ES2768099T3

ES2768099T3 - Sensor de objeto cargado y dispositivo de calentamiento por inducción, incluyendo el sensor de objeto cargado

Info

Publication number: ES2768099T3
Application number: ES18179855T
Authority: ES
Inventors: Jea Shik Heo; Byeong Geuk Kang; Ho Yong Jang
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2038-06-26
Also published as: KR20190001201A; KR102052703B1; US11202345B2; EP3422811B1; EP3422811A1; US20180376540A1

Abstract

Un dispositivo de calentamiento por inducción que comprende: una placa de carga (106) sobre la cual se coloca un objeto cargado; una bobina de trabajo (108) dispuesta debajo de la placa de carga (106) para calentar el objeto cargado usando una corriente inductiva; un sensor de objeto cargado (220) para detectar el objeto cargado, caracterizado en que el sensor (220) está dispuesto concéntricamente con la bobina de trabajo (108), en el que la bobina de trabajo (108) rodea el sensor (220); y una unidad de control (602) configurada para determinar, en base al resultado de detección del sensor de objeto cargado (220), si el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo, en el que el sensor de objeto cargado (220) incluye: un cuerpo cilíndrico (234) que tiene un primer espacio de recepción definido en el mismo; y un núcleo magnético cilíndrico (232) recibido en el primer espacio, en el que el núcleo magnético (232) tiene un segundo espacio de recepción definido en el mismo; y una bobina sensora (222) enrollada alrededor del cuerpo (234) con un número de vueltas predeterminado.

Description

DESCRIPCIÓN

Sensor de objeto cargado y dispositivo de calentamiento por inducción, incluyendo el sensor de objeto cargado Campo técnico

La presente divulgación se refiere a un dispositivo de calentamiento por inducción.

Técnica relacionada

En hogares y restaurantes, los aparatos de cocina pueden usar varios procedimientos de calentamiento para calen tar un recipiente de cocina, tal como una olla. Las cocinas de gas, estufas u otros dispositivos de cocción pueden usar gas sintético (gas de síntesis), gas natural, propano, butano, gas licuado de petróleo u otro gas inflamable como fuente de combustible. Otros tipos de dispositivos de cocción pueden calentar un recipiente de cocción utilizando electricidad.

Los dispositivos de cocción que usan calentamiento a base de electricidad pueden clasificarse generalmente como dispositivos de calentamiento de tipo resistivo o dispositivos de calentamiento de tipo inductivo. En los dispositivos de calentamiento por resistencia eléctrica, el calor puede ser generado cuando la corriente circula a través de un cable de metal que presenta resistencia o un elemento de calentamiento no metálico, tal como el carburo de silicio, y este calor del elemento calentado se puede transmitir a un objeto por medio de radiación o conducción para calentar el objeto. Como se describe con mayor detalle a continuación, los dispositivos de calentamiento inductivo pueden aplicar una potencia de alta frecuencia de una magnitud predeterminada a una bobina de trabajo, tal como una bobi na de cobre, para generar un campo magnético alrededor de la bobina de trabajo, y la inducción magnética del cam po magnético puede hacer que se genere una corriente de Foucault en una olla adyacente realizada de ciertos me tales para que la olla se caliente debido a la resistencia eléctrica de la corriente de Foucault.

En mayor detalle, los principios del esquema de calentamiento por inducción incluyen la aplicación de un voltaje de alta frecuencia (por ejemplo, una corriente alterna) de una magnitud predeterminada a la bobina de trabajo. Como consecuencia, se genera un campo magnético inductivo alrededor de la bobina de trabajo. Cuando una olla que contiene ciertos metales se coloca en o cerca de la bobina de trabajo para recibir el flujo del campo magnético induc tivo generado, se genera una corriente de Foucault dentro de una porción de la olla. A medida que la corriente de Foucault resultante circula en el interior de la olla, la misma olla se calienta mientras que el dispositivo de calenta miento por inducción permanece relativamente frío.

De esta manera, la activación del dispositivo calentado inductivamente hace que la olla y no la placa de carga del dispositivo calentado inductivamente se caliente. Cuando se levanta la olla de la placa de carga del dispositivo de calentamiento por inducción y se separa del campo magnético inductivo existente alrededor de la bobina, la olla deja de calentarse inmediatamente puesto que ya no se genera la corriente de Foucault. Puesto que la bobina de trabajo en el dispositivo de calentamiento por inducción no se calienta, la temperatura de la placa de carga permanece a una temperatura relativamente baja incluso durante la cocción, y la placa de carga permanece relativamente segura con respecto al contacto con el usuario. Además, al permanecer relativamente fría, la placa de carga es fácil de limpiar ya que los alimentos derramados no se quemarán sobre la placa de carga fría.

Además, puesto que el dispositivo de calentamiento por inducción calienta solo a la misma olla mediante calenta miento inductivo y no calienta la placa de carga u otro componente del dispositivo de calentamiento por inducción, el dispositivo de calentamiento por inducción es ventajosamente más eficiente energéticamente en comparación con el dispositivo de gas o el dispositivo de calentamiento por resistencia eléctrica. Otra ventaja de un dispositivo calentado inductivamente es que calienta ollas relativamente más rápidamente que otros tipos de dispositivos de calentamien to, y la olla se puede calentar en el dispositivo de calentamiento por inducción a una velocidad que varía directamen te en función de la magnitud aplicada del dispositivo de calentamiento por inducción de tal manera que la cantidad y la velocidad del calentamiento por inducción pueden ser controladas cuidadosamente mediante el control de la co rriente de inducción aplicada.

Sin embargo, existe una limitación de que solo se pueden usar ollas que incluyen ciertos tipos de materiales, tales como metales férricos, en el dispositivo de calentamiento por inducción. Como se ha descrito más arriba, solo se puede usar una olla u otro objeto en el que se genera la corriente de Foucault cuando se coloca cerca del campo magnético de la bobina de trabajo en el dispositivo de calentamiento por inducción. Debido a esta restricción, puede ser útil para los consumidores que el calentador por inducción, determinar con precisión si una olla u otro objeto colocado en el dispositivo de calentamiento por inducción puede ser calentado por medio de la inducción magnética. En ciertos dispositivos de calentamiento por inducción, se puede suministrar una cantidad predeterminada de poten cia a la bobina de trabajo durante un tiempo predeterminado, para determinar si se produce corriente de Foucault en la olla. Los dispositivos de calentamiento por inducción pueden determinar, en función de si la corriente de Foucault se produce en la olla, si la olla es adecuada para el calentamiento por inducción. Sin embargo, de acuerdo con este procedimiento, se pueden usar niveles relativamente altos de potencia (por ejemplo, 200 W o más) para determinar la idoneidad de la olla para el calentamiento por inducción. En consecuencia, un dispositivo de calentamiento por inducción mejorado podría determinar con precisión y rapidez si una olla es compatible con el calentamiento por inducción al mismo tiempo que consume menos energía.

Resumen

Este Resumen se proporciona para presentar una selección de conceptos en una forma simplificada que se describi rá más adelante en la Descripción detallada. La presente invención está definida por las características de la reivin dicación 1. El documento EP 3026981 A1 divulga un dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

La presente divulgación tiene como objetivo proporcionar un sensor de objeto cargado capaz de discriminar de ma nera precisa y rápida el tipo de objeto cargado al mismo tiempo que consume menos energía que uno convencional, y proporcionar un dispositivo de calentamiento por inducción que incluye el sensor de objeto cargado.

Además, la presente divulgación está destinada a proporcionar un sensor de objeto cargado configurado para reali zar simultáneamente la medición de la temperatura del objeto cargado y la determinación del tipo de objeto cargado, y para proporcionar un dispositivo de calentamiento por inducción que incluye el sensor de objeto cargado.

