電磁感應(yīng)加熱裝置的制造方法
【專利摘要】一種電磁感應(yīng)加熱裝置，包括設(shè)置在容器(1)底部的軟磁磁芯元件(2)以及設(shè)置在軟磁磁芯元件(2)下方、用于在通電時使軟磁磁芯元件(2)發(fā)熱的電感線圈(3)；軟磁磁芯元件(2)和電感線圈(3)同軸設(shè)置，且軟磁磁芯元件(2)和電感線圈(3)之間間隔有間隙(4)；該間隙(4)為0.5mm?25mm；電磁感應(yīng)加熱裝置還包括與電感線圈(3)并聯(lián)以用于構(gòu)成LC諧振電路的諧振電容器(7)，用于測量LC諧振電路的諧振頻率的諧振檢測模塊(8)以及用于根據(jù)LC諧振電路的諧振頻率計算軟磁磁芯元件(2)溫度的處理器(9)。本發(fā)明的電磁感應(yīng)加熱裝置通過電感線圈既實現(xiàn)了加熱容器的效果，又實現(xiàn)了測量容器溫度的效果，設(shè)計巧妙，實用性強。
【專利說明】
電磁感應(yīng)加熱裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及烹飪器具領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁感應(yīng)加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在烹調(diào)食物的過程中，烹調(diào)溫度的精確測量和控制是很難的；為了達成這一目的， 人們想出了一些方法，例如，在食物的加熱容器上設(shè)置溫度傳感器，從而通過溫度傳感器測 量食物的烹調(diào)溫度;或者直接將溫度傳感器插入到正在烹飪的食物中，來測量食物的烹調(diào) 溫度。但是這些方法還是存在一些不足之處，如測溫滯后，使用不方便等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對在烹調(diào)食物的過程中，烹調(diào)溫度的精確測量和控制是很難的；而現(xiàn)有 用于測量和控制烹調(diào)溫度的方法存在一些不足之處，如測溫滯后，使用不方便等問題，提出 了一種電磁感應(yīng)加熱裝置。
[0004] 本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：
[0005] 本發(fā)明提出了一種電磁感應(yīng)加熱裝置，包括設(shè)置在容器底部的軟磁磁芯元件以及 設(shè)置在軟磁磁芯元件下方、用于在通電時使軟磁磁芯元件發(fā)熱的電感線圈；軟磁磁芯元件 和電感線圈同軸設(shè)置，且軟磁磁芯元件和電感線圈之間間隔有間隙；該間隙為0.5mm-25mm;
[0006] 電磁感應(yīng)加熱裝置還包括與電感線圈并聯(lián)以用于構(gòu)成LC諧振電路的諧振電容器， 用于測量LC諧振電路的諧振頻率的諧振檢測模塊以及用于根據(jù)LC諧振電路的諧振頻率計 算軟磁磁芯元件溫度的處理器。
[0007] 本發(fā)明上述的電磁感應(yīng)加熱裝置中，軟磁磁芯元件溫度T為：
[0009] 其中，f為軟磁磁芯元件的溫度映射為軟磁磁芯元件的相對磁導(dǎo)率的映射關(guān)系；
[0010] 1為電感線圈的長度；
[0011 ] fo為LC諧振電路的諧振頻率；
[0012] N為電感線圈的匝數(shù)；
[0013] k為k系數(shù)，取決于電感線圈的半徑R與其長度1的比值，通過查k值表得到；
[0014] 為真空磁導(dǎo)率；
[0015] C為諧振電容器的電容量；
[0016] S為電感線圈的截面積。
[0017] 本發(fā)明上述的電磁感應(yīng)加熱裝置中，還包括筒狀支撐體，該筒狀支撐體的內(nèi)壁凸 出形成有環(huán)狀限位凸緣，電感線圈容置在筒狀支撐體中且支撐設(shè)置在該環(huán)狀限位凸緣上； 容器支撐設(shè)置在筒狀支撐體的頂部，且軟磁磁芯元件穿設(shè)于筒狀支撐體中。
