利用效率的变化系数检测食物负载特性变化的系统和方法技术方案

提供了一种电磁烹饪装置，其具有控制器和被配置为将电磁辐射引入封闭腔室中以加热食物负载的多个射频馈源。控制器被配置为：(a)使得在预定时间段内从多个射频馈源中的每一个以指定频率和相移产生射频激励；(b)在预定时间段内：测量并分析多个射频馈源处的反向功率以计算效率，确定效率的变化系数，并监视变化系数以识别出食物负载的特性的可能的改变；并且(c)重复执行步骤(a)和步骤(b)，直到基于变化系数的改变识别出食物负载的特性的可能的改变。特性可以是食物负载的体积。

A Method and Method for Detecting the Change of Food Load Characteristics by Using the Change Coefficient of Utilization Efficiency

An electromagnetic cooking device is provided, which has a controller and a plurality of radio frequency feeds configured to introduce electromagnetic radiation into a closed chamber to heat the food load. The controller is configured to: (a) generate radio frequency excitation from each of the multiple radio frequency feeds at a specified frequency and phase shift in a predetermined time period; (b) measure and analyze the reverse power at multiple radio frequency feeds to calculate efficiency, determine the coefficient of change of efficiency, and monitor the coefficient of change to identify possible changes in the characteristics of food loads; and (c) weight. Repeat steps (a) and (b) until possible changes in the characteristics of the food load are identified based on changes in the coefficient of change. Characteristic can be the volume of food load.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用效率的变化系数检测食物负载特性变化的系统和方法
技术介绍
本装置总体上涉及一种用于电磁烹饪的方法和装置，更具体地，涉及一种用于确定和控制微波炉内的谐振模式的方法和装置。传统的微波炉通过介电加热的过程烹饪食物，其中高频交变电磁场分布在整个封闭腔室中。射频频谱的子带(在2.45GHz或其附近的微波频率)主要通过吸收水中的能量而引起介电加热。为了在常规微波中产生微波频率辐射，施加到高压变压器的电压产生高压功率，其施加到产生微波频率辐射的磁控管。然后，微波通过波导传输到包含食物的封闭腔室。在具有单个非相干源(例如磁控管)的封闭腔室中烹饪食物可能导致食物的非均匀加热。为了更均匀地加热食物，微波炉除其它之外还包括机械解决方案，例如微波搅拌器和用于旋转食物的转盘。普通的基于磁控管的微波源不是窄带的并且不可调谐(即以随时间变化且不可选择的频率发射微波)。作为这种普通的基于磁控管的微波源的替代物，可调谐并相干的固态源可以包括在微波炉中。
技术实现思路
