一种带有热电偶测温部件的锅具及其制备方法

技术领域

本发明涉及锅具制备领域，具体涉及一种带有热电偶测温部件的锅具及其制备方法。

背景技术

目前的锅具一般为单层结构或双层结构，双层结构通常是外层发热后将热量传导到内层，使用时不仅存在能量损耗，而且由于外层为发热层，温度较高，容易烫伤用户。

现有技术的红外测温锅通过在灶具上设置红外探头，对外锅底温度进行探测。但在实际应用中，烹饪者需要监控的往往是接近食材的内锅温度，然而在灶具上设置红外探头探测内锅温度时，往往只能检测到锅具外层温度，并且电磁信号和磁场会穿过锅具形成环流对探头产生干扰，从而无法获得准确的内锅温度；另外灶具等设备还导致红外探头的温度急剧上升，不仅导致测量准确度较低，严重时甚至会损坏红外探头。

发明内容

为改善上述技术问题，本发明提供一种带有热电偶测温部件的锅具的制备方法，包括以下步骤：

1)制备内层和外层，所述内层的底部设置有至少一个测温点，在所述测温点设置热电偶测温部件；

2)将内层的底部面向外层固定在所述外层的顶部。

根据本发明，所述测温点的数量为N，所述N≥1，优选地，所述N≥2，例如为2个、4个或6个；

优选地，至少一个测温点靠近内层外底的中心；

优选地，所述外层的底部设置有两个测温点：位于内层外底中心的第一测温点，位于磁场强度最大处的第二测温点，所述第一测温点、第二测温点可以重合或不重合；

优选地，所述锅具为平底锅或弧形锅；当所述锅具为平底锅时，所述第一测温点、第二测温点可以位于锅具的底部；当所述锅具为弧形锅时，所述第一测温点位于锅具底部的中心，所述第二测温点可以位于锅具底部或弧形侧壁区域；

优选地，所述第二测温点与第一测温点之间的距离为4～6cm，更优选地，所述距离为4.5～5.5cm，例如为4cm、5cm、6cm，或以上各点值构成的范围中的任意值。