Los propósitos de la presente divulgación no se limitan a los propósitos que se han mencionado más arriba. Otros propósitos y ventajas de la presente divulgación, que no se han mencionado más arriba, se pueden entender a partir de las descripciones que siguen y entenderse más claramente a partir de las realizaciones de la presente divulga ción. Además, se apreciará fácilmente que los objetos y ventajas de la presente divulgación se pueden realizar por medio de características y combinaciones de los mismos como se divulga en las reivindicaciones.

La presente divulgación es para proporcionar un dispositivo de calentamiento por inducción con un nuevo sensor de objeto cargado para determinar con precisión un tipo del objeto cargado al mismo tiempo que se consume menos energía que en la técnica anterior.

El nuevo sensor de objeto cargado de acuerdo con la presente divulgación tiene un cuerpo hueco cilíndrico con una bobina sensora enrollada sobre una cara externa del mismo. Además, un sensor de temperatura está alojado en un espacio receptor formado dentro del cuerpo del sensor de objeto cargado. El sensor de objeto cargado que tiene una configuración de este tipo está dispuesto en una región central de la bobina de trabajo y concéntricamente con la bobina. El sensor puede determinar el tipo de objeto cargado colocado en la posición correspondiente a la bobina de trabajo y, al mismo tiempo, medir la temperatura del objeto cargado.

En particular, la bobina sensora incluida en el sensor de objeto cargado de acuerdo con la presente divulgación tiene menos número de vueltas y una longitud total menor que las de la bobina de trabajo. En consecuencia, el sensor de acuerdo con la presente invención puede identificar el tipo del objeto cargado al mismo tiempo que consume menos energía en comparación con el procedimiento de discriminación de objeto cargado que usa la bobina de trabajo convencional.

Además, como se ha descrito más arriba, el sensor de temperatura se acomoda en el espacio interno del sensor de objeto cargado de acuerdo con la presente divulgación. Como consecuencia, existe la ventaja de que la temperatura puede ser medida y el tipo del objeto cargado puede ser determinado al mismo tiempo usando el sensor que tiene un tamaño y volumen más pequeños que el convencional.

Para esos fines, de acuerdo con un primer aspecto de la presente divulgación, se proporciona un sensor de objeto cargado en el que el sensor de objeto cargado incluye: un cuerpo hueco cilíndrico que tiene un primer espacio de recepción definido en el mismo; y un núcleo magnético cilíndrico hueco recibido en el primer espacio, en el que el núcleo magnético hueco tiene un segundo espacio de recepción definido en el mismo; y una bobina sensora enrolla da en una cara externa del cuerpo con un número de vueltas predeterminado. El sensor de objeto cargado puede ser controlado por una unidad de control.

En una realización del primer aspecto, el sensor de objeto cargado incluye además un sensor de temperatura que está recibido en el segundo espacio de recepción.

En una realización del primer aspecto, el cuerpo hueco cilíndrico tiene un fondo de soporte para soportar el núcleo magnético.

En una realización del primer aspecto, el fondo de soporte tiene un orificio para cable definido en el mismo, en el que un cable conectado al sensor de temperatura en el segundo espacio de recepción pasa a través del orificio y sale del cuerpo.

Preferiblemente, la base de bobina y la bobina de trabajo comprenden un espacio de recepción circular en su centro para acomodar el sensor de objeto cargado.

En una realización del primer aspecto, cuando se aplica una corriente a la bobina sensora y, a continuación un valor de fase de una corriente medido desde la bobina sensora excede un primer valor de referencia predeterminado, la unidad de control determina que el objeto cargado tiene un propiedad de calentamiento inductivo.

En una realización del primer aspecto, cuando se aplica una corriente a la bobina sensora y, a continuación, un valor de inductancia medido desde la bobina sensora excede un segundo valor de referencia predeterminado, la unidad de control determina que el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo.

Además, de acuerdo con un segundo aspecto de la presente divulgación, se proporciona un dispositivo de calenta miento por inducción que comprende: una placa de carga sobre la que se coloca un objeto cargado; una bobina de trabajo dispuesta debajo de la placa de carga para calentar el objeto cargado usando una corriente inductiva; un sensor de objeto cargado dispuesto concéntricamente con la bobina de trabajo, en el que el sensor incluye una bo bina sensora, en el que la bobina sensora reacciona inductivamente con el objeto cargado con una propiedad de calentamiento inductivo; y una unidad de control configurada para determinar, en base al resultado de la detección del sensor de objeto cargado, si el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo, en el que el sen sor de objeto cargado incluye: un cuerpo cilíndrico hueco que tiene un primer espacio de recepción definido en el mismo ; y un núcleo magnético cilíndrico hueco recibido en el primer espacio, en el que el núcleo magnético hueco tiene un segundo espacio de recepción definido en el mismo; y la bobina sensora se enrolla en una cara externa del cuerpo con una cantidad predeterminada de vueltas.

En una realización del segundo aspecto, el sensor de objeto cargado incluye además un sensor de temperatura recibido en el segundo espacio de recepción.

En una realización del segundo aspecto, el cuerpo hueco cilíndrico tiene un fondo de soporte para soportar el núcleo magnético.

En una realización del segundo aspecto, el fondo de soporte tiene un orificio para cable definido en el mismo, en el que un cable conectado al sensor de temperatura en el segundo espacio de recepción pasa a través del orificio y sale del cuerpo.

En una realización del segundo aspecto, cuando se aplica una corriente a la bobina sensora y, a continuación, un valor de fase de una corriente medido desde la bobina sensora excede un primer valor de referencia predetermina do, la unidad de control determina que el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo.

En una realización del segundo aspecto, cuando se aplica una corriente a la bobina sensora y, a continuación, un valor de inductancia medido desde la bobina sensora excede un segundo valor de referencia predeterminado, la unidad de control determina que el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo.

En una realización del segundo aspecto, el dispositivo de calentamiento por inducción comprende además una base de bobina para fijar la bobina de trabajo al mismo.

De acuerdo con la presente divulgación, el nuevo sensor de objeto cargado puede ser capaz de discriminar de ma nera precisa y rápida el tipo de objeto cargado al mismo tiempo que consume menos energía que uno convencional. Además, de acuerdo con la presente divulgación, el nuevo sensor de objeto cargado puede realizar simultáneamen te la medición de temperatura del objeto cargado y la determinación del tipo del objeto cargado.

Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones se describirán en detalle con referencia a los dibujos que siguen, en los que los números de refe rencia similares se refieren a elementos similares, en los que:

la figura 1 es una representación esquemática de un dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con una realización de la presente divulgación;

la figura 2 es una vista en perspectiva que muestra una estructura de un conjunto de bobina de trabajo in cluido en un dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con una realización de la presente di vulgación;

la figura 3 es una vista en perspectiva que muestra una base de bobina incluida en el conjunto de bobina de trabajo de acuerdo con una realización de la presente divulgación;

la figura 4 muestra una configuración de un sensor de objeto cargado de acuerdo con una realización de la presente divulgación;

la figura 5 es una vista en sección transversal vertical de un cuerpo incluido en un sensor de objeto cargado de acuerdo con una realización de la presente divulgación;

la figura 6 es un diagrama de circuito de un sensor de objeto cargado de acuerdo con una realización de la presente divulgación; y

la figura 7 muestra una región de manipulación del dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

Descripción detallada

En la siguiente descripción, se exponen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión comple ta de la presente divulgación. La presente divulgación se puede practicar sin algunos o todos estos detalles específi cos. En otros casos, las estructuras de procesos y / o procesos bien conocidos no se han descrito en detalle para no oscurecer innecesariamente la presente divulgación.

La figura 1 es una representación esquemática de un dispositivo calentado inductivamente 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Con referencia a la figura 1, un dispositivo de calentamiento por inducción (también denominado cocina de inducción o placa de inducción) 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluir una carcasa 102 que constituye un cuerpo principal o aspecto exterior del dispositivo de calentamiento por inducción 10, y una placa de cubierta 104 acoplada a la carcasa 102 para obturar la carcasa 102. La placa de cubierta 104 puede estar acoplada a una cara superior de la carcasa 102 para obturar un espacio defi nido dentro de la carcasa 102 del exterior. La placa de cubierta 104 puede incluir una placa de carga 106 sobre la que un usuario puede colocar selectivamente un objeto a calentar por medio de flujo magnético inductivo. Como se usa en la presente memoria descriptiva, la frase "objeto cargado" generalmente se refiere a un recipiente de cocción, tal como una sartén o una olla, colocado sobre la placa de carga 106. En una realización de la presente divulgación, la placa de carga 106 puede estar realizada de un material de vidrio templado, tal como el vidrio cerámico.

