于烹饪时监控食材温度的防水温度计

摘要

本发明提供了一种于烹饪时监控食材温度的防水温度计，其包含有：用以提供电源的一可充电电池，用以量测食材温度的一热传感器以及通过一天线对数据进行无线传输的一处理单元。该防水温度计更进一步具有包含该热传感器、该处理单元及该可充电电池的一第一导电部，包含该天线的一第一绝缘部，一第二绝缘部以及一第二导电部。该第一绝缘部被该第二绝缘部所围绕且该第一绝缘部与该第二绝缘部由一充气间隙所隔开。第一导电部、第一绝缘部及第二导电部构成一第一密封壳以提供防水功能，第一导电部、第二绝缘部及第二导电部构成一第二密封壳以保护该第一密封壳，避免该第一密封壳损坏。

说明书

技术领域

本发明关于一种温度计，特别是关于一种用于烹饪时监控食材温度的防水温度计。

背景技术

有些食物会根据个人喜好而准备，举例而言，以肉排、烤肉、排骨等形式所供应的肉类能以一分熟、三分熟、五分熟、七分熟或全熟烹煮，这些不同的烹饪方式被称为"熟度"，而牛肉是特别适合以不同熟度烹饪的其中一种肉类，另一方面，许多人倾向于将某些种类的肉类烹煮至全熟，这些全熟肉类通常包含鸡肉及猪肉。严格而言，为避免食材过生或过熟，在适合的温度下烹饪美食是至关重要的，为此，厨师可以使用温度计以准确量测所烹饪食材的温度。

除此之外，其中一种温度计是一电子温度计，于烹饪食物时，由于电子设备、显示装置、电池等的温度限制，该电子温度计无法承受烹饪容器例如烤箱或烤肉架内部的温度，导致烹饪过程中无法将该电子温度计放置在烹饪容器中，需要使用者定期的将该电子温度计插入食物中以量测当前的温度，再拿出该电子温度计继续后续烹饪，这造成了烹饪的不方便，温度量测的过程造成庞大的热量散失也增加了烹饪的时间，而太晚检查亦可能增加食物过度烹煮的风险。

为了克服这个缺点，有些温度计会于设置在烹饪容器外的独立壳体中设立一控制单元，并通过电连接线与一温度感测探针连接。

然而，该温度计的该温度感测探针及该控制单元间存在电连接线衍生出许多缺点如：该温度计会造成烹饪的麻烦；该温度计无法应用于旋转的烹饪容器等等。

因而，拥有可于烹饪时量测食材内部温度、无线传输温度量测结果至一个或多个监控装置并可放置于洗碗机中清洁的一无线防水温度计会更加合适。此外，当肉经油炸或真空低温烹调等料理程序时，使用温度计的条件会变得更加严峻，若水、油或油水混和物渗入温度计毫无疑问地将伤害温度计内部电路，有鉴于此，本发明期望提供一种可适应严苛使用条件的温度计。

本发明的目的为提供一种经反复加热冷却的使用循环后仍具备防水功能的温度计，使该温度计能以洗碗机清洁且能持久的应用于例如肉类的油炸、炖煮或真空低温烹调的多样化烹饪方式中。

