使用RF辐射的物体加工状态感测制造技术

一种用于在置于能量施加区域中的物体的加工期间施加RF能量来检测该物体的加工状态的方法可以包括在加工期间将RF能量施加到该物体上。该方法还可以包括接收计算出的RF反馈，该反馈与该物体的一种或多种加工状态相关；以及在该加工期间监测该计算出的RF反馈以检测该物体的一种或多种加工状态。

Processing state sensing of objects using RF radiation

A method for applying RF energy to detect the processing state of an object in the process of processing an object in an energy applied region may include applying RF energy to the object during processing. The method may also include receiving the calculated RF feedback, the feedback associated with one or more processing state of the object; and in the process during the monitoring of the calculated RF feedback to detect the objects of one or more processing state.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求于2011年8月31日提交的美国临时专利申请号61/529,361的优先权权益，并且还要求于2012年3月19日提交的美国临时专利申请号61/612,961的优先权权益，这两个临时申请全文结合在此。
本申请涉及一种用于施加电磁能量的装置和方法。更具体地说，但非排他地，所披露的实施例可以涉及一种用于在射频范围中施加电磁能量来确定或检测正被加工的物体的加工状态的装置和方法。
技术介绍
电磁（EM）波已经被用于各种应用中以将能量供应给物体。例如在射频（RF）辐射的情况下，RF能量可以使用磁控管来供应，该磁控管典型地被调谐到一个单一频率以便仅在该频率供应RF能量。用于供应RF能量的常用装置的示例为微波炉。典型的微波炉在或在约2.45GHz的一个单一频率下供应RF能量。其他设备已经被用于加工物体。例如，常规的烤箱可以用于烹饪、加热以及干燥物体。其他加工设备可以用于化学生产、产品制造、材料制造等领域。在这些领域或设备中的每一者中，可能存在监测一个或多个过程的进展的需要。本披露的几个示例性方面的概述本专利技术的一些示例性方面可以针对用于施加RF能量来检测并且感测放置在一个能量施加区域中待加工（例如，待加热）的一个物体的一种或多种加工状态的方法和设备。物体可以通过施加多种类型的能量而被加工，例如对流加热、红外（IR）辐射（加热）等。除了施加对流和/或IR加热之外，也可以施加RF能量以与IR和/或对流加热同时或替代IR和/或对流加热加工物体。任选地，RF能量可以在IR和/或对流加热之前和/或之后施加。在加工期间物体可能发生的变化可以被称为物体的一种加工状态。一个物体的多种加工状态的一些示例可以包括：该物体的物理特性（例如，温度、压力、流率，相位等）、该物体的化学特性（例如，pH、化学成分等），并且如果物体为一种食品，那么一个物体的加工状态可以包括：该物体的烹饪和/或煮熟状态（例如，解冻、发酵、完全烘焙/烹熟等）。在加工期间物体的变化可以影响介电行为以及该物体对RF能量施加的响应。任选地响应于一次RF能量施加，从能量施加区域接收的一个或多个RF反馈可能与物体的一种或多种加工状态相关。RF反馈可以在物体的加工期间被监测以便检测物体的一种或多种加工状态。在一些实施例中，用于施加RF能量来检测一个物体的一种或多种加工状态的一种设备可以被提供为一个附加装置，该装置可以被安装在一个加工设备中（例如，它可以被安装在烹饪烤箱中，例如：常规的微波（MW）炉、通过对流进行操作的一个烹饪烤箱，或用于将热量施加到一个物体上的任何其他装置；并且可以指示物体的烹饪状态）。该附加装置可以在加工设备的制造场所进行安装或可以在一个稍后的阶段（例如，在购买之后）进行安装。