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    • 专利摘要:
    Die Messvorrichtung zum Messen des Zustands von Ölen oder Fetten weist ein Gehäuse (3) auf, ein daran befestigtes hohles Verbindungselement (10) und einen am gegenüberliegenden Ende des Verbindungselements (10) angebrachten Träger (14) zur Aufnahme eines Sensors (16), der geeignet ist, eine elektrische Eigenschaft des Messguts zu messen, wobei der Sensor (16) über mindestens eine auf einem nicht leitenden Träger (14, 15) angeordnete elektrische Leitung (12) mit einer Auswerteelektronik in Verbindung steht, die im Bereich des Gehäuses (3) und/oder des dem Gehäuse zugewandten Endes des Verbindungselements (10) angeordnet ist. Hierbei weist die Messvorrichtung eine Mehrzahl von Trägern (14, 15) auf, die in Reihe angeordnet sind.
    公开号:DE102004016958A1
    申请号:DE102004016958
    申请日:2004-04-06
    公开日:2005-11-03
    发明作者:Jürgen HALL；Mike Muhl
    申请人:Testo SE and Co KGaA；
    IPC主号:G01N27-22
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Messvorrichtung zum Messen des Zustandsvon Ölenoder Fetten gemäß dem Oberbegriffdes Anspruchs 1.
    [0002] Häufig werdenbei der Zubereitung von Lebensmitteln heiße Öle oder Fette verwendet, dienicht nur einmalig verwendet werden, sondern in Friteusen über einenlängerenZeitraum zum aufeinanderfolgenden Garen von unterschiedlichen Lebensmitteln dienen.Hierbei wird das Öloder Fett bei den heißen Betriebstemperaturenzwischen ca. 90° und180°C aufgrundvon Oxidation zerstört,und es entstehen unerwünschtechemische Produkte, wie z.B. freie Fettsäuren oder Polymere, die nichtnur eine geschmackliche Verschlechterung bewirken, sondern sichauch gesundheitsschädlichauswirken können.
    [0003] UmFrittieröleoder Fette weder zu frühnoch zu spätauszutauschen, werden Messvorrichtungen zum Messen des Zustandesder Öleoder Fette eingesetzt, mit denen diese auf ihre elektrischen Eigenschaftenuntersucht werden. Besonders geeignet ist die Messung der Dielektrizitätskonstanten,die ein verlässlichesMaß für den Zerstörungsgraddes Fettes oder Ölesdarstellt.
    [0004] Ausder EP 1 046 908 A2 istbeispielsweise eine Messvorrichtung zum Messen des Zustands eines Öles oderFettes bekannt, die aus einem Gehäuse besteht, das die elektronischenAuswerteeinheiten sowie ein Datendisplay umfasst, des weiteren auseinem rohrartigen Verbindungselement und einem an dessen Spitzeangeordneten Sensor, der direkt in das heiße Öl oder Fett eingetaucht werden kannund zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten geeignet ist.Die elektrische Verbindung zwischen dem Sensor und der Auswerteelektronikerfolgt über freiim Inneren des Verbindungselementes verlegte Kabel.
    [0005] EineWeiterentwicklung der oben genannten Messvorrichtung be schreibtdie DE 101 63 760A1 . Bei der hier dargestellten Messvorrichtung sind die elektrischenLeitungen zwischen Sensor und Auswerteelektronik durch auf einemKeramikträgeraufgedruckte Metallleitungen gebildet. Das rohrförmige Verbindungselement isthierbei so geformt, dass es den Großteil des Trägers umgibtund sich nach unten hin derart verengt, dass lediglich der Bereichdes Trägersvon außenzugänglichist, auf dem der Sensor angeordnet ist. Zwischen Träger undVerbindungselement wird ein isolierender Dichtkleber eingebracht undausgehärtet,so dass zwischen Verbindungselement und den elektrischen Leitungenkeine elektrische Verbindung besteht. Außerdem wird dadurch eine guteIsolierung erzielt, die verhindert, dass Öl in das Innere des Verbindungselementseindringen kann. Zusätzlichkann ein Temperatursensor vorgesehen sein, dessen Messergebnis ebenfallsdurch die Auswerteelektronik verarbeitbar ist.