[0018] 本發(fā)明上述的電磁感應(yīng)加熱裝置中，還包括用于給電感線圈提供變化的電流的電 磁波產(chǎn)生電路。
[0019] 本發(fā)明上述的電磁感應(yīng)加熱裝置中，還包括穿設(shè)于電感線圈中并支撐軟磁磁芯元 件的支撐件。
[0020] 本發(fā)明上述的電磁感應(yīng)加熱裝置中，支撐件為陶瓷制件、玻璃制件或塑料制件。 [0021 ]本發(fā)明上述的電磁感應(yīng)加熱裝置中，軟磁磁芯元件采用鐵磁體或亞鐵磁體。
[0022] 本發(fā)明上述的電磁感應(yīng)加熱裝置中，軟磁磁芯元件采用因瓦合金或坡莫合金。
[0023] 本發(fā)明的電磁感應(yīng)加熱裝置通過在容器的底部設(shè)置軟磁磁芯元件，并在軟磁磁芯 元件的下方間隔設(shè)置電感線圈，該電感線圈與軟磁磁芯元件同軸設(shè)置;這樣，在該方案中， 通過給電感線圈通電，使軟磁磁芯元件產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而發(fā)出電阻熱以此加熱容器，實現(xiàn) 烹飪的效果。進一步地，在本發(fā)明中，軟磁磁芯元件和電感線圈構(gòu)成電感器，該電感器的電 感量與軟磁磁芯元件的相對磁導(dǎo)率具有正比例一元函數(shù)關(guān)系，而軟磁磁芯元件的相對磁導(dǎo) 率與該軟磁磁芯元件的溫度具有一元函數(shù)關(guān)系。這樣，通過測量電感器的電感量即可計算 出軟磁磁芯元件的溫度，繼而獲知與軟磁磁芯元件連接的容器的溫度。本發(fā)明的電磁感應(yīng) 加熱裝置通過電感線圈既實現(xiàn)了加熱容器的效果，又實現(xiàn)了測量容器溫度的效果，設(shè)計巧 妙，實用性強。
【附圖說明】
[0024]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0025] 圖1示出了本發(fā)明第一實施例的電磁感應(yīng)加熱裝置的示意圖；
[0026] 圖2示出了電磁感應(yīng)加熱裝置的電路模塊示意圖；
[0027] 圖3不出了 一種因瓦合金的相對磁導(dǎo)率與溫度的對應(yīng)關(guān)系不意圖；
[0028] 圖4示出了本發(fā)明第二實施例的電磁感應(yīng)加熱裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:在烹調(diào)食物的過程中，烹調(diào)溫度的精確測量和控制 是很難的；而現(xiàn)有用于測量和控制烹調(diào)溫度的方法存在一些不足之處，如測溫滯后，使用不 方便等。本發(fā)明提出的解決該技術(shù)問題的技術(shù)思路是:在容器的底部設(shè)置軟磁磁芯元件，并 在軟磁磁芯元件的下方間隔設(shè)置電感線圈，該電感線圈與軟磁磁芯元件同軸設(shè)置;這樣，在 該方案中，通過給電感線圈通電，使軟磁磁芯元件產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而發(fā)出電阻熱以此加熱 容器，實現(xiàn)烹飪的效果。進一步地，在本發(fā)明中，軟磁磁芯元件和電感線圈構(gòu)成電感器，該電 感器的電感量與軟磁磁芯元件的相對磁導(dǎo)率具有正比例一元函數(shù)關(guān)系，而軟磁磁芯元件的 相對磁導(dǎo)率與該軟磁磁芯元件的溫度具有一元函數(shù)關(guān)系。這樣，通過測量電感器的電感量 即可計算出軟磁磁芯元件的溫度，繼而獲知與軟磁磁芯元件連接的容器的溫度。
