专利名称：制冷设备的温度监控方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷设备的温度监控方法和装置。
制冷设备一般都装有提供温度电信号的温度传感器，该信号被制冷设备的控制电子用来调节压缩机的运行，使传感器探测的温度保持在预定的额定范围。这类传感器一般安装在制冷设备的贮藏室内并主要探测贮藏室内的空气温度，该空气温度可在短时间内产生大的变化，例如打开制冷设备的门时就是这种情况。为了快速探测制冷设备的贮藏室内的温升并随即通过启动压缩机作出反应，温度传感器的快速反应能力是希望的。
但由这种传感器探测的温度不一定与放在贮藏室内的大块体积的冷冻食品内部或冷冻食品盒内部存在的温度一致。它们的温度几乎对短时间侵入制冷设备的热空气不作反应。特别是大块冷冻食品在贮藏室所处的位置对该温度具有较大的影响，因为在制冷设备尤其是在冰箱的内部的温度分布一般是不均匀的。冰箱内部的这种不均匀的温度分布是完全需要的，以便每种冷冻食品对贮藏温度按不同要求分别在最佳条件下贮藏。但如果把它们放在一个不适合的、对其太热或太冷的位置，则会导致冷冻食品不希望的提前变坏或变质。
所以，人们很希望提出一种方法和装置来局部地估计冰箱内部长期在冷藏食品内部存在的温度。
DE-U 87 17 267提出了冷藏设备和低温冷冻设备的一种温度监控指示器，该指示器可放在制冷设备内部的不同位置，以便探测空气温度是否短暂超过一个临界的极值。为此，该指示器有一个透明的空腔，该空腔内充一种指示液体，这种液体在临界温度时结冰，该温度保持连续监控。在该液体结冰后，这样安装该指示器，使结冰的液体位于该空腔的上部区域。在制冷设备运行过程中超过该临界温度时，指示器液体融化，所以这些水蓄积在该空腔的下部。在这种移动的地方，使用者可看出临界温度的短暂超过，即使制冷设备在这段时间重新自动进行正常运行和指示器液体在空腔中重新结冰。这种装置适用于验证冷却的短暂中断。在表面观察时，也可认为该装置适用于对一定的冷冻食品保持要求的最低冷却温度进行监控。这时作为指示器液体则选用这样的液体，它具有与该最低温度相应的冰点。该装置放在制冷设备贮藏室内的被检测的位置，并在一定的时间后查看该液体是否结冰。但在这种情况下会出现这样的问题，该装置所在位置的温度与该液体的结冰温度之间的差越小，该液体完全结冰所需的时间间隔则越长，所以结冰的过程需要长的时间，而在该时间过程中，该装置的可靠读出是不可能的。此外，为了确定该液体是否结冰，必须将该装置拿在手上，所以在进行连续监控时，不能保证在相同位置和相同条件下进行连续测试。
本发明的目的是提出一种制冷设备的温度监控方法和装置，一方面可探测一个长时间间隔(大约一小时或超过一小时)取平均值的温度，另一方面可避免不能可靠读数的长时间的停止过渡状态。
这个目的是通过具有权利要求1所述特征的一种制冷设备温度监控方法或具有权利要求5所述特征的一种装置来实现的。
通过使用热缓冲物质，一方面可延迟温度敏感元件象它被一层绝热层包围的相似方式那样与其周围之间的温度平衡，另一方面在缓冲物质与温度敏感元件之间的温差很小时，该缓冲物质可进行较大能量的交换，这样大的能量对温度敏感元件的相变或与温度相关的特性的其他变化是需要的。亦即在温度监控时观察到的温度敏感元件的特性是其积聚状态，所以当缓冲物质达到或低于温度敏感元件的冰点时，在缓冲物质和温度温度敏感元件之间可传递大的能量，且进行相变要比在绝热阻碍指示液体和周围之间的热交换的上述装置情况下快得多。
