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Die
Erfindung betrifft einen Transponder, insbesondere RFID-Tag, für
ein Gargeschirr, ein Gargeschirr mit einem solchen Transponder und
ein Verfahren zum Ausrüsten eines Gargeschirrs mit einem Transponder.
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US 6,953,919 B2 beschreibt
ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen mehrerer Garmodi und
einer Fähigkeit, Gargeschirre und andere Objekte automatisch
mittels des Systems zu erwärmen, wobei eine Datenübertragung
von einem Gargeschirr auf eine Steuereinheit des Systems mittels
einer RFID-Technologie zustande kommt. Das Geschirr umfasst dazu
einen RFID-Tag und einen Temperatursensor. Ein bestimmter Garmodus
läuft wie folgt ab: sobald ein mit einem RFID-Tag ausgestattetes
Geschirr auf ein Kochfeld, das in diesem Garmodus arbeitet und dazu
eine RFID-Lese/Schreibvorrichtung aufweist, platziert wird, wird über
den RFID-Tag eine Temperatur des Geschirrs gelesen und an die RFID-Lese-/Schreibvorrichtung übertragen.
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DE 197 29 662 A1 beschreibt
ein Informations-Übertragungssystem für automatisch
zu betreibende Kochgefäße auf einer Beheizungseinrichtung einer
Kochstelle, das Informationen von Sensoren überträgt,
die sich im Inneren des Kochgefäßes befinden,
an Empfangsmittel, die der Beheizungseinrichtung zugeordnet sind.
Dazu befindet sich an dem Kochgefäß oder dessen
Deckel beispielsweise eine Sendespule zum Aussenden der Signale. Über
einen Ferritstab werden die Signale gerichtet nach unten abgestrahlt,
wo sie von den Empfangsmitteln empfangen werden. Eine Steuerung
stellt die Leistung der Beheizungseinrichtung den Informationen
und gewählten Vorgaben entsprechend ein. Die Sensoren können
z. B. einen Temperaturfühler umfassen.
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US 2008/0093357 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zum Erwärmen und Schütteln von
einem oder mehr Behältern, um eine Flüssigkeit
in den Behältern aufzutauen, zu erwärmen oder
zu mischen, wenn die Flüssigkeit kalt oder gefroren ist.
Die Vorrichtung erwärmt den Inhalt jedes Behälters
auf eine ausgewählte Temperatur mittels eines Wärmetauschs
zwischen einer erwärmten Flüssigkeit und dem Inhalt
des Behälters. Der Behälter ist typi scherweise
eine Babyflasche, eine Spritze, ein Reagenzglas oder dergleichen.
Eine direkte Temperaturmessung kann insbesondere für Muttermilch
oder einen Milchersatz als der Flüssigkeit durch Einbringen
einer Funkfrequenzidentifizierungs (”radio frequency identification
device ”RFID”)-Vorrichtung, die eine Temperaturabhängigkeits-
oder – steuerungsfähigkeit aufweist, in die Muttermilch
oder den Milchersatz erreicht werden. Eine solche RFID-Vorrichtung
kann der ”Log-IC Temperature Tracker”, der Fa.
Intelligent Devices, Inc., sein. Dieser kann batteriebetrieben sein.
Diese RFID-Vorrichtung ist in der Lage, bis zu 64.000 Temperaturabfühlungen
zu verarbeiten, kann programmiert werden, und seine Daten können
mittels eines portablen Lesegeräts ausgelesen werden, um
RFID-Tags an Behältern zu überwachen, wie sie auf
einer Neugeborenenstation an verschiedenen Orten, wie in einer Neugeborenenabteilung,
zu finden. Die RFID-Vorrichtung kann zur Aufbewahrung in einem stromsparenden
Schlafmodus gehalten werden, bis sie benötigt werden. Die
RFID-Vorrichtung wird durch ein Drücken eines Knopfes am
Tag aktiviert, um die Temperaturüberwachung des Inhalts des
Behälters zu beginnen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders einfache
Ausrüstung eines Gargeschirrs mit einem funkabfragbaren
Transponder bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die
Aufgabe wird gelöst mittels eines Transponders für
ein Gargeschirr, wobei der Transponder hochtemperaturfest ist und
mindestens einen Temperatursensor aufweist. Aufgrund seiner hochtemperaturfesten
Ausgestaltung kann der Transponder an einer Stelle auf dem Gargeschirr
angebracht werden, welche sich nahe an dem zu erwärmenden
Gargut befindet. Aufgrund der Hochtemperaturbeständigkeit kann
der Temperatursensor einen integralen Teil des Transponders darstellen,
da die traditionellen Transponderfunktionen, wie ein Logikbereich
und ein Antennenbereich, nicht mehr entfernt von dem Temperatursensor
bzw. dessen Messpunkt angebracht zu werden brauchen. In anderen
Worten ermöglicht es die Hochtemperaturfestigkeit des Transponders,
diesen integral mit einer Temperatursensorfunktion auszugestalten.