[0030] 為了使本發(fā)明的技術(shù)目的、技術(shù)方案以及技術(shù)效果更為清楚，以便于本領(lǐng)域技術(shù) 人員理解和實施本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0031] 第一實施例
[0032] 如圖1所示，圖1示出了本發(fā)明第一實施例的電磁感應(yīng)加熱裝置的示意圖。該電磁 感應(yīng)加熱裝置包括設(shè)置在容器1底部的軟磁磁芯元件2以及設(shè)置在軟磁磁芯元件2下方、用 于在通電時使軟磁磁芯元件2發(fā)熱的電感線圈3;軟磁磁芯元件2和電感線圈3同軸設(shè)置，且 軟磁磁芯元件2和電感線圈3之間間隔有間隙4;軟磁磁芯元件2和電感線圈3構(gòu)成電感器;在 這里，電感線圈3使軟磁磁芯元件2發(fā)熱的現(xiàn)象是采用了渦流發(fā)熱原理，具體來說，當(dāng)電感線 圈3通電后，軟磁磁芯元件2內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流，并由此發(fā)出電阻熱，從而實現(xiàn)加熱容器1的 技術(shù)效果。在這一過程中，電感線圈3實現(xiàn)了對軟磁磁芯元件2的非接觸式加熱。可以理解， 流過電感線圈3的電流為變化的電流。在本實施例中，電磁感應(yīng)加熱裝置還包括用于給電感 線圈3提供變化的電流的電磁波產(chǎn)生電路6。
[0033] 進一步地，間隙4為0.5mm-25mm;間隙4的大小是有講究的。間隙4過小，電磁感應(yīng)加 熱裝置不易制造;而間隙4過大，電感線圈3對軟磁磁芯元件2的加熱效率會受到影響。同時， 對于電感器來說，間隙4過大，還會使得軟磁磁芯元件2相對磁導(dǎo)率計算不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致軟 磁磁芯元件2溫度測量不準(zhǔn)確。在本實施例中，軟磁磁芯元件2為板狀，可以呈矩形，也可以 呈圓形，其厚度大于〇.3mm。為了生產(chǎn)制造的方便，軟磁磁芯元件2通常采用圓盤狀，而根據(jù) 大量的試驗，間隙4與軟磁磁芯元件2直徑之間的比例不應(yīng)大于1:10。并且，基于一般烹飪用 容器的尺寸，軟磁磁芯元件2的直徑會在5mm以上;于是，根據(jù)這些限定條件，我們將間隙4設(shè) 計為0.5mm-25mm。在本實施例中，為了使軟磁磁芯元件2和電感線圈3之間隔出間隙4，電磁 感應(yīng)加熱裝置還包括筒狀支撐體5,該筒狀支撐體5的內(nèi)壁凸出形成有環(huán)狀限位凸緣51，電 感線圈3容置在筒狀支撐體5中且支撐設(shè)置在該環(huán)狀限位凸緣51上;容器1支撐設(shè)置在筒狀 支撐體5的頂部，且軟磁磁芯元件2穿設(shè)于筒狀支撐體5中。這樣，在間隙4里只有空氣。
[0034] 進一步地，如圖2所示，圖2示出了電磁感應(yīng)加熱裝置的電路模塊示意圖。電磁感應(yīng) 加熱裝置還包括與電感線圈3并聯(lián)以用于構(gòu)成LC諧振電路的諧振電容器7,用于測量LC諧振 電路的諧振頻率的諧振檢測模塊8以及用于根據(jù)LC諧振電路的諧振頻率計算軟磁磁芯元件 2溫度的處理器9。在這里，諧振檢測模塊8為現(xiàn)有技術(shù)，可見于專利CN201220639073.1等。 [0035]軟磁磁芯元件2溫度T為：
[0037]其中，f為軟磁磁芯元件2的溫度映射為軟磁磁芯元件2的相對磁導(dǎo)率的映射關(guān)系； [0038] 1為電感線圈3的長度；
[0039] fQ為LC諧振電路的諧振頻率；
[0040] N為電感線圈3的匝數(shù)；
[0041] k為k系數(shù)，取決于電感線圈3的半徑R與其長度1的比值，通過查k值表得到;k值表 為公知常識，這里就不再贅述。
