，其受励磁线圈激励的磁感应强度B随之变化，变化的磁场在测温感应线圈中产生的电信号与基本电信号叠加形成变化的实时输出电信号，所述的实时输出电信号在电信号判别电路中被判别，并由输出控制电路实现对所设定的温度做转换操作，从而实现对电磁炉烹饪程序的自动控制。实施例二在本实施例中，其他和实施例一相同，不同的是，磁性感温元件10嵌在台面上与烹饪加热锅9接触的位置，测温感应线圈和其基本正对的放在台面下，独立设置一个励磁线圈，定期的在切断加热线圈时候，进行温度测量。所述的测温感应线圈、励磁线圈一起由支架fe固定在电磁炉台板的下方，对应磁性感温元件位置，支架fe为一纵向截面为阶梯形的板架，测温感应线圈和励磁线圈同轴固定在板架上。实施例三其他和实施例一相同，不同的是，本实施例所述的测温感应线圈6，采用的是霍尔元件，具体的讲，本实施例采用了利用霍尔效应制备的霍尔元件作为本发明所述的非接触式测温方法的测温感应线圈，具体的采用均勻的N型半导体材料制成的矩形薄片，所述的薄片具有一定的长、宽、厚，在长度方向的两端加上电压，所述的霍尔元件的位置在磁性感温元件10磁场的有效作用范围内。当磁性感温元件10在温度的变化下导致磁场B变化，基本垂直于霍尔元件宽面的磁场B的变化，导致了所述的霍尔元件的薄片的宽度的两端产生电位差，然后将所述的电位差转变成电信号，按照实施例一的方式处理。实施例四本实施例说明的是，必要时，可对测温感应线圈6进行必要的屏蔽，所述的屏蔽可采用现有技术的方式，例如“电磁屏蔽中的难题-磁场屏蔽”(电子质量2006第10期)公开了低频磁场(指低于IOOkHz的交变磁场，而家用电磁炉的工作频率在20-30KHZ之内)可以采用高磁导率屏蔽体对磁通进行分流而实现屏蔽的效果，高磁导率屏蔽体内部的磁感应强度远大于外部的磁感应强度，同时，外部的磁力线几乎与铁磁体材料表面垂直，大部分低频磁场能量被约束在屏蔽体内，起到屏蔽作用。更加适用的方式是该文章所述的基于旁路原理的低频磁场屏蔽方式，提高旁路效率，可以使屏蔽体尽可能小来使磁路尽量短，增加磁路的截面积和使用高磁导率的材料。当然，可以按照本发明的要求进行改进，例如，如安装位置变更，或部分敞口，进行部分屏蔽。上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种非接触式测温的电磁炉，包括电磁炉壳体、电磁炉台板、电磁炉台板下方的加热线圈、控制电路及位于电磁炉台板上的加热锅，其特征在于还包括一与加热锅底部紧密接触的磁性感温元件、一设于电磁炉台板下方与所述磁性感温元件位置相对应的测温元件， 测温元件包括测温感应线圈和励磁线圈，所述的磁性感温元件为铁磁体或亚铁磁体，利用磁体磁导率的温度特性，配合励磁线圈和测温感应线圈，当所述的磁性感温元件的磁感应强度随温度变化而变化时，其产生的磁场发生变化，该变化反映在测温感应线圈中就产生了相应温度的电信号，通过控制电路实现温度检测及控制。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式测温的电磁炉，其特征在于所述的测温感应线圈和磁性感温元件设置在励磁线圈的作用范围内；测温感应线圈设置在能够感知磁性感温元件磁场强度变化的区域范围内。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式测温的电磁炉，其特征在于所述的加热线圈与所述的励磁线圈为同一线圈，所述的测温感应线圈由支架固定在电磁炉台板的下方，对应磁性感温元件位置，支架为一纵向截面为阶梯形的板架。
4.根据权利要求1所述的一种非接触式测温的电磁炉，其特征在于所述的测温感应线圈、励磁线圈一起由支架固定在电磁炉台板的下方，对应磁性感温元件位置，支架为一纵向截面为阶梯形的板架，测温感应线圈和励磁线圈同轴固定在板架上。
5.根据权利要求1所述的一种非接触式测温的电磁炉，其特征在于所述的控制电路包括包括电源电路、与电源电路连接的输出控制电路、控制励磁线圈工作的励磁电路及输出显示信息的显示电路，还包括与输出控制电路连接的测温电路，所述的测温电路包括测温感应线圈和电信号判别电路，测温感应线圈与电信号判别电路相连，电信号判别电路再与输出控制电路连接。
6.根据权利要求5所述的一种非接触式测温的电磁炉，其特征在于所述的测温电路还包括整流滤波电路，测温感应线圈产生的交变电信号通过整流滤波电路之后变成直流电信号，输出到信号判别电路。
7.根据权利要求1所述的一种非接触式测温的电磁炉，其特征在于所述的测温感应线圈为电磁感应线圈或霍尔线圈或霍尔芯片，或者为它们的任意组合。
8.根据权利要求1所述的一种非接触式测温的电磁炉，其特征在于所述的铁磁体或亚铁磁体是指铁、镍、钴、钆、镝的任何一种，或它们任意组合的合金，或铁氧体。
9.一种如权利要求上8任一所述电磁炉的测温方法，其特征在于电磁炉工作时，励磁线圈通电，产生一定强度的感温检测磁场，感温检测磁场通过磁性感温元件和测温感应线圈时，在测温感应线圈中产生电信号，当磁性感温元件的温度随加热锅温度变化时，磁性感温元件的磁性强度发生变化，则测温感应线圈的磁通量相应发生变化，进而导致测温感应线圈两端的电信号产生变化，由于磁性感温元件的不同温度点对应着不同强度的磁性，磁性强度变化，感温检测磁场产生的电信号变化，根据该电信号对应检测到加热锅的温度。
10.根据权利要求9所述的测温方法，其特征在于由于磁性感温元件的不同温度点对应着不同强度的磁性，同时测温感应线圈中会产生相应的电信号，根据电磁炉的不同烹饪程序的要求设定多个温度点，通过测温感应线圈产生的电信号的大小判别出磁性感温元件的多点温度变化，实现电磁炉的自动温度控制。
全文摘要
本发明公开了一种非接触式测温的电磁炉及测温方法，电磁炉包括电磁炉壳体、电磁炉台板、电磁炉台板下方的加热线圈、控制电路及位于电磁炉台板上的加热锅，还包括一与加热锅底部紧密接触的磁性感温元件、一设于电磁炉台板下方与所述磁性感温元件位置相对应的测温元件，测温元件包括测温感应线圈和励磁线圈，所述的磁性感温元件为铁磁体或亚铁磁体，利用磁体磁导率的温度特性，配合励磁线圈和测温感应线圈，当磁性感温元件的磁感应强度随温度变化而变化时，其产生的磁场发生变化，该变化反映在测温感应线圈中就产生了相应温度的电信号，通过控制电路实现温度检测及控制。本发明不但能够达到自动控温的效果，还能实现设定的其它烹饪功能，进一步提高了电磁炉的自动化程度。
文档编号G01K7/38GK102235701SQ201110083278
公开日2011年11月9日 申请日期2011年3月25日 优先权日2010年3月31日
发明者刘劲旋, 叶小舟, 彭霭钳, 林卫文, 武炜 申请人:叶小舟, 彭霭钳