Haciendo referencia de nuevo a la figura 1, uno o más conjuntos de bobinas de trabajo 108, 110 para calentar el objeto cargado pueden estar provistas en un espacio formado dentro de la carcasa 102. Además, el interior de la carcasa 102 también puede incluir una interfaz 114 que permite a un usuario controlar el dispositivo de calentamien to por inducción 10 para aplicar potencia, permite al usuario controlar la salida de los conjuntos de bobinas de traba jo 108 y 110, y esto muestra información relacionada con el estado del dispositivo de calentamiento por inducción 10. La interfaz 114 puede incluir un panel táctil capaz de proporcionar visualización de información e entrada de información de manera táctil. Sin embargo, la presente divulgación no está limitada a esto, y dependiendo de la realización, una interfaz 114 puede incluir un teclado, bola de seguimiento, palanca de mando, botones, interrupto res, pomos, diales u otros dispositivos de entrada diferentes para recibir una entrada del usuario. Además, la interfaz 114 puede incluir uno o más sensores, tal como un micrófono para detectar la entrada de audio del usuario y / o una cámara para detectar movimientos del usuario, y un procesador para interpretar los datos capturados del sensor para identificar la entrada del usuario.

Además, la placa de carga 106 puede incluir una región de manipulación (o cubierta de interfaz) 118 provista en una posición correspondiente a la interfaz 114. Para la entrada directa por parte del usuario, la región de manipulación 118 puede estar pre impresa con caracteres, imágenes o similar. El usuario puede realizar una manipulación desea da tocando un punto específico en la región de manipulación 118 correspondiente al carácter o imagen pre impreso. Además, la información emitida por la interfaz 114 se puede mostrar a través de la placa de carga 106.

Además, en el espacio formado dentro de la carcasa 102, se puede proporcionar una fuente de alimentación 112 para suministrar energía a los conjuntos de bobina de trabajo 108, 110 y / o a la interfaz 114. Por ejemplo, la fuente de alimentación 112 puede estar acoplada a una fuente de alimentación comercial y puede incluir uno o más com ponentes que convierten la potencia comercial para su uso por los conjuntos de bobina de trabajo 108,110 y / o la interfaz 114.

En la realización de la figura 1, los dos conjuntos de bobina de trabajo 108 y 110 se muestran dentro de la carcasa 102. Sin embargo, se debe apreciar que el dispositivo de calentamiento por inducción 10 puede incluir cualquier número de conjuntos de bobina de trabajo 108, 110. Por ejemplo, en otras realizaciones de la presente divulgación, el dispositivo de calentamiento por inducción 10 puede incluir un conjunto de bobina de trabajo 108 o 110 dentro de la carcasa 102, o puede incluir tres o más conjuntos de bobina de trabajo 108, 110.

Cada uno de los conjuntos de bobina de trabajo 108 y 110 puede incluir una bobina de trabajo que genera un campo magnético inductivo usando una corriente alterna de alta frecuencia suministrada por una fuente de alimentación 112, y una lámina de aislamiento térmico 116 para proteger la bobina de trabajo del calor generado por el objeto cargado en la placa de cubierta. En ciertas realizaciones del dispositivo de calentamiento por inducción 10, se puede omitir la lámina de aislamiento térmico 116.

Aunque no se muestra en la figura 1, una unidad de control (tal como la unidad de control 602 en la figura 6), tam bién denominada en la presente memoria descriptiva controlador o procesador, puede estar provista en el espacio formado dentro de la carcasa 102. La unidad de control puede recibir un comando de usuario por medio de la inter faz 114 y puede controlar la fuente de alimentación 112 para activar o desactivar la fuente de alimentación al conjun to de bobina de trabajo 108, 110 en función del comando del usuario.

En la presente memoria descriptiva y a continuación, con referencia a las figuras 2 y 3, se describirá en detalle una estructura del conjunto de bobina de trabajo 108, 110 incluida en el dispositivo 10 calentado por inducción de acuer do con la realización. Por ejemplo, la figura 2 proporciona una vista en perspectiva que muestra una estructura de un conjunto de bobina de trabajo incluido en un dispositivo de calentamiento por inducción, y la figura 3 es una vista en perspectiva que muestra una base de bobina incluida en el conjunto de bobina de trabajo.

El conjunto de bobina de trabajo de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluir una prime ra bobina de trabajo 202, una segunda bobina de trabajo 204 y una base de bobina 206. La primera bobina de traba jo 202 puede estar montada sobre la base de bobina 206 y puede enrollarse circularmente un primer número de veces (por ejemplo, un primer número de vueltas) en una dirección radial. Además, una segunda bobina de trabajo 204 puede estar montada sobre la base de bobina 206 y puede enrollarse circularmente alrededor de la primera bobina de trabajo 202 una segunda cantidad de veces (por ejemplo, un segundo número de vueltas) en la dirección radial. Por lo tanto, la primera bobina de trabajo 202 puede situarse radialmente dentro y en el centro de la segunda bobina de trabajo 204.

El primer número de vueltas de la primera bobina de trabajo 202 y el segundo número de vueltas de la segunda bobina de trabajo 204 pueden variar de acuerdo con la realización. La suma del primer número de vueltas de la primera bobina de trabajo 202 y el segundo número de vueltas de la segunda bobina de trabajo 204 puede estar limitada por el tamaño de la base de bobina 206, y la configuración del dispositivo de calentamiento por inducción 10 y el dispositivo de transmisión de energía inalámbrica.

Ambos extremos de la primera bobina de trabajo 202 y ambos extremos de la segunda bobina de trabajo 204 pue den extenderse fuera de la primera bobina de trabajo 202 y de la segunda bobina de trabajo 204, respectivamente. Los conectores 204a y 204b pueden estar conectados respectivamente a los dos extremos de la primera bobina de trabajo 202, mientras que los conectores 204c y 204d pueden estar conectados a los dos extremos de la segunda bobina de trabajo 204, respectivamente. La primera bobina de trabajo 202 y la segunda bobina de trabajo 204 pue den estar conectadas eléctricamente a la unidad de control (tal como la unidad de control 602) o a la fuente de ali mentación (tal como la fuente de alimentación 112) por medio de los conectores 204a, 204b, 204c y 204d. De acuerdo con una realización, cada uno de los conectores 204a, 204b, 204c y 204d puede ser implementado como un terminal de conexión conductor.

La base de bobina 206 puede ser una estructura para acomodar y soportar la primera bobina de trabajo 202 y la segunda bobina de trabajo 204. La base de bobina 206 puede estar realizada de, o incluir, un material no conductor. En la región de la base de bobina 206 en la que se montan la primera bobina de trabajo 202 y la segunda bobina de trabajo 204, se pueden formar receptáculos 212a a 212h en una porción inferior de la base de bobina 206 para reci bir láminas magnéticas, tales como láminas de ferrita 314a - 314h que se describen a continuación.

Como se muestra en la figura 3, los receptáculos 312a a 312h (correspondientes a los receptáculos 212a a 212h en la figura 2) pueden estar formados en porciones inferiores de la base de bobina 206 para recibir y acomodar las láminas de ferrita 314a a 314h. Los receptáculos 312a a 312h pueden extenderse en la dirección radial de la primera bobina de trabajo 202 y la segunda bobina de trabajo 204. Las láminas de ferrita 314a a 314h pueden extenderse en la dirección radial de la primera bobina de trabajo 202 y de la segunda bobina de trabajo 204. Se debería apreciar que el número, la forma, la posición y el área de la sección transversal de las hojas de ferritas 314a a 314h pueden variar en diferentes realizaciones. Además, aunque las hojas de ferritas 314a a 314hm están designadas como "ferri ta", pueden incluir diversos materiales no ferrosos.

