EP1879428A1 - Vorrichtung zum Bestimmen der Temperatur eines Mediums - Google Patents

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EP1879428A1
EP1879428A1 EP06014765A EP06014765A EP1879428A1 EP 1879428 A1 EP1879428 A1 EP 1879428A1 EP 06014765 A EP06014765 A EP 06014765A EP 06014765 A EP06014765 A EP 06014765A EP 1879428 A1 EP1879428 A1 EP 1879428A1
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temperature
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mobile unit
temperature sensor
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    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/6447—Method of operation or details of the microwave heating apparatus related to the use of detectors or sensors
    • H05B6/645—Method of operation or details of the microwave heating apparatus related to the use of detectors or sensors using temperature sensors

Definitions

  • the invention relates to a device for determining the temperature of a medium, in particular a food, the type explained in the preamble of claim 1
  • Such a device is known from WO 2004/071131 known.
  • the known device is used to control a cooking process for food.
  • the device includes a temperature sensor and a wireless transmission device in the form of an RFID tag with antenna and an RFID receiving and -Auswert issued.
  • the temperature sensor and the RFID tag are on the outside of a cooking vessel, preferably in the handle, housed.
  • the reception and evaluation is, for example, at the stove.
  • the temperature measurement on the outside of a cooking vessel is not very accurate and reliable, since the temperature on the outside of the cooking vessel, especially in cooking vessels with a relatively large diameter, but significantly different from the temperature inside the food.
  • this type of temperature monitoring is only possible if the cooking vessel is equipped with the transmission device and the temperature sensor. This means that the user can only use these cooking vessels.
  • roast thermometers which can be inserted into the medium, for example by means of a spit body, and can measure the temperature in the interior of the medium.
  • roasting thermometers are so far set up only for reading or require, as in the EP-A-1 199 528 is described, a socket inside the cooking chamber and optionally a wiring. But here too the field of application is limited to the oven.
  • the invention is therefore based on the object to provide a device for determining the temperature of a medium with an extended range of use.
  • the device according to the invention can be used universally and for each cooking vessel.
  • a much more meaningful temperature measurement is possible because the temperature can be measured directly inside the medium.
  • the mobile unit may be provided with suitable devices, which in particular hold the temperature sensor at a location where a temperature measurement is particularly useful and meaningful, which is achieved for example in liquid media by a float that holds the temperature sensor in the middle of the liquid medium and for example, prevents it from sinking to the very hot bottom of the vessel.
  • the mobile unit may further include a sensor body which is directly attachable to a medium, for example, formed as a spit, which can be inserted into the medium, such as a roast.
  • a sensor body which is directly attachable to a medium, for example, formed as a spit, which can be inserted into the medium, such as a roast.
  • the transmission device includes a system for non-contact data acquisition, in particular based on the radio frequency technology, as is the case with the commercially available RFID system.
  • RFID allows non-contact data acquisition and consists of the data carrier (one chip and one antenna in one carrier - RFID tag) and a reader (consisting of an antenna and a decoder). For data transmission magnetic or electromagnetic fields are used.
  • the RFID tag is able to send information even without its own power supply in a low-frequency field, the energy for the low-frequency field being provided by the reading device.
  • the receiving and evaluating device can be designed for a wide variety of tasks; For example, an alarm may be triggered if predetermined Limit values may be exceeded, there may be the display of the detected temperature, there may be provided a manual input device with which the user is able to enter limit values, for example, a timer may be provided, and it may be provided a control device controls a heating source for the medium.
  • the device 1 shows a schematic block diagram of a device 1 according to the invention for determining the temperature of a medium.
  • the device according to the invention can be used for a wide variety of purposes, but is particularly suitable for determining the temperature of foods that are heated for the purpose of preparation.
  • the device 1 contains a temperature-resistant designed mobile unit 2, which contains a temperature sensor 3 and a transmission device 4 in the illustrated embodiment.
  • the transmission device 4 is preferably an RFID tag, ie a chip 4a with antenna 4b, as shown in more detail in FIG.
  • the chip contains 4a in addition to the conventional and common for these chips components, an integrated temperature sensor 3 and possibly also a pressure sensor (not shown), can be determined by the example, whether the mobile unit 2 is in the medium.
  • the device according to the invention also contains a receiving and evaluation device 6, which can be arranged separately from the mobile unit 2 and is wirelessly connected to the mobile unit 2.
