一种冷冻食材快速解冻控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及射频解冻技术领域，特别是涉及一种冷冻食材快速解冻控制方法及系统，通过射频能量源照射的方式解冻食材，包括以下步骤：根据食材升高到预定温度需要的能量、食材吸收能量的效率以及射频能量源的输出功率，计算得到解冻时间，按解冻时间进行解冻。由于直接采用能量进行计算，而不是用其他参数来反映能量，没有中间转换的过程，所以计算的误差减小，能更精准的控制食材解冻的时间，使食材温度能更精准的控制在

【技术实现步骤摘要】
一种冷冻食材快速解冻控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及射频解冻
，特别是涉及一种冷冻食材快速解冻控制方法及系统。

技术介绍

[0002]人们生活节奏日益加快，生活方式也在改变，越来越多的人会一次性采购许多生鲜食材冷冻在冰箱里，食用时再解冻。如何快速解冻食材并保持食材的品质逐渐成为新的课题。为了保持食材的品质需要将食材的温度控制在0℃以下，温度太低又不便于食材加工，因此将食材解冻至
‑
4℃～
‑
1℃是最合适的选择，此时食材既不会产生水渍血渍，干净卫生，又便于切削等加工，能极大提升人们的生活品质。
[0003]射频解冻是食材快速解冻中的常用方法，如何使食材解冻完成后保持在
‑
4℃～
‑
1℃是现有技术存在的问题。解冻时控制食材温度现有常用的方法有以下三种：
[0004]第一种方法是根据经验设定解冻时间。此方法的缺陷是精准度不高，食材温度超出
‑
4℃～
‑
1℃区间的可能性较大。第二种方法是采用温度传感器检测食材表面的温度，当检测到的温度达到
‑
4℃～
‑
1℃区间时停止解冻。此方法的缺陷是仅使用解冻结束时的温度检测数据作为判断依据，使用的采样样本少，最终结果受到样本误差影响较大，有使食材温度超出
‑
4℃～
‑
1℃区间的可能。第三种方法是分段多次解冻，第一次解冻使食材温度低于
‑
4℃，第二次解冻使食材温度逐渐靠近
‑
4℃，再进行多次解冻使食材温度达到
‑
4℃～
‑
1℃区间。此方法的缺陷是操作繁琐。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于，利用射频解冻技术对冷冻的食材进行快速解冻，并不是采用单一的温度或时间作为参考因素，而是综合考虑食材表面的温度、食材重量等因素，特别是将食材的焓含量作为考虑因素，改进了射频解冻的方法，提出了一种冷冻食材快速解冻控制方法及系统。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一种冷冻食材快速解冻控制方法，通过射频能量源照射的方式解冻食材，包括以下步骤：
[0008]根据食材升高到预定温度需要的能量、食材吸收能量的效率以及射频能量源的输出功率，计算得到解冻时间，按解冻时间进行解冻。
[0009]作为本专利技术的优选方案，用食材的焓值表征所述升高到预定温度需要的能量。
[0010]作为本专利技术的优选方案，解冻时间的计算公式为：
[0011]tm＝[H(Tm)
‑
H(T0)]*W/(Pout*η)
[0012]其中，H(Tm)为Tm温度下对应的食材典型焓值，H(T0)为食材初始温度的典型焓值，W为食材重量，Pout是射频能量源以输出功率，tm是温度从T0变化到Tm所用的时间。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述食材吸收能量的效率的计算具体包括以下步骤：
[0014]S11，检测食材重量W和初始表面温度T0；
[0015]S12，采用输出功率为Pout的射频能量源，对食材进行解冻；
[0016]S13，以额定功率Pout运行时间t1后停止功率输出；
[0017]S14，测量食材的表面温度T1，并根据食材吸收能量的效率计算公式进行计算，所述食材吸收能量的效率计算公式由所述解冻时间的计算公式转换得到。
[0018]作为本专利技术的优选方案，步骤还包括，在解冻过程中调整射频能量源输出端口的反射系数，调整所述食材吸收能量的效率。
[0019]基于相同的构思，还提出了一种冷冻食材快速解冻控制系统，包括射频功放模块、解冻腔，还包括重量传感器、温度传感器和控制器；
[0020]所述重量传感器用于获取食材的重量；
[0021]所述温度传感器用于获取食材的温度；
