用于解冻装置的解冻方法、解冻装置及冷藏冷冻装置

技术领域

本发明涉及冷藏冷冻装置，特别是涉及一种用于解冻装置的解冻方法、解冻装置及冷藏冷冻装置。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，冰箱在家电领域的重要性愈发重要。为了便于人们对冷冻的食物进行解冻，目前市场出现了一系列具有解冻功能的冰箱，例如利用射频波进行解冻食物的冰箱，其凭借快速解冻等优点受到消费者的青睐。但是，在利用射频波解冻的过程中，使用者一旦没有控制好解冻时间，可能会出现过度解冻，影响食物的口感。在现有技术中，射频解冻采用以介电常熟为参数量对解冻过程进行控制，但是由于控制方法单一有时会出现不尽如人意的情况。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种至少部分解决上述技术问题任一方面的解冻物的用于解冻装置的解冻方法、解冻装置及冷藏冷冻装置。

本发明一个进一步的目的是要使得精确地获取待解冻物的温度，并控制解冻装置停止解冻。

本发明另一个进一步的目的是要提升解冻装置的可靠性和用户的使用体验感。

特别地，本发明提供了一种用于解冻装置的解冻方法，所述解冻装置内限定有用于搁置待解冻物的解冻腔室，所述解冻腔室的至少一部分底壁上涂覆有由热致变色材料制成且与所述待解冻物接触的变色层，所述变色层配置成其温度随所述待解冻物的温度变化至变色温度时呈现不同的颜色，所述解冻腔室的上方还具有拍摄角度朝向所述变色层的成像单元；所述解冻方法包括：

控制所述成像单元进行拍摄，以获取第一图像；

对所述第一图像进行预处理，以剔除所述第一图像中所述待解冻物的图像区域，并得到第二图像；

提取所述第二图像中每个像素点的颜色信息；

根据所述颜色信息确定出所述第二图像所表征的温度值；和

在所述温度值大于预设温度阈值情况下，停止解冻。

进一步地，对所述第一图像进行预处理的步骤还包括：

使用预先储存的待解冻物模型与所述第一图像中进行匹配，以确定出所述第一图像中所述待解冻物的图像区域；和

将所述第一图像中所述待解冻物的图像区域进行灰度化处理。

进一步地，使用预先储存的待解冻物模型与所述第一图像中进行匹配，以确定出所述第一图像中所述待解冻物的图像区域的步骤还包括：

记录所述第一图像中所述待解冻物的图像区域的图像信息，并作为所述待解冻物模型的后续训练样本。

进一步地，根据所述颜色信息确定出所述第二图像所表征的温度值的步骤还包括：

从预先储存的颜色对比模型中查询每个像素点的所述颜色信息对应的温度值，并且将最高的所述温度值作为所述第二图像所表征的温度值。

进一步地，所述解冻腔室内设置有用于产生射频信号的射频发生模块、根据所述射频信号在所述解冻腔室内产生射频波的射频天线以及用于检测所述射频天线的入射波信号和反射波信号的检测模块；并且控制所述成像单元进行拍摄，以获取第一图像的步骤还包括：

获取所述入射波信号的电压和电流，以及所述反射波信号的电压和电流；

根据所述入射波信号的电压和电流、以及所述反射波信号的电压和电流计算所述待解冻物的介电系数的变化速率；

判断所述待解冻物的介电系数的变化速率是否小于预设速率阈值；和

在所述介电系数的变化速率小于预设速率阈值的情况下，向所述成像单元发送拍摄指令。

进一步地，在获取所述入射波信号的电压和电流，以及所述反射波信号的电压和电流的步骤之前还包括：

获取所述解冻腔室被放入待解冻物的事件。

进一步地，所述预设温度阈值为-4℃～4℃范围内任一数值。

特别地，本发明还提供了一种解冻装置，包括：

壳体，内限定有用于搁置待解冻物的解冻腔室，所述解冻腔室的至少一部分底壁上涂覆有由热致变色材料制成且与所述待解冻物接触的变色层，所述变色层配置成其温度随所述待解冻物的温度升高至变色温度时呈现不同的颜色；