Dadurch kann der Transponder mit dem mindestens einen Temperatursensor
als ein einzelnes Bauteil ausgeführt sein, welches sich
sehr viel leichter auf ein Gargeschirr aufbringen lässt
als eine Anordnung aus einem herkömmlichen Transponder ohne
einen Temperatursensor und einem davon getrennt anzubringenden Temperatursensor.
Insbesondere braucht der Transponder nach seinem Aufbringen auf
das Gargeschirr nicht weiter behandelt, z. B. zusammengesetzt, zu
werden. Dadurch ist es insbesondere möglich, den Transponder
auch von ungeschultem Personal oder sogar einem Endverbraucher funktionsfähig
an dem Gargeschirr anbringen zu lassen.
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Unter
einem Gargeschirr wird jedes Gefäß verstanden,
das zur Zubereitung warmer Speisen dient. Der Transponder kann insbesondere
ein funkabfragbarer Transponder sein.
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Es
kann eine vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass der Transponder
für eine Befestigung an einer Oberfläche des Gargeschirrs
eine Kontaktoberfläche aufweist. Dadurch kann der Transponder
besonders einfach ohne eine Zuhilfenahme weiterer Gerätschaften
oder nur einfacher Gerätschaften und zudem auf eine intuitive
Weise an dem Gargeschirr angebracht werden.
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Es
kann eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass der Transponder
für eine maximal vorgesehene Betriebstemperatur von mindestens 150°C
ausgelegt ist. Eine so hohe Betriebstemperatur ermöglicht
es beispielsweise, Kochvorgänge, welche typischerweise
mit Wasser als Kochmedium ablaufen, mit guter Genauigkeit zu erfassen.
Außerdem können dann kurzfristige Überhitzungen
des Gargeschirrs, z. B. eines Kochtopfs, schadlos überstanden werden.
Solche Überhitzungen können beispielsweise bei
einem Leerkochen des Gargeschirrs auftreten. Eine Hochtemperaturfestigkeit
von 150°C mag auch für Bratvorgänge und/oder
Frittiervorgänge bei einer nicht allzu hohen Öltemperatur
ausreichen, insbesondere falls der Transponder außerhalb
des Garguts angeordnet ist, z. B. an einer äußeren
Seitenwand des Gargeschirrs, weil sich hierbei zwischen der Temperatur
des Garguts und der Temperatur an der Kontaktfläche des
Transponders bereits ein Temperaturgefälle ergibt.
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Zur
sicheren und genauen Erfassung von Garvorgängen höherer
Temperatur, z. B. einem Bratvorgang oder Frittiervorgang bei einer
mittleren Öltemperatur, ist es vorteilhaft, wenn die maximal
vorgesehene Betriebstemperatur des Transponders mindestens 200°C
beträgt. Zur Verwendung des Transponders zur Temperaturmessung
und Messwertübertragung auch bei Garvorgängen
hoher Temperatur, z. B. beim Braten und Frittieren mit einer hohen Öltemperatur
oder bei einer Verwendung in einem Backofen, wird es bevorzugt, wenn
der Transponder für eine maximal vorgesehene Betriebstemperatur
von mindestens 250°C, speziell von mindestens 300°C,
ausgelegt ist.
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Es
kann eine Ausgestaltung sein, dass der Transponder nicht zur Verwendung
an einem Energieaufnahmebereich des Gargeschirrs vorgesehen ist,
insbesondere nicht zur Befestigung an einer Aufsatzfläche
des Gargeschirrs.