Como se muestra en la figura 2 y en la figura 3, la primera bobina de trabajo 202 y la segunda bobina de trabajo 204 se pueden montar en la base de bobina 206. Se puede montar una lámina magnética debajo de la primera bobina de trabajo 202 y de la segunda bobina de trabajo 204. Esta lámina magnética puede evitar que el flujo generado por la primera bobina de trabajo 202 y por la segunda bobina de trabajo 204 sean dirigidos por debajo de la base de bobi na 206. Evitar que el flujo se dirija por debajo de la base de bobina 206 puede aumentar la densidad del flujo produ cido por la primera bobina de trabajo 202 y por la segunda bobina de trabajo 204 hacia el objeto cargado.

Mientras tanto, como se muestra en la figura 2, un sensor de objeto cargado 220 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede estar provisto en la región central de la primera bobina de trabajo 202. En la realiza ción de la figura 2, el sensor de objeto cargado 220 puede estar provisto concéntricamente con la primera bobina de trabajo 202, pero la presente divulgación no está limitada a esto. Dependiendo de la realización, la posición del sen sor de objeto cargado 220 puede variar.

En la cara exterior del sensor de objeto cargado 220, una bobina sensora 222 puede ser enrollada un número de vueltas predeterminado. Ambos extremos de la bobina sensora 222 pueden estar conectados a los conectores 222a y 222b, respectivamente. La bobina sensora 222 puede estar conectada eléctricamente a la unidad de control (tal como la unidad de control 602) o a una fuente de alimentación (tal como la fuente de alimentación 112) por medio de los conectores 222a y 222b. La unidad de control puede gestionar la fuente de alimentación para suministrar corrien te a la bobina sensora 222 a través de los conectores 222a y 222b del sensor de objeto cargado 220 para determi nar el tipo del objeto cargado, tal como se describe a continuación.

La figura 4 muestra una configuración de un sensor de objeto cargado 220 de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Haciendo referencia a la figura 4, el sensor de objeto cargado 220 de acuerdo con una realiza ción de la presente divulgación puede incluir un cuerpo hueco cilíndrico 234. El espacio formado dentro del cuerpo hueco cilíndrico 234 es definido como un primer espacio de recepción.

Una bobina sensora 222 puede enrollarse mediante un número de vueltas predeterminado alrededor de una superfi cie exterior del cuerpo cilíndrico hueco 234. Ambos extremos de la bobina sensora 222 pueden conectarse a los conectores 222a y 222b para la conexión eléctrica con otros dispositivos. La bobina sensora 222 puede estar conec tada eléctricamente a una unidad de control (tal como la unidad de control 602) y / o a una fuente de alimentación (tal como la fuente de alimentación 112) por medio de los conectores 222a y 222b.

En una realización de la presente divulgación, la unidad de control (tal como la unidad de control 602) puede deter minar un tipo u otro atributo del objeto cargado. Por ejemplo, la unidad de control puede determinar si el objeto car gado es adecuado o no para el calentamiento por inducción basado, por ejemplo, en el cambio en el valor de inductancia o de fase de corriente de la bobina sensora 222 cuando la corriente se aplica a la bobina sensora 222 por medio de la fuente de alimentación.

Además, el sensor de objeto cargado 220 puede incluir un núcleo magnético 232 que es recibido en el primer espa cio de recepción del cuerpo cilíndrico hueco 234 y puede tener una forma sustancialmente cilíndrica. El núcleo mag nético 232 puede estar hecho o incluir de otra manera un material caracterizado por magnetismo, tal como la ferrita. El núcleo magnético 232 puede aumentar la densidad del flujo inducido en la bobina sensora 222 cuando una co rriente circula a través de la bobina sensora 222. El núcleo magnético 232 puede tener una forma hueca sustancial mente cilíndrica que incluye un segundo espacio de recepción definido en la misma.

Dentro del segundo espacio de recepción del núcleo magnético 232, se puede recibir un sensor de temperatura 230. El sensor de temperatura 230 puede ser un sensor que mide la temperatura del objeto cargado. El sensor de tempe ratura 230 puede incluir cables 230a y 230b para proporcionar una conexión eléctrica con otros dispositivos, tal co mo una unidad de control o una fuente de alimentación. Los cables 230a y 230b del sensor de temperatura 230 pueden extenderse para pasar al exterior a través de un lado opuesto del núcleo magnético 232 y al otro lado del cuerpo cilíndrico hueco 234 a través del primer y segundo espacios de recepción.

La figura 5 es una sección longitudinal del cuerpo cilíndrico hueco 234 del sensor de objeto cargado 220 de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Como se muestra en la figura 5, el cuerpo hueco cilíndrico 234 del sensor de objeto cargado 220 puede tener una porción vertical hueca cilíndrica (o pared cilíndrica) 234a, una prime ra pestaña 234b que se extiende horizontalmente desde la parte superior de la porción vertical 234a (o un primer extremo axial adyacente a la placa de carga 106), y una segunda pestaña 234c que se extiende desde el fondo de la porción vertical 234a (o un segundo extremo axial opuesto a la placa de carga 106).

La primera pestaña 234b se puede extender a lo largo de la cara exterior del extremo superior de la porción vertical 234a de modo que el núcleo magnético 232 pueda moverse libremente hacia abajo en el primer espacio de recep ción del cuerpo cilíndrico hueco 234. Además, la segunda pestaña 234c puede incluir una porción de soporte 236 (o pestaña interna) para soportar el núcleo magnético 232 y bloquear un movimiento adicional hacia abajo del núcleo magnético 232 cuando el núcleo magnético 232 es recibido en el primer espacio de recepción dentro del cuerpo cilíndrico hueco 234.

Además, un orificio 238 que proporciona un paso a través para los cables 230a y 230b del sensor de temperatura 230 puede definirse en la porción de soporte 236 de la segunda pestaña 234c. Los cables 230a y 230b del sensor de temperatura pueden pasar a través de la parte inferior del núcleo magnético 232 y a través del orificio 238 para extenderse fuera del cuerpo cilíndrico hueco 234. Los cables 230a y 230b del sensor de temperatura 230 que están expuestos a través del orificio 238 pueden estar conectados eléctricamente a la unidad de control (tal como la uni dad de control 602) o a la fuente de alimentación (tal como la fuente de alimentación 112).

En la figura 4 y en la figura 5, el sensor de temperatura 230 y el núcleo magnético 232 pueden ser insertados verti calmente en la dirección desde la primera pestaña 234b hacia la segunda pestaña 234c (por ejemplo, hacia abajo). Sin embargo, en otra realización de la presente divulgación, el sensor de temperatura 230 y el núcleo magnético 232 pueden ser insertados en una dirección hacia arriba a través de la segunda pestaña 234c y hacia la primera pestaña 234b. En esta configuración, la porción de soporte 236 que tiene el orificio de cable 238 definido en la misma puede estar incluida en la primera pestaña 234b.

Como se describe con referencia a las figuras 4 y 5, el sensor de objeto cargado 220 de acuerdo con la presente divulgación puede determinar un tipo u otro atributo del objeto cargado usando la corriente que circula en la bobina sensora 222, y al mismo tiempo, la temperatura del objeto cargado puede ser medida usando el sensor de tempera tura 230. Debido a que el sensor de temperatura 230 puede recibirse dentro del cuerpo cilíndrico hueco 234, el ta maño total y el volumen del sensor pueden reducirse, haciendo que la colocación y la utilización del espacio del mismo dentro del dispositivo calentado por inducción sean más flexibles.