[0022]所述控制器，采用上述任一所述的一种冷冻食材快速解冻控制方法，计算得到解冻时间。
[0023]作为本专利技术的优选方案，还包括自适应匹配单元，所述自适应匹配电路串联于所述射频功放模块和解冻腔之间，用于调整射频能量源输出端口的反射系数。
[0024]作为本专利技术的优选方案，射频能量源输出端口的反射系数Γ＝︳Z0
‑
ZL︳/︳Z0+ZL︳，其中，Z0为射频能量源的特性阻抗，ZL为食材的特性阻抗。
[0025]作为本专利技术的优选方案，所述自适应匹配电路的等效电路为：电容C2、电感L2、阻抗ZL串联后再与电容C1并联，构成第一支路，并且所述第一支路与电感L1串联，构成第二支路，所述第二支路两端的等效阻抗为ZL
’
。
[0026]作为本专利技术的优选方案，通过调整电感L1、电容C1和电容C2的取值，使反射系数Γ小于阈值。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0028]1、采用本专利技术的方法，通过射频能量源照射的方式解冻食材，根据食材升高到预定温度需要的能量、食材吸收能量的效率以及射频能量源的输出功率，计算得到解冻时间，按解冻时间进行解冻，由于直接采用能量进行计算，而不是用其他参数来反映能量，没有中间转换的过程，所以计算的误差减小，能更精准的控制食材解冻的时间，使食材温度能更精准的控制在
‑
4℃～
‑
1℃区间。
[0029]2、采用食材的焓值来直接反映食材升高到预定温度需要的能量，采用焓值作为检测食材需要吸收的能量的计算参数，相比于其他参数，分辨率更高，更有利于精确控制解冻的过程。
[0030]3、在解冻过程中通过调整射频能量源输出端口的反射系数，调整所述食材吸收能量的效率，能根据实时的情况提高食材吸收能量的效率，提高了射频能量的利用率，减少了能量的浪费，节能环保。
[0031]4、一种冷冻食材快速解冻控制系统中，射频能量源输出端口的反射系数的调整通过增加的自适应匹配单元来实现，自适应匹配电路串联于所述射频功放模块和解冻腔之间，使解冻过程中的反射系数Γ保持一个较低的水平，使食材能更好的吸收射频能量，提高解冻效率与解冻停止的时间精准度。
附图说明：
[0032]图1为一种冷冻食材快速解冻控制方法的流程图；
[0033]图2为实施例1中的一种冷冻食材快速解冻控制方法典型流程图；
[0034]图3为实施例1中的自适应匹配单元的等效电路；
[0035]图4为实施例1中的解冻试验装置系统。
具体实施方式
[0036]下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0037]本专利技术中的一种冷冻食材快速解冻控制方法实现原理如下：
[0038]射频解冻法通过电磁波照射并穿透食材表面，使食材内极性分子在高频电场中高速反复震荡，分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷冻食材快速解冻控制方法，通过射频能量源照射的方式解冻食材，其特征在于，包括以下步骤：根据食材升高到预定温度需要的能量、食材吸收能量的效率以及射频能量源的输出功率，计算得到解冻时间，按解冻时间进行解冻。2.如权利要求1所述的一种冷冻食材快速解冻控制方法，其特征在于，用食材的焓值表征所述升高到预定温度需要的能量。3.如权利要求2所述的一种冷冻食材快速解冻控制方法，其特征在于，解冻时间的计算公式为：t
m
=[H(T
m
)
‑
H(T0)]*W/(P
out
*η)其中，H(T
m
)为T
m
温度下对应的食材典型焓值，H(T0)为食材初始温度的典型焓值，W为食材重量，P
out
是射频能量源以输出功率，t
m
是温度从T0变化到T
m
所用的时间。4.如权利要求3所述的一种冷冻食材快速解冻控制方法，其特征在于，所述食材吸收能量的效率的计算具体包括以下步骤：S11，检测食材重量W和初始表面温度T0；S12，采用输出功率为P
out
的射频能量源，对食材进行解冻；S13，以额定功率P
out
运行时间t1后停止功率输出；S14，测量食材的表面温度T1，并根据食材吸收能量的效率计算公式进行计算，所述食材吸收能量的效率计算公式由所述解冻时间的计算公式转换得到。5.如权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹，傅历建，
申请(专利权)人：高斯贝尔数码科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：