本公开涉及微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法，明确地说用于加热所述装置的加热室内的至少一种产品。所述微波加热装置包括至少两个辐射部分，其中所述至少两个辐射部分适用于将微波辐射到加热室并且可根据多种操作配置而操作，所述多种操作配置在辐射的微波之间的频率和/或相移方面不同。可通过按若干操作配置依序地操作所述至少两个辐射部分来执行学习程序。针对这些操作配置而计算能量效率数据。可选择操作频率，所述选择基于能量效率数据。可将在所选择的操作频率下具有最大能量效率的操作配置视为参考操作配置。可通过按具有所选择的操作频率以及围绕参考操作配置的相应相移挑选的相应相移的操作配置依序地操作所述至少两个辐射部分来执行加热程序。每一所挑选的操作配置的相移可相对于参考操作配置的相应相移具有一相移距离，以使得在相移的空间中，参考操作配置被所挑选的操作配置围绕。置围绕。置围绕。
【技术实现步骤摘要】
微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法
[0001]本申请是申请日为2017年3月30日、国际申请号为 PCT/US2017/024934、国家申请号为201780031703.2、专利技术名称为“微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请主张2016年4月1日申请的第62/317,077号美国临时申请以及 2017年1月24日申请的第15/414,075号美国申请的优先权，其中所述申请的全部内容以引用方式并入本文中。
[0004]本公开总的来说涉及电磁加热的领域。具体来说，本公开涉及微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法，明确地说，用于解冻和/或烹饪食品。
技术介绍
[0005]当前，有许多用于加热食品(出于解冻和烹饪两个目的)的已知并且广泛使用的技术。
[0006]根据一些已知的加热技术，食品经由其外表面而接收热，其中外表面与外部加热元件或较高温度下的外部环境交换热。在这些技术中，食品内的热的流动是通过食品自身的温度梯度和热扩散率来确定。
[0007]根据其它已知的加热技术，热通过电磁场或电磁辐射而直接在食品内产生。其中，一些技术使用射频(RF)电介质加热，并且其它技术使用微波 (MW)。传统地，射频电磁波处于1与300MHz之间的频带内，而微波处于300MHz与300GHz之间的频带内。明确地说，射频加热装置和微波加热装置是已知的，并且被广泛利用。
[0008]相比其它技术，使用射频或微波的电磁加热技术通常有益于实现较短的解冻或烹饪时间。
[0009][0010][0011][0012][0013][0014][0015]相比使用经由食品表面的热交换的技术，使用射频或微波的电磁加热技术通常有益于实现较短的解冻或烹饪时间。然而，许多已知电磁加热技术共同的问题涉及难以在食品内获得温度的足够均匀的分布。
[0016]此外，当同时加热食品的若干相同份量(或部分)时，遭遇到已知电磁加热技术的另一问题。在这些状况下，通常发生以下情形：这些份量的食品的温度在加热程序结束时彼此不相同，即，无法获得可接受的空间加热均匀性。
[0017]这些问题通常看起来对于微波加热装置来说更显著。
[0018]因此，期望获得一种特别是使用微波的加热技术，这允许在食品加热期间减小食品中和/或食品的不同份量之间的温度分布的非均匀性。
技术实现思路
[0019]具体来说，本公开涉及使用微波加热技术以加热至少一种产品的加热装置和方法。在特定使用模式中，至少一种产品是食品，并且加热希望解冻和 /或烹饪食品和/或仅加热食品。然而，该加热装置和方法也可用于其它类型的产品。
[0020]在一些实例实施例中，微波加热装置可包括：加热室，用于接纳将被加热的至少一种产品；微波产生系统，包含适用于将微波辐射到加热室的至少两个辐射部分；控制单元。微波产生系统可产生具有相同频率和不同相位的相应微波，并经由至少两个辐射部分而辐射所述相应微波。因此，两个辐射部分中的一个可被视为参考辐射部分，而另一辐射部分(或若辐射部分不止两个，则其它辐射部分)的微波可相对于参考辐射部分的微波具有相应相移 (或多个相移)。微波产生系统的操作配置可由频率值和相移值(多个)定义。
[0021]在一些实例实施例中，微波产生系统可包括四个辐射部分。因此，每一操作配置可由一频率值和三个相移值定义。操作配置的相位组合可被表示为相移的三维空间中的点。
[0022]控制单元可被配置成操作微波产生系统，并改变由微波产生系统辐射的微波的频率和相移(或多个相移)。因此，至少两个辐射部分可根据多种操作配置而操作，其中所述多种操作配置在所辐射的微波之间具有彼此不同的频率和/或相移(或多个相移)。反比于反射功率与辐射功率之比的能量效率与每一操作配置相关联。微波加热装置可包含反射功率检测系统，并且控制单元可被配置成计算此能量效率。
[0023]根据本公开的一个方面，控制单元可被配置成按一种方式操作微波产生系统，以使得可在至少一种产品的加热程序期间获得加热室内的微波分布的“微动”。此目的可通过以下方式来实现：依序按若干操作配置操作微波产生系统，每一操作配置具有所选择的操作频率以及围绕参考操作配置的对应相移(多个)挑选的相应相移(多个)。换句话说，可通过相位旋转方法而产生虚拟微动。
