用于加热装置的控制方法及加热装置

技术领域

本发明涉及食物处理领域，特别是涉及一种用于电磁波加热装置的控制方法及加热装置。

背景技术

食物在冷冻的过程中，食物的品质得到了保持，然而冷冻的食物在加工或食用前需要解冻。为提高解冻效率并保证解冻品质，通常通过电磁波加热装置来解冻食物。

不同参数的食物对电磁波吸收的能力不同，为了进一步提高解冻效率，现有技术通过遍历系统所有可选择的频率比较确定出解冻效果最好的最优频率，并按照确定出的最优频率进行解冻。然而，该方法不仅需在确定最优频率上花费过多的时间，而且保证最优频率的准确性和食物的品质困难。

发明内容

本发明第一方面的一个目的是要克服现有技术中的至少一个技术缺陷，提供一种用于加热装置的控制方法。

本发明第一方面的一个进一步的目的是要保证初始频率的准确性。

本发明第一方面的另一个进一步的目的是要提高确定最优频率的效率。

本发明第二方面的一个目的是要提供一种电磁波加热装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于加热装置的控制方法，所述加热装置包括用于放置待处理物的腔体、以及用于在所述腔体内产生电磁波的电磁波发生系统，以加热所述待处理物，其中，所述控制方法包括：

初始频率确定步骤：控制所述电磁波发生系统按照测试功率在备选频率范围内调节其产生的电磁波的频率，获取所述电磁波发生系统产生的每一频率对应的反射参数，并根据所述反射参数确定初始频率；

待处理物加热步骤：控制所述电磁波发生系统产生功率为加热功率、频率为所述初始频率的电磁波，以加热所述待处理物；其中，

所述测试功率小于所述加热功率。

可选地，所述测试功率为8W～15W；且

所述备选频率范围为350MHz～500MHz。

可选地，所述加热功率为60W～100W。

可选地，在所述待处理物加热步骤中，先将所述电磁波的频率调节为所述初始频率，再将所述电磁波的功率调节为所述加热功率。

可选地，在所述初始频率确定步骤之后还包括：

频率匹配步骤：若满足预设调频条件，暂停所述待处理物加热步骤，控制所述电磁波发生系统调节其产生的电磁波的频率，以满足预设匹配条件，将所述待处理物加热步骤中的电磁波的频率更正为满足所述预设匹配条件的频率并继续所述待处理物加热步骤；其中，

所述频率匹配步骤中的电磁波的功率与所述待处理物加热步骤中的电磁波的功率相同。

可选地，所述初始频率确定步骤进一步包括：

基准频率确定步骤：控制所述电磁波发生系统按照预设的第一步长在预设的备选频率范围内调节其产生的电磁波的频率，获取所述电磁波发生系统产生的每一频率对应的反射参数，并根据所述反射参数确定基准频率；

最优频率确定步骤：控制所述电磁波发生系统按照预设的第二步长在精选频率范围内调节其产生的电磁波的频率，获取所述电磁波发生系统产生的每一频率对应的反射参数，并根据所述反射参数确定最优频率，所述最优频率为所述初始频率；其中，

所述精选频率范围是基于所述基准频率以所述第一步长的绝对值为半径的范围内的频率；且

所述第二步长的绝对值小于所述第一步长的绝对值。

可选地，在所述基准频率确定步骤中，控制所述电磁波发生系统调节其产生的电磁波的频率至所述反射参数小于预设的第一反射阈值，并将该反射参数小于所述第一反射阈值的频率确定为所述基准频率；且

若在所述基准频率确定步骤中，所述电磁波发生系统产生的每一频率对应的反射参数均大于所述第一反射阈值，控制所述电磁波发生系统停止工作。

可选地，所述控制方法，还包括：

若所述最优频率对应的反射参数大于预设的第二反射阈值，控制所述电磁波发生系统停止工作；其中，

所述第二反射阈值小于所述第一反射阈值。

可选地，在所述最优频率确定步骤中，先确定自所述基准频率向高频或向低频搜索的搜索方向，并进一步在该搜索方向上控制所述电磁波发生系统调节其产生的电磁波的频率至所述反射参数出现下凹的拐点，并将该拐点对应的频率确定为所述最优频率。

根据本发明的第二方面，提供了一种加热装置，包括：

腔体，用于放置待处理物；

电磁波发生系统，用于在所述腔体内产生电磁波，以加热所述待处理物；以及

控制器，配置为用于执行以上任一所述的控制方法。

本发明通过使初始频率确定过程中的测试功率小于待处理物加热过程中的加热功率，降低了初始频率确定过程中对待处理物的加热作用，避免因食物的温度在初始频率确定过程中发生较大的改变而导致的部分用于比较的反射参数出现严重的数据滞后问题，进而保证了初始频率的准确性，为后续加热奠定了良好的基础。