La figura 6 es un diagrama de circuito del sensor de objeto cargado 220 de acuerdo con una realización de la pre sente divulgación. Con referencia a la figura 6, una unidad de control 602 (o controlador) de acuerdo con la presente divulgación puede gestionar una fuente de alimentación (tal como la fuente de alimentación 112) para aplicar una corriente alterna Acos(wt) que tiene una amplitud predeterminada A y un valor de fase wt a la bobina sensora 222 del sensor de objeto cargado 220. Después de aplicar la corriente alterna a la bobina sensora 222, la unidad de control 602 puede incluir un sensor para recibir la corriente alterna por medio de la bobina sensora 222 y analizar los componentes de la corriente alterna recibida para determinar los cambios en los atributos de la corriente alterna por medio de la bobina sensora 222, un cambio de fase o inducción de este tipo.

Cuando no hay un objeto cargado cerca de la bobina sensora 222 o el objeto cargado no es un objeto no inductivo que no contiene un componente metálico apropiado, el valor de fase wt $ de la corriente alterna Acos (wt $) recibida por medio de la bobina sensora 222 no exhibe una gran diferencia ($) con respecto al valor de fase wt de la corriente alterna antes de aplicarse a la bobina sensora 222. Esta falta relativa de un cambio de fase puede interpre tarse en el sentido de que el valor de inductancia L de la bobina sensora 222 no cambia ya que (1) no hay ningún objeto cargado cerca de la bobina sensora 222, o (2) el objeto cargado no contiene un componente metálico apro piado y, por lo tanto, es no inductivo.

Sin embargo, si el objeto cargado en proximidad a la bobina sensora 222 contiene un metal apropiado que es induc tivo (por ejemplo, incluye hierro, níquel, cobalto y / o algunas aleaciones de metales de tierras raras), se producen fenómenos inductivos magnéticos y eléctricos entre el objeto cargado y la bobina sensora 222. Por lo tanto, se pue de producir un cambio relativamente grande en el valor de la inductancia L de la bobina sensora 222. Por lo tanto, el cambio en el valor de la inductancia L puede aumentar considerablemente un cambio $ del valor de fase wt $ de la corriente alterna Acos (wt $) recibida a través de la bobina sensora 222.

Por consiguiente, la unidad de control 602 puede aplicar la corriente alterna Acos (wt) que tiene una amplitud A y un valor de fase wt predeterminados a la bobina sensora 222 del sensor de objeto cargado y, a continuación, determi nar el tipo del objeto cargado cerca de la bobina de trabajo 222 en base a una diferencia entre la corriente alterna de entrada aplicada y la corriente alterna recibida de la bobina sensora 222. En una realización de la presente divulga ción, la unidad de control 602 puede aplicar la corriente alterna Acos (wt) que tiene una amplitud A y valor de fase wt predeterminados a la bobina sensora 222 del sensor de objeto cargado 220, la corriente de CA recibida a través de la bobina sensora 222 puede convertirse en la corriente alterna Acos (wt $) con el valor de fase wt $. En este contexto, cuando el cambio de fase $ para la corriente alterna Acos (wt $) excede un primer valor de referencia predeterminado, la unidad de control 602 puede determinar que el objeto cargado tiene una propiedad de calenta miento por inducción. Alternativamente, cuando el cambio de fase $ de la corriente alterna Acos (wt $) no excede el primer valor de referencia predeterminado, la unidad de control 602 puede determinar que el objeto cargado no tiene una propiedad de calentamiento por inducción o que ningún objeto está situado sobre la placa de carga 106. En otra realización de la presente divulgación, la unidad de control 602 puede aplicar la corriente alterna Acos (wt) que tiene una amplitud A y un valor de fase predeterminados wt a la bobina sensora 222 del sensor de objeto carga do, la unidad de control puede medir un valor de inductancia L de la bobina sensora 222. Cuando el valor de induc tancia medido L de la bobina sensora 222 excede un segundo valor de referencia predeterminado, la unidad de control 602 puede determinar que el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo. A este respec to, cuando el valor de inductancia medido L de la bobina sensora 222 no excede el segundo valor de referencia predeterminado, la unidad de control 602 puede determinar que el objeto cargado no tiene una propiedad de calen tamiento inductivo o no hay ningún objeto dispuesto sobre la placa de carga 106)

De esta manera, cuando la unidad de control 602 determina que un objeto (por ejemplo, un recipiente de cocción) está colocado sobre la placa de carga 106 y el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo, la unidad de control 602 puede realizar una operación de calentamiento aplicando una corriente eléctrica a las bobinas de trabajo 202, 204 en base, por ejemplo, a un nivel de calentamiento designado por el usuario por medio de la interfaz 114.

Durante la operación de calentamiento, la unidad de control 602 puede medir la temperatura del objeto cargado que se calienta utilizando el sensor de temperatura 230 alojado dentro del sensor de objeto cargado 220. Al controlar la corriente aplicada a las bobinas de trabajo 202, 204, la unidad de control 602 puede aplicar, por ejemplo, un nivel de corriente particular basado en el nivel de calentamiento seleccionado por el usuario cuando la unidad de control 602 determinó, basándose en el sensor de objeto cargado 220, que un recipiente de cocción está colocado en las bobi nas de trabajo 202, 204 y tiene un características apropiadas de calentamiento por inducción. La unidad de control 602 puede determinar entonces la temperatura del recipiente de cocción usando el sensor de temperatura 230 y puede modificar o detener la corriente a las bobinas de trabajo 202, 204 en función de la temperatura detectada y el nivel de calentamiento seleccionado, como para reducir o detener la corriente cuando la temperatura detectada del recipiente de cocción es igual o superior al nivel de calentamiento seleccionado. De manera similar, la unidad de control 602 puede determinar en base, por ejemplo, a un atributo de una corriente recibida desde la bobina sensora 222 del sensor de objeto cargado 220, cuando el recipiente de cocción se retira de las bobinas de trabajo 202, 204, y puede detener la corriente a las bobinas de trabajo 202, 204.

Cuando la detección de objeto cargado se realiza utilizando el sensor de objeto cargado 220 de acuerdo con la pre sente divulgación, la potencia suministrada a la bobina sensora 222 para la detección de objeto cargado puede ser típicamente inferior a 1 W ya que la bobina sensora 222 es relativamente pequeña y genera un campo magnético relativamente pequeño. La magnitud de esta potencia para la bobina sensora 222 es muy pequeña en comparación con la potencia suministrada convencionalmente a la bobina de trabajo del conjunto de bobina de trabajo 108, 110 (más de 200 W) cuando se detecta una presencia y composición de detección de objeto cargado.

En una realización de la presente divulgación, la unidad de control 602 puede programarse para aplicar repetida mente la corriente alterna a la bobina sensora 222 en un intervalo de tiempo particular (por ejemplo, 1 segundo, 0,5 segundos u otro intervalo de tiempo) para determinar si un objeto cargado en el dispositivo de calentamiento por inducción 10 tiene una propiedad de calentamiento inductivo (por ejemplo, tiene un material y una forma física apro piados para ser calentados por el flujo de un campo magnético inductivo generado). Lo que la unidad de control 602 puede analizar es la corriente de salida resultante (por ejemplo, los cambios de fase y / o inducción) para determinar la presencia y composición del objeto cargado. Cuando la unidad de control 602 realiza una aplicación de este tipo de corriente repetitiva y análisis de corriente de salida, la unidad de control 602 puede determinar el tipo y la presen cia del objeto cargado casi en tiempo real (por ejemplo, dentro del intervalo de prueba) cada vez que el usuario colo ca el objeto sobre o retira el objeto del dispositivo de calentamiento por inducción 10 después de que la potencia se haya aplicado al dispositivo de calentamiento por inducción 10.