[0042] μ〇為真空磁導(dǎo)率，具體為4JTX10-7H/m;
[0043] C為諧振電容器7的電容量；
[0044] S為電感線圈3的截面積。
[0045] 軟磁磁芯元件2溫度T的具體推導(dǎo)過程如下：
[0046] 在LC諧振電路中，有：
[0048]其中，fo為LC諧振電路的諧振頻率；
[0049] L為電感器的電感量；
[0050] C為諧振電容器7的電容量。
[0051 ] 在上述公式中，由于LC諧振電路的諧振頻率fo可以由諧振檢測模塊8測量得到；諧 振電容器7的電容量C已知，于是，電感器的電感量L便可計算得到。
[0052] 而在電感器中，有經(jīng)驗公式：
[0054]其中，L為電感器的電感量；
[0055] μ〇為真空磁導(dǎo)率，具體為4JTX10-7H/m;
[0056] ^為軟磁磁芯元件2的相對磁導(dǎo)率；
[0057] N為電感線圈3的匝數(shù)；
[0058] S為電感線圈3的截面積；
[0059] 1為電感線圈3的長度；
[0060] k為k系數(shù)，取決于電感線圈3的半徑R與其長度1的比值，可查k值表得到。
[0061] 在電感器電感量的經(jīng)驗公式中，由于k、y〇、N、S以及1都已知，這樣，在計算得到L 后，即可求得ys。
[0062]進一步地，在本實施例中，軟磁磁芯元件2采用鐵磁體或亞鐵磁體。對于鐵磁體或 亞鐵磁體，當(dāng)溫度在其居里點以下時，其相對磁導(dǎo)率ys與溫度τ存在一元函數(shù)關(guān)系，這樣，相 對磁導(dǎo)率^與溫度τ的一元函數(shù)關(guān)系可以表示為：
[0063] ys = f(T)； (3)
[0064] 優(yōu)選地，在本實施例中，軟磁磁芯元件2采用因瓦合金，因瓦合金為一種鐵鎳合金； 當(dāng)因瓦合金的成分為36wt %的鎳、64wt %的鐵時，因瓦合金的居里點為230°C，其相對磁導(dǎo) 率h與溫度T成線性關(guān)系，可見于圖3所示。在另一實施例中，軟磁磁芯元件2還可以采用坡 莫合金，其相對磁導(dǎo)率h與溫度T之間也具有類似于圖3的關(guān)系，這樣，當(dāng)?shù)玫杰洿糯判驹?2的相對磁導(dǎo)率y s，即可求得軟磁磁芯元件2的溫度T。
[0065] 通過式子(1)、（2)和(3)，可以得到上述軟磁磁芯元件2溫度T的計算公式：
[0066] 第二實施例
[0067] 第二實施例與第一實施例的區(qū)別僅在于：間隙4的形成方式。具體地，如圖4所示， 圖4示出了本發(fā)明第二實施例的電磁感應(yīng)加熱裝置的示意圖。該電磁感應(yīng)加熱裝置包括設(shè) 置在容器1底部的軟磁磁芯元件2以及設(shè)置在軟磁磁芯元件2下方、用于在通電時使軟磁磁 芯元件2發(fā)熱的電感線圈3;軟磁磁芯元件2和電感線圈3同軸設(shè)置，且軟磁磁芯元件2和電感 線圈3之間間隔有間隙4;軟磁磁芯元件2和電感線圈3構(gòu)成電感器；間隙4為0.5mm-25mm;在 本實施例中，為了使軟磁磁芯元件2和電感線圈3之間隔出間隙4，電磁感應(yīng)加熱裝置還包括 穿設(shè)于電感線圈3并支撐軟磁磁芯元件2的支撐件52。該支撐件52可以為陶瓷制件、玻璃制 件或塑料制件等。這些材料均不會引起軟磁磁芯元件2的相對磁導(dǎo)率的變化。