成像单元，设置于所述解冻腔室的顶壁且拍摄角度朝向所述变色层，配置成获取第一图像；和

控制单元，其包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，用于实现根据上述任一项所述的解冻方法。

进一步地，解冻装置还包括：

光源单元，设置于所述解冻腔室的上方，配置成为所述成像单元的拍摄提供光线。

特别地，本发明还提供了一种冷藏冷冻装置，包括：

箱体，其内限定有至少一个容纳空间；和

根据上述任一项所述的解冻装置，所述解冻装置设置于任意一个所述容纳空间。

本发明的解冻装置的解冻腔室底壁上涂覆有由热致变色材料制成且与待解冻物接触的变色层，变色层配置成其温度随待解冻物的温度升高至变色温度时呈现不同的颜色，通过成像单元对变色层进行拍摄，获取变色层的图像，根据变色层的图像颜色信息确定出变色层所表征的温度值，进一步推断出待解冻物的较为真实的实时温度，并且根据此温度精确地控制解冻装置停止解冻。

进一步地，本发明的解冻方法基于采用射频解冻方式的解冻装置，并且在待解冻物的介电系数的变化速率达到预设速率阈值后对待解冻物的温度二次进行判断，以精确地控制解冻温度，使得待解冻物在达到合适的解冻温度后停止解冻，进一步保证了待解冻物的品质，提升了解冻装置的可靠性和用户的使用体验感。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的局部示意性截面图；

图2是根据本发明一个实施例的解冻装置的示意性截面图；

图3是根据本发明另外一个实施例的解冻装置的工作原理框图；

图4是根据本发明一个实施例的解冻方法的流程图；

图5是根据本发明一个实施例的第二图像的示意图；

图6是根据本发明另外一个实施例的解冻方法的流程图。

具体实施方式

请参考图1和图2，图1是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的局部示意性截面图，图2是根据本发明一个实施例的解冻装置的示意性截面图。冷藏冷冻装置1包括箱体310，箱体310内限定有至少一个容纳空间，通常为多个，每个容纳空间可以任意设置为如冷藏室311、变温室312、冷冻室313等等。具体的容纳空间的数量和功能可以根据预先的需求进行配置。在一些实施例中，冷藏室的保藏温度可为2～9℃，或者可为4～7℃；冷冻室的保藏温度可为-22～-14℃，或者可为-20～16℃。冷冻室设置于冷藏室的下方，变温室设置于冷冻室和冷藏室之间。冷冻室内的温度范围一般在-14℃至-22℃。变温室可根据需求进行调整，以储存合适的食物，或者作为保鲜储藏室。

容纳空间由制冷系统提供冷量，以实现冷藏、冷冻、变温的储物环境。制冷系统可为由蒸发器320、压缩机330、冷凝器和节流装置等构成的制冷循环系统。蒸发器320可以设置在由风道板316隔出的冷却室314内。在一些具体的实施例中，冷藏冷冻装置1还可以为风冷式，并且冷却室314还设置有用于将经蒸发器320冷却的气流吹入各容纳空间的送风风扇322。由于上述箱体310和制冷系统是本领域技术人员习知且易于实现的，为了不掩盖和模糊本申请的发明点，后文对箱体310、制冷系统本身不做赘述。

在本申请的一些实施例中，其中任意一个容纳空间还设置有用于解冻食物的解冻装置10。解冻装置10包括壳体和成像单元220。

壳体的内限定有用于搁置待解冻物130的解冻腔室110，解冻腔室110的至少一部分底壁116上涂覆有由热致变色材料制成且与待解冻物130接触的变色层210，变色层210配置成其温度随待解冻物130的温度升高至变色温度时呈现不同的颜色；成像单元220设置于解冻腔室110的顶壁且拍摄角度朝向变色层210。