根据一个方面，提供了一种电磁烹饪装置，其包括：放置食物负载的封闭腔室；多个射频馈源，所述多个射频馈源被配置为将电磁辐射引入封闭腔室中以加热和制备食物负载，所述多个射频馈源被配置为允许测量多个射频馈源处的正向功率和反向功率；以及控制器。控制器被配置为：(a)使得在预定时间段内以指定频率和相移从多个射频馈源中的每一个产生射频激励；(b)在预定时间段内：测量并分析多个射频馈源处的反向功率以计算效率，确定效率的变化系数，并且监视变化系数以识别出食物负载的特性的可能的改变；以及(c)重复执行步骤(a)和步骤(b)，直到基于烹饪周期内变化系数的改变识别出食物负载的特性的可能的改变，其中，射频激励在其它预定时间段根据加热策略处于不同的频率和/或相移。根据另一方面，提供了一种用于控制电磁烹饪装置中的烹饪的方法，该电磁烹饪装置具有放置食物负载的封闭腔室和被配置为将电磁辐射引入封闭腔室中以加热和制备食物负载的多个射频馈源，所述多个射频馈源被配置为允许测量所述多个射频馈源处的正向功率和反向功率。该方法包括：(a)使得在预定时间段内以指定频率和相移从多个射频馈源中的每一个产生射频激励；(b)在预定时间段内：测量并分析多个射频馈源处的反向功率以计算效率，确定效率的变化系数，并且监视变化系数以识别出食物负载的特性的可能的改变；以及(c)重复执行步骤(a)和步骤(b)，直到基于烹饪周期内变化系数的改变识别出食物负载的特性的可能的改变，其中，射频激励在其它预定时间段根据加热策略处于不同的频率和/或相移。根据又一方面，提供了一种电磁烹饪装置，其包括放置食物负载的封闭腔室；多个射频馈源，所述多个射频馈源被配置为将电磁辐射引入封闭腔室中以加热和制备食物负载，所述多个射频馈源被配置为允许测量所述多个射频馈源处的正向功率和反向功率；以及控制器。该控制器被配置为：(a)使所述多个射频馈源在预定时间段内以指定的频率、振幅和相移产生射频激励；(b)在预定时间段内：测量并分析多个射频馈源处的反向功率以计算效率，确定效率的变化系数，并且监视变化系数以识别出食物负载的体积的可能的改变；以及(c)重复执行步骤(a)和步骤(b)，直到基于烹饪周期内变化系数的改变识别出食物负载的体积的改变。附图说明在附图中：图1是根据本文描述的各个方面的具有多个相干射频馈源的电磁烹饪装置的框图；图2是图1的射频信号发生器的框图；图3是示出根据本文描述的各个方面的联接到波导的高功率射频放大器的示意图；图4是示出根据本文描述的各个方面的用于高功率射频放大器的集成循环器的截面图；图5是示出图1的集成循环器的顶视图；图6是示出根据本文描述的各个方面的联接到具有集成测量系统的波导的高功率射频放大器的示意图；图7是示出根据本文描述的各个方面的联接到具有包括反射计的集成测量系统的波导的高功率射频放大器的示意图；图8是示出用于控制高功率放大器的输出功率的二进制控制程序的流程图；图9是示出根据本文描述的各个方面的联接到两个射频波导的谐振腔室的示意图；图10是示出图8的谐振腔室的同相和反相激励的效率对频率的图示；图11是示出根据本文描述的各个方面的用于确定谐振腔室的谐振模式的分析方法的特征的示意图；图12是示出根据本文描述的各个方面的用于表征谐振腔室的谐振模式的方法的特征的示意图；图13A和图13B是示出根据本文描述的各个方面的用于定位和分类位于谐振腔室内的食物的方法的特征的示意图；图14是示出图8的谐振腔室的同相激励的效率对频率的图示，其示出了品质因数(品质因数)；图15是示出根据本文描述的各个方面的用于表征谐振腔室的不平衡谐振模式的方法的特征的示意图；图16是示出根据本文描述的各个方面的用于表征谐振腔室的平衡谐振模式的方法的特征的示意图；图17是示出根据本文描述的各个方面的利用射频辐射激励封闭腔室的方法的流程图；图18是示出根据本文描述的各个方面的用于当存在非中心食物负载时表征谐振腔室的不平衡谐振模式的方法的特征的示意图；图19是示出了根据本文描述的各个方面的用于当存在非中心食物负载时表征谐振腔室的平衡谐振模式的方法的特征的示意图；图20是两种对称的一个示例的相位对效率曲线的图示；图21是两种对称的另一示例的相位对效率曲线的图示；图22是示出加热策略合成的开环调节的框图；图23是示出加热策略合成的闭环调节的框图；图24是展示加热腔室的效率响应和电子搅拌操作的搅拌路径的相位和频率图示；图25A是其中烹饪器具包括两个端口的封闭腔室中的食物负载的一个示例的效率图；图25B是其中烹饪器具包括四个端口的封闭腔室中的食物负载的一个示例的效率图；图26A是其中系统大部分是对称的并且大部分谐振没有旋转的示例的效率图；图26B是其中系统大部分是不对称的并且大部分谐振被旋转的示例的效率图；图27是示出根据本文描述的各个方面的利用射频辐射激励封闭腔室的替代方法的流程图；图28是示出烹饪腔室内的谐振模式的光谱模态识别方法的流程图；图29A是展示具有偶对称性的相移的加热腔室的示意图；图29B是展示具有奇对称性的相移的加热腔室的示意图；图30是示出自适应滤波的示例的图形图示；图31是示出使用效率的变化系数监视食物负载的方法的流程图；图32A示出了在平静阶段、弱沸腾状态和强沸腾状态期间在烹饪腔室中加热的液体的效率的样本数据；图32B示出了根据图32A所示的效率确定