Brevet FR3028405A1 — publié le 20160520

B.1519 RECIPIENT DE CUISSON MUNI D'UN DISPOSITIF MAGNETIQUE DE MESURE DE LA TEMPERATURE La présente invention concerne un récipient de cuisson comportant un capteur, plus particulièrement un capteur de température. Le récipient de cuisson est destiné à être disposé sur une plaque de cuisson, un brûleur ou analogue pour la cuisson d'aliments. Le récipient de cuisson est notamment une poêle, une casserole, une sauteuse, un faitout ou un autocuiseur. On connaît du document EP0931495 un récipient de cuisson comportant un fond, un capteur de température intégré entre le fond et une plaque perforée sertie sur le fond. Le capteur de température est relié par deux fils conducteurs à un dispositif de contrôle agencé dans une poignée pour traiter la grandeur mesurée et déterminer la température. Le capteur de température et les deux fils conducteurs sont agencés dans un canal de réception réalisé dans le fond du récipient de cuisson. Cependant, la mise en place des fils dans la calotte, le montage de la poignée sur la calotte et le raccordement des fils au dispositif de contrôle sont des opérations difficiles à réaliser dans un processus automatisé de production de récipients de cuisson. De plus, les fils peuvent être dégradés lors du montage ou lors d'une utilisation anormale, notamment lors d'une surchauffe du récipient de cuisson et induire des erreurs de mesure de la température. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités et de proposer un récipient de cuisson muni d'un capteur de température qui soit de 30 conception simple et économique à mettre en oeuvre. Un autre but de l'invention est de proposer un récipient de cuisson muni d'un capteur de température qui présente un fonctionnement fiable et répétitif, 3028405 2 durable dans le temps. Ces buts sont atteints avec un récipient de cuisson destiné à être disposé sur une plaque de chauffe, un brûleur ou analogue pour la cuisson d'aliments et 5 comportant une calotte réalisée en un ou plusieurs matériaux amagnétiques, caractérisé en ce que la calotte comporte un aimant présentant une aimantation rémanente qui varie en fonction de la température, ladite variation d'aimantation rémanente générant une variation de champ magnétique et en ce que ledit aimant est destiné à coopérer avec au moins un capteur de mesure de champ 10 magnétique agencé en périphérie de la calotte qui génère un signal électrique utilisée dans un dispositif de contrôle pour permettre de déterminer la température de la calotte. Ainsi, la calotte comporte un capteur de température formé par l'aimant qui 15 coopère avec le capteur de mesure de champ magnétique par une liaison magnétique, sans fils. Le process de fabrication de la calotte comporte uniquement une opération supplémentaire d'incorporation de l'aimant, une telle opération étant facile à réaliser. 20 En conséquence, on obtient un récipient de cuisson muni d'un capteur de température qui est particulièrement économique à mettre en oeuvre. Avantageusement, l'aimant est choisi parmi les types AIN iCo ou SmCo ou ferrite. 25 Un aimant du type AINiCo est un aimant fabriqué à partir d'un alliage comportant principalement de l'aluminium (AI), du nickel (Ni) et du cobalt (Co) avec certaines variantes pouvant inclure de façon minoritaire d'autres éléments tels que du fer (Fe), du cuivre (Cu) et parfois du titane (Ti). Ce type d'aimant est généralement fabriqué par fonderie et résiste ainsi bien aux contraintes mécaniques, ce qui permet de l'assembler dans la calotte par une opération de frappe. Un aimant de ce type peut fonctionner à température élevée jusqu'à une température de 550°C. Ainsi une fois rapporté dans la calotte, il peut supporter les étapes de traitement de surface de l'intérieur et/ou de l'extérieur de la calotte, notamment une dépose 3028405 3 et cuisson vers 430°C d'un revêtement anti-adhésif ou une décoration par sérigraphie ou par pulvérisation d'une céramique de type sol-gel avec une température de cuisson de l'ordre de 250°C. 5 Un aimant du type SmCo est un aimant fabriqué par frittage à partir d'un alliage comportant du samarium (Sm) et du cobalt (Co). Un aimant de ce type peut fonctionner jusqu'à une température de 350°C. Un aimant du type SmCo présente également une haute résistance à la désaimantation. 