本发明的温度敏感元件基本上是任意类型的；它可以是一个热电元件、一个常规的、利用液体热膨胀的温度计等。由于在使用本发明时主要考虑验证不低于某种冷藏食品的确定的需要冷却温度，所以作为温度敏感元件温度可优选使用具有这样特性的元件，即该特性分别在一个低于或高于被监控的极限温度的温度区呈现两个不同的数值，并在极限温度区内，在这两个值之间过渡。如上所述，并从DE-U 87 17267中可知，这种特性可能涉及一种指示液体的集聚状态，这种特性最好是温度敏感元件的表面的与温度相关的变色。
在本发明方法或本发明装置的整个使用温度范围内缓冲物质最好为一种液体，最好是水，并盛入本发明装置的一个容器中。该容器对缓冲液体的容量最好在50至250立方厘米范围。
温度敏感元件最好悬浮在缓冲液体中，所以它全面被缓冲液体包围，并通过该缓冲液体隔绝周围的快速的温度变化。
极限温度最好为+7和10℃之间，在该极限温度时，温度敏感元件的特性的数值改变。
本发明也可在用于上面确定的装置中的一个温度敏感元件中实现，该元件可悬浮在水中并具有一种特性，在高于或低于一个被监控的极限温度时，该特性具有不同的离散值。
本发明的其他特征和优点可从附图所示实施例的以下说明中得知。附图表示
图1制冷设备的示意断面图，在该制冷设备中放置一个本发明的温度监控装置；图2图1温度监控装置放大比例的视图；图3和4温度监控装置的变型。
图1用示意剖面表示作为制冷设备例子的家用电冰箱1，本发明可用于这种电冰箱。电冰箱1的内部空间2被格板3分成若干格4、5。上面三格4通过一个(未示出的)蒸发器冷却，该蒸发器安装在内部空间2的一个后壁内。在最下面的格5与该蒸发器不直接接触并只通过位于其上的格4的热交换和/或空气交换进行冷却。所以，它一般比格4热。但格4也可具有不同的温度，因为从外部引入这些格4中的热是有差异的，视其所占内部空间2的壁面百分比或占冰箱1的箱体和门之间延伸的磁密封件6的百分比而定。在一个格4的深度方向内，也可在后壁上的蒸发器和门之间产生温度梯度，该温度梯度导致一个格4的后面的区域还可适用于贮藏一定的食品，而在前面的区域则温度太高。
本发明的温度监控装置在图1中用10表示并在图2中放大示出。该装置包括一个例如用玻璃或透明塑料制成的透明容器11，容器中注水12，悬浮体13悬浮在水中。悬浮体13作为温度敏感元件使用，亦即该元件具有一种依赖于温度明显变化的特性，这稍后详细说明。悬浮体13的密度与水12的密度精确匹配，所以悬浮体自由悬浮在水12中，并可以畅通的对流，这种对流是在水12和该装置周围之间的温度平衡过程中在水12中产生的。悬浮体13的形状可以是任意的，它在这里具有鱼的外形，以便悬浮体13按本发明方式用于悬浮在水中，而后当悬浮体13在冰箱1外可能与容器11分开时，提醒使用者把它保存起来。
悬浮体13例如可用塑料制成空心体，它的内空腔含有悬浮体13悬浮在水中所需的诸如砂子之类的镇重材料。在悬浮体13的外侧至少局部地、这里是在鱼的眼部14染一种颜料，这种颜料在只有几度的很窄温度范围内就能明显看出它的颜色变化。这种例如在超过极限温度时由黑变成绿的颜料对许多极限温度都能作出反应，通常用于制造光学温度显示元件。鱼眼14适用的转变温度宜为+7至+10℃的范围。
当容器11中例如盛有大约125立方厘米的水量的装置10放入冰箱1时，至少保持一个小时，直至在颜料显示精度的范围内水12的温度与内部空间2的温度均衡为止。如果在这个时间间隔后，鱼的眼睛是黑的，则意味着该装置所在位置的温度对贮藏大多数易腐食品是足够低的。如果鱼的眼睛是绿的，则须把冰箱1的温度表调到较低的温度，以使易腐食品在装置10的地方能够贮藏较长的时间。
图3和4分别表示图2中装置10的一种变型结构。在图3变型结构时，悬浮体13的比重比水重，并用一根短线16将其挂在一个浮在水面上的空腔体15上，该线的长度是这样设计的，即如图所示，当容器11大致注满水时，悬浮体13大致浮在水12的一半高度。