发明内容

本发明的目的在于提供一温度计，该温度计可于烹饪时量测食物温度，并无线传输量测的温度计数据至一运算设备，以供使用者通过该运算设备监控食物的温度状况。

为了达成上述目的，该温度计放置于食物中以量测烹饪时食物的温度，且该温度计可应用于不同的烹饪方式，例如炖肉、炸鸡等，也就是说，该温度计可于水或油中正常运作。

本发明的目的在于提供一无线温度计，该无线温度计经重复加热及冷却的使用循环后仍可长久使用并保持防水，为此，本发明提出由一双层壳体以构成该温度计的一密闭壳体。

借由下列实施例的详细描述及相关图示，本发明的其他目的、优点及新颖性将更加明显。

附图说明

图1：温度计插入食物内并传输温度量测数据至一运算设备的示意图；

图2A：本发明应用于烤肉的示意图；

图2B：本发明应用于肉类炖煮或油炸的示意图；

图3A：温度计的一实施例示意图；

图3B：温度计其第一导电部内部具有至少一热传感器的剖视图；

图3C：温度计具有至少一热传感器及一环境热传感器的剖视图；

图3D：电池经由外部电源充电的示意图；

图4A：热传感器与第一导电单元连接至电路板并与第一导电部接触的示意图；

图4B：沿着图4A的割面线4B-4B所示的剖面图；

图5A：具有垫片以形成防潮层的第一密封壳的部分示意图；

图5B：具有垫片以形成防潮层的第一密封壳的另一部分示意图；

图5C：沿着图5B的割面线5C-5C所示的剖面图；

图5D：导电夹的示意图；

图6A：第一密封壳的示意图；

图6B：第二密封壳的示意图；

图7：内部具有电子元件且接合处具有防潮层的第一密封壳示意图；

图8A：粘合剂被施加于该第一导电部及该第二导电部的示意图；

图8B：施加粘合剂以形成第二密封壳的示意图；

图8C：温度计的剖视图。

具体实施方式

根据图1所示，一防水温度计1插入一食物2中以量测该食物2的内部温度，且该防水温度计1进一步将根据温度量测得到的一温度计数据无线传输至一运算设备3，该温度计数据通过无线通讯技术传输，例如蓝牙技术，特别是蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy,BLE)技术。使用者可以于烹饪过程中通过该运算设备3监控该食物2的温度，该运算设备3可以是一智能手机、一平板电脑或其他能够无线接收该温度计数据、执行计算机程序以解释及分析该温度计数据并显示该温度计数据所包含信息的电子设备。该防水温度计1包含两部分，其中，一第一部分11插入该食物2中，一第二部分12位于该食物2外，且该第二部分12作为该防水温度计1的手柄以将该防水温度计1插入该食物2中，或将该防水温度计1自该食物2中取出。

该防水温度计1可适用于烹饪时使用的不同锅具，例如烤架、烤箱、炖锅、平底锅等，亦可适用于不同的烹饪方式，例如油炸、炖煮、烧烤、真空低温烹调等。图2A为烧烤范例的示意图，火焰于该食物2下闪动，且该防水温度计1的该第二部分12必须能抵抗瞬间的高温，在某些情况下，烧烤温度可高达800℃。图2B展示肉类于一炖锅4中油炸或炖煮的另一范例，该防水温度计1与一食物2皆置于水或油中，因此该防水温度计1需具备防水功能以避免于烹饪时损坏。

请参看图3A及图3B所揭露的一实施例，该防水温度计1包含一电路板100，该电路板100上进一步包含有至少一热传感器101、一处理单元102及一天线105，该热传感器101配置以量测该食物2的内部温度，该处理单元102电连接该热传感器101以接收该热传感器101所量测的温度数值，将量测到的温度数值转换为温度计数据，并通过该天线105无线传输该温度计数据，该处理单元102进一步包含有一处理器及一发射器(未示于图中)，其中该处理器配置为执行计算机程序以将该热传感器101的输出信号转换为温度数值，并进一步产生温度计数据，该温度计数据可包含温度数值、该防水温度计1的识别码、该防水温度计其计算机程序的软件版本号等，该发射器配置以通过该天线105发送温度计数据。于一实施例中，一蓝牙芯片作为该发射器，于另一实施例中，该处理器及该发射器集成于一蓝牙芯片中。该防水温度计1也包含有与该电路板100电连接并作为该防水温度计1的电源供应的一电池120，该电池120为可以于至少100℃以上高温下运作的一高温可充电电池，该热传感器101以及例如该处理单元102与该电池120的温敏元件被设置于该第一部分11的内部以在烹饪期间插入食物中，由于该食物2的内部温度通常有如60℃到100℃的温度限制，该第一部分11可以受到该食物2的保护，进而避免过热。而电连接该处理单元102的该天线105设置于该第二部分12内部，该天线105可以为印刷在该电路板100上的一单极天线、安装在该电路板100上的一芯片天线或是电连接该电路板100的一杆状导体，该热传感器101可以是一电阻温度检测器(RTD)或一NTC型热敏电阻。

如上所述，该防水温度计1量测食物温度并无线传输食物的温度量测结果至该运算设备3，使得使用者可以从运算设备3监控烹饪过程中食物的温度，然而，在某些情况下需要监控烹饪设备其烹饪状态，或进一步控制烹饪设备，在这样的情况下亦需要监控环境温度。如图3C所示，在其他实施例中该防水温度计1进一步包含一环境热传感器103，该环境热传感器103与该处理单元102电连接并设置于该第二部分12以量测该第二部分12周围的环境温度，也就是食物附近的环境温度，而该环境热传感器103可以是一电阻温度检测器(RTD)或一NTC型热敏电阻。