根据本发明的实施方案，在所述测温点设置热电偶测温部件包括：使用焊锡膏将所述电偶测温部件焊接在相应的测温点；

优选地，先将电偶测温部件预设在测温点处，在电偶测温部件上设置焊锡膏，使用超高频电磁加热测温点至焊锡膏至熔融后，使用熔融焊锡膏将电偶测温部件固定在测温点。

优选地，所述焊锡膏包裹电偶测温部件的头部并与内层贴合。

优选地，所述焊锡膏选自包括铝锡焊膏或铜锡焊膏。

优选地，所述外层开设至少一个通孔，所述通孔用于所述热电偶测温部件的引出线穿出；更优选地，所述引出线穿出后使用胶固定。

根据本发明的实施方案，将所述内层固定在所述外层的顶部之前还包括以下步骤：制备隔热层，将隔热层固定在所述外层的顶部；

优选地，将所述内层固定在所述隔热层的顶部；

优选地，将隔热层固定在所述外层的顶部之前，还包括在所述隔热层上开设与引出线相对应的通孔的步骤；

优选地，制备所述隔热层包括：裁切隔热介质；

优选地，裁切所述隔热介质之前，还包括在所述隔热介质上包覆保护层的步骤；

优选地，将所述内层固定在外层的顶部之前还包括以下步骤：去除所述隔热介质上的保护层；

例如，制备所述隔热层包括：使用保护层将隔热材料包裹后，对隔热材料进行裁切和开孔，得到隔热层，优选地，所述保护层为耐高温玻纤纸。

根据本发明，所述步骤1)中制备所述内层包括：将内层材料成型，在内层的底部设置热电偶测温部件；

优选地，所述将内层材料成型包括：将电磁发热材料拉伸或冲压成型；

优选地，在内层的底部设置热电偶测温部件之后，还包括将内层的表面抛光，去氧化的步骤；更优选地，所述抛光包括机械打磨去除表面氧化层的步骤，所述去氧化包括酸洗的步骤。

根据本发明，所述步骤1)中制备外层包括，将非电磁加热材料一次注射成型制备外层；

优选地，外层包括上锅体和下锅体，所述上锅体的厚度为4～8mm，所述下锅体的厚度为1～3mm；

优选地，制备所述外层还包括在外层的顶部设置凸筋的步骤，更优选地，所述凸筋通过模具一体成型；

优选地，所述凸筋的高度为0.5～2mm，更优选地，所述凸筋的高度为1～1.5mm；

优选地，位于电磁加热线圈覆盖区域的凸筋11高度大于未被电磁加热线圈覆盖区域的凸筋高度；

优选地，制备所述内层还包括在内层上开通孔的步骤；优选地，所述内层上还设置有把手，所述把手设置在连接耳顶部，所述通孔设置在连接耳与把手相对应之处；更优选地，所述把手内设置有控制单元，所述热电偶测温部件通过传输引出线与控制单元连接，进一步优选地，所述把手内还设置有测温模组和电池，所述测温模组、电池与控制单元连接，所述控制单元还可以与外部电磁炉进行信息交互。

优选地，步骤1)中制备所述内层还包括：在所述内层的外侧设置翻边，即连接耳，所述把手设置在连接耳的顶部。

优选地，步骤1)中制备所述外层还包括，在外层与所述连接耳对应之处设置限位凸台，在所述限位凸台的顶部设置有连接凹槽；

优选地，所述限位凸台顶部与连接耳底部之间的间隙小于1mm。

根据本发明，所述步骤2)包括：将所述内层放置到隔热层的顶部，将热电偶测温部件的引出线穿过外层的开孔并固定，预压内层至隔热层进入外层的内部；

优选地，所述内层侧壁的高度与外层相同或不同。

优选地，当所述内层侧壁的高度与外层的相同时，预压之后，还包括在内层、外层的边沿打胶并按压形成压边的步骤，所述按压时间例如大于24h。

优选地，当所述内层侧壁的高度高于隔热层(在本文中有时也被称为中间层)时，预压之后，还包括将所述内层侧壁高出的区域进行翻折并压合的步骤。

根据本发明，所述隔热层包括基材，所述基材内部填充有隔热介质，优选地，所述隔热介质例如为隔热凝胶，所述基材为玻纤布、预氧丝或陶瓷纤维；

优选地，所述保护层为耐高温纸或耐高温布，例如为玻纤纸或芳纶布；

优选地，所述外层采用塑料、陶瓷或玻璃制成，优选耐热温度高于100℃的塑料制成，更优选地，耐热温度高于200℃，例如高于250℃。

本发明的另一方面涉及使用根据本发明的方法制备的带有热电偶测温部件的锅具，其包括相互连接的内层和外层，所述内层和外层之间为隔温腔；

所述内层的底部设置有至少一个测温点，所述测温点设置有热电偶测温部件，所述内层设置有用于热电偶测温部件的引出线穿出的通孔。

优选地，所述外层的顶部设置有凸筋；

优选地，所述隔温腔为空腔或者设置有隔热层；

优选地，所述锅具为弧形锅、方形锅或圆底锅；优选地，所述锅具的顶部设置有锅盖；

优选地，所述内层的外侧设置有连接耳，所述通孔设置在连接耳上，所述连接耳上设置有把手；

优选地，所述外层与连接耳相对应之处设置有限位凸台。

有益效果

本发明的带有热电偶测温部件的锅具的制备方法，通过在内层的底部设置至少两个测温点(其中一个测温点靠近锅底中心，一个在距锅中心4～6cm处，每个测温点焊接有热电偶传感器)使得在使用锅具时，锅具的内层进行发热，从而能够避免外层发热导致的温度过高而烫伤用户；同时，通过热电偶传感器探测锅底的温度，不仅准确度较高，且能够避免采用红外测温方式所固有的磁场外泄对红外探头的影响，另外还能使内锅均匀受热。

由于隔热材料包括玻纤和设置在玻纤内的凝胶，则在隔热材料裸露，由于玻纤较尖锐而会伤害工作人员并且还会飘散到空气中，存在被工作人员吸入体内的危险，另外，凝胶也可能从玻纤中掉落而影响隔热效果。根据本发明的带有热电偶测温部件的锅具的制备方法在制备隔热层的过程中先将隔热材料使用保护层包裹后再进行裁切和开孔。通过这样的预先包裹的方式，能够有效避免玻纤对人体可能造成的伤害，同时还保持隔热材料的隔热效果。

附图说明

图1为本发明实施例中锅具的结构示意图。

图2为本发明实施例中锅具的分解图；

图3为隔热层的局部示意图；

图4为设置有热电偶测温部件和引出线的内层结构示意图；

图5为外层、隔热层、内层压接的步骤图；

图6为外层与凸筋配合的结构示意图。

图中：1-内层，2-外层，3-隔热层，4-连接耳，5-热电偶测温部件，6-限位凸台，7-连接凹槽，8-引出线，9-保护层，10-把手，11-凸筋。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明的通式化合物及其制备方法和应用做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

实施例1

测温锅包括内层1和外层2，内层1为发热层、外层2为支撑层，内层1和外层2之间设置有隔热层3，内层1的底部设置有至少一个测温点，测温点上安装有热电偶测温部件5，其中内层1用于发热并加热锅具内食材，外层2用于支撑内层1和/或隔热层3，电偶测温部件5用于监测内层1的温度。

优选的，内层1采用电磁发热材料制成，以通过涡流的热效应加热锅具内食物，可选的，内层1可为不锈钢金属件。外层2设置为非电磁加热材料，以使得在交变磁场中，外层2不会发热，以免烫伤用户、消耗电磁能量；同时外层2尽量选择热导率较低的材料，进一步使得内层1的温度尽量少的通过隔热层3和外层2传递到外部，提高了锅具的保温效果，减少了加热时的电能消耗。

在可选的实施例中，锅具为平底锅或弧形锅，锅具可与电磁加热装置配合对锅内食材加热，电磁加热装置可以为电磁线圈，电磁线圈中流过高频变化的交变电流，高频的交流电流会产生交变的电磁场，根据电磁感应加热原理，在电磁线圈的上方放置锅具后，电磁能辐射至锅具，锅具产生涡流，通过涡流的热效应加热锅具，从而实现电能转换成热能加热锅具，

在可选的实施例中，外层2的顶部设置有凸筋11，凸筋11的高度不能太高，否则增大了外层材料厚度，可能导致电磁加热线圈与发热层内层1之间的距离增大，进而导致加热效果不佳。

本实施例中，凸筋11的高度根据是否处于电磁加热线圈覆盖区域来进行设置，位于电磁加热线圈覆盖区域的凸筋11高度大于未被电磁加热线圈覆盖区域的凸筋11高度，此设计的作用在于：在电磁加热线圈覆盖的区域，由于加热效果的原因，需要使得内层1与加热线圈保持在一个较近的距离，但在加热线圈未能覆盖的区域，可以增加凸筋11的高度以增强支撑力。

本实施例中锅具的加工步骤如下：

步骤1)制备内层1和外层2。

步骤2)将内层的底部面向外层固定在所述外层的顶部。

步骤2)之前，还包括制备隔热层3，将隔热层3固定在所述外层2顶部的步骤。

内层1和外层2具有相似的形状，制备锅具时，将内层1套入到外层2内，固定到外层2的内部，即将内层1的底部面向外层2固定在所述外层2的顶部。其中，内层1和外层2之间可保留有一定间隙和/或设置其他的结构层。

在制备内层1时，还包括在内层1的底部设置有至少一个测温点，在测温点设置热电偶测温部件5。

测温点的数量为N，所述N≥1，优选地，所述N≥2，例如为2个、4个或6个；至少一个测温点靠近内层1外底的中心。

例如，内层1的底部设置有两个测温点：位于内层1外底中心的第一测温点，位于磁场强度最大处的第二测温点，第一测温点、第二测温点重合或不重合(通常不重合)。

所述锅具为弧形锅、方形锅或圆底锅，本发明不做限定。

具体地，当锅具为平底锅时，第一测温点、第二测温点位于锅具的底部；当锅具为弧形锅时，第一测温点位于锅具底部的中心，第二测温点位于锅具底部或弧形侧壁区域。

优选地，第二测温点与第一测温点之间的距离为4～6cm，更优选地，距离为4.5～5.5cm，例如为4cm、5cm、6cm，或以上各点值构成的范围中的任意值。

测温点位置设计基于如下原因：第一个测温点位于内层1的底部中心贴合食材温度，第二个测温点为电磁加热线圈磁场强度最高的点，两者之间的温度高低不具有固定关系，例如在锅具内有食材时，但食材量不足以覆盖第二个测温点时，第一个测温点的温度一般低于第二测温点的温度；如果食材量比较大，覆盖了第一测温点和第二测温点，由于食材温度本身初始温度不同可能使得第二测温点的温度和第一测温点的温度大小关系具有不确定性。