的变化系数的样本数据；图33是示出基于图31B所示的效率的变化系数和阈值来加热液体的方法的流程图；图34是示出基于图31C所示的效率的变化系数和掩模来加热液体的替代方法的流程图；图35示出了在烹饪腔室中加热的牛奶的效率的变化系数的样本数据；图36是示出基于效率的变化系数和表示用户指定温度的阈值来加热牛奶的方法的流程图；图37是示出基于谐振变化和效率的变化系数来融化食物负载的方法的流程图；图38示出了在烹饪腔室中加热的酱汁的效率的变化系数的样本数据；图39是示出基于效率的变化系数和表示酱汁的沸腾状态的阈值来加热酱汁的方法的流程图；图40示出了在烹饪腔室中爆裂的爆米花的效率的变化系数的样本数据；图41和图42是示出基于效率的变化系数和表示爆米花的爆裂状态的阈值来爆裂爆米花的方法的流程图；图43是示出使用品质因数监视食物负载的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁烹饪装置，所述电磁烹饪装置包括：放置食物负载的封闭腔室；多个射频馈源，所述多个射频馈源被配置为将电磁辐射引入所述封闭腔室中以加热和制备所述食物负载，所述多个射频馈源被配置为允许测量所述多个射频馈源处的正向功率和反向功率；以及控制器，所述控制器被配置为：(a)使得在预定时间段内从所述多个射频馈源中的每一个以指定的频率和相移产生射频激励；(b)在所述预定时间段期间：测量并分析所述多个射频馈源处的所述反向功率以计算效率，确定所述效率的变化系数，并监视所述变化系数以识别所述食物负载的特性的可能的改变；并且(c)重复执行步骤(a)和步骤(b)，直到基于烹饪周期内所述变化系数的改变识别出所述食物负载的特性的可能的改变为止，其中，所述射频激励在其它预定时间段根据加热策略处于不同的频率和/或相移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电磁烹饪装置，所述电磁烹饪装置包括：放置食物负载的封闭腔室；多个射频馈源，所述多个射频馈源被配置为将电磁辐射引入所述封闭腔室中以加热和制备所述食物负载，所述多个射频馈源被配置为允许测量所述多个射频馈源处的正向功率和反向功率；以及控制器，所述控制器被配置为：(a)使得在预定时间段内从所述多个射频馈源中的每一个以指定的频率和相移产生射频激励；(b)在所述预定时间段期间：测量并分析所述多个射频馈源处的所述反向功率以计算效率，确定所述效率的变化系数，并监视所述变化系数以识别所述食物负载的特性的可能的改变；并且(c)重复执行步骤(a)和步骤(b)，直到基于烹饪周期内所述变化系数的改变识别出所述食物负载的特性的可能的改变为止，其中，所述射频激励在其它预定时间段根据加热策略处于不同的频率和/或相移。2.根据权利要求1所述的烹饪装置，其中，所述控制器基于所述预定时间段期间所述效率的标准偏差来确定变化系数。3.根据权利要求1所述的烹饪装置，其中，所述控制器通过以下方式确定变化系数：确定所述预定时间段期间所述效率的平均值和标准偏差；并且基于所述平均值和所述标准偏差计算所述效率的变化系数。4.根据权利要求3所述的烹饪装置，其中，所述控制器通过将所述标准偏差除以所述平均值来计算所述效率的变化系数。5.根据权利要求1至4中任一项所述的烹饪装置，其中，所述控制器监视所述变化系数以识别所述食物负载的体积的可能的改变。6.根据权利要求1至5中任一项所述的烹饪装置，其中，在步骤(c)中，控制器重复执行步骤(a)和步骤(b)，直到识别出所述食物负载的体积的特定改变为止。7.根据权利要求6所述的烹饪装置，其中，当识别出所述食物负载的体积的特定改变时，所述控制器停止所述烹饪周期。8.根据权利要求6所述的烹饪装置，其中，当识别出所述食物负载的体积的特定改变时，所述控制器改变加热策略并且继续所述烹饪周期。9.一种控制电磁烹饪装置中的烹饪的方法，所述电磁烹饪装置具有放置食物负载的封闭腔室和被配置为将电磁辐射引入所述封闭腔室中以加热和制备所述食物负载的多个射频馈源，所述多个射频馈源被配置为允许测量所述多个射频馈源处的正向功率和反向功率，所述方法包括：(a)使得在预定时间段内从所述多个射频馈源中的每一个以指定的频率和相移产生射频激励；(b)在所述预定时间段期间：测量并分析所述多个射频馈源处的所述反向功率以计算效率，确定所述效率的变化系数，并监视所述变化系数以识别所述食物负载的体积的可能的改变；...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·古阿塔，V·诺切拉，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP