模态分析制造技术

在此披露了用于经由至少一个辐射元件向能量施加带中的物体施加电磁能的设备以及方法。至少一个处理器可以被配置为确定该能量施加带中的一个第一区以及一个第二区的位置。另外，该处理器可以被配置为对一个来源进行调节以便向该能量施加带中的该第一区施加第一预定量的RF能量并且向该能量施加带中的该第二区施加第二预定量的RF能量。该第一预定能量量值可以不同于该第二预定能量量值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请案涉及用于向物体施加电磁能的设备以及方法。
技术介绍
电磁波常用于向物体施加能量。典型地，此类物体位于被配置为接收电磁能的腔体中。然而，因为电磁场分布可能依赖于物体的性质(例如，物体的大小)、位置以及取向，以及从其施加能量的来源的特性，所以通常难以按照可控方式来施加电磁能。电磁能施加装置的一个实例是微波炉。在微波炉中，使用微波通过空气向物体施加来自一个能量来源的电磁能。电磁能随后被物体吸收并且转换成热能，从而使物体的温度升高。
技术实现思路
本披露的一些示例性方面可以是针对一种设备，这种设备用于经由至少一个辐射元件向一个能量施加带中的一个物体施加在射频(RF)范围中的电磁能。该设备可以包括至少一个处理器。该(些)处理器可以被配置为对来源进行调节以便向该能量施加带中的第一区施加第一预定量的RF能量并且向该能量施加带中的第二区施加第二预定量的RF能量。该第一预定能量量值可以不同于该第二预定能量量值。如在此使用的，预定值(例如，能量量值)可以是在能量施加之前确定(例如，通过处理器)的值。在一些实施方案中，预定值可以是在一个能量施加循环开始之前进行确定。另外地或可替代地，预定值可以是在一个能量施加循环期间通过处理器来进行确定，并且稍后在相同的和/或随后的能量施加循环中被处理器使用。确定可以包括在多个选项中进行选择。确定可以是通过处理器(例如)基于从使用者和/或从检测器接收到的输入信息来做出，这些检测器位于能量施加带之中、四周、或附近。至少一个处理器可以被配置为确定该第一区以及该第二区的位置。该处理器还可以被配置为确定指示物体在能量施加带中的空间位置的信息；识别第一场图，该第一场图具有与物体的空间位置的第一区域对应的第一高强度区；以及识别第二场图，该第二场图具有与物体的空间位置的第二区域对应的第二高强度区，其中该第一区域不同于该第二区域。另外地，该处理器可以被配置为在能量施加带中激励一个或多个驻波。这些驻波中的每一个都可以具有至少一个高强度区以及至少一个低强度区，其中与高强度区相关联的场强度高于与低强度区相关联的场强度。该处理器可以被配置为使这些驻波中的一个或多个的至少一个高强度区与物体的位置重合。另外，该处理器可以被配置为激励多个驻波，并且选择该多个驻波中具有与物体的位置重合的高强度区的至少一部分驻波。如在此使用的，术语“激励的”可与“生成的”、“产生的”以及“施加的”互换。本披露的另一个方面可以是针对一种方法，这种方法用于使用通过处理器进行调节的电磁能来源向能量施加带中的物体施加在射频范围中的电磁能。该方法可以包括确定能量施加带中的第一区以及第二区的位置；确定将向该第一区施加的第一能量量值以及将向该第二区施加的第二能量量值；以及对来源进行调节以向该第一区施加该第一能量量值以及向该第二区施加该第二能量量值。该第一能量量值可以不同于该第二能量量值。本披露的另一个方面可以是针对一种设备，这种设备用于经由辐射RF能量的至少一个辐射元件在能量施加带中激励目标电磁场强度分布。该设备可以包括一个处理器。该处理器可以被配置为基于目标电磁场强度分布从多个电磁场场图中选择一个或多个场图；以及使该至少一个辐射元件在能量施加带中激励一个或多个所选的场图。本披露的另一个方面可以是针对一种方法，这种方法经由辐射RF能量的至少一个辐射元件在能量施加带中激励目标电磁场强度分布。该方法可以包括基于目标电磁场强度分布从多个电磁场场图中选择一个或多个场图，该多个电磁场场图包括至少三个线性独立的场图的线性组合；对所选的场图进行加权，使得经加权的场图的场强度分布的和等于目标场强度分布；以及根据一个或多个所选场图的权重在能量施加带中激励该一个或多个所选场图。本披露的一些实施方案的一个方面涉及电磁波的使用，这些电磁波与能量施加带的尺寸具有某些关系。在一些实施方案中，能量施加带可以是一个腔体，并且向该腔体施加的EM波的波长与该腔体的一个或多个尺寸之间可能存在一个关系。这个关系在此被称作“模态条件”，在下文加以详细论述。