  • the receiving and evaluating device 6 contains the components usually required for the RFID tag (RFID transponder), for example an antenna 7 and an RFID reader 8 (RFID reader), with which, for example, the RFID tag is supplied with energy and identifies Temperature detected by the temperature sensor 3 can be read.
  • RFID reader RFID reader
  • a control device 9 for processing the received signals is provided.
  • the control device 9 is connected to a manual input device 10, for example a keyboard, by means of which the user can prescribe operating parameters.
  • a timer (not shown) and a display device 11, for example a display, are provided to display relevant or selected parameters, such as the identification of the mobile unit 2, a set temperature, a current temperature, the elapsed time or the remaining available time, manual inputs, etc.
  • an alarm means 12 for triggering an alarm at predetermined operating conditions, for example exceeding a predetermined temperature, elapsing a predetermined time, or exceeding a predetermined temperature for a predetermined time or the like.
  • the alarm can be visual and / or audible.
  • the controller 9 further includes a timer.
  • the mobile unit 2 in the medium for example, in a cooking product in a cooking vessel, introduced and the receiving and evaluating device 6 at a suitable location outside the medium, ie, for example, arranged on a stove.
  • the receiving and evaluating device a low-frequency field can be generated cyclically or only on request, which causes the transmission device 4 to send its identity and the temperature detected by the sensor 3 and optionally information about the pressure detected by the pressure sensor.
  • These signals are processed by the controller 9 in the desired manner.
  • the mobile unit 2 and the reception and evaluation device 6, with or without alarm device 12 can also, as shown in FIG. 2, be combined with a control unit 13 to a device 1 'that is capable of actively responding to the temperature profile acting by controlling a heating source 14 for heating the medium.
  • the control unit 13 is connected to the controller 9, wherein via the input device 10, the desired temperature profile is entered, if it was not previously stored in the controller.
  • the mobile unit 2 is intended for placement and use directly on or in the medium and may be designed in a variety of ways to ensure that it optimally senses the temperature of the medium.
  • the mobile unit 2 may for this purpose e.g. be provided with a sensor body containing the temperature sensor 3 and attached to a solid medium, for example by suitable fastening means such as brackets or the like ..
  • the mobile unit 2 may further, as shown in FIG. 4, as a so-called roasting thermometer 14, i. for insertion into a solid medium, be formed.
  • the frying thermometer 14 for this purpose includes a spit body 15 in which the temperature sensor 3 is accommodated and a head 16 which contains the antenna 4b and the chip 4a of the transmission means 4.
  • the head 16 is preferably designed so that the transmission device 4 is protected against excessive heating.
  • the mobile unit 2 according to the invention can furthermore be designed for flowable or liquid media in the form of a float 17, which contains a floating body 17a made of a buoyant material, for example a temperature-resistant foam material, in which the antenna 4b and the chip 4a are embedded in a temperature-protected manner.
  • the temperature sensor 3 is preferably exposed on a surface of the floating body 17, so that an unhindered temperature measurement is possible.
  • the mobile unit 2 can furthermore be designed as a combination of the roasting thermometer and float, so that it can be used universally in both liquid media, ie Media in which the float can float, as well as in solid media, ie in media in which an inserted skewer body 15 or a clip or the like. Keeps, can be used.
  • the invention is except for cooking appliances for all other purposes, such as in laboratory or process engineering and for temperature monitoring of any kind, i. can be used both for heating and for cooling.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1,1') zum Bestimmen der Temperatur eines Mediums, insbesondere eines Lebensmittels, beschrieben. Die Vorrichtung enthält eine drahtlose Übertragungseinrichtung (4) mit einem Temperatursensor (3) und eine außerhalb der Übertragungseinrichtung (4) vorgesehene Empfangs- und Auswerteinrichtung (6). Um eine derartige Vorrichtung universeller einsetzbar zu machen und eine genauere Bestimmung der Temperatur zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Übertragungseinrichtung (4) mit dem Temperatursensor (3) als mobile Einheit (2) zur direkten Temperaturmessung in oder am Medium ausgebildet und die Empfangs- und Auswerteinrichtung (6) außerhalb des Mediums angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen der Temperatur eines Mediums, insbesondere eines Lebensmittels, der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art
  • Eine derartige Vorrichtung ist aus der WO 2004/071131 bekannt. Die bekannte Vorrichtung dient zum Steuern eines Garprozesses für Lebensmitteln. Die Vorrichtung enthält einen Temperatursensor und eine drahtlose Übertragungseinrichtung in Form eines RFID-tag mit Antenne und einer RFID-Empfangs- und -Auswerteinrichtung. Der Temperatursensor und der RFID-tag sind an der Außenseite eines Kochgefäßes, bevorzugt in dessen Handgriff, untergebracht. Die Empfangs- und Auswerteinrichtung befindet sich beispielsweise am Herd. Die Temperaturmessung an der Außenseite eines Kochgefäßes ist jedoch nicht besonders genau und zuverlässig, da sich die Temperatur an der Außenseite des Kochgefäßes, insbesondere bei Kochgefäßen mit relativ großem Durchmesser, doch merklich von der Temperatur im Inneren des Kochgutes unterscheidet. Weiterhin ist diese Art der Temperaturüberwachung nur dann möglich, wenn das Kochgefäß mit der Übertragungseinrichtung und dem Temperatursensor ausgerüstet ist. Dies bedeutet, dass der Benutzer nur noch diese Kochgefäße verwenden kann.