    [0006] Nachteiligan dieser Vorrichtung ist jedoch, dass eine Wärmeableitung vom Messgut zurAuswerteelektronik stattfindet und somit die Lebensdauer der Bauteileverringert bzw. die Genauigkeit der Messergebnisse verschlechtertwird.
    [0007] Daherliegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtungzu schaffen, die eine Temperaturbelastung der Auswerteelektronikdeutlich reduziert und somit die Lebensdauer der elektronischenKomponenten erhöht.
    [0008] DieseAufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungenund Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand vonUnteransprüchen.
    [0009] Dadurch,dass die Messvorrichtung eine Mehrzahl von Trägern aufweist, die in Reiheangeordnet sind, wird eine starke Wärmeableitung vom Messgut hinzum ersten elektronischen Schaltungsteil ausgeschlossen und somiteine geringere Belastung erzeugt, die einen geringeren Aufwand beider Kompensation zur Folge hat.
    [0010] Vorzugsweisesind die Trägeran den Trennstellen übermetallische Verbindungsglieder zur elektrischen Kopplung miteinanderverbunden, wodurch die Entkopplung auf besonders einfache Weisegewährleistetwird.
    [0011] ImBereich des Sensors weisen die Leiterbahnen auf dem ersten Träger einengeringen Querschnitt auf, wodurch möglichst wenig Wärme in den Träger eingekoppeltwird.
    [0012] Vorzugsweisewerden die Leiterbahnen im weiteren Verlauf flächig ausgestaltet, wodurcheine relativ homogene Temperaturverteilung über die gesamte Trägerbreiteerfolgen kann.
    [0013] Besondersbevorzugt ist es, dass Trägermit mehreren Schichten verwendet werden, so dass eine noch effektivereWärmeverteilungauf den einzelnen Trägerngewährleistetwird.
    [0014] Aufnicht mit Leiterbahnen besetzten und nicht in direktem Kontakt mitdem Messgut stehenden Bereichen der Trägerschichten können Masseflächen aufgebrachtwerden, die aufgrund ihrer Wärmekapazität einenschnellen Temperaturanstieg des Trägers verhindern.
    [0015] WeitereEinzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergebensich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf dieZeichnungen.
    [0016] 1 zeigteine erfindungsgemäße Messvorrichtungin Frontansicht;
    [0017] 2 zeigteine vergrößerte Ansichtdes unteren, einzutauchenden Bereichs der Messvorrichtung aus 1;
    [0018] 3 zeigteinen Längsschnittdurch einen Übergangsbereichzwischen zwei Trägernder erfindungsgemäßen Messvorrichtung;und
    [0019] 4 zeigteine Ansicht von unten von zwei Trägerschichten.
    [0020] 1 zeigteine erfindungsgemäße Messvorrichtung 1 zumMessen des Zustands von Ölen oderFetten, die in ihrem oberen Bereich ein Gehäuse 3 aufweist. DasGehäuseweist ein Display 5 für dieAnzeige von Messwerten auf. Vorzugsweise ist das Display als LCD-Anzeigeausgebildet und ist zwischen graphischer Darstellung, z.B. farblicheEinstufung der Messwerte, und numerischer Darstellung umschaltbar.Zum Eingeben von Steuerungsbefehlen ist eine Tastatur 7 vorgesehen, über dieBefehle an die zentrale Steuereinheit (nicht gezeigt) abgegebenwerden können.Die Tastatur 7 ist vorzugsweise als Folientastatur ausgebildet.Das Gehäusekann vorzugsweise auch eine Schnittstelle 9 aufweisen, diezur Kommunikation mit externen Rechnern verwendet werden kann. DieMessvorrichtung 1 ist vorzugsweise darauf angepasst, eineSelbstkalibration durchzuführen.Währenddes Einsatzes der Messvorrichtung 1 dient das Gehäuse 3 gleichzeitigals Griff fürdie Bedienungsperson.