如果是弧形锅，同时配套弧形加热线圈，则第一个测温点可设置在弧形锅具底部中央，因为这里是烹饪状态下食材的中央位置，根据不同的线圈设置形式，磁场强度最大的点可与第一个测温点重合，也可能不重合，不重合的情况下，第二测温点即位于弧形锅的弧形侧壁区域。

其中第一个测温点和第二个测温点可分别具有不同的用途，例如在根据温度烹饪曲线进行烹饪时，检测食材温度是否符合温度烹饪曲线相应时间点预设的温度，此时，可以第一个测温点的测温数据与预设温度进行比较，因为第一个测温点的数据更贴近食材温度，或者，当食材量比较多时，可以将两个测温点的数据进行平均，取平均值与预设温度进行比较。

在另一些实施例中，第一个测温点和/或第二测温点的数据可以用作高温预警，即检测到第一个测温点和/或第二测温点的温度高于某一阈值，报警并停止加热，防止干烧或食物烧糊。

进一步地，在测温点设置热电偶测温部件5包括：使用焊锡膏将电偶测温部件5焊接在相应的测温点；

例如，先将电偶测温部件5的头部点2～3点焊锡膏，然后将头部抵持在测温点处，使用超高频电磁加热测温点至焊锡膏至熔融后，熔融焊锡膏附着在测温点的同时将电偶测温部件5的头部包裹，冷却后焊锡膏包裹电偶测温部件5的头部并与内层贴合。

焊锡膏选自包括铝锡焊膏或铜锡焊膏，使用的焊锡膏为铝锡焊膏或铜锡焊膏，其中铝或铜的导热率均很高，并通过高温将传感器焊接在内层外表面，使得焊锡膏与热电偶测温部件5和内层1均能很好的融合，导热效率高，热电偶测温部件5与内层1和/或焊锡膏的接触面积大，充分贴合，由此，可以提高热电偶测温部件5的测温速度，经试验验证，该种方式焊接的热电偶测温部件5的测温响应速度较快，提高了测温的及时性和准确性。

本实施例使用超高频电磁加热技术，加热功率高，线盘面积相对小，可以使焊锡膏集中受热、快速升温，迅速将热电偶测温部件5焊接固定在预设位置，生产效率高，热电偶测温部件5焊接位置准确，避免操作时间漫长造成的热电偶测温部件5移位。

作为一个实例地，在完成内层1、外层2和中间层3的制备后，将中间层3放置到外层2内，在外层2的顶部与内层1接触处预打胶(也可以反过来，将胶打到内层1上)，然后将热电偶测温部件5的引出线8从内层2对应的开孔处穿出，在打胶处按压固定，使中间层3处于微挤压状态(内层1可设置有翻边，即连接耳4，外层2有限位凸台6结构，按压粘合后他们的间隙留有小于1mm)。

打胶时，只在内层1、外层2和中间层3的锅沿附近一周打胶。通过打胶可以粘合内层中间层和外层，和/或进行密封防水进入。

内层1的制备及相关参数：

制备内层1通过将电磁发热材料冲压或拉伸等工艺成型得到，然后在内层1的底部通过上述方式设置热电偶测温部件5，同时，在内层1的外侧设置连接耳4，连接耳4用于内层1和外层2的固定连接，连接耳4上设置有把手10，由此避免烫伤用户。

制备内层1还包括在内层1上开通孔的步骤；通孔用于热电偶测温部件5的引出线8穿出；外层内层1上还设置有把手10，把手10位于连接耳4的顶部，通孔设置在把手10底部，把手10内设置有控制单元，热电偶测温部件5通过引出线8与控制单元连接，进一步优选地，把手10内还设置有测温模组和电池，测温模组、电池与控制单元连接，控制单元还可以与外部电磁炉进行信息交互。

在设置热电偶测温部件5之后，由于内层1经历了高温而发生氧化，使得内层1的表面变黑或变暗，因此采用物理机械打磨去除表面氧化层，再进行酸洗，以显露中内层1原本的金属光泽，从而提升美观度。

外层2的制备及相关参数：

外层2通过一体成型制得，比如一次注塑成型，外层2为为非电磁加热材料，例如选用塑料、陶瓷、玻璃作为原材料，外层2的形状和结构根据实际需要设置，锅具为平底锅或者弧形锅。

还可以在外层2与连接耳4对应之处设置限位凸台6，在限位凸台6的顶部设置有连接凹槽7，限位凸台6顶部与连接耳4底部之间的间隙小于1mm。

在其他可能的实施例中，内层1上可不设置连接耳4，对应的外层2上也可不设置限位凸台6，内层1和外层2可以通过其他的方式固定，例如在内层1和/或外层2上设置卡扣或凸起，或者粘结固定等，在此不做限制。