在一些可选实施例中，壳体还可以包括门体，以开闭解冻腔室110。门体也可以采用平开门、对开门、侧滑门等形式。在另外一些实施例中，壳体配置成抽屉式，并且壳体朝外的一面上还可以设置有抽屉把手114，以便于用户抽拉壳体。

解冻腔室110可以由底壁116和多个侧壁112围城，底壁116的一部分上涂覆有热致变色材料制成的变色层210，并且变色层210与待解冻物130之间接触，以将待解冻物130的温度传递至变色层210使其颜色发生变化。在本申请的一些具体的实施例中，变色层210可以涂覆在用于搁置待解冻物130的区域，以充分接触。

热致变色材料是指受热后颜色可变化的新型功能材料，其根据工艺配方的不同，可得到各种变色温度和各种不同的颜色，并且可以实现可逆变色或不可逆变色。

在一些具体的实施例中，解冻装置10还包括光源单元240，光源单元240设置于解冻腔室110的上方，配置成为成像单元220的拍摄提供光线。

如背景技术部分所述，在利用射频波解冻的过程中使用者一旦没有控制好解冻时间，可能会出现过度解冻，影响食物的口感。在现有技术中，射频解冻采用以介电常熟为参数量对解冻过程进行控制，但是由于控制方法单一有时会出现不尽如人意的情况。

为了克服上述现有技术的缺陷，本申请采用将待解冻物130与变色层210相接触，变色层210的温度随待解冻物130的温度升高至变色温度时呈现不同的颜色，然后使用成像单元220对变色层210进行拍摄，根据变色层210图像的颜色判断此时待解冻物130的温度，以控制是否停止解冻，提升对解冻控制的可靠性。

请参见图3，图3是根据本发明另外一个实施例的解冻装置的工作原理框图。本申请的解冻装置10还包括控制单元400，控制单元400包括存储器420以及处理器410，存储器420内存储有计算机程序422，计算机程序422被处理器410执行时，用于实现一种解冻方法。

请参见图4和图5，图4是根据本发明一个实施例的解冻方法的流程图，图5是根据本发明一个实施例的第二图像的示意图。该解冻方法包括：

步骤S510，控制成像单元220进行拍摄，以获取第一图像。成像单元220可以为拍摄角度朝向变色层210的摄像机或者照相机，以采集变色层210的图像。特别地，当成像单元220为摄像机时，可以采用摄像机所采集的视频截图作为第一图像。

步骤S520对第一图像进行预处理，以剔除第一图像中待解冻物130的图像区域，并得到第二图像2102。由于成像单元220位于解冻腔室110的上方，在拍摄的过程中，第一图像中可能会出现待解冻物130的图像1302，步骤S520的预处理目的是为了剔除第一图像中待解冻物130的图像区域。

步骤S530，提取第二图像2102中每个像素点的颜色信息。

步骤S540，根据颜色信息确定出第二图像2102所表征的温度值。颜色信息可以包括第二图像2102的每个像素点RGB值，并且通过将每个像素点RGB值确定出第二图像2102所表征的温度值，也即此时待解冻物130的温度。具体地，本步骤可以采用色彩传感器来实现。色彩传感器色又叫颜色识别传感器或颜色传感器，它是将物体颜色同前面已经示教过的参考颜色进行比较来检测颜色的传感器，当两个颜色在一定的误差范围内相吻合时，输出检测结果。

步骤S550，在温度值大于预设温度阈值情况下，停止解冻。预设温度阈值为设定值，并且在解冻装置10出厂时可以根据实际情况配置具体的数值，并存储在EEPROM(带电可擦写可编程只读存储器)。