    [0021] Vondem Gehäuse 3 ragtein hohles Verbindungselement 10 nach unten ab, das ausreichend langist und aus einem Material mit einer schlechten Wärmeleitfähigkeitgebildet ist, so dass die empfindliche Auswerteelektronik (nichtgezeigt) der Messvorrichtung 1, die sich im Bereich desGehäuses 3 und/oderim dem Gehäuse 3 zugewandtenBereich des Verbindungselementes 10 befindet, ausreichend vorder Hitze des zu messenden Ölsbzw. Fettes geschütztist. Durch diese Maßnahmenist auch gewährleistet,dass die Bedienungsperson die Messungen sicher durchführen kann.Das Verbindungselement 10 ist vorzugsweise aus Edelstahlgebildet, der neben seiner geringen Wärmeleitfähigkeit auch durch seine uneingeschränkte Einsatzfähigkeitim Lebensmittelbereich geeignet ist. Das Verbindungselement 10 istbeispielsweise als rohrförmigesBauteil ausgebildet und zur Aufnahme elektrischer Leitungen 12 geeignet,die im Inneren des Verbindungselements 10 verlaufen. Dieelektrischen Leitungen 12 sind auf in Reihe angeordnetenflachen Trägern 14, 15 angeordnet,die durch elektrische Isolationseigenschaften gekennzeichnet sind,beispielsweise Trägern 14, 15 ausKeramikmaterial.
    [0022] Imunteren Bereich des ersten Trägers 14 ist einSensor 16 zum Messen von elektrischen Eigenschaften des Öls bzw.Fettes sowie vorzugsweise ein Temperatursensor 18 angeordnet,deren Messwerte überdie elektrischen Leitungen 12 auf den Trägern 14, 15 zurAuswerteelektronik geleitet werden. Um den unteren Bereich des Trägers 14 kannein Schutzmittel 20 angebracht sein, das die Sensoren 16, 18 vorAußeneinflüssen, insbesonderevor Kontakt mit dem Boden oder den Wänden des Messgefäßes, schützt. Imvorliegenden Fall ist das Schutzmittel 20 als mit dem Verbindungselement 10 verbundeneUmrandung des flachen ersten Trägers 14 ausgestaltet.
    [0023] DerZwischenbereich zwischen erstem Träger 14 und Verbindungselement 10 istan einer Stelle übergeeignete Dichtmittel 22 (nicht gezeigt) isolierend abgedichtet.Im unteren Endbereich des Verbindungselements 10 ist eingeeigneter Kleber, beispielsweise ein Silikonkleber, in den Zwischenbereichzwischen erstem Träger 14 undVerbindungselement 10 eingespritzt, so dass sich diesenicht direkt berührenund somit voneinander isoliert sind. Gleichzeitig dient der Kleberals Abdichtung des Verbindungselements 10, so dass kein Öl bzw. Fettin das Innere des Verbindungselements 10 eindringen kann.Die Gestaltung der Klebeflächemuss sicher gegen Wassereinschlüssesein, da ansonsten zum einen Explosionsgefahr besteht und zum anderen eineVerunreinigung des Messguts nicht ausgeschlossen werden kann.
    [0024] In 2 sinddie unteren Abschnitte des Verbindungselements 10 und desersten Trägers 14 vergrößert dargestellt,die zum Eintauchen in die zu messende Flüssigkeit geeignet sind. DerSensor 16 zur Messung der Dielektrizitätskonstanten besteht aus einemKondensator, der die Dielektrizitätskonstante des Öls misst.Vorzugsweise ist er als Interdigitalkondensator ausgebildet, deraus feinen ineinandergreifenden Golddrähten besteht, die jeweils in eineder elektrischen Leitungen 12 übergehen, die zur Auswerteelektronikführen.Die Leitungen 12 bestehen aus einer feinen Auflage ausGold bzw. Kupfer auf dem jeweiligen Träger 14, 15,wobei die Auflage direkt auf das keramische Bauelement aufgedrucktist.