在一些实施例中，用于检测一个物体的一种或多种加工状态的一个附加装置可以配备有一个或多个辐射元件。可替代地或另外地，该装置可以连接到安装在加工设备中的一个或多个辐射元件或传感器上并且可以使用元件或传感器来接收RF反馈。一些另外的实施例可以包括用于施加RF能量以在一种食品的烹饪期间检测置于一个能量施加区域中的该食品的一个烹饪状态的一种设备和方法。在烹饪期间，RF能量可以被施加到该食品上。烹饪该食品可以在一个烹饪设备中执行，该烹饪设备诸如：一个烹饪烤箱、一个炉子、使用一个IR灯来加热的一个烤箱、一个煎锅、一个RF烤箱（例如，一个微波炉）或包括其烹饪设备中的两者或更多者的一个设备。RF反馈可以（例如，通过一个控制器）从能量施加区域被接收。RF反馈可能与食品的一种或多种加工状态相关，例如，温度（例如，该项目是冷冻还是解冻、烘焙）、煮熟的程度、水分常数、烹饪状态（发酵、烹熟、烘焙等）。RF反馈可以在烹饪过程期间被监测以便任选地基于相关性检测食品的加工状态。在一些实施例中，一个计算出的RF反馈（下文将进行论述）可以在烹饪过程期间被监测，以便任选地基于该计算出的RF反馈与食品的加工状态之间的相关性来检测食品的加工状态。在一些实施例中，控制器可以根据接收到的RF反馈计算计算出的RF反馈。一些示例性实施例可以包括用于施加RF能量以在一个物体的加工期间检测置于一个能量施加区域中的该物体的一种加工状态的一种设备和方法。在加工期间，RF能量可以在多个激励设置（例如，如下文所论述的频率、相位、振幅）处被施加到物体上。与物体的一种或多种加工状态相关的RF反馈或一个计算出的RF反馈可以被接收。在物体的加工期间，RF反馈或计算出的RF反馈可以被监测以便任选地基于相关性检测物体的加工状态。在一些实施例中，RF反馈可以包括一个计算出的RF反馈。计算出的RF反馈可以使用对从能量施加区域接收的一个原始RF反馈进行的数学运算来计算。用于施加RF能量来检测置于一个能量施加区域中的一个物体的一种加工状态的一种方法和设备可以包括在加工期间将RF能量施加到该物体上。响应于RF能量施加，原始RF反馈可以（例如，通过一个控制器）任选地从被配置成用于接收RF信号的一个检测器中接收。一个计算出的RF反馈可以基于与原始RF反馈参数（例如，S参数、在一个或多个频率处的DR值等）相关联的至少两个值进行计算。计算出的RF反馈可以与物体的一种或多种加工状态相关。计算出的RF反馈可以在加工期间被监测以便检测物体的一种或多种加工状态。本专利技术的一些示例性实施例披露了用于确定一个物体的一种加工状态与RF反馈之间的相关性的一种方法和设备。确定相关性可以在物体的加工期间进行。对物体的一种或多种加工状态的一个指示可以在物体的加工期间被接收。该指示可以从至少一个传感器中接收和/或由一个用户检查并且从一个用户界面中接收。RF能量可以被施加到一个能量施加区域中并且在物体的加工期间RF反馈可以从该能量施加区域中接收（响应于RF能量施加）。RF反馈与物体的一种或多种加工状态之间的相关性可以（通过一个控制器）被确定。一些其他示例性方法和设备可以包括施加RF能量以在一个物体的加工期间检测置于一个能量施加区域中的该物体的一种加工状态。在加工期间，任选地使用包括至少一个辐射元件的一个RF能量施加单元，RF能量可以被施加到物体上，该RF能量施加单元被配置成用于将能量施加到物体上以便产生RF反馈。与物体的一种或多种加工状态相关的一个计算出的RF反馈可以通过至少一个控制器接收。控制器可以进一步被配置成用于在加工期间监测计算出的RF反馈以检测物体的一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在置于能量施加区域中的物体的加工期间施加RF能量以检测该物体的加工状态的方法，该方法包括：在加工期间将RF能量施加到该物体上；接收与该物体的一种或多种加工状态相关的计算出的RF反馈；以及在该加工期间监测该计算出的RF反馈以便检测该物体的一种或多种加工状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.31 US 61/529,361;2012.03.19 US 61/612,9611.一种用于在置于能量施加区域中的物体的加工期间施加RF能量以检
测该物体的加工状态的方法，该方法包括：
在加工期间将RF能量施加到该物体上；
接收与该物体的一种或多种加工状态相关的计算出的RF反馈；以
及