Además, de acuerdo con la configuración del sensor de objeto cargado 222 y las bobinas de trabajo 202, 204 de acuerdo con la realización del dispositivo de calentamiento por inducción 10 tal como se ha descrito más arriba con referencia a las figuras 1 a 5, la bobina sensora puede colocarse en un área central dentro de las bobinas de trabajo 202, 204. Por consiguiente, la bobina sensora 222 y las bobinas de trabajo 202, 204 pueden ser adyacentes unas a las otras. Debido a tal proximidad, cuando se aplica una corriente para la operación de calentamiento a las bobinas de trabajo 202 y 204, se puede generar un voltaje inducido en la bobina sensora 222 por la fuerza magnética gene rada por la corriente aplicada a la bobina de trabajo 202, 204. Debido al voltaje inducido de este tipo, existe la posibi lidad de que un componente o un elemento conectado eléctricamente a la bobina sensora 222 pueda funcionar mal o dañarse.

La figura 7 muestra una realización de la región de manipulación 118 situada en la placa de carga 106 de la figura 1 tal como se ha descrito más arriba. Como se muestra en la figura 7, la región de manipulación 118 puede incluir botones de selección de región de calentamiento 702a, 704a y 706a que indican respectivamente las posiciones de las regiones de calentamiento incluidas en el dispositivo de calentamiento por inducción en la placa de carga 106. La región de manipulación 118 puede incluir un botón de selección de potencia de calentamiento (o región de selección de potencia de calentamiento) 710 que controla la cantidad de potencia de calentamiento asociada con cada región de calentamiento. El botón de selección de potencia de calentamiento 710 puede incluir los números 1 a 10 corres pondientes a rangos de corriente de inducción aplicados a una de las placas de trabajo asociadas, tal como 1 que corresponde al 10% de una corriente de inducción máxima, 2 que corresponde al 20% de la corriente de inducción máxima, etc. En la figura 7, la información sobre las tres regiones de calentamiento puede mostrarse en la región de manipulación 118, pero la presente divulgación no se limita a las mismas. El número de regiones de calentamiento incluidas en el dispositivo de calentamiento por inducción 10 puede variar dependiendo de la realización y el diseño del dispositivo de calentamiento por inducción 10.

Además, las potencias de calentamiento por corriente de las regiones de calentamiento correspondientes pueden ser indicadas respectivamente mediante números correspondientes en las regiones de visualización de potencia de calentamiento 702b, 704b y 706b. Además, la región de manipulación 118 puede incluir una región de visualización turbo cuando una región de calentamiento particular se calienta rápidamente.

De acuerdo con ciertas situaciones, el usuario puede colocar el objeto cargado sobre una de las tres regiones de calentamiento, por ejemplo, en la segunda región de calentamiento. A continuación, el usuario toca el segundo botón de selección de región de calentamiento 704a. A continuación, el usuario introduce la potencia de calentamiento que se aplicará al objeto cargado colocado sobre la región de calentamiento correspondiente mediante el toque del botón de selección de potencia de calentamiento 710. El dispositivo de calentamiento por inducción 10 puede determinar si el objeto cargado sobre la segunda región de calentamiento seleccionada por el usuario tiene una propiedad de calentamiento inductivo (por ejemplo, en base al análisis de una corriente aplicada a la bobina sensora 222). Cuando el objeto cargado correspondiente tiene una propiedad de calentamiento inductivo, el dispositivo de calentamiento por inducción 10 puede aplicar una corriente a una bobina de trabajo 202, 204 correspondiente a una región de calentamiento correspondiente para realizar una operación de calentamiento para lograr la potencia de calentamien to designada por el usuario para el objeto cargado.

En este contexto, cuando el objeto cargado colocado en la segunda región de calentamiento tiene una propiedad de calentamiento inductivo, la entrada de potencia de calentamiento por el usuario por medio del botón de selección de potencia de calentamiento 710 se muestra como un número en la región de visualización de potencia de calenta miento 704b correspondiente a la segunda región de calentamiento. A la inversa, cuando el objeto cargado colocado en la segunda región de calentamiento no tiene la propiedad de calentamiento inductivo (por ejemplo, no incluye una base de metal ferroso), la región de visualización de potencia de calentamiento 704b correspondiente a la segunda región de calentamiento puede ser marcada con un número o letra (por ejemplo, u) para indicar que el objeto carga do correspondiente es un objeto cargado de calentamiento no inductivo y / o que no se está aplicando corriente a la bobina de trabajo 202, 204.

Eventualmente, después de que el usuario coloca el objeto cargado en una cierta región de calentamiento, el usua rio puede especificar la región de calentamiento específica a calentar con solo tocar el botón de selección de objeto cargado. Como se ha descrito más arriba, de acuerdo con la presente divulgación, se puede aplicar una corriente a la bobina sensora 222 del sensor de objeto cargado repetidamente en un intervalo de tiempo predeterminado (por ejemplo, 1 segundo o 0,5 segundos) y, de esta manera, el tipo de el objeto cargado se determina basándose en el resultado de la aplicación de corriente a la bobina sensora 222. En esta configuración, cuando el usuario coloca el objeto cargado en cualquier región de calentamiento, el tipo del objeto cargado se puede determinar de manera sustancial inmediatamente después de transcurrido el intervalo de tiempo predeterminado.

En un ejemplo, cuando el usuario coloca el objeto con propiedades de calentamiento inductivo en la segunda región de calentamiento, el dispositivo de calentamiento por inducción 10 puede no esperar a que el usuario introduzca los botones de selección de región de calentamiento 702a, 704a o 706a, sino que, por el contrario, puede indicar que la segunda región de calentamiento está disponible en la región de visualización de potencia de calentamiento 704b correspondiente a la segunda región de calentamiento usando un carácter o número (por ejemplo, 0). Cuando se visualiza uno de este tipo de letra o número, el usuario puede introducir una potencia de calentamiento que se apli cará a la región de calentamiento correspondiente mediante el toque del botón de selección de potencia de calenta miento 710. A continuación, la entrada de potencia de calentamiento puede mostrarse sustancialmente inmediata mente en la región de visualización de potencia de calentamiento 704b. El dispositivo de calentamiento por induc ción puede aplicar entonces una corriente a la bobina de trabajo 202, 204 para que la potencia de calentamiento de la región de calentamiento correspondiente alcance la potencia de calentamiento deseada correspondiente a la entrada del usuario.

Cuando el usuario coloca un objeto cargado de calentamiento no inductivo en una de las regiones (por ejemplo, la segunda región de calentamiento), un número o letra (por ejemplo, u) para indicar que el objeto cargado correspon diente no se puede calentar por inducción, de acuerdo con el proceso de determinación del objeto cargado tal como se ha descrito más arriba, puede ser mostrado en la región de visualización de potencia de calentamiento 704b correspondiente a la región en la que se coloca el objeto.

Eventualmente, de acuerdo con aspectos de la presente divulgación, después de que el usuario coloque un objeto con propiedades de calentamiento inductivo en cualquier región de calentamiento, el usuario puede introducir inme diatamente la potencia de calentamiento deseada e iniciar la operación de calentamiento sin tener que presionar el botón de selección de la región de calentamiento 702a, 704a o 706a. Por ejemplo, el dispositivo de calentamiento por inducción 10 de acuerdo con la presente divulgación puede eliminar la operación de entrada para seleccionar la región de calentamiento del usuario.

Además, de acuerdo con aspectos de la presente divulgación, cuando el usuario coloca un objeto cargado en cual quier región de calentamiento, el dispositivo de calentamiento por inducción puede mostrar, en cada región de visua lización de potencia de calentamiento, en un período de tiempo relativamente corto, si el objeto cargado correspon diente tiene una propiedad de calentamiento inductivo. Por lo tanto, el usuario puede verificar intuitiva y rápidamente si el objeto cargado es compatible con el dispositivo de calentamiento por inducción 10.

Los aspectos de la presente divulgación proporcionan un sensor de objeto cargado capaz de discriminar de manera precisa y rápida el tipo de objeto cargado al mismo tiempo que consume menos energía que uno convencional, y proporcionar un dispositivo de calentamiento por inducción que incluye el sensor de objeto cargado. Además, los aspectos de la presente divulgación proporcionan un sensor de objeto cargado configurado para realizar simultá neamente la medición de temperatura del objeto cargado y la determinación del tipo de objeto cargado, y proporcio nar un dispositivo de calentamiento por inducción que incluye el sensor de objeto cargado.