    [0025] DerTemperatursensor 18 ist beispielsweise als elektrischerWiderstand ausgebildet, der z.B. aus Platin oder einem anderen geeignetenMaterial gebildet sein kann. Der Temperatursensor 18 kannauch auf der gegenüberliegendenSeite des Trägers 14 im Bereichder Spitze des Trägers 14 angeordnetsein, wodurch die Größe der Messvorrichtungweiter verringert werden kann und dennoch beide Sensoren 16, 18 derselben Umgebungstemperatur ausgesetzt sind.
    [0026] 3 zeigteinen Längsschnittdurch eine erfindungsgemäße Ausführungsformder mehrteiligen Trägeranordnunginnerhalb des Verbindungselements 10. Die auf dem erstenTräger 14 angeordneten,mit den Sensoren 16, 18 verbundenen Leitungen 12 awerden im Übergangsbereich über geeignete metallischeVerbindungsglieder 24 mit den auf Träger 15 angeordneten,zur Auswerteelektronik führenden Leitungen 12b verbunden,währenddie Träger 14 und 15 inkeinem direkten Kontakt stehen. Das Verbindungsglied 24 istim vorliegenden Fall als Verbindungsclip ausgebildet, der auf demersten Träger 14 fixiert,z.B. angelötet,ist und den zweiten Träger 15 mittelseines U-förmigenEndabschnitts 25 fixierend umgreift. Dadurch wird einemechanisch stabile elektrische Verbindung zwischen den Trägern 14 und 15 hergestellt.Dabei ist pro Leitung 12 jeweils ein eigener Verbindungsclipvorgesehen. Es sind aber auch andere an sich bekannte Verbindungsmechanismen einsetzbar,ein reines Anlötender Verbindungsbrücken 24 aufbeiden Trägern 14, 15,Verbindungsclips mit einem U-förmigenEndabschnitt 25 auf jeder Seite, Verbindungsstecker und-buchsen, Verbindungen überFlachbandkabel usw. Es könnenauch mehr als zwei Trägerin Reihe angeordnet sein. Durch die thermische Entkopplung der einzelnenTrägerkann ein Wärmeübertraglediglich noch überdie elektrischen Leitungen 12 erfolgen, was die Gefahreiner Überhitzungder Auswerteelektronik deutlich reduziert. Eine weitere Reduzierungder in den Träger 14 eingekoppeltenWärme wirderreicht, wenn die Leitungen 12a auf dem Träger 14 kleineQuerschnitte aufweisen, da das bevorzugte Material Kupfer eine hoheWärmeleitfähigkeitaufweist. Im weiteren Verlauf ist es vorteilhaft, wenn die Leitungen 12b aufdem Träger 15 alsflächigeLeiterbahnen ausgebildet sind, so dass eine möglichst homogene Temperaturverteilung über dieTrägerbreiteerfolgt.
    [0027] Eineweitere Möglichkeitzur homogenen Wärmeverteilungwird durch den Einsatz von Trägern geliefert,die mehrere Schichten aufweisen. In 4 sind dieeinzelnen Trägerschichteneines zweischichtigen Trägersystemsin Ansicht von unten dargestellt, wobei mit 14a die untereSchicht des ersten Trägers 14 bezeichnetist, mit 14b die obere Schicht des ersten Trägers 14,mit 15a die untere Schicht des zweiten Trägers 15 undmit 15b die obere Schicht des zweiten Trägers 15.Im zusammengesetzten Zustand sind die Unterseiten der Trägerschichten 14b bzw. 15b aufdie Oberseiten der Trägerschichten 14a bzw. 15a inbekannter Weise aufgebracht.