在本申请一些具体的实施例中，预设温度阈值可以配置为-4℃～4℃范围内任一数值，例如-4℃、-2℃、-0℃、1℃、4℃等等，本实施例对预设温度阈值在该范围的具体取值不作特殊限定。并且本领域技术人员可以将热致变色材料的变色温度配置在该范围内，使得变色层210的温度同时满足达到变色温度和预设温度阈值。

通常，在解冻过程中，待解冻物130的温度一般达到冰晶带时即可停止加热，此时待解冻物130软硬适中，方便切割，且不影响后续制作成品的口感。并且待解冻物130的温度达到冰晶带时开始发生相变(从固态转为液态)，若继续加热，食物的温度基本不升高，这些热量用于产生相变。对于大多数的待解冻物130冰晶带温度为-4℃～4℃之间，因此将预设温度阈值配置为该范围的数值可以实现在精确控制解控停止的基础上保证待解冻物130的品质，提高用户的使用体验感。

在本申请另外一些实施例中，对第一图像进行预处理的步骤还包括：

使用预先储存的待解冻物模型与第一图像中进行匹配，以确定出第一图像中待解冻物130的图像1302区域。待解冻物模型是发明人采集各种待解冻物130的照片模型，如各种肉类、各种冷冻蔬菜等照片模型，并且将该待解冻物130的照片模型预先储存在解冻装置10内。

将第一图像中待解冻物130的图像1302区域进行灰度化处理。灰度化处理可以将待解冻物130的图像区域作出标记，在后续颜色提取过程中可以放弃提取该标记的区域，实现防止干扰变色层210的温度值确定，提升了该方法的可靠性。

在本申请一些具体的实施例中，使用预先储存的待解冻物模型与第一图像中进行匹配，以确定出第一图像中待解冻物130的图像区域的步骤还包括：

记录第一图像中待解冻物130的图像区域的图像信息，并作为待解冻物模型的后续训练样本，进一步扩展了待解冻物模型的丰富性，使得更加快速和准确地确定出第一图像中待解冻物130的图像区域。

根据颜色信息确定出第二图像所表征的温度值的步骤还包括：

从预先储存的颜色对比模型中查询每个像素点的颜色信息对应的温度值，并且将最高的温度值作为第二图像所表征的温度值。

在本实施例中，颜色对比模型是变色层210的颜色与温度的对应关系。例如变色层210在温度为-2℃以下时呈现红色，此时红色所表征的温度值即为小于-2℃，变色层210在温度为-2℃～-4℃时呈现绿色，此时绿色所表征的温度值即为小于-2℃～-4℃，色层在温度为-4℃以上时呈现蓝色，此时蓝色所表征的温度值即为大于-4℃。

需要说明的是，上述举例仅是为了便于说明本方法的原理，并不是对颜色对比模型和热致变色材料的具体限定。由于热致变色材料是本领域技术人员所习知的材料，本领域技术人员可以根据需要采用不同变色温度的热致变色材料，然后根据颜色与温度的对应关系形成颜色对比模型。

具体地，颜色对比模型的颜色可以采用RGB色彩模式进行表征，当每个像素点的RGB值与落入颜色对比模型中的一个RGB范围内，即可确定出该像素点所对应的温度值。

在本申请一些实施例中，该解冻装置10采用射频解冻的方式，具体地，解冻腔室110内设置有用于产生射频信号的射频发生模块、根据射频信号在解冻腔室110内产生射频波的射频天线以及用于检测射频天线的入射波信号和反射波信号的检测模块；并且控制成像单元220进行拍摄，以获取第一图像的步骤还包括：

获取入射波信号的电压和电流，以及反射波信号的电压和电流；

根据入射波信号的电压和电流、以及反射波信号的电压和电流计算待解冻物130的介电系数的变化速率；

判断介电系数的变化速率是否小于预设速率阈值；

在介电系数的变化速率小于预设速率阈值的情况下，向成像单元220发送拍摄指令。

在本申请一些具体的实施例中，根据公式(1)～(5)计算待解冻物130的介电系数，其中SWR为驻波比；Z1为输出阻抗；Z2为负载阻抗；U1为入射波电压；I1为入射波电流；R1为输出电阻；X1为输出阻抗；U2为反射波电压；I2为反射波电流；R2为负载电阻；X2为负载阻抗(本领域技术人员均可理解地，负载阻抗为待解冻物130的阻抗)；f为射频波的频率；C为射频天线构成的电容器的电容；ε为待解冻物130的介电系数；K为静电常数；d为电容的上电极板的厚度；S为上电极板的面积。

SWR＝Z2/Z1 公式(1)

Z1＝U1/I1＝R1+jX1 公式(2)

Z2＝U2/I2＝R2+jX2 公式(3)

X2＝1/2πfC 公式(4)

ε＝4πKdC/S 公式(5)

待解冻物130的介电系数的变化速率可通过计算单位时间Δt内的介电系数ε的变化值Δε获得，其中单位时间Δt可为0.1秒～1秒，例如0.1秒、0.5秒或1秒。

在本实施例中，利用待解冻物130的介电系数的变化速率确定成像单元220开始拍摄的时间点。当待解冻物130的介电系数的变化速率小于预设速率阈值时则表明待解冻物130的温度已经临近冰晶带温度，此时向成像单元220发送拍摄指令可以避免成像单元220一直处于拍照状态，降低耗电。

在本申请一些实施例中，在获取入射波信号的电压和电流，以及反射波信号的电压和电流的步骤之前还包括：

获取解冻腔室110被放入待解冻物130的事件，也即确定待解冻物130放入解冻腔室110。解冻腔室110被放入待解冻物130的事件可以包括：解冻装置10的门体被关闭的事件，也即检测用户放入待解冻物130后关闭门体的动作。或者解冻装置10的抽屉操作接口接收到使用者输入的解冻触发信号，也即用户通过解冻开关或其他操控装置指示解冻装置10已放入了待解冻物130。或者解冻装置10的物品检测器检测到解冻腔室110放入物品。该物品检测器可以为称重装置等。在一些实施例中，解冻装置10可以综合上述一种或多种方式来检测放入待解冻物130。

请参见图6，图6是根据本发明另外一个实施例的解冻方法的流程图。该解冻方法包括：

步骤S610，开始解冻；

步骤S620，判断解冻装置10的门体是否处于关闭状态；

步骤S622，若否，输出关门提示；

步骤S632，若是，获取入射波信号和反射波信号的电压和电流；

步骤S634，根据入射波信号的电压和电流、以及反射波信号的电压和电流计算待解冻物130的介电系数的变化速率；

步骤S636，判断待解冻物130的介电系数的变化速率是否小于预设速率阈值；

步骤S638，若是，向成像单元220发送拍摄指令；若否，则执行步骤S632；

步骤S640，控制成像单元220进行拍摄，以获取第一图像；

步骤S652，使用预先储存的待解冻物模型与第一图像中进行匹配，以确定出第一图像中待解冻物130的图像区域；

步骤S654，将第一图像中待解冻物130的图像区域进行灰度化处理，并得到第二图像；

步骤S660，提取第二图像中每个像素点的颜色信息；

步骤S670，从预先储存的颜色对比模型中查询每个像素点的颜色信息对应的温度值，并且将最高的温度值作为第二图像所表征的温度值；

步骤S680，判断温度值是否大于预设温度阈；

步骤S682，若是，停止解冻；若否，则执行步骤S636。

本实施例的解冻方法基于采用射频解冻方式的解冻装置10，并且在待解冻物130的介电系数的变化速率达到预设速率阈值后对待解冻物130的温度二次进行判断，以精确地控制解冻温度，使得待解冻物130在达到合适的解冻温度后停止解冻，进一步保证了待解冻物130的品质，提升了解冻装置10的可靠性和用户的使用体验感。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。