具体制备外层2时，外层2包括上锅体(当锅具放置到电磁加热设备上方时，电磁加热线圈没有覆盖到的区域)和下锅体(当锅具放置到电磁加热设备上方时，电磁加热线圈能够覆盖到的区域)，上锅体的厚度为4～8mm，下锅体的厚度为1～3mm。

该设计的原理包括：在电磁加热时，内层1在交变磁场作用下发热，加热线圈在合适的距离范围内交变磁场强度较强，加热效果较好，所以对应之处下锅体的厚度无需太厚(外层2与内层1之间还间隔了约3mm的中间层/空层/隔温腔)；假如内层1与加热线圈的距离过大，则交变磁场强度变弱，影响加热效果；而上锅体厚度较大，能够使得内层1的温度尽量少地通过隔热层3和外层2传递到外部，提高了锅具的保温效果，减少了加热时的电能消耗。

隔热层3的制备及相关参数：

提供具有开孔的夹层玻纤基材，基材内部填充气凝胶(隔热介质)，夹层在开孔加工时，可以用耐高温玻纤纸包裹防护进行裁切，也可以裁切后包裹(玻纤比较扎手，并可飘散在空气中被吸入体内，也可以防止气凝胶抖落，影响保温效果)，如果是弧形锅或方形锅，可以一张玻纤基材裁切成型，如果是平底圆锅，可分为底部和侧边进行裁切，其中隔热层3的制备方式包括但不限于上述方式。

例如，制备所述隔热层包括：使用保护层9将隔热材料包裹后，对隔热材料进行裁切和开孔(开设与屏蔽部件相对应的通孔)，得到隔热层3，优选地，所述保护层9为耐高温玻纤纸，用于保护隔热层3制备过程中受到损伤，避免因隔热层3的损坏导致的隔热效果差，提升隔热效果。

隔热层3制备完成后，(可以先去除隔热介质上的保护层9)将隔热层3设置于内层1和外层2之间，具体的，可先将隔热层3固定设置在外层2顶部、将隔热层3套设在外层2的内部、将隔热层3套设在内层1的外部或将内层1固定在所述隔热层3的顶部。

内层1、外层2和隔热层3的制备可以同步进行。

与上述实施例不同之处在于，在内层1和外层2之间设置隔温腔代替上述实施例中的隔热层3，隔温腔中可以填充有空气，也可以填充惰性气体，或者设置为真空或接近真空的状态，这种情况下，由于气体或近似真空的空间传热性能差，会使得隔温腔具有隔热、保温作用。可以理解的是，当在外层设置检测腔10，并在内层1底部与检测腔10对应位置处设置屏蔽部件5时，由于隔温腔是与外界连通的，此时，隔温腔是充满空气的一个开口空间，即为空腔。

可选的，隔温腔内设置有隔热层3，隔热层3可以占据隔温腔的部分空间，具体的，隔热层3可设置在隔温腔的中间区域，与内层1和外层2具有一定的间距，隔热层3也可设置在隔温腔内靠近内层1的一侧，并与内层1紧贴设置，隔热层3也可设置在隔温腔内靠近外层2的一侧，并与外层2紧贴设置。同时设置隔温腔和隔热层3，使得隔热层3占据隔温腔的部分空间，可以结合隔热层和隔温腔的优势，使得热量传递经过隔温腔和隔热层3的双重阻挡，提高了隔热效果。

在本发明一些可选实施例中，所述锅具的顶部设置有锅盖，所述锅盖上设置有提手，方便用户拿取。

优选地，所述内层1的外侧设置有连接耳4，其中，连接耳4可用于与隔热层3和/或外层2连接，同时连接耳4上还可以设置把手10，避免取放锅具时烫伤用户，其中，所述隔热层3上也可设置与连接耳4连接的结构，不做限定。

优选地，所述外层2与连接耳4相对应之处设置有限位凸台6，所述限位凸台6的顶部设置有连接凹槽7，当内层1和外层2连接时，连接耳4的靠近外层2一侧的底面与限位凸台6靠近内层1一侧的顶面贴近，限位凸台6设置的连接凹槽7可与连接耳4的底面固定连接，优选的连接耳4的底面设置与连接凹槽7对应的凸起，与连接凹槽7配合，进而固定内层1和内层2。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。