为了简洁描述，其余描述中的该防水温度计1包含至少一热传感器101及一环境热传感器103，然而，应理解以下阐述的技术可以很容易的应用于没有环境热传感器的温度计。

该防水温度计1进一步包含有一第一导电部50、一第一绝缘部60及一第二绝缘部70，该第一导电部50构成该防水温度计1中该第一部分11的主体，并延伸至该防水温度计1的该第二部分12中，该第一绝缘部60及该第二绝缘部70则位于该防水温度计1的该第二部分处。

该第一导电部50其内部为中空，其中，该第一导电部50的一端形成一尖端52以便该防水温度计1能轻松的插入该食物2中，而该尖端52对面的另一端为一开口端51，该开口端51位于该第二部分12中并于不同位置连接该第一绝缘部60及第二绝缘部70。

此外，该电池120、该热传感器101以及该处理单元102被设置于该第一导电部50内部，特别是位于该防水温度计1的该第一部分11的该第一导电部50，而该天线105及该环境热传感器103被设置在该第一绝缘部60内部，一第一导电单元106进一步构成该第一导电部50及该电路板100间的一导电通路，使得该第一导电部50作为电子线路的接地端及该电池120充电时的阴极。特别的是，该第一导电单元106的一端焊接于该电路板100的一节点，而另一端与该第一导电部50的内部表面接触，该第一导电单元106可以是导电弹簧、导电弹片等。

如图4A所示的一实施例中，该电池120的一端紧靠在该第一导电部50的内壁，而另一端的两个电极与该电路板100连接，且安装于该电路板100上的该热传感器101与该第一导电部50的内表面接触。图4B为沿着图4A的割面线4B-4B所示的剖面图，在如图4A及图4B所示的进一步的一实施例中，于该热传感器101及该第一导电部50的内表面间可施加一导热垫111，为该第一导电部50到该热传敏器101提供更佳的热传导。

由于该电池120为可充电的，该防水温度计1进一步包含有一第二导电部30作为该电池120充电时的阳极，为了对该电池120充电，一第二导电单元107被提供构成该电路板100及该第二导电部30间的一导电通路，特别的是，该第二导电单元107的一端与该电路板100其电路的一节点焊接或接触，该第二导电单元107的另一端接触或连接该第二导电部30。如图3D所示，根据该第二导电部30的机械结构，该第二导电单元107可以是导电弹簧、导电弹片、导电夹或导线，该电池120可以通过该第一导电部50及该第二导电部30并借由如电池充电器的一外部电源5来充电。此外，当采用该环境热传感器103时，该环境热传感器103被设置与该第二导电部30接触以测量该第二导电部30的温度。

请参看图5A及图5B所示，于一实施例中，该第二导电单元107为一导电夹。首先，将该导电夹107推入该电路板100的边缘，该导电夹107与该边缘附近印刷的铜箔接触，当该第一绝缘部60连接至该第二导电部30时，该导电夹107被进一步压入该电路板100中以接触铜箔，使得该导电夹107稳固的与该电路板100的电路电连接，并与该第二导电部30紧密接触。图5C为沿着图5B的割面线5C-5C所示的剖面图，图5D为该导电夹107的示意图，该导电夹107具有一间隙使得该环境热传感器103能突出该导电夹107与该第二导电部30接触。如图5A、图5B、图5C及图5D所示的实施例中，该第一绝缘部60为一圆柱，并具有一非圆柱状内腔为该第一绝缘部60提供足够的坚固性。

于另一实施例中，为提供该第二导电部30到该环境热传感器103较佳的热传导，在将该第二导电部30连接至该第一绝缘部60前，该环境热传感器103被设置在该第二导电部30其内表面的一孔洞中。如图5B及图5C所示的实施例中，在该环境热传感器103被设置在该孔洞前，导热胶113进一步施加在该孔洞上，使得该环境热传感器103实际上被该导热胶113所覆盖，并通过该导热胶113与该第二导电部30接触。

本发明的一实施例中，该第一导电部50与该第二导电部30由不锈钢所制成，该第一绝缘部60由可承受高温的高温热塑性塑料制成，例如可承受至少200℃高温的PEEK，而该第二绝缘部70由陶瓷或玻璃所制成，可承受超过60分钟至少600℃的连续高温，并且能够承受至少800℃的瞬时高温超过10秒。