    [0028] DieLeitungen 12a auf dem ersten Träger 14 verlaufen zunächst ander Unterseite der Trägerschicht 14a undwerden dann durch die Trägerschichten 14a und 14b hindurchzur Oberseite der Trägerschicht 14b geführt. Vondort wird in der zuvor beschriebenen Weise eine Verbindung (nichtgezeigt) zu den elektrischen Leitungen 12b auf der Oberseiteder Trägerschicht 15b hergestellt,die anschließendzur Unterseite der Trägerschicht 15b geführt werden.Um die Gleichverteilung der Wärmezu verstärken,sind in Bereichen, die keine Leitungen 12 aufweisen undkeinen direkten Kontakt zum Messgut haben, Masseflächen 26 angeordnet,im vorliegenden Beispielfall an der Unterseite der Trägerschichten 14b und 15a.Aufgrund der Wärmekapazität der Masseflächen wirdzudem ein schneller Temperaturanstieg des Trägers 14, 15 verhindert.
    [0029] Nebender dargestellten Ausführungsformen sindnoch viele weitere Ausführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung denkbar, bei denen ähnliche geometrische Anordnungender Einzelbestandteile vorliegen. Es ist vor allem möglich, Träger 14, 15 mit mehrals zwei Schichten zu verwenden und sowohl den Verlauf der Leitungen 12 alsauch die Anordnung der Masseflächen 26 nahezubeliebig zu variieren.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Messvorrichtung zum Messen des Zustands von Ölen oderFetten mit einem Gehäuse(3), einem daran befestigten hohlen Verbindungselement(10) und einem am gegenüberliegendenEnde des Verbindungselements (10) angebrachten Träger (14)zur Aufnahme eines Sensors (16) zur Messung einer elektrischenEigenschaft des Messguts, wobei der Sensor (16) über mindestenseine auf einem nicht leitenden Träger (14, 15)angeordnete elektrische Leitung (12) mit einer Auswerteelektronikin Verbindung steht, die im Bereich des Gehäuses (3) und/oderdes dem Gehäuse(3) zugewandten Endes des Verbindungselements (10)angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtungeine Mehrzahl von in Reihe angeordneten, elektrisch miteinanderverbundenen und thermisch entkoppelten Trägern (14, 15)mit jeweils darauf angeordneten elektrischen Leitungen aufweist.
    [2] Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass an den Verbindungsstellen der Träger (14, 15)elektrisch leitende, vorzugsweise metallische Verbindungsglieder(24) angeordnet sind.
    [3] Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass im Bereich des Sensors (16) auf dem ersten Träger (14)die elektrischen Leiterbahnen (12) einen geringen Querschnittaufweisen.
    [4] Messvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die elektrischen Leiterbahnen (12)in Richtung zur Auswerteelektronik hin einen großen Querschnitt aufweisen.
    [5] Messvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass mindestens ein Träger (14, 15)mehrere Schichten aufweist.
    [6] Messvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass mindestens eine Schicht des Trägers (14, 15)in Bereichen, die keine Leitungen (12) aufweisen und keinendirekten Kontakt zum Messgut haben, eine Massefläche (26) aufweist.
    [7] Messvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Trägervoneinander beabstandet angeordnet sind.
    [8] Messvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen den Trägern(14, 15) ein thermisch isolierendes Material vorgesehenist.
    [9] Messvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass das als thermisch isolierendes Material Luft vorgesehen ist.
    [10] Messvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die einzelnen Träger aus unterschiedlichen Materialienbestehen (Keramik, Kunststoff, Metall, Verbundwerkstoffe), so dassdie elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Träger optimalan die Bauteile (Sensor, elektronische Bauelemente, Verbindungsstücke) angepasstwerden können.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    2007-03-01| 8364| No opposition during term of opposition|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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