  • Es sind weiterhin sogenannte Bratenthermometer bekannt, die in das Medium einsteckbar sind, beispielsweise mit Hilfe eines Spießkörpers, und die Temperatur im Inneren des Mediums messen können. Diese Bratenthermometer sind jedoch bislang nur zum Ablesen eingerichtet oder erfordern, wie es in der EP-A-1 199 528 beschrieben ist, eine Steckdose im Inneren des Garraums und gegebenenfalls eine Verkabelung. Aber auch hier ist somit der Einsatzbereich auf das Backrohr beschränkt.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bestimmen der Temperatur eines Mediums mit einem erweiterten Einsatzbereich zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Durch die Ausbildung einer mobilen Einheit, die zumindest den Temperatursensor und eine Übertragungseinrichtung enthält, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung universell und für jedes Kochgefäß eingesetzt werden. Darüber hinaus ist eine wesentlich aussagekräftigere Temperaturmessung möglich, da die Temperatur direkt im Inneren des Mediums gemessen werden kann.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die mobile Einheit kann mit geeigneten Vorrichtungen versehen sein, die insbesondere den Temperatursensor an einer Stelle halten, wo eine Temperaturmessung besonders sinnvoll und aussagekräftig ist, was beispielsweise bei flüssigen Medien durch einen Schwimmkörper erreicht wird, der den Temperatursensor in der Mitte des flüssigen Mediums hält und beispielsweise verhindert, dass dieser auf den sehr heißen Gefäßboden absinkt.
  • Die mobile Einheit kann weiterhin einen Sensorkörper enthalten, der direkt an einem Medium anbringbar ist, beispielsweise als Spieß ausgebildet ist, der in das Medium, beispielsweise einen Braten, eingesteckt werden kann.
  • Bevorzugt enthält die Übertragungseinrichtung ein System für eine berührungslose Datenerfassung, insbesondere auf der Basis der Radiofrequenztechnik, wie es beim handelsüblichen RFID-System der Fall ist. RFID ermöglicht die berührungslose Datenerfassung und besteht aus dem Datenträger (jeweils ein Chip und eine Antenne in einem Träger - RFID-tag) und einem Lesegerät (bestehend aus einer Antenne und einem Decoder). Zur Datenübertragung werden magnetische oder elektromagnetische Felder eingesetzt. Der RFID-tag ist in der Lage, auch ohne eigene Stromversorgung in einem niederfrequenten Feld Informationen auszusenden, wobei die Energie für das niederfrequente Feld vom Lesegerät bereitgestellt wird.
  • Die Empfangs- und Auswerteinrichtung kann für die unterschiedlichsten Aufgaben ausgebildet sein; beispielsweise kann ein Alarm ausgelöst werden, wenn vorbestimmte Grenzwerte überschritten werden, es kann die Anzeige der festgestellten Temperatur erfolgen, es kann eine manuelle Eingabeeinrichtung vorgesehen sein, mit der der Benutzer in der Lage ist, beispielsweise Grenzwerte einzugeben, es kann ein Zeitgeber vorgesehen sein, und es kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die eine Heizquelle für das Medium steuert.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
    Fig. 3
    ein Blockschaltbild eines RFID-tag,
    Fig. 4
    ein erstes Ausführungsbeispiel einer mobilen Einheit, und
    Fig. 5
    ein zweites Ausführungsbeispiel einer mobilen Einheit.