一种进行操作以满足模态条件的设备在此被称作“模态设备”，并且一个模态设备的能量施加带或腔体在此被称作“模态腔体”。与不满足模态条件的设备相比，模态设备可以允许对加热或EM能量分布的更好空间控制。一些实施方案可以包括损失剖面的使用和/或建构。损失剖面可以包括能量施加带或物体吸收其体积上的能量的能力的任何表示。损失剖面可以(例如)通过矩阵、表格或其他2D或3D表示或腔体的图来表示，其中该图的每个部分都可以根据该部分吸收能量的能力来进行注释(例如，使用记号、交叉影线、颜色等)。在能量施加带的情况下，损失剖面可以包括在具有或不具有物体的情况下在其体积上的此类表示。在下文使用调制空间(MS)和/或调制空间元素(MSE)的概念来描述一些实施方案。术语“调制空间”或“MS”是用以统称可能影响能量施加带中的场图的所有参数以及其所有组合。此类参数的实例可以包括向能量施加带施加的电磁波的频率、就限定能量施加带的某一壁来说此波的相位，以及在使用一个以上的辐射元件的情况下，从每个辐射元件发射能量时所用的相对振幅。术语“调制空间元素”或“MSE”可以指调制空间中的可变参数的一组特定值，例如，具有900MHz的频率以及30°的相位的一个波的组合特征可以形成一个MSE。在下文更详细地论述术语MS以及MSE。如在此使用的，如果一个机器(例如，处理器)被描述为“被配置为”执行一个任务(例如，被配置为致使施加一个预定的场图)，那么，至少在一些实施方案中，该机器在操作期间执行这个任务。类似地，当一个任务被描述为被进行“以便”建立一个目标结果(例如，以便向物体施加多个电磁场场图)，那么，至少在一些实施方案中，进行该任务将会完成目标结果。前面的概述只意在向读者提供本专利技术的少许方面的非常简短的概述，并且不意在以任何方式限制权利要求书的范围。另外地，应当理解，前面的一般描述以及以下的详细描述都只是示例性以及解释性的，并且不是对权利要求书的限制。附图说明并入于并构成本说明的一部分的附图绘示了本披露的各个实施方案以及示例性方面，并且与描述一起解释本专利技术的原理。在附图中图1是根据一些实施方案的用于向物体施加电磁能的设备的示意图；图2A以及图2B根据所披露的示例性实施方案分别绘示在笛卡尔坐标系中的矩形腔体以及在柱面坐标系中的圆柱形腔体；图3A到图3C绘示与一些实施方案的原理一致的在模态腔体中的示例性场图；图4A到图4D绘示与一些实施方案的原理一致的在模态腔体中的示例性场图；图5绘示与一些实施方案的原理一致的示例性调制空间；图6A是根据一些实施方案的被配置为对供应给能量施加带的电磁波执行频率调制的设备的示意图；图6B是根据一些实施方案的被配置为对供应给能量施加带的电磁波执行频率调制的设备的另一个示意图；图6C是根据一些实施方案的被配置为对供应给能量施加带的电磁波执行相位调制的设备的示意图；图6D是根据一些实施方案的被配置为对供应给能量施加带的电磁波执行振幅调制的设备的示意图；图6E是根据一些实施方案的被配置为对供应给能量施加带的电磁波执行振幅调制的设备的另一个示意图；图7绘示根据一些实施方案的示例性损失剖面；图8A到图SC绘示根据一些实施方案的示例性能量施加带离散化策略；图9A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.03 US 61/282,986;2010.05.03 US 61/282,984;1.一种用于经由至少一个辐射元件向能量施加带中的物体施加在射频(RF)范围中的电磁能的设备，该设备包括至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为确定该能量施加带中的一个第一区以及一个第二区的位置；以及对一个来源进行调节以便向该能量施加带中的该第一区施加一个第一预定量的RF能量并且向该能量施加带中的该第二区施加一个第二预定量的RF能量。2.根据权利要求1所述的设备，其中该第一预定能量量值不同于该第二预定能量量值。3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为只在某些频率下施加能量，这些频率小于该能量施加带所支持的最低谐振频率的四倍。4.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为对该第一区与该第二区的位置进行区分。5.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中该第一区以及该第二区的地址是存储在连接到该至少一个处理器的一个存储单元中的不同位置中。6.