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Es
kann zur Erreichung einer hohen Kommunikationsreichweite, einer
Verwaltung vergleichsweise großer Datenspeicher und für
den Betrieb einer komplexen integrierten Sensorik und/oder Logik
vorteilhaft sein, wenn der Transponder ein aktiver Transponder mit
mindestens einem Energiespeicher ist. Anstelle einer von einem Lesespuls
abgegriffenen und vergleichsweise geringen Energie zum Betrieb des
Transponders wie bei einem passiven Transponder wird vielmehr der
Energiespeicher zum Betrieb des Transponders verwendet, was einen
höheren Energieverbrauch ermöglicht. Mit anderen
Worten wird bei dem aktiven Transponder auf ein Abfragesignal von
einer Leseeinheit hin in dem Energiespeicher gespeicherte Energie
zum Betrieb des Transponders verbraucht.
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Es
kann auch eine vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass der Transponder
ein semiaktiver Transponder mit mindestens einem Energiespeicher ist,
wobei der Transponder zu seinem Betrieb sowohl eine aus dem Abfragepuls
aufgenommene Energie als auch eine in dem Energiespeicher gespeicherte Energie
zu seinem Betrieb verwendet. Ein solcher semiaktiver Transponder
mag komplizierter aufgebaut sein als ein aktiver Transponder, weist
gegenüber einem rein aktiven Transponder aber typischerweise
den Vorteil einer längeren Lebensdauer und gegenüber
einem passiven Transponder die Vorteile eines aktiven Transponders
auf.
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Es
kann eine vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass der mindestens eine
Energiespeicher mindestens eine Batterie umfasst. Eine Batterie
ist insbesondere einfach miniaturisierbar und kommerziell verfügbar.
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Dabei
kann es eine vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass die Batterie
aus gedruckten Einzellagen aufgebaut ist, da sich solche gedruckten
Einzellagen besonders einfach und auch in Kleinserie herstellen
lassen und zudem eine flexible und flache Batterie erzeugen können.
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Es
kann aber auch eine vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass der mindestens
eine Energiespeicher mindestens einen Akkumulator umfasst. Ein Akkumulator
weist gegenüber einer Batterie den Vorteil auf, dass er
bei entsprechender Aufladung eine längere Betriebsdauer
des Transponders zulässt, während die Batterie – z.
B. abhängig von der Zeit seit ihrer Aktivierung und der
Zahl der Anfragen – eine begrenzte Lebensdauer aufweist.
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Es
kann eine alternative Ausgestaltung sein, dass der Transponder ein
passiver Transponder ist, also die Energie zur Antwort auf ein Abfragesignal aus
dem durch das Abfragesignal erzeugten Feld abgreift. Ein solcher
Transponder ist gegenüber dem aktiven Transponder oder
dem semiaktiven Transponder typischerweise einfacher aufgebaut,
da auch die durch das Abfragefeld zur Verfügung gestellte Leistung
typischerweise gering ist, jedoch kann ein solcher passiver Transponder
besonders einfach und preiswert hergestellt werden, besonders langlebig sein
und zudem besonders temperaturunempfindlich sein.
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Zur
autonomen Bereitstellung von Energie zum Betrieb des Transponders
kann es eine vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass der Transponder
mindestens einen sog. ”Energy Harvesting”-Generator aufweist.
Der Energy Harvesting-Generator kann elektrische Energie aus Differenzen
seiner Umgebungsvariablen, z. B. aus Temperaturdifferenzen, Schallschwankungen
usw., generieren.
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Der
Energy Harvesting-Generator kann einen Energiespeicher des Transponders
aufladen und/oder direkt zum Betrieb des Transponders verwendet
werden.
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Zur
Nutzung einer bei einem Betrieb von Gargeschirr, insbesondere Kochgeschirr,
typischerweise vorhandenen Temperaturdifferenz kann es besonders
vorteilhaft sein, wenn der Energy Harvesting-Generator als ein Thermogenerator
ausgebildet ist. Dies ermöglicht einen hochgradig ausfallsicheren Betrieb.
Unter einem Kochgeschirr wird jedes Gefäß verstanden,
das zur Zubereitung warmer Speisen an einer Kochstelle dient, z.
B. ein Kochtopf und eine Bratpfanne.
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Es
kann eine besonders effiziente Ausgestaltung sein, dass der mindestens
eine Energy-Harvesting-Generator mindestens einen Thermogenerator aufweist,
wobei sich eine Ver bindungsstelle des Thermogenerators an der Kontaktoberfläche
des Transponders (zum Gargeschirr) befindet und sich die freien
Enden des Thermogenerators an einer von der Kontaktoberfläche
des Transponders entfernten Stelle des Transponders befinden, z.