  • Fig. 1 zeigt in schematischer Blockdarstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Bestimmen der Temperatur eines Mediums. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für die unterschiedlichsten Verwendungszwecke eingesetzt werden, eignet sich jedoch insbesondere zum Bestimmen der Temperatur von Lebensmitteln, die zum Zwecke der Zubereitung erhitzt werden. Die Vorrichtung 1 enthält eine temperaturbeständig ausgestaltete, mobile Einheit 2, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Temperaturfühler 3 und eine Übertragungseinrichtung 4 enthält. Die Übertragungseinrichtung 4 ist bevorzugt ein RFID-tag, d.h. ein Chip 4a mit Antenne 4b, wie in Fig. 3 näher dargestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Chip 4a neben den herkömmlichen und für diese Chips üblichen Bestandteilen, einen integrierten Temperatursensor 3 und ggf. zusätzlich einen Drucksensor (nicht dargestellt), durch den beispielsweise festgestellt werden kann, ob sich die mobile Einheit 2 im Medium befindet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält weiterhin eine Empfangs- und Auswerteinrichtung 6, die von der mobilen Einheit 2 getrennt angeordnet werden kann und drahtlos mit der mobilen Einheit 2 in Verbindung steht. Die Empfangs- und Auswerteinrichtung 6 enthält die üblicherweise für den RFID-tag (RFID Transponder) benötigten Bauteile, beispielsweise eine Antenne 7 und ein RFID-Lesegerät 8 (RFID Reader), mit dem beispielsweise der RFID-tag mit Energie versorgt, identifiziert und die vom Temperatursensor 3 festgestellte Temperatur gelesen werden kann. Es ist weiterhin eine Steuereinrichtung 9 zum Verarbeiten der erhaltenen Signale vorgesehen. Die Steuereinrichtung 9 ist mit einer manuellen Eingabeeinrichtung 10, beispielsweise einer Tastatur, verbunden, durch die der Benutzer Betriebsparameter vorgeben kann. Weiterhin ist ein nicht gezeichneter Zeitgeber und eine Anzeigeeinrichtung 11, beispielsweise ein Display, vorgesehen, um relevante oder ausgewählte Parameter anzuzeigen, wie beispielsweise die Identifikation der mobilen Einheit 2, eine Solltemperatur, eine aktuelle Temperatur, die abgelaufene oder die noch zur Verfügung stehende Zeit, die manuellen Eingaben usw. Es ist weiterhin eine Alarmeinrichtung 12 vorgesehen, durch die ein Alarm bei vorbestimmten Betriebszuständen, beispielsweise der Überschreitung einer vorbestimmten Temperatur, dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit oder dem Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeit oder dgl. ausgelöst werden kann. Der Alarm kann visuell und/oder akustisch erfolgen. Die Steuereinrichtung 9 enthält weiterhin einen Zeitgeber.
  • Im Betrieb wird die mobile Einheit 2 in das Medium, z.B. in ein Kochgut in einem Kochgefäß, eingebracht und die Empfangs- und Auswerteinrichtung 6 an geeigneter Stelle außerhalb des Mediums, also z.B. an einem Herd, angeordnet. Durch die Empfangs- und Auswerteinrichtung kann zyklisch oder nur auf Anforderung ein niederfrequentes Feld erzeugt werden, das die Übertragungseinrichtung 4 veranlasst, seine Identität sowie die vom Sensor 3 festgestellte Temperatur und gegebenenfalls Informationen über den vom Drucksensor festgestellten Druck zu senden. Diese Signale werden durch die Steuereinrichtung 9 in der gewünschten Weise verarbeitet. So ist es beispielsweise möglich, nur die Temperatur anzuzeigen und gegebenenfalls einen Alarm auszulösen, wenn eine manuell über die Eingabeeinrichtung 10 eingegebene Temperatur überschritten wird, und zwar wahlweise entweder sofort oder erst nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer.
  • Die mobile Einheit 2 und die Empfangs- und Auswerteinrichtung 6, mit oder ohne Alarmeinrichtung 12, kann jedoch auch, wie Fig. 2 zeigt, mit einer Steuereinheit 13 zu einer Vorrichtung 1' kombiniert werden, die in der Lage ist, aktiv auf den Temperaturverlauf einzuwirken, indem sie eine Heizquelle 14 zum Aufheizen des Mediums steuert. Zu diesem Zweck ist die Steuereinheit 13 mit der Steuerung 9 verbunden, wobei über die Eingabeeinrichtung 10 der gewünschte Temperaturverlauf eingegeben wird, wenn er nicht vorab in der Steuerung abgespeichert wurde.