Los aspectos de la presente divulgación no se limitan a los aspectos que se han mencionado más arriba. Otros as pectos de la presente divulgación, tales como los que no se han mencionado más arriba, pueden entenderse a partir de las descripciones anteriores y entenderse más claramente a partir de las realizaciones de la presente divulgación.

Además, se apreciará fácilmente que los aspectos de la presente divulgación pueden realizarse mediante caracterís ticas y combinaciones de los mismos tal como se describe en las reivindicaciones.

Los aspectos de la presente divulgación proporcionan un dispositivo de calentamiento por inducción con un sensor de objeto cargado para determinar con precisión un tipo del objeto cargado al mismo tiempo que se consume menos energía que en la técnica anterior. El sensor de objeto cargado de acuerdo con la presente divulgación puede tener un cuerpo hueco cilíndrico con una bobina sensora enrollada en una cara externa del mismo. Además, un sensor de temperatura está alojado en un espacio de recepción formado dentro del cuerpo del sensor de objeto cargado. El sensor de objeto cargado que tiene una configuración de este tipo puede estar provisto en una región central de la bobina de trabajo y concéntricamente con la bobina. El sensor puede determinar el tipo de objeto cargado colocado en la posición correspondiente a la bobina de trabajo y, al mismo tiempo, medir la temperatura del objeto cargado. En particular, la bobina sensora incluida en el sensor de objeto cargado de acuerdo con la presente divulgación puede tener menor número de vueltas y una longitud total menor que las de la bobina de trabajo. En consecuencia, el sensor de acuerdo con la presente divulgación puede identificar el tipo del objeto cargado al mismo tiempo que consume menos energía en comparación con el procedimiento de discriminación del objeto cargado que usa una bobina de trabajo.

Además, tal como se ha descrito más arriba, el sensor de temperatura puede acomodarse en el espacio interno del sensor de objeto cargado de acuerdo con la presente divulgación. Como consecuencia, la temperatura puede ser medida y el tipo del objeto cargado puede ser determinado al mismo tiempo usando el sensor que tiene un tamaño y volumen relativamente más pequeños.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente divulgación, se proporciona un sensor de objeto cargado que pue de incluir: un cuerpo hueco cilíndrico que tiene un primer espacio de recepción definido en el mismo; y un núcleo magnético cilíndrico hueco recibido en el primer espacio, en el que el núcleo magnético hueco tiene un segundo espacio de recepción definido en el mismo; y una bobina sensora enrollada en una cara externa del cuerpo con un número de vueltas predeterminado. El sensor de objeto cargado puede ser controlado por una unidad de control. En una realización del primer aspecto, el sensor de objeto cargado puede incluir además un sensor de temperatura recibido en el segundo espacio de recepción. En una realización del primer aspecto, el cuerpo hueco cilíndrico pue de tener un fondo de soporte para soportar el núcleo magnético. En una realización del primer aspecto, el fondo del soporte puede tener un orificio de cable definido en el mismo, en el que un cable conectado al sensor de temperatu ra en el segundo espacio de recepción puede pasar a través del orificio y salir del cuerpo.

En una realización del primer aspecto, cuando se aplica una corriente a la bobina sensora y, a continuación, un valor de fase de una corriente medida desde la bobina sensora excede un primer valor de referencia predeterminado, la unidad de control puede determinar que el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo. En otra realización del primer aspecto, cuando se aplica una corriente a la bobina sensora y, a continuación, un valor de inductancia medido desde la bobina sensora excede un segundo valor de referencia predeterminado, la unidad de control puede determinar que el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo.

Además, de acuerdo con un segundo aspecto de la presente divulgación, un dispositivo de calentamiento por induc ción puede comprender: una placa de carga sobre la que se coloca un objeto cargado; una bobina de trabajo provis ta debajo de la placa de carga para calentar el objeto cargado usando una corriente inductiva; un sensor de objeto cargado provisto concéntricamente con la bobina de trabajo, en el que el sensor incluye una bobina sensora, en el que la bobina sensora reacciona inductivamente con el objeto cargado con una propiedad de calentamiento inducti vo; y una unidad de control configurada para determinar, en base al resultado de la detección del sensor de objeto cargado, si el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo, en el que el sensor de objeto cargado puede incluir: un cuerpo hueco cilíndrico que tiene un primer espacio de recepción definido en el mismo; y un núcleo magnético cilíndrico hueco recibido en el primer espacio, en el que el núcleo magnético hueco tiene un segundo espacio de recepción definido en el mismo; y la bobina sensora se enrolla en una cara externa del cuerpo con un número de vueltas predeterminado.

En una realización del segundo aspecto, el sensor de objeto cargado puede incluir además un sensor de temperatu ra recibido en el segundo espacio de recepción. En una realización del segundo aspecto, el cuerpo hueco cilíndrico puede tener un fondo de soporte para soportar el núcleo magnético. En una realización del segundo aspecto, el fondo del soporte puede tener un orificio de cable definido en el mismo, en el que un cable conectado al sensor de temperatura en el segundo espacio de recepción pasa a través del orificio y sale fuera del cuerpo. En una realización del segundo aspecto, el dispositivo de calentamiento por inducción puede comprender además una base de bobina para fijar la bobina de trabajo al mismo.

En una realización del segundo aspecto, cuando se aplica una corriente a la bobina sensora y, a continuación, un valor de fase de una corriente medida desde la bobina sensora excede un primer valor de referencia predetermina do, la unidad de control puede determinar que el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo. En una realización del segundo aspecto, cuando se aplica una corriente a la bobina sensora y, a continuación, un valor de inductancia medido desde la bobina sensora excede un segundo valor de referencia predeterminado, la unidad de control puede determinar que el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo.

De acuerdo con aspectos de la presente divulgación, el sensor de objeto cargado puede discriminar de forma preci sa y rápida un tipo de objeto cargado al mismo tiempo que consume relativamente menos energía. Además, de acuerdo con los aspectos de la presente divulgación, el sensor de objeto cargado puede realizar simultáneamente la medición de temperatura del objeto cargado y la determinación del tipo del objeto cargado.

En la divulgación anterior, se exponen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión completa de la presente divulgación. La presente divulgación puede ser practicada sin algunos o todos estos detalles específi cos. Ejemplos de diversas realizaciones se han ilustrado y descrito más arriba. Se entenderá que la divulgación en la presente memoria descriptiva no pretende limitar las reivindicaciones a las realizaciones específicas descritas. Por el contrario, está destinado a cubrir alternativas, modificaciones y equivalentes que se puedan incluir dentro del alcan ce de la presente divulgación tal como se define en las reivindicaciones que se acompañan.

Se entenderá que cuando se hace referencia a un elemento o capa tal como que está "sobre" otro elemento o capa, el elemento o capa puede estar directamente sobre otro elemento o capa o elementos o capas intermedios. En con traste, cuando se hace referencia a un elemento tal como "directamente sobre" otro elemento o capa, no hay ele mentos o capas intermedios presentes. Como se usa en la presente memoria descriptiva, el término "y / o" incluye todas y cada una de las combinaciones de uno o más de los elementos enumerados asociados.

Se entenderá que, aunque los términos primero, segundo, tercero, etc., pueden usarse en la presente memoria descriptiva para describir varios elementos, componentes, regiones, capas y / o secciones, estos elementos, com ponentes, regiones, capas y / o secciones no deben estar limitado por estos términos. Estos términos solo se usan para distinguir un elemento, componente, región, capa o sección de otra región, capa o sección. Por lo tanto, un primer elemento, componente, región, capa o sección podría denominarse como un segundo elemento, componen te, región, capa o sección sin apartarse de las enseñanzas de la presente divulgación.