B. innerhalb des Transponders oder an einer der Kontaktoberflächen
entgegengesetzten freien Oberfläche. Dabei kann der Thermogenerator
ausnutzen, dass schon in dem Transponder selbst eine zum Betrieb
des Thermogenerators ausreichende Temperaturdifferenz zwischen der
(vergleichsweise warmen) Kontaktoberfläche und einer von
der Kontaktoberfläche entfernten Position auftritt. Eine
solche Ausgestaltung eines Thermogenerators ist insbesondere für
Kochgeschirr vorteilhaft, welches mit der üblichen kühlen Umgebungsluft
in Kontakt steht.
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Zur
Bereitstellung von Energie für den Transponder kann es
auch vorteilhaft sein, dass der Transponder eine Solarzelle aufweist.
Dabei kann ausgenutzt werden, dass ein Garvorgang üblicherweise
bei einem Lichteinfall auf das Gargeschirr durchgeführt wird.
Selbst bei einem Backvorgang in einem Backofen fällt Licht
durch die typischerweise vorhandene Frontscheibe in die Backofenmuffel
ein.
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Eine
besonders einfache und vielfältige Anbringung lässt
sich dadurch erreichen, dass der Transponder in Form eines flexiblen
Etiketts ausgestaltet ist. Dadurch kann der Transponder auch auf gekrümmten
Oberflächen befestigt werden, z. B. auf gekrümmten
Seitenwänden von Töpfen oder Pfannen. So wird
insbesondere eine zum genauen Abfühlen einer Garguttemperatur
vorteilhafte Positionierung in der Nähe einer Oberfläche
oder Oberseite eines Bodens eines Gargutbehälters ermöglicht,
also möglichst nahe an einer Oberseite des Topfbodens oder
Pfannenbodens usw.
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Die
Aufgabe wird auch gelöst mittels eines Gargeschirrs mit
mindestens einem solchen Transponder, wobei der mindestens eine
Transponder an dem Gargeschirr haftend befestigt, insbesondere aufgeklebt,
ist. Zwar kann der Transponder auch aufgeschraubt oder auf eine
andere Art an dem Gargeschirr befestigt werden, jedoch bedarf es
zur haftenden Befestigung keiner besonderen Ausgestaltung des Gargeschirrs,
noch brauchen Werkzeuge bereitgestellt zu werden oder eine den Transponder
aufbringende Person eine besondere handwerkliche Fähigkeit
zu besitzen.
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Es
kann eine vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass das Gargeschirr
ein Kochgeschirr ist. Auf ein solches lässt sich besonders
einfach ein Transponder aufsetzen, insbesondere auf einer Außenseite. Dabei
wird es besonders bevorzugt, wenn der Transponder in der Nähe
eines Bodens des Gargeschirrs angeordnet ist, insbesondere an einer
seitlichen Außenfläche des Gargeschirrs in der
Nähe der Oberseite des Bodens. Dabei wird speziell eine
Position des Transponders bevorzugt, welche durch eine Wand des
Gargeschirrs getrennt der Oberseite des Bodens direkt gegenüberliegt,
d. h., auf einer Höhe der Oberseite des Bodens des Gargeschirrs.
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Der
Transponder kann aber auch in einem Backofen verwendet werden. Dabei
kann es vorteilhaft sein, wenn das Gargeschirr z. B. ein Backblech oder
eine Backform ist. Dadurch können insbesondere Backvorgänge
mit hoher Messgenauigkeit überwacht werden.
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Die
Aufgabe wird auch mittels eines Verfahrens zum Ausrüsten
eines Gargeschirrs mit einem Transponder, insbesondere wie oben
beschrieben, gelöst, wobei der Transponder auf das Gargeschirr geklebt
wird, insbesondere nachträglich aufgeklebt wird. Das Haftmittel
ist vorzugsweise ebenfalls mindestens bis zu der maximal erlaubten
Betriebstemperatur des Transponders haftend. Dadurch kann ein Gargeschirr
besonders einfach mit einem Mittel zur Temperaturabfühlung
ausgerüstet werden. Insbesondere ist keine besondere Ausgestaltung
oder Vorbereitung des Gargeschirrs außer ggf. einer lokalen Reinigung
nötig, so dass Gargeschirre auch nachträglich
mit dem Transponder ausgerüstet werden können.