该第一绝缘部60的一端与该第一导电部50的该开口端51连接，该第一绝缘部60的另一端与该第二导电部30连接，因此，如图6A所示，该第一导电部50、该第一绝缘部60及该第二导电部30构成该防水温度计1的一第一密封壳15，该第一密封壳15的主要功能为防止水气进入该第一导电部50，进而造成该电池120及该电路板100的电子元件损坏。

进一步的，该第二绝缘部70的一端与该第一导电部50的该开口端51连接，该第二绝缘部70的另一端与该第二导电部30连接，因此，如图6B所示，该第一导电部50、该第二绝缘部70及该第二导电部30构成该防水温度计1的一第二密封壳16，配置该第二密封壳16的目的是用作该第二部分12的外层，以保护该第一绝缘部60，避免该第一绝缘部60直接暴露在高温环境下，特别是如图2A所示的由火焰引起的瞬间高温，换句话说，该第二绝缘部70保护该第一绝缘部60免于瞬间高温造成的损害，该瞬间高温远高于该第一绝缘部60可承受的最高温度。防水效能为该第一绝缘部60的主要功能，在该防水温度计被重复用于烹饪例如烧烤后仍可以保持正常，当温度高于该第一绝缘部60可承受的最高温度将损害该第一绝缘部60，亦使该防水温度计1的防水功能失效。

如图3B、图6A及图6B所示，该第一密封壳15及该第二密封壳16在该第一导电部50及该第二导电部30处重迭，而该第二绝缘部70位于该第一绝缘部60外并围绕该第一绝缘部60，使得该第二绝缘部70形成该第一绝缘部60的保护层，以防止该第一绝缘部60被直接加热。此外，该第一绝缘部60及该第二绝缘部70被一充气间隙80所分开，意即该第一绝缘部60与该第二绝缘部70彼此不接触，该充气间隙80被提供用以减缓该第二绝缘部70其外部到该第一绝缘部60的热传递，这是由于填充在该充气间隙80内的空气其热传导率较该第二绝缘部70的热传导率低上许多，举例来说，室温下空气的传导率约为0.026W/mK，而氧化铝陶瓷的热传导率通常在18-36W/Mk的范围内，就这方面而言，该第二绝缘部70与该充气间隙80的组合为该第一绝缘部60提供保护，避免瞬间高温对该第一绝缘部60造成的损坏，而瞬间高温可能由瞬间强烈的热量例如火焰所引起，如上所述，瞬间高温可能高达800℃。于本发明的一实施例中，该第一绝缘部60与该第二绝缘部70的距离至少为0.15mm，当该防水温度计1的该第二部分12被闪焰直接加热或在短时间内于炙烧烹饪中使用时，该短距离为该第一绝缘部60提供额外保护。

将两个部件结合在一起的常见作法为使用粘合剂，将此应用于该防水温度计1时，需要使用可承受高温下连续运行的合适粘合剂，然而，大部分的粘合剂只在一定温度下有效，在高于一定温度的环境下使用会造成粘合剂变质，即使粘合剂依然有效亦会于粘合部分产生裂缝，当这种情况发生时，水便可能渗入接合处。另一种紧密结合两个部件的常见做法为干涉配合，然而干涉配合的防水功能同样可能在高温环境中运作多次后失效，这是由于干涉配合中两个不同部件的热膨胀系数通常不同，在高温下多次运作后，热膨胀系数的差异可能导致接合处产生间隙并造成进水。

为克服前述的问题，该第二部分12的外壳由上述的两个方法的组合构成，特别是在该第一绝缘部60与该第一导电部50连接前，将具有高延展性及延长性的耐热密封胶，例如乙酰氧基硅橡胶，施加到该第一绝缘部60的一端，该第一绝缘部60接着经由干涉配合与该第一导电部50的该开口端51连接。参照图5A，该耐热密封胶于该第一绝缘部60与该第一导电部50之间构成一第一垫片65，用以防止水进入该第一密封壳15，同样的耐热密封胶被进一步地施加在该第一绝缘部60的另一端，该第一绝缘部60接着通过干涉配合与该第二导电部30连接，同样地，该耐热密封胶在该第一绝缘部60及该第二导电部30的结合处间形成一第二垫片66以避免水进入该第一密封壳15，该第一垫片65及该第二垫片66的延展性将耐热密封胶填充至该第一绝缘部60与该第一导电部50以及该第一绝缘部60与该第二导电部30两者结合处的空隙中，如图7所示，该第一垫片65及该第二垫片66分别形成一防潮层，以避免水进入该第一密封壳15中，因此，该第一密封壳15在耐热密封胶的工作温度内使用便可保持防水功能。

在本发明的一实施例中，耐热密封胶所构成的该第一垫片65及该第二垫片66可承受至少200℃的持续高温，甚至更高的间歇温度，因此，该第一垫片65及该第二垫片66在第一绝缘部60的表面温度低于200℃时可以提供足够的防水功能。在这种情况下，该防水温度计1可于烹饪温度不超过200℃的烹饪过程中使用而不丧失防水功能。此外，在上述的情况下，因为该第二绝缘部70与该充气间隙80一起构成一保护层以阻断高温，该防水温度计1的该第二部分12甚至可以短时间的暴露于闪焰或炙烧过程中而不会造成防水功能的损坏或丧失。

如图8A所示，除此之外，在该第二绝缘部70连接到该第一导电部50和该第二导电部30构成该第二密封壳16前，一耐高温粘合剂被施加在该第一导电部50其外表面上的一第一接触部分75，其中该第一接触部分75与该开口端51相邻，同样的粘合剂也被施加在该第二导电部30上的一第二接触部分76，其中该第二接触部分76位于该第二导电部30其内表面的外边缘上，借以与该第二绝缘部70接触。如图8B及图8C所示，覆盖于该第一接触部分75及该第二接触部分76的粘合剂用以将该第二绝缘部70紧密接合到该第一导电部50及该第二导电部30，从而形成该第二密封壳16，进而形成该防水温度计1。进一步参看图8C所示，该第二部分12包含由该第一绝缘部60及该第二绝缘部70所组成的一双层壳体，该双层壳体为该第一密封壳15及该第二密封壳16的一部分，并做为具防水功能的一耐高温层。

在本发明的一实施例中，该粘合剂可短时间的持续暴露在至少200℃的高温环境中，甚至是短时间暴露在更高的温度中，这确保了该防水温度计1在食物烹饪的过程中，该防水温度计1的该第二部分12可以被放置在烹饪温度高达200℃的烹饪器具中，甚至是短时间内处于更高的温度中，值得注意的是当该防水温度计1的该第二部分12持续暴露在高达200℃的高温环境中，或是瞬时温度远高于200℃时，该第一绝缘部60的表面温度通常低于200℃，如上所述，这是因为由该第二绝缘部70及该充气间隙80所构成的该保护层实际于某种程度上降低了温度，进一步地，由于烹饪期间该食物2其内部温度通常低于该食物2外部的温度，根据热交换原理，该第一导电部50和该第一绝缘部60间的温度差将造成热能由该第一绝缘部60的内部传递到该第一导电部50的内部，使该第一绝缘部60的表面温度进一步降低，这确保该第一绝缘部60、该第一垫片65及该第二垫片66在烹饪期间能够在各相应材料的工作温度内工作，进而保持防水功能。在另一实施例中，若该第一绝缘部60及该耐热密封胶皆可承受高于200℃的温度，例如300℃，该防水温度计1则可以选用具有至少300℃工作温度的粘合剂，从而使该防水温度计1可以在烹饪温度高达300℃的烹饪设备中使用，而不会丧失防水功能。

在另一实施例中，该第一导电部50的该开口端51形成一喇叭口，于该第一导电部50其开口端展开该喇叭口的优点之一是作为隔离物，使得制造过程中该第二绝缘部70可以容易的对准，以确保该第一绝缘部60及该第二绝缘部70间的该充气间隙80至少为0.15mm，另一个优点是该喇叭口实际上作为一阻碍物，以避免粘合剂于制造过程中自该第一接触部分75流入该充气间隙80内，当粘合剂流入该充气间隙80时，在该第一接触部分75上的粘合剂数量会不可避免的减少，进而减少该第二绝缘部70与该第一导电部50间连接的紧密性，进一步地，当粘合剂流入该充气间隙80且覆盖部分围绕该天线105的该第一绝缘部60时，由于组成粘合剂的复合成分中通常含有在某些程度下能阻挡RF信号的材料，粘合剂可能会成为射频信号(RF信号)传输的阻碍，进而降低该天线105所发射的RF信号强度。

尽管已经参照最佳实施例具体释出及阐述本发明，但是任何本领域技术的人员应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对形式和细节进行各种改变。因此，前述描述的实施例在各方面都应被人为是说明性而非限制性的，本发明的范围由权利要求书及其等同形式限定。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。