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为控制该来源以便在该能量施加带中选择性地生成多个不同的电磁场场图，并且其中该处理器被配置为从该多个电磁场场图中选择至少一个电磁场场图。7.根据权利要求6所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为对该来源进行调节以便施加具有不同权重的所选的电磁场场图。8.根据权利要求6所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为顺序地选择多个不同的电磁场场图。9.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为基于每个区中耗散的能量的一个指示来向该第一区以及该第二区施加能量。10.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中该来源被配置为通过多个辐射元件来供应电磁能，并且其中该至少一个处理器被配置为对该来源进行调节以同时向至少两个辐射元件供应具有不同振幅的能量。11.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为控制该来源以使得向该第一区施加的能量量值不同于向该第二区施加的能量量值，并且该第一区中吸收的能量与该第二区中吸收的能量基本上相同。12.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为通过多个频率来施加能量，并且其中所施加能量的量是频率相关的。13.根据权利要求12所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为在一个能量施加循环期间多次改变该能量量的频率相关性。14.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为通过多个相位来施加能量，并且其中所递送能量的量值是相位相关的。15.根据权利要求14所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为在一个能量施加循环期间多次改变该能量量的相位相关性。16.根据以上权利要求中任一项所述的设备，进一步包括该能量施加带以及至少一个辐射元件。17.根据以上权利要求中任一项所述的设备，进一步包括一个电磁能来源。18.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为确定指示该物体在该能量施加带中的空间位置的信息；识别一个第一场图，该第一场图具有与该物体的该空间位置的一个第一区域对应的一个第一高强度区；识别一个第二场图，该第二场图具有与该物体的该空间位置的一个第二区域对应的一个第二高强度区，其中该第一区域不同于该第二区域；以及控制该来源以向该能量施加带施加该第一场图以及该第二场图。19.根据权利要求18所述的设备，其中该至少一个处理器被配置为根据该第一区域以及该第二区域来确定该能量施加带中的该第一区以及该第二区的位置。20.一种用于使用通过处理器进行调节的电磁能来源向能量施加带中的物体施加在射频范围中的电磁能的方法，该方法包括通过该处理器确定该能量施加带中的一个第一区以及一个第二区的位置；确定将向该第一区施加的一个第一能量量值以及将向该第二区施加的一个第二能量量值；以及对该来源进行调节以向该第一区施加该第一能量量值以及向该第二区施加该第二能量量值，其中该第一能量量值不同于该第二能量量值。21.根据权利要求20所述的方法，其中确定该第一能量量值以及该第二能量量值是通过该处理器进行。22.根据权利要求20或21所述的方法，其中施加包括在该能量施加带中提供两个或更多个驻波，这些驻波中的每一个都具有至少一个高强度区以及至少一个低强度区，其中与高强度区相关联的场强度高于与低强度区相关联的场强度，并且其中调节包括选择这些驻波中其至少一个高强度区与该物体的至少一部分的位置重合的至少一个驻波，并且向该能量施加带施加这些驻波中的所选的至少一个驻波。23.根据权利要求20到22中任一项所述的方法，该方法包括确定指示...

【专利技术属性】
技术研发人员：平夏斯·艾恩齐格，艾兰·本什穆尔，亚历山大·比尔钦斯基，阿米特·拉贝尔，丹尼斯·迪卡洛夫，迈克尔·西加洛夫，约尔·比勃曼，
申请(专利权)人：高知有限公司，
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