10 Un aimant du type ferrite est bon marché. Un aimant de ce type peut fonctionner à une température suffisamment élevée et compatible avec les températures rencontrées dans l'utilisation de récipients de cuisson. Avantageusement, la calotte présente un fond, l'aimant étant agencé sur ou dans 15 le fond. Ainsi, un aimant agencé sur ou dans le fond de la calotte du récipient de cuisson, au plus près des aliments contenus dans le récipient, pourra détecter la température représentative de l'état de ces aliments. 20 De préférence, la calotte présente une paroi latérale, l'aimant étant agencé sur ou dans la paroi latérale. Ainsi, un aimant agencé sur ou dans la paroi latérale du récipient pourra être au 25 plus près du capteur de mesure de champ magnétique agencé en périphérie de la calotte pour fiabiliser l'acquisition de la mesure de la variation de champ magnétique. Avantageusement, la calotte comporte au moins un élément en matériau 30 ferromagnétique présentant une température de Curie inférieure à 300°C, ledit élément étant agencé à proximité de l'aimant. L'aimant qui présente une aimantation rémanente, polarise magnétiquement 3028405 4 l'élément en matériau ferromagnétique à bas point de Curie qui est utilisé en tant que concentrateur des lignes de champ magnétique émanant de l'aimant. On peut utiliser d'une part cet élément en matériau ferromagnétique à bas point de Curie pour guider et concentrer le flux magnétique vers le capteur de mesure de 5 champ magnétique afin d'augmenter le signal de détection, ou d'autre part utiliser cet élément en matériau ferromagnétique à bas point de Curie pour au contraire fermer les lignes de champ vers l'aimant empêchant leur propagation à distance. L'élévation de la température diminuera la perméabilité magnétique de l'élément en matériau ferromagnétique à bas point de Curie jusqu'à son point de Curie 10 induisant une annulation de la propagation et de la concentration des lignes de champ dans cet élément. Un tel agencement permet de détecter de manière fiable un seuil de température autour de la température de Curie. De préférence, la calotte comporte deux éléments en matériau ferromagnétique 15 présentant chacun une température de Curie différente, lesdits éléments étant agencés à proximité de l'aimant. Un tel agencement permet de détecter de manière fiable deux seuils de température autour des températures de Curie des deux éléments en matériau 20 ferromagnétique. Avantageusement, l'aimant coopère avec deux capteurs de mesure du champ magnétique. 25 Un tel agencement permet d'améliorer l'interrogation à distance de l'aimantation rémanente de l'aimant par une mesure différentielle à deux capteurs de mesure du champ magnétique, afin de supprimer au mieux les perturbations externes. Ces perturbations proviennent notamment de l'environnement électromagnétique et magnétique du récipient de cuisson, tels que le champ géomagnétique terrestre 30 constant et directionnel, le flux électromagnétique pulsé généré par une plaque de chauffe à foyer induction, la présence d'objets métalliques dans l'environnement proche du récipient de cuisson, ou la dérive en température du capteur de flux magnétique. 3028405 5 Un des capteurs de mesure de champ magnétique est défini comme référence sensible à toutes perturbations externes et internes au capteur, le deuxième capteur de mesure de champ magnétique est défini comme détecteur, sensible 5 également à toutes perturbations externes et internes au capteur mais sensible au flux magnétique émanant de l'aimant logé dans la calotte. Avantageusement, le récipient de cuisson comporte une poignée, le capteur de mesure de champ magnétique étant agencé dans la poignée. Ainsi, le capteur de champ magnétique est déporté de l'aimant dans une zone plus froide que la zone où est implanté l'aimant. De préférence, la poignée est amovible de la calotte. Par poignée amovible de la calotte, on comprend que la poignée comporte des moyens de fixation qui sont détachables de la calotte sans la mise en oeuvre d'un outil. 