[0068] 本發(fā)明的電磁感應(yīng)加熱裝置通過在容器的底部設(shè)置軟磁磁芯元件，并在軟磁磁芯 元件的下方間隔設(shè)置電感線圈，該電感線圈與軟磁磁芯元件同軸設(shè)置;這樣，在該方案中， 通過給電感線圈通電，使軟磁磁芯元件產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而發(fā)出電阻熱以此加熱容器，實現(xiàn) 烹飪的效果。進一步地，在本發(fā)明中，軟磁磁芯元件和電感線圈構(gòu)成電感器，該電感器的電 感量與軟磁磁芯元件的相對磁導(dǎo)率具有正比例一元函數(shù)關(guān)系，而軟磁磁芯元件的相對磁導(dǎo) 率與該軟磁磁芯元件的溫度具有一元函數(shù)關(guān)系。這樣，通過測量電感器的電感量即可計算 出軟磁磁芯元件的溫度，繼而獲知與軟磁磁芯元件連接的容器的溫度。本發(fā)明的電磁感應(yīng) 加熱裝置通過電感線圈既實現(xiàn)了加熱容器的效果，又實現(xiàn)了測量容器溫度的效果，設(shè)計巧 妙，實用性強。
[0069]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，包括設(shè)置在容器（1)底部的軟磁磁芯元件（2) 以及設(shè)置在軟磁磁芯元件(2)下方、用于在通電時使軟磁磁芯元件(2)發(fā)熱的電感線圈（3); 軟磁磁芯元件(2)和電感線圈（3)同軸設(shè)置，且軟磁磁芯元件(2)和電感線圈（3)之間間隔有 間隙(4);該間隙(4)為O · 5mm-25mm; 電磁感應(yīng)加熱裝置還包括與電感線圈（3)并聯(lián)以用于構(gòu)成LC諧振電路的諧振電容器 (7)，用于測量LC諧振電路的諧振頻率的諧振檢測模塊(8)以及用于根據(jù)LC諧振電路的諧振 頻率計算軟磁磁芯元件(2)溫度的處理器(9)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，軟磁磁芯元件(2)溫度T為：其中，f為軟磁磁芯元件(2)的溫度映射為軟磁磁芯元件(2)的相對磁導(dǎo)率的映射關(guān)系； 1為電感線圈(3)的長度； f 〇為LC諧振電路的諧振頻率； N為電感線圈(3)的匝數(shù)； k為k系數(shù)，取決于電感線圈(3)的半徑R與其長度1的比值，通過查k值表得到； μ〇為真空磁導(dǎo)率； C為諧振電容器(7)的電容量； S為電感線圈(3)的截面積。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，還包括筒狀支撐體(5)，該筒 狀支撐體(5)的內(nèi)壁凸出形成有環(huán)狀限位凸緣(51)，電感線圈（3)容置在筒狀支撐體(5)中 且支撐設(shè)置在該環(huán)狀限位凸緣(51)上;容器（1)支撐設(shè)置在筒狀支撐體(5)的頂部，且軟磁 磁芯元件(2)穿設(shè)于筒狀支撐體(5)中。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，還包括用于給電感線圈（3) 提供變化的電流的電磁波產(chǎn)生電路(6)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，還包括穿設(shè)于電感線圈（3) 中并支撐軟磁磁芯元件(2)的支撐件(52)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，支撐件(52)為陶瓷制件、玻 璃制件或塑料制件。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，軟磁磁芯元件(2)采用鐵磁 體或亞鐵磁體。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，軟磁磁芯元件(2)采用因瓦 合金或坡莫合金。
【文檔編號】H05B6/12GK106028491SQ201610586104
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月22日
【發(fā)明人】丘守慶, 許申生, 陳勁鋒, 戚龍
【申請人】深圳市鑫匯科股份有限公司