So können beispielsweise auch ältere Gargeschirre
mit einer Temperaturfunktion ausgerüstet werden und als
Systemtöpfe für ein eine Gartemperatur regelndes
Garsystem verwendet werden.
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In
den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
schematisch genauer beschrieben. Dabei können zu besseren Übersichtlichkeit
gleiche oder gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen
versehen sein.
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1 zeigt
in Seitenansicht einen auf einer Kochplatte aufgesetzten Kochtopf,
der mit einem erfindungsgemäßen Transponder ausgerüstet
ist;
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2 zeigt
in Aufsicht eine Prinzipskizze des Transponders aus 1;
und
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3 zeigt
als Schnittdarstellung in Seitenansicht Teile des in 2 gezeigten
Transponders.
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1 zeigt
ein Gargeschirr in Form eines Kochtopfs 1, welcher auf
einer Kochplatte 2a eines damit ausgerüsteten
Haushaltsgeräts in Form eines Herds 2b abgesetzt
ist. Eine Innenwand 3 des Kochtopfs 1 ist gestrichelt
angedeutet. An einer äußeren Seitenwand 4 des
Kochtopfs 1 ist ein funkabfragbarer Transponder 5 in
Form eines RFID-Tags aufgeklebt, und zwar auf einer Höhe,
welche in etwa einer Höhe einer Oberseite 6 des
Bodens des Kochtopfs 1 entspricht. Zur Abfrage des Transponders
ist der Herd 2b mit einem Transponder-Lesegerät 18 ausgestattet,
welches mit einer Steuereinheit ST, die hier nicht dargestellt ist,
des Herds 2b kommunikativ gekoppelt ist.
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2 zeigt
den Transponder 5 aus 1 in Aufsicht.
Der Transponder 5 weist ein Substrat 7 auf, auf
welchem eine Logik 8, eine mit der Logik 8 verbundene
Antenne 9, ein mit der Logik 8 verbundener Energiespeicher
in Form eines Akkumulators 10 und ein mit der Logik 8 verbundener
Temperatursensor 11 aufgebracht sind. Die Logik 8 und
die Antenne 9 arbeiten auf grundsätzlich bekannte
Weise zusammen, indem die Antennen 9 von dem Transponder-Lesegerät 18 aus 1 ausgesandte
Funk-Lesepulse aufnehmen und dadurch die Logik 8 dazu anregen, ein
Antwortsignal zu erzeugen und über die Antennen 9 an
das Lesegerät zurückzusenden. Mittels des Akkumulators 10 kann
der Transponder 5 mit einer höheren Energie betrieben
werden als es nur durch Aufnahme von Energie aus dem Funk-Lesepuls möglich
wäre. Dadurch werden beispielsweise eine höhere
Reichweite und eine komplexe Logik 8 des Transponders 5 ermöglicht.
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Der
Temperatursensor 11 ist als ein integraler Bestandteil
des Transponders 5 auf dem Substrat 7 aufgebracht,
so dass die von dem Temperatursensor 11 abgefühlten
Temperaturwerte von der Logik 8 aufgenommen, verarbeitet
und über die Antenne 9 im Rahmen des Antwortpulses
abgestrahlt werden können. In anderen Worten weist der
Transponder 5 eine Temperatursensorfunktion auf, so dass
bei einer Abfrage des Transponders 5 dieser eine Temperaturmessung
durchführt und entsprechende Temperaturwerte an das Transponder-Lesegerät 18 zurücksendet.
Der Transponder 5 dient somit als funkabfragbarer oder
fernabfragbarer Temperatursensor.
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Zur
Aufladung des Akkumulators 10 ist hier ein Energy Harvesting-Generator
in Form eines Thermogenerators 12 auf dem Substrat 7 aufgebracht.
Mittels einer an dem Thermogenerator 12 auftretenden Spannungsdifferenz
wird eine elektrische Spannung erzeugt, welche zum Aufladen des
Akkumulators 10 verwendet werden kann, wie im Folgenden
unter Bezug auf 3 genauer beschrieben wird.