20 La mise en oeuvre d'une liaison sans fil entre l'aimant et le capteur de flux magnétique permet de réaliser facilement une poignée amovible de la calotte. Un tel agencement permet de faciliter le rangement du récipient de cuisson et permet un passage en lave-vaisselle de la calotte et un nettoyage de la poignée qui comporte des éléments fragiles en dehors du lave-vaisselle. 25 Avantageusement, la poignée comporte un axe longitudinal et deux capteurs de mesure de champ magnétique coopérant avec l'aimant, les deux capteurs étant agencés le long dudit axe longitudinal ou de part et d'autre dudit axe longitudinal. 30 Lorsque les capteurs de mesure de champ magnétique sont agencés le long dudit axe longitudinal de la poignée, ils sont à des distances différentes de l'aimant. On obtient ainsi une dissymétrie de détection des deux capteurs de mesure du champ magnétique. 10 15 3028405 6 Cependant, une plaque de cuisson à foyer induction génère un champ électro magnétique dont la distribution présente une symétrie circulaire autour du centre du foyer induction. Lorsque les capteurs de mesure de champ magnétique sont 5 agencés de part et d'autre de l'axe longitudinal de la poignée, ils sont positionnés sur un même cercle. Ainsi, ils reçoivent et mesurent un champ magnétique équivalent. L'aimant est dans ce cas excentré à gauche ou à droite de l'axe de la poignée afin de provoquer une dissymétrie de détection des deux capteurs de mesure du champ magnétique. 10 De préférence, le capteur de mesure de champ magnétique est agencé dans un boitier métallique permettant de réaliser un blindage électromagnétique. L'agencement du capteur de mesure de champ magnétique dans un boitier 15 métallique permet d'éliminer les composantes électromagnétiques fréquentielles tout en restant transparent à la contribution continue du flux magnétique provenant de l'aimant. Avantageusement, le boitier métallique est réalisé dans une tôle d'aluminium ou 20 de cuivre d'épaisseur inférieure à 2 millimètres. Une telle disposition permet d'éliminer en quasi-totalité l'influence du champ électromagnétique d'une plaque de cuisson à foyer induction dont la fréquence de fonctionnement est autour de 27 kilo-Hertz. 25 De préférence, le récipient de cuisson est une poêle, une casserole, une sauteuse, un faitout ou un autocuiseur. L'invention sera mieux comprise à l'étude des modes de réalisation pris à titre 30 nullement limitatif et illustrés dans les figures annexées dans lesquelles : - La figure 1 illustre une vue schématique en perspective d'un récipient de cuisson selon un mode particulier de réalisation de l'invention. - La figure 2 illustre une vue schématique en coupe du récipient de 3028405 7 cuisson, suivant la ligne II - II, illustré à la figure 1, le récipient de cuisson reposant sur une plaque de chauffe. La figure 3 illustre une vue schématique en perspective d'un récipient de cuisson selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention. 5 La figure 4 illustre une vue schématique en perspective d'un récipient de cuisson selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention. La figure 5 illustre une vue schématique partielle en coupe du récipient de cuisson, suivant la ligne II - II, illustré à la figure 1 selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention. 