在该加工期间监测该计算出的RF反馈以便检测该物体的一种或
多种加工状态。
2.如权利要求1所述的方法，其中该计算出的RF反馈包括对两个或更
多个RF反馈的直接可测量值的数学运算的一个或多个结果。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括接收该计算出的RF反
馈与该物体的该加工状态之间的一个相关性。
4.根据权利要求3所述的方法，其中该相关性用于检测该物体的该一种
或多种加工状态。
5.根据权利要求3到4中任一项所述的方法，进一步包括从与一个控制
器相关联的一个存储器中接收该计算出的RF反馈与该物体的该加工状态
之间的该相关性，其中该控制器被配置成用于引起在加工期间向该物体施
加RF能量。
6.根据权利要求书3到5中任一项所述的方法，进一步包括从与该物体
相关联的一个机器可读元件中接收该计算出的RF反馈与该物体的该加工
状态之间的该相关性，并且使用该相关性来确定该物体的该一种或多种加

\t工状态。
7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中加工该物体包括将热量
施加到该物体上。
8.如权利要求7所述的方法，其中施加热量包括通过对流加热来加热该
物体。
9.如权利要求7所述的方法，其中施加热量包括通过IR加热来加热该物
体。
10.根据权利要求7到9中任一项所述的方法，其中施加热量包括施加RF
能量以加热该物体。
11.如权利要求10所述的方法，其中施加RF能量以加热该物体处于一个
第一功率电平并且施加RF能量以接收该计算出的RF反馈处于一个第二功
率电平，并且该第一功率电平高于该第二功率电平。
12.如权利要求10所述的方法，其中施加RF能量以加热该物体处于每激
励设置一个第一平均能量量值处，并且施加RF能量以接收该计算出的RF
反馈处于每激励设置一个第二平均能量量值处，并且该每激励设置第一平
均能量量值高于该每激励设置第二平均能量量值。
13.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中该一种或多种加工状态
与该物体的一个相位相关联。
14.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中该一种或多种加工状态
与该物体的一个物理特性相关联。
15.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中该一种或多种加工状态
与该物体的一个化学性质相关联。
16.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中该物体为一种食品并且
该一种或多种加工状态包括多种烹饪状态。
17.根据以上权利要求中任一项所述的方法，进一步包括基于该物体的检
测出的该一种或多种加工状态控制该物体的加工。
18.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中该计算出的RF反馈包
括该物体的EM能量吸收性的一个指示。
19.根据以上权利要求中任一项所述的方法，进一步包括当该一种或多种
加工状态达到一个目标值时终止该物体的加工。
20.根据以上权利要求中任一项所述的方法，进一步包括显示指示该物体
的该加工状态的表示。
21.根据以上权利要求中任一项所述的方法，进一步包括从一个RF反馈
的一个或多个值中计算该计算出的RF反馈。
22.一种用于在置于能量施加区域中的物体的加工期间通过至少一个辐射
元件施加RF能量以检测该物体的加工状态的设备，该设备包括：
一个RF能量施加单元，被配置成用于将能量施加到该物体上以便
产生RF反馈；以及
至少一个控制器，被配置成用于：
通过该RF能量施加单元引起RF能量施加；
接收与该物体的一种或多种加工状态相关的计算出的RF反
馈；以及
在该加工期间监测该计算出的RF反馈以便检测该物体的该
一种或多种加工状态。
23.如权利要求22所述的设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：莎伦·哈达德，阿夫纳·李伯曼，伊加尔·雅里，尤沃·本海姆，马克西姆·布瑞森，艾利尔得·西尔科夫，阿米海·朗，
申请(专利权)人：高知有限公司，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛;BM