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3 zeigt
den Transponder 5 als Schnittdarstellung in Seitenansicht,
wie er an einer außenseitigen Seitenwand 4 des
Kochtopfs 1 aus 1 befestigt ist. Dabei ist zur
besseren Übersichtlichkeit von den Komponenten des Transponders 5 lediglich der
Thermogenerätor 12 gezeigt. Der Transponder 5 ist über
eine thermisch vernachlässigbare Klebeschicht 13,
z. B. ein doppelseitiges, hochtemperaturbeständiges Klebeband,
mit seiner Kontaktoberfläche 14 flächig
mit der äußeren Seitenwand 4 des Kochtopfs 1 verbunden.
Diese Kontaktoberfläche 14 zwischen dem Transponder 5 und
dem Kochtopf 1 ermöglicht eine feste und dauerhafte
Befestigung des Transponders 5. Der Thermogenerator 12 ist
so angeordnet, dass seine Verbindungsstelle 15 sich an der
Kontaktoberfläche 14 befindet bzw. ein Teil davon darstellt,
wodurch die Verbindungsstelle 15 auf einer bezüglich
des Transponders 5 vergleichsweise hohen Temperatur Tk
an der Kontaktoberfläche 14 anliegt. Die hier
zwei freien Enden 16 des Thermogenerators 12 befinden
sich auf der zur Kontaktoberfläche 14 abgewandten äußeren
freien Oberfläche 17 des Transponders 5 und
damit auf einer im Vergleich zu der Temperatur Tk der Verbindungsstelle 15 niedrigeren
Temperatur Ta. Der Temperaturunterschied ΔT2 = Tk – Ta
ist so hoch, dass die an den freien Enden 16 erzeugte Thermospannung
zum Aufladen des Akkumulators 10 ausreicht.
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Der
Transponder 5 ist hier nicht maßstäblich dargestellt.
Vielmehr liegt er in Form eines dünnen, flexiblen Etiketts
vor. Der Transponder 5 kann insbesondere mittels einer,
insbesondere mehrschichtigen, Bedruckung des Substrats 7 hergestellt
worden sein. Jedoch ist die Herstellung des Transponders 5 nicht
auf eine Bedruckung beschränkt.
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Zum
Aufbringen des Transponders 5 auf den Kochtopf 1 kann
beispielsweise ein gesondert hergestellter Transponder 5 hergenommen
werden, welcher als die Klebeschicht 13 ein doppelseitiges
Klebeband aufweist. Durch Abziehen einer äußeren Schutzfolie
kann der Transponder 5 an beliebiger Stelle, insbesondere
jedoch an der in 1 gezeigten oder einer ähnlichen
Stelle auf den Kochtopf 1 aufgeklebt werden. Ein solcher
Vorgang kann ohne Werkzeug und ohne Fachkenntnisse durchgeführt werden,
so beispielsweise von einem Endkunden. Durch Aufbringung des Transponders 5 kann
der Kochtopf 1, welcher vorher keinen Temperatursensor und
keine Kommunikationsschnittstelle aufgewiesen hat, als ein Systemtopf
eines temperaturregelnden Gargutsystems verwendet werden. Dazu sendet
das Transponder-Lesegerät 18 in regelmäßigen
Abständen Abfragepulse aus. Diese Abfragepulse werden von
dem Transponder 5 aufgenommen, welcher im Folgenden mittels
des Temperatursensors 11 einen Temperaturwert Tk an der äußeren
Seitenwand 4 des Kochtopfs abfühlt, in der Logik 8 verarbeitet
und als verarbeitetes, z. B. formatiertes, Signal über
die Antennen 9 ausstrahlt. Das von dem Transponder 5 ausgestrahlte
Signal, welches außer einem oder mehreren Temperaturwerten
auch andere Transponderinformationen übertragen kann, z.
B. eine Kennung des Transponders 5 zur eindeutigen Identifizierung
des Kochtopfs 1, werden von dem Transponder-Lesegerät 18 wieder
empfangen und der Steuereinheit ST als ein Maß für
eine Garguttemperatur des sich im Kochtopf 1 befindlichen
Garguts an die Steuereinheit weitergegeben.