10 Tel que visible aux figures 1 et 2, un récipient de cuisson 1 comporte une calotte 2 qui comprend un fond 3 et une paroi latérale 4. La calotte 2 est réalisée en un matériau amagnétique, notamment en aluminium, par exemple par une opération de frappe d'un disque ou par une opération de fonderie. Le 15 fond 3 présente une épaisseur dans laquelle est rapporté un aimant 10, de préférence par une opération de frappe. L'aimant 10 présente une aimantation rémanente qui varie en fonction de la température de la calotte 2 et qui génère une variation de champ magnétique. Le récipient de cuisson 1 comporte une poignée 20 dont une extrémité 21 est fixée sur la paroi latérale 4 par des moyens 20 de fixation (non représentés sur les figures). La poignée 20 comporte un capteur 22 de mesure de champ magnétique qui est relié à un dispositif de contrôle 25. Le capteur 22 de mesure de champ magnétique est positionné au plus près de la calotte 2. Il mesure la variation de champ magnétique issu de l'aimant 10 et génère une variation d'un signal électrique utilisée dans le dispositif de contrôle 25 25 pour permettre de déterminer la température de la calotte 2. Le dispositif de contrôle 25 comporte notamment un afficheur 26 permettant d'indiquer à un utilisateur un paramètre représentatif de la température de la calotte 2. Le capteur 22 de mesure de champ magnétique peut être choisi parmi un 30 capteur à effet Hall à réponse linéaire, un capteur magnéto-inductif, un capteur à magnéto-résistance géante (GMR) ou un capteur à magnétorésistance anisotrope (AMR). 3028405 8 Tel que visible à la figure 2, le récipient de cuisson 1 repose sur une plaque de chauffe 30 notamment à résistances chauffantes électriques ou à induction qui comprend une plaque vitrocéramique 31, un dispositif de chauffe 32, notamment un pot chauffant ou un inducteur et un dispositif de commande 33. 5 Le fond 3 de la calotte 2 comporte un élément 6 réalisé en un matériau ferromagnétique destiné, par exemple, à coopérer avec l'inducteur du dispositif de chauffe 32 pour faire chauffer le récipient de cuisson 1. L'élément 6 réalisé en un matériau ferromagnétique prend la forme d'une plaque qui est rapportée de manière à coiffer l'aimant 10 et à être en contact avec lui. 10 L'élément 6 est réalisé en un matériau ferromagnétique à bas point de Curie. C'est-à-dire que l'élément 6 en matériau ferromagnétique présente une température de Curie prédéterminée, par exemple 220°C, pour faire découpler la plaque de chauffe 30 à induction, une fois que la température de ce point de 15 Curie est atteinte à l'endroit du matériau ferromagnétique. Par découpler, on comprend que la plaque de chauffe 30 ne génère plus de puissance de chauffe dans le récipient de cuisson 1. Un tel récipient de cuisson 1 utilisé avec une plaque de chauffe 30 à induction permet d'obtenir un fond 3 dont la température est régulée à une température sensiblement égale à la température de Curie. 20 En effet, une fois que la température de Curie est atteinte, le matériau ferromagnétique perd ses propriétés magnétiques, la plaque de chauffe 30 par induction découple et ne génère plus de puissance dans le fond 3 du récipient de cuisson 1. La température dans le matériau ferromagnétique de l'élément 6 va alors baisser jusqu'à ce qu'il retrouve suffisamment ses propriétés 25 magnétiques pour permettre à nouveau le couplage avec la plaque de chauffe 30. Ainsi, on peut préparer des aliments à une température de cuisson déterminée par la température de Curie, adaptée à la cuisson de l'aliment. L'élément 6 qui coiffe l'aimant 10 forme une configuration de circuit magnétique 30 permettant d'une part une exaltation de la sensibilité de détection du système, et d'autre part, l'utilisation d'aimants 10 permanents présentant de faible coefficient thermique tel que les aimants du type AINiCo dont le coefficient thermique est de 0.02 % par degré Celsius ou du type SmCo dont le coefficient 3028405 9 thermique est de 0.04 % par degré Celsius. En effet, dans une application de suivi de température de la calotte d'un récipient de cuisson, on privilégiera des aimants adaptés au fonctionnement à hautes températures du type AINiCo dont la température de fonctionnement maximum est d'environ 550°C ou du type 5 SmCo dont la température de fonctionnement maximum est d'environ 350°C. Cet élément 6 est utilisé en tant que concentrateur des lignes de champ magnétique émanant de l'aimant 10. Ainsi, lorsque que la température est inférieure à la température de Curie, cet élément 6 guide et concentre le flux 10 magnétique vers le capteur 22 de mesure de champ magnétique afin d'augmenter le signal de détection et lorsque la température s'élève pour s'approcher de la température de Curie, la perméabilité magnétique de l'élément 6 diminue jusqu'à son point de Curie induisant une annulation de la propagation et de la concentration des lignes de champ dans cet élément 6. 15 L'élément 6 en matériau ferromagnétique à bas point de Curie peut être considéré comme une vanne de flux magnétique entre l'aimant 10 et le capteur 22 de mesure de champ magnétique : au-dessus de la température de Curie, le flux magnétique transitant entre l'aimant 10 et le capteur 22 est coupé. 20 Dans une variante de réalisation non illustrée, le fond 3 de la calotte 2 peut comporter un élément réalisé en un matériau ferromagnétique à bas point de Curie qui prend la forme d'une plaquette, par exemple rectangulaire. Une première extrémité de la plaquette est agencée au contact de l'aimant et une seconde extrémité de la plaquette est orientée vers le capteur de champ 25 magnétique. Dans une autre variante de réalisation illustrée à la figure 5, deux éléments 8, 9 réalisés en un matériau ferromagnétique à bas point de Curie différents sont agencés au-dessus de l'aimant 10. L'élément 8 présente une température de 30 Curie inférieure à la température de Curie de l'élément 9. Les deux éléments présentent chacun une forme de lamelle. L'aimant 10 muni des éléments 8, 9 est rapporté dans le fond 3 de la calotte 2 par frappe. Une plaque 7 en matériau ferromagnétique est rapportée sur le fond 3 et coiffe le dessous de l'aimant 10. 3028405 10 Le fonctionnement dans cette variante de réalisation est inversé par rapport aux variantes de réalisation précédentes. Ainsi, lorsque la température est inférieure aux températures de Curie, les éléments 8, 9 concentrent les lignes de champ 5 émanant de l'aimant 10 et le flux magnétique transitant dans la plaque 7 vers le capteur 22 de mesure de champ magnétique est très faible. Lorsque que la température est comprise entre les deux températures de Curie, seul l'élément 9 concentre les lignes de champ émanant de l'aimant 10 et le flux magnétique transitant dans la plaque 7 vers le capteur 22 de mesure de champ magnétique 10 augmente pour former un premier seuil. Lorsque la température s'approche de la température de Curie la plus élevée de l'élément 9, les éléments 8, 9 ne concentrent plus les lignes de champ émanant de l'aimant 10 et le flux magnétique transitant dans la plaque 7 vers le capteur 22 de mesure de champ magnétique augmente pour former un deuxième seuil. 15 Un tel agencement permet de détecter de manière fiable deux seuils de température du fond 3 de la calotte 2 autour des températures de Curie des deux éléments 8, 9 en matériau ferromagnétique. 20 La figure 3 illustre une première variante de réalisation dans laquelle la poignée 20 comporte deux capteurs 22, 22a de mesure de champ magnétique. La poignée 20 comporte un axe longitudinal 28 et les deux capteurs 22, 22a de mesure de champ magnétique sont agencés le long de cet axe longitudinal 28. L'aimant 10 est agencé dans le fond 3 de la calotte 2, le long de l'axe longitudinal 25 28 de la poignée 20. Ainsi, le capteur 22a le plus éloigné de l'aimant 10 est utilisé comme référence sensible aux perturbations externes et le capteur 22 le plus proche de l'aimant 10 est utilisé comme détecteur sensible également aux perturbations externes mais aussi au flux magnétique émanant de l'aimant 10. 30 La figure 4 illustre une deuxième variante de réalisation dans laquelle la poignée comporte également deux capteurs 22, 22a de mesure de champ magnétique. Les deux capteurs 22, 22a de mesure de champ magnétique sont agencés de part et d'autre de l'axe longitudinal 28 de la poignée 20. L'aimant 10 3028405 11 est agencé dans le fond 3 de la calotte 2, de manière déportée de l'axe longitudinal 28 de la poignée 20 d'une valeur d afin de provoquer une dissymétrie de détection des deux capteurs 22, 22a de mesure du champ magnétique. 5 Tel que visible sur la figure 2, le capteur 22 de mesure de champ magnétique est agencé dans un boitier 27 métallique permettant de réaliser un blindage électromagnétique. Le boitier 27 métallique est réalisé dans une tôle d'aluminium ou de cuivre d'épaisseur égale à un millimètre. 10 Dans une variante de réalisation illustrée à la figure 2, le dispositif de contrôle 25 comporte un émetteur/récepteur 24 pour transmettre ou recevoir des informations, notamment de température au dispositif de commande 33 de la plaque de chauffe 31 qui comprend également un émetteur/récepteur 34. Le dispositif de commande 33 traite notamment les informations de température pour piloter le dispositif de 15 chauffe 32. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers 20 éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Ainsi, dans une variante de réalisation, le capteur de mesure de champ magnétique est agencé dans un couvercle reposant sur la calotte. 25 REVENDICATIONS1. Récipient de cuisson (1) destiné à être disposé sur une plaque de chauffe (30), un brûleur ou analogue pour la cuisson d'aliments et comportant une calotte (2) réalisée en un ou plusieurs matériaux amagnétiques, caractérisé en ce que la calotte (2) comporte un aimant (10) présentant une aimantation rémanente qui varie en fonction de la température, ladite variation d'aimantation rémanente générant une variation de champ magnétique et en ce que ledit aimant (10) est destiné à coopérer avec au moins un capteur (22, 22a) de mesure de champ magnétique agencé en périphérie de la calotte (2) qui génère un signal électrique utilisée dans un dispositif de contrôle (25) pour permettre de déterminer la température de la calotte (2). 2. Récipient de cuisson (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aimant (10) est choisi parmi les types AIN iCo ou Sm Co ou ferrite. 3. Récipient de cuisson (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la calotte (2) présente un fond (3), l'aimant (10) étant agencé sur ou dans le fond (3). 4. Récipient de cuisson (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la calotte (2) présente une paroi latérale (4), l'aimant (10) étant agencé sur ou dans la paroi latérale (4). 5. Récipient de cuisson (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la calotte (2) comporte au moins un élément (6, 8, 9) en matériau ferromagnétique présentant une température de Curie inférieure à 300°C, ledit élément étant agencé à proximité de l'aimant (10). 6. Récipient de cuisson (1) selon la revendication précédente, caractérisé en 3028405 13 ce que la calotte comporte deux éléments (8, 9) en matériau ferromagnétique présentant chacun une température de Curie différente, lesdits éléments (8, 9) étant agencés à proximité de l'aimant (10). 5 7. Récipient de cuisson (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'aimant (10) coopère avec deux capteurs (22, 22a) de mesure du champ magnétique. 8. Récipient de cuisson (1) selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une poignée (20) fixée à la calotte (2), le capteur (22, 22a) de mesure de champ magnétique étant agencés dans la poignée (20). 9. Récipient de cuisson (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la 15 poignée (20) est amovible de la calotte. 10. Récipient de cuisson (1) selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la poignée (20) comporte un axe longitudinal (28) et deux capteurs (22, 22a) de mesure de champ magnétique coopérant 20 avec l'aimant, les deux capteurs (22, 22a) étant agencés le long dudit axe longitudinal (28) ou de part et d'autre dudit axe longitudinal (28). 11. Récipient de cuisson (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (22, 22a) de mesure de 25 champ magnétique est agencé dans un boitier (27) métallique permettant de réaliser un blindage électromagnétique. 12. Récipient de cuisson (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le boitier (27) métallique est réalisée dans une tôle d'aluminium ou 30 de cuivre d'épaisseur inférieure à 2 millimètres. 13. Récipient de cuisson (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est une poêle, une casserole, une sauteuse, un faitout ou un autocuiseur.