Los términos relativos espacialmente, tales como "inferior", "superior" y otros similares, pueden ser usados en la presente memoria descriptiva para facilitar la divulgación para describir la relación de un elemento o característica con otro elemento o características tal como se ilustra en las figuras. Se debe entender que los términos relativos espacialmente pretenden abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso u operación, además de la orienta ción representada en las figuras. Por ejemplo, si el dispositivo en las figuras se voltea, los elementos descritos como "inferiores" en relación con otros elementos o características se orientarían como "superiores" en relación con los otros elementos o características. Por lo tanto, el término ejemplar "inferior" puede abarcar tanto una orientación de hacia arriba como de hacia abajo. El dispositivo puede estar orientado de otra manera (rotado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores relativos espacialmente utilizados en la presente memoria descriptiva pueden ser interpretados en consecuencia.

La terminología utilizada en la presente memoria descriptiva tiene el propósito de describir realizaciones particulares solamente y no pretende limitar la divulgación. Como se usa en la presente memoria descriptiva, las formas singula res "un", "uno, una " y "el, la" están destinadas a incluir también las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se entenderá además que los términos "comprende" y / o "que comprende", cuando se usan en esta memoria descriptiva, especifican la presencia de características, números enteros, pasos, operaciones, elementos y / o componentes establecidos, pero no excluyen la presencia o la adición de una o más características, números enteros, pasos, operaciones, elementos, componentes y / o grupos de los mismos.

Las realizaciones de la divulgación se describen en la presente memoria descriptiva con referencia a ilustraciones en sección transversal que son ilustraciones esquemáticas de realizaciones idealizadas (y estructuras intermedias) de la divulgación. Como tal, son de esperar variaciones de las formas de las ilustraciones como resultado, por ejemplo, de técnicas de fabricación y / o tolerancias. Por lo tanto, las realizaciones de la divulgación no se deben interpretar como limitadas a las formas particulares de las regiones ilustradas en la presente memoria descriptiva, sino que deben incluir desviaciones en las formas que resultan, por ejemplo, de la fabricación.

A menos que se defina lo contrario, todos los términos (incluidos los términos técnicos y científicos) utilizados en la presente memoria descriptiva tienen el mismo significado que comúnmente entiende un experto en la materia a la que pertenece esta divulgación. Se entenderá además que los términos, tales como los definidos en los diccionarios de uso común, deben ser interpretados como teniendo un significado que sea coherente con su significado en el contexto de la técnica relevante y no se interpretarán en un sentido idealizado o demasiado formal a menos que expresamente se defina así en la presente memoria descriptiva.

Cualquier referencia en esta memoria descriptiva a "una realización", "realización", "realización de ejemplo", etc., significa que una característica, estructura o característica particular descrita en relación con la realización está in cluida en al menos una realización. Las apariciones de tales frases en varios lugares en la memoria descriptiva no se refieren necesariamente a la misma realización. Además, cuando se describe una característica, estructura o característica particular en relación con cualquier realización, se supone que está dentro del alcance de un experto en la materia efectuar una de este tipo particularidad de estructura o característica en relación con otras de las reali zaciones

Aunque las realizaciones se han descrito con referencia a una serie de realizaciones ilustrativas de las mismas, se debe entender que los expertos en la técnica pueden idear muchas otras modificaciones y realizaciones que se encontrarán dentro del ámbito de los principios de esta divulgación. Más en particular, son posibles diversas varia ciones y modificaciones en las partes componentes y / o disposiciones de la disposición de combinación objeto den tro del ámbito de la divulgación, los dibujos y las reivindicaciones adjuntas. Además de las variaciones y modificaciones en los componentes y / o disposiciones, los usos alternativos también serán evidentes para los expertos en la materia.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de calentamiento por inducción que comprende:

una placa de carga (106) sobre la cual se coloca un objeto cargado;

una bobina de trabajo (108) dispuesta debajo de la placa de carga (106) para calentar el objeto cargado usando una corriente inductiva;

un sensor de objeto cargado (220) para detectar el objeto cargado, caracterizado en que el sensor (220) está dispuesto concéntricamente con la bobina de trabajo (108), en el que la bobina de trabajo (108) rodea el sensor (220); y

una unidad de control (602) configurada para determinar, en base al resultado de detección del sensor de objeto cargado (220), si el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento inductivo,

en el que el sensor de objeto cargado (220) incluye:

un cuerpo cilindrico (234) que tiene un primer espacio de recepción definido en el mismo; y un núcleo magnético cilindrico (232) recibido en el primer espacio, en el que el núcleo magnético (232) tiene un segundo espacio de recepción definido en el mismo; y

una bobina sensora (222) enrollada alrededor del cuerpo (234) con un número de vueltas prede terminado.

2. El dispositivo de calentamiento por inducción de la reivindicación 1, en el que la bobina sensora (222) está enro llada en una cara externa del cuerpo (234) y conectada a la unidad de control (602).

3. El dispositivo de calentamiento por inducción de la reivindicación 1 o 2, en el que el sensor de objeto cargado (220) incluye, además, un sensor de temperatura (230) recibido en el segundo espacio de recepción.

4. El dispositivo de calentamiento por inducción de la reivindicación 1, 2 o 3, en el que el cuerpo cilindrico hueco (234) tiene una porción de soporte (236) para soportar el núcleo magnético (232).

5. El dispositivo de calentamiento por inducción de la reivindicación 4, en el que la porción de soporte (236) tiene un orificio de cable (238) definido en el mismo, en el que un cable (230a, 230b) conectado al sensor de tempe ratura (230) pasa a través del orificio de cable (238) del cuerpo (234).

6. El dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo hueco cilindrico (234) del sensor de objeto cargado (220) tiene una porción vertical hueca ci lindrica (234a), una primera pestaña (234b) que se extiende horizontalmente desde la parte superior de la por ción vertical (234a), y una segunda pestaña (234c) que se extiende desde la parte inferior de la porción vertical (234a).

7. El dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la primera pestaña (234b) se extiende a lo largo de la cara externa del extremo superior de la porción vertical (234a) de modo que el núcleo magnético (232) pueda moverse libremente al primer espacio de recepción hacia abajo.

8. El dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una base de bobina (206) para fijar la bobina de trabajo (108) a la misma.

9. El dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la base de bobina ^{(206) y la bobina de trabajo (}108 ^{) comprenden un espacio de recepción circular en su centro para acomodar el}sensor de objeto cargado (220).

10. El dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la bobina de trabajo (108) comprende una primera bobina de trabajo (202) y una segunda bobina de trabajo (204).

11. El dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la primera bobina de trabajo (202) se enrolla circularmente según un primer número de vueltas en una dirección radial y la segun da bobina de trabajo (204) se enrolla concéntricamente con la primera bobina de trabajo (202) según un segun do número de vueltas en la dirección radial, en el que la primera bobina de trabajo (202) se encuentra dentro de la segunda bobina de trabajo (204).

12. El dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-11 ante riores, en el que el sensor de temperatura (230) y el núcleo magnético (232) están insertados en el cuerpo cilíndrico (234) en una dirección desde la primera pestaña (234b) hacia la segunda pestaña (234c) o en una direc ción desde la segunda pestaña (234c) hacia la primera pestaña (234b).

13. El dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cuando se aplica una corriente a la bobina sensora (222) y, a continuación, un valor de fase de una corriente medida desde la bobina sensora (222) excede un primer valor de referencia predeterminado, la unidad de control está configurada para determinar que el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento induc tivo.

14. El dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cuando se aplica una corriente a la bobina sensora (222) y, a continuación, un valor de inductancia medido desde la bobina sensora (222) excede un segundo valor de referencia predeterminado, la unidad de control (602) está configurada para determinar que el objeto cargado tiene una propiedad de calentamiento in ductivo.

15. El dispositivo de calentamiento por inducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, ^{en el que la unidad de control (}602^{) está configurada para aplicar repetidamente una corriente a la bobina sen}sora (222) en un intervalo de tiempo predeterminado para determinar si el objeto cargado en el dispositivo de calentamiento por inducción tiene una propiedad de calentamiento inductivo.