[0024]实际上，由辐射部分发射的微波的相移的改变将需要加热室内的微波的干涉图案的改变，并且明确地说，增益性干涉位置和减损性干涉位置的偏移。因此，接收辐射功率的峰值的位置可通过使用具有不同相移的若干操作配置而在将被加热的产品上或产品的若干部分上移动。这有益于在加热室内产生电磁加热功率的较均匀的空间分布并且有益于在加热程序期间提高给予产品或产品的若干份量的电磁能量的空间均匀性。
[0025]本公开的一个方面涉及将用于加热程序中的操作配置的选择。
[0026]根据一些可能的使用方法，可针对位于加热室中的产品或产品的若干份量而获得取决于操作配置的能量效率的数据。所获得的数据可由控制单元处理，以选择操作频率和参考操作配置，其中参考操作配置是在所选择的操作频率下具有最大能量效率的操作配置。此外，加热程序的操作配置可被选择为具有所选择的操作频率以及围绕参考操作配置的对应相移挑选的相应相移的操作配置。更具体来说，每一所挑选的操作配置的相移可按一种方式相对于参考操作配置的相应相移具有相移距离，以使得在相移的空间中，参考操作配置被所挑选的操作配置围绕。
[0027]本专利技术者已通过实验验证，根据本文所述的方法而挑选的操作配置的使用可获得
极好的空间加热均匀性，特别是在同时加热多个相同份量时。
[0028]应认为，针对每一频率，在操作配置改变时，能量效率通常在最小值与最大值之间具有相当平滑的趋势。因此，这些挑选加热程序的操作配置的方法可有益于微动微波分布而不在用于加热程序中的操作配置的能量效率之间产生任何显著差异。这有利于空间加热均匀性。
[0029]在一些实例实施例中，微波产生系统可包括四个辐射部分，并且因此每一操作配置可由频率值和三个相移值定义。操作配置可被表示为相移的三维空间中的点。根据一种可能使用方法，针对加热程序而挑选的操作配置的点可以是相移的三维空间中的多面体的顶点，并且参考操作配置可以是所述多面体的体内点或中心点。在一种具体使用方法中，所挑选的操作配置是八种操作配置，并且其对应点是以参考操作配置的点为中心的立方体的顶点。
[0030]在其它实例实施例中，微波产生系统可包括N个辐射部分，并且因此每一操作配置可由一频率值和(N
‑
1)个相移值定义。根据一种可能使用方法，针对加热程序而挑选的操作配置的点可以是相移的(N
‑
1)维空间中的超多面体的顶点，并且参考操作配置可以是所述超多面体的体内点或中心点，所述超多面体明确地说是超立方体。
[0031]根据一些可能使用方法，可根据在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微波加热装置，包括：
‑
加热室，所述加热室被配置成接纳将被加热的食物产品；
‑
微波产生系统，所述微波产生系统被配置成产生微波并包含适用于将微波辐射到所述加热室的至少两个辐射部分，辐射功率与所辐射的微波相关联，并且在使用中，辐射功率的一部分在所述加热室被反射；以及
‑
控制单元；其中所述微波产生系统被配置成经由所述至少两个辐射部分而辐射具有相同频率和不同相位的相应微波，使得每组给定频率和对应的不同相位代表一种操作配置，其中所述控制单元被配置成识别多个频率并产生操作配置的矩阵和针对所述操作配置中的每一种操作配置的能量效率值，针对所述操作配置中的每一种操作配置，所述能量效率反比于反射功率与辐射功率之比，并且其中所述控制单元被配置成运行选择程序以基于所述矩阵确定用于加热所述食物产品的策略。2.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中所述选择程序包括确定操作频率，确定参考操作配置为在所述操作频率下具有最大能量效率的操作配置，以及基于相对于所述参考操作配置的差度量确定多种所选择的操作配置。3.根据权利要求2所述的微波加热装置，其中所述差度量包括相对于所述参考操作配置的相应相移的相移差的测量。4.根据权利要求3所述的微波加热装置，其中所述所选择的操作配置在相移空间中围绕所述参考操作配置。5.根据权利要求2所述的微波加热装置，其中确定所述操作频率包括针对所述矩阵中的每个频率确定最大效率和最小效率之间的标准偏差，并选择所述操作频率为在其处所述标准偏差最小化或最大化的频率值。6.根据权利要求2所述的微波加热装置，其中确定所述操作频率包括针对所述矩阵中的每个频率确定最大效率和最小效率之间的效率差，并选择所述操作频率为在其处所述效率差最小化的频率值。7.根据权利要求2所述的微波加热装置，其中确定所述操作频率包括针对所述矩阵中的每个频率基于最大效率和最小效率确定数学函数，并且选择所述操作频率为在其处所述数学函数最小化或最大化的频率值。8.根据权利要求2所述的微波加热装置，其中所述控制单元被配置成运行加热程序，在所述加热程序中，依序按所述所选择的操作配置中的每种操作配置操作所述微波产生系统。9.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中所述选择程序包括确定操作频率，确定参考操作配置为在所述操作频率下具有最大能量效率的操作配置，并且运行围绕所述参考操作配置的相位微动程序。10.根据权利要求9所述的微波...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯科，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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