  • Die mobile Einheit 2 ist zur Anordnung und zu Gebrauch direkt am oder im Medium gedacht und kann auf die unterschiedlichste Art und Weise ausgebildet sein, um sicherzustellen, dass sie die Temperatur des Mediums optimal erfasst. Die mobile Einheit 2 kann zu diesem Zweck z.B. mit einem Sensorkörper versehen sein, der den Temperatursensor 3 enthält und an einem festen Medium angebracht wird, beispielsweise durch geeignete Befestigungsmittel wie Klammern oder dgl.. Die mobile Einheit 2 kann weiterhin, wie Fig. 4 zeigt, als sogenanntes Bratenthermometer 14, d.h. zum Einstecken in ein festes Medium, ausgebildet sein. Das Bratenthermometer 14 enthält zu diesem Zweck einen Spießkörper 15, in dem der Temperatursensor 3 untergebracht ist und einen Kopf 16, der die Antenne 4b und den Chip 4a der Übertragungseinrichtung 4 enthält. Der Kopf 16 ist bevorzugt so ausgebildet, dass die Übertragungseinrichtung 4 gegen eine übermäßige Erwärmung geschützt ist.
  • Die erfindungsgemäße mobile Einheit 2 kann weiterhin für fließfähige bzw. flüssige Medien in Form eines Schwimmers 17 ausgebildet sein, der einen Schwimmkörper 17a aus einem schwimmfähigen Material, beispielsweise einem temperaturbeständigen Schaummaterial, enthält, in dem temperaturgeschützt die Antenne 4b und der Chip 4a eingebettet sind. Der Temperatursensor 3 liegt bevorzugt an einer Oberfläche des Schwimmkörpers 17 frei, damit eine ungehinderte Temperaturmessung möglich ist.
  • Die mobile Einheit 2 kann weiterhin auch als Kombination des Bratenthermometers und Schwimmers ausgebildet sein, so dass sie universell sowohl in flüssigen Medien, d.h. in Medien, in denen der Schwimmkörper schwimmen kann, als auch in festen Medien, d.h. in Medien, in denen ein eingesteckter Spießkörper 15 oder eine Klammer oder dgl. hält, verwendet werden kann.
  • Die Erfindung ist außer bei Kochgeräten auch für alle anderen Einsatzzwecke, beispielsweise in der Labor- oder Prozesstechnik und für Temperaturüberwachungen jeglicher Art, d.h. sowohl für ein Erhitzen als auch für ein Abkühlen einsetzbar.

Claims (12)

  1. Vorrichtung (1, 1') zum Bestimmen der Temperatur eines Mediums, insbesondere eines Lebensmittels, mit einer drahtlosen Übertragungseinrichtung (4) mit einem Temperatursensor (3) und mit einer außerhalb der Übertragungseinrichtung (4) vorgesehenen Empfangs- und Auswerteinrichtung (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtung (4) mit dem Temperatursensor (3) als mobile Einheit (2) zur direkten Temperaturmessung in oder am Medium ausgebildet und die Empfangs- und Auswerteinrichtung (6) außerhalb des Mediums angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Einheit (2) einen Schwimmkörper (17a) enthält.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Einheit (2) einen am Medium anbringbaren Sensorkörper (15) enthält.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (15) als in das Medium einsteckbarer Spieß ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtung (4) ein RFID tag und die Empfangs- und Auswerteinrichtung (6) ein RFID-Lese- und Auswertgerät (8) mit integrierter Stromversorgung enthält.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- und Auswerteinrichtung (6) eine Alarmeinrichtung (12) enthält.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- und Auswerteinrichtung (6) eine Anzeigeeinrichtung (11) enthält.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- und Auswerteinrichtung (6) eine manuelle Eingabeeinrichtung (10) enthält.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- und Auswerteinrichtung (6) einen Zeitgeber enthält.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- und Auswerteinrichtung (6) eine Steuereinheit (13) zum Steuern einer Heizquelle (14) für das Medium enthält.
  11. Bratenthermometer (14) mit einem Spießkörper (15), einem Temperatursensor (3) und einem RFID tag (4).
  12. Schwimmer (17) mit einem Temperatursensor (3) und einem RFID tag (4).
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