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Dabei
wird ausgenutzt, dass mit einer guten Näherung von der
Temperatur Tk an der Kontaktoberfläche 14 und
damit aufgrund der thermischen Vernachlässigbarkeit der
Klebeschicht 13 auch an der äußeren Seitenwand 4 des
Kochtopfs 1 auf die an der Innenwand 3 des Kochtopfs 1 anliegenden Garguttemperatur
Ti geschlossen werden kann, da eine Temperaturdifferenz ΔT1
= Ti – Ta zwischen der Innenwand 3 des Kochtopfs 1 und
der äußeren Seitenwand 4 des Kochtopfs 1 empirisch
gut bestimmbar ist. Die Temperaturdifferenz ΔT1 kann beispielsweise
im Rahmen einer Tk/ΔT1-Kennlinie für mehrere Werte
der Temperatur Tk ermittelt und abgespeichert werden. Die Temperaturdifferenz ΔT1
ist mit ausreichender Genauigkeit für eine sehr große
Zahl von unterschiedlichen Kochgeschirren im Wesentlichen gleich,
so dass für diese Kochgeschirre ein einheitlicher Transponder 5 verwendet
werden kann. Zur ausreichend genauen Temperaturbestimmung, auch
bei einer nur niedrigen Füllhöhe des Garguts, wird
es bevorzugt, wenn der Transponder 5 sich ungefähr
auf der Höhe der Oberseite 6 des Bodens befindet,
so dass die von dem Transponder 5 abgefühlte Temperatur
im Wesentlichen nur von einer Wanddicke d des Kochtopf 1 abhängt.
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Der
Transponder 5 ist für eine Betriebstemperatur
von mindestens 250°C ausgelegt, so dass er ohne Schwierigkeiten
an Töpfen 1, Bratpfannen oder anderem Kochgeschirr
ein gesetzt werden kann. Der Transponder 5 ist vorzugsweise
spülmaschinenfest, um eine Reinigung des Gargeschirrs nicht
zu beeinträchtigen.
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Selbstverständlich
ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel
beschränkt.
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So
kann statt eines Akkumulators auch eine Batterie als Energiespeicher
verwendet werden. In diesem Fall weist der Transponder eine begrenzte Lebenszeit
auf. Falls seine Lebensdauer überschritten ist und eine
Versorgungsspannung der Batterie unter einen für einen
Betrieb des Transponders notwendigen Pegel abgesunken ist, kann
der Transponder 5 entfernt werden, z. B. durch Abkratzen,
und durch einen neuen Transponder 5 ersetzt werden.
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Auch
ist die Verwendung eines passiven Transponders möglich,
wobei dann ggf. eine höhere Sendeleistung des Lesegeräts
und/oder eine einfachere Ausgestaltung des Transponders, insbesondere
der Transponderlogik, sinnvoll wären. Allerdings kann ein
passiver Transponder in der Regel preiswerter und temperaturfester
ausgeführt sein als ein aktiver oder semiaktiver Transponder.
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Auch
ist die Verwendung eines Transponders nicht auf ein Kochgeschirr
beschränkt, sondern kann allgemein für Gargeschirr
verwendet werden, z. B. zur Aufbringung auf einem Backblech, einer
Backform usw.
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Die
Transponder können allgemein großtechnisch hergestellt
werden, z. B. auf einer Quasi-Endlos-Rolle.
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Insbesondere
können mit einem solchen Transponder auch ältere
und ursprünglich nicht für eine Temperaturregelung
vorgesehene Gargeschirre nachgerüstet werden und damit
in ihrer Funktion zur Zusammenarbeit mit modernen Gargeräten
wie Backöfen und/oder Kochplatten, ertüchtigt
werden.
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- 1
- Kochtopf
- 2a
- Kochplatte
- 2b
- Herd
- 3
- Innenwand
- 4
- äußere
Seitenwand
- 5
- Transponder
- 6
- Oberseite
des Bodens
- 7
- Substrat
- 8
- Logik
- 9
- Antenne
- 10
- Akkumulator
- 11
- Temperatursensor
- 12
- Thermogenerator
- 13
- Klebeschicht
- 14
- Kontaktoberfläche
- 15
- Verbindungsstelle
des Thermogenerators
- 16
- freies
Ende des Thermogenerators
- 17
- freie
Oberfläche des Transponders
- 18
- Transponder-Lesegerät
- ΔT1
- Temperaturunterschied
- ΔT2
- Temperaturunterschied
- ST
- Steuereinheit
- Ta
- Temperatur
an der freien Oberfläche des Transponders
- Ti
- Temperatur
an der Innenwand
- Tk
- Temperatur
an der Kontaktoberfläche und der äußeren
Seitenwand
- U
- Spannung
an dem Thermogenerator
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6953919
B2 [0002]
- - DE 19729662 A1 [0003]
- - US 2008/0093357 A1 [0004]