在图4变型结构时，悬浮体13的比重则比水轻，并通过一根线16将它与一个镇重体17连接，该镇重体的密度比水大，并位于容器11的底部，所以悬浮体13保持在水12的一半高度上。
这两个变型方案的优点在于，当该悬浮体的比重与水有差异时，悬浮体13也保持自由悬浮在水12中，而不位于容器11的底部，或浮在水面。所以在制作悬浮体13时，对精度的要求小于图2的装置，相应地，悬浮体的制作比较简单。
容器11不必专门为本发明装置配置。作为容器11例如也可用喝水玻璃杯、空玻璃罐、或家中现成的和可能用于其他用途的类似透明器皿。所以，为了用户能够实施本发明的方法，作为实施该方法应当配置的制冷设备的附件，只有悬浮体13(必要时与空心体15或镇重体17一起)由制冷设备厂提供即可。如果用户暂时不用该装置，则取掉日后使用的悬浮体13即可；因为该悬浮体无疑可在日后重新用于届时正好可用的别的容器11中。
当然，也可用一种对多种温度作出反应的悬浮体来代替一种上述的、只对唯一的临界温度作出反应的悬浮体。在用这种悬浮体时，可在它的表面的不同区域分别涂敷具有不同变色温度的颜料，或在一个相同的区域涂敷一种颜料或颜料混合物，该颜料混合物可具有三种(或多种)颜色，视温度是否低于一个低的临界温度、高于一个高的临界温度或位于其间而定。
权利要求
1.制冷设备中的温度监控方法，包括下列步骤a)由一个温度敏感元件(13)和一种热缓冲液体(12)组成一个单元(10)；b)把该单元(10)放在制冷设备(1)的一个被监控的部位；c)通过观察元件(13)随温度变化的特性，控制由温度敏感元件(13)探测的温度。
2.按权利要求1的方法，选择缓冲液体(12)的量，在所述单元(10)及其周围之间的温度平衡需要至少一个小时。
3.按权利要求1或2的方法，其特征为，缓冲液体(12)是水(12)。
4.按前述权利要求任一项的方法，其特征为，使用一个无须外部能量输入进行工作的温度敏感元件(13)。
5.制冷设备内的温度监控装置，包括一个用于热缓冲液体(12)的容器(11)和一个与缓冲液体(12)保持热接触的温度敏感元件(13)。
6.按权利要求5的装置，其特征为，容器(11)对缓冲液体(12)的容量在50至250立方厘米范围。
7.按权利要求5或6的装置，其特征为，温度敏感元件(13)可悬浮在缓冲液体中。
8.按权利要求5至7任一项的装置，其特征为，温度敏感元件(13)在高于或低于一个被监控的极限温度时具有一种特性的不同的离散值。
9.按权利要求8的装置，其特征为，该特性是温度敏感元件(13)的至少一部分(14)的颜色。
10.按权利要求8或9的装置，其特征为，该特性的值在一个介于+7和+10℃之间的温度范围内变换。
11.按权利要求5至11任一项的装置的温度敏感元件(13)，该元件可悬浮在水(12)中并具有一种特性，在高于或低于一个被监控的极限温度时，该特性具有不同的离散值。
12.按权利要求11的温度敏感元件，其特征为，该元件具有鱼的外形。
全文摘要
为了制冷设备内的温度监控，提出了一种由一个温度敏感元件(13)和一种热缓冲液体(12)组成的单元(10)，单元(10)被放在制冷设备(1)的受监控的部位，并通过观察元件(13)的随温度变化的特性尤其是该元件表面区域(14)的颜色控制由温度敏感元件(13)探测的温度。
文档编号G01K11/12GK1711453SQ200380102835
公开日2005年12月21日 申请日期2003年10月31日 优先权日2002年11月5日
发明者F·阿诺, W·贝克, M·诺伊曼 申请人:Bsh 博施及西门子家用器具有限公司