特别地，本发明将测试功率设置为8W～15W、备选频率范围设置为350MHz～500MHz，在降低初始频率确定过程中对待处理物的加热作用的同时，避免因电磁波的穿透能力过弱反射参数不能够准确地反映食物对电磁波的反射情况而导致的初始频率不准确的问题发生，进一步地提高了加热效率和加热效果。

进一步地，本发明通过先以较大步长搜索确定出基准频率来表示最优频率的粗略位置，再以较小步长在基准频率的附近搜索确定出最优频率作为初始频率，相比于现有技术中通过遍历所有频率确定最优频率的方法，可以将确定最优频率的效率提高数倍，进而减小了加热总时间，减少了不必要的能源损耗，提高了加热装置的能效比。

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加热装置的示意性结构图；

图2是图1中控制器的示意性结构图；

图3是电磁波频率与反射参数的示意性关系线形图；

图4是根据本发明一个实施例的用于加热装置的控制方法的示意性流程图；

图5是根据本发明一个实施例的用于加热装置的控制方法的示意性详细流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的加热装置100的示意性结构图。参见图1，加热装置100可包括腔体110、电磁波发生系统和控制器140。

腔体110可包括筒体和门体。筒体可用于放置待处理物150。门体可用于开闭筒体的取放口。

筒体和门体可设置有电磁屏蔽特征，以减少电磁泄漏。其中，筒体可由金属制成，并设置为接地。

电磁波发生系统可至少部分设置于腔体110内或通达至腔体110，以在腔体110内产生电磁波，进而加热待处理物150。

电磁波发生系统可包括电磁波发生模块120、与电磁波发生模块120电连接的辐射天线130、以及用于向电磁波发生模块120供电的供电电源。

电磁波发生模块120可配置为产生电磁波信号。辐射天线130可设置于腔体110内，以在腔体110内产生电磁波。其中，电磁波发生模块120可包括可变频率源和功率放大器。

图2是图1中控制器140的示意性结构图。参见图2，控制器140可包括处理单元141和存储单元142。其中，存储单元142存储有计算机程序143，计算机程序143被处理单元141执行时用于实现本发明实施例的控制方法。

特别地，处理单元141可配置为先控制电磁波发生模块120按照测试功率在备选频率范围内调节其产生的电磁波信号的频率，获取电磁波发生系统产生的每一频率对应的反射参数，并根据反射参数确定初始频率，再控制电磁波发生模块120产生功率为加热功率、频率为初始频率的电磁波信号，以加热待处理物。其中，测试功率可小于加热功率，以避免因待处理物150的温度在初始频率确定过程中发生较大的改变而导致的部分用于比较的反射参数出现严重的数据滞后问题，进而保证了初始频率的准确性。

在一些实施例中，测试功率可为8W～15W，例如8W、10W、或15W。备选频率范围为350MHz～500MHz，以避免因电磁波的穿透能力过弱反射参数不能够准确地反映待处理物150对电磁波的反射情况而导致的初始频率不准确的问题发生。

在一些进一步的实施例中，备选频率范围可为400MHz～460MHz，以进一步提高加热效果。

在一些实施例中，加热功率可为60W～100W，例如60W、70W、80W或100W，以提高加热效率并减轻局部过热的问题。

在一些实施例中，处理单元141可配置为控制电磁波发生模块120先将电磁波信号的频率调节为初始频率，再将电磁波信号的功率调节为加热功率。

在一些实施例中，处理单元141可配置为先确定用于搜索最优频率的基准频率f

具体地，处理单元141可配置为控制电磁波发生模块120按照预设的第一步长W

处理单元141可进一步配置为控制电磁波发生模块120按照预设的第二步长W

第二步长W

本发明的加热装置100通过先以较大步长搜索确定出基准频率来表示最优频率的粗略位置，再以较小步长在基准频率的附近搜索确定出最优频率作为初始频率，相比于现有技术中通过遍历所有频率确定最优频率的方法，可以将确定最优频率的效率提高数倍，进而减小加热总时间，减少不必要的能源损耗，提高加热装置100的能效比。

在一些实施例中，反射参数可为回波损耗S11。反射参数也可为反射回电磁波发生模块120的电磁波信号的反射功率值。

在一些实施例中，处理单元141可配置为自备选频率范围的最小值递增搜索基准频率f

在一些替代性实施例中，处理单元141也可配置为自备选频率范围的最大值递减搜索基准频率f

第一步长W

第二步长W

在一些实施例中，处理单元141可配置为控制电磁波发生模块120调节其产生的电磁波信号的频率至反射参数小于预设的第一反射阈值S

第一反射阈值S

在一些进一步的实施例中，处理单元141可配置为在电磁波发生模块120产生的每一频率对应的反射参数均大于第一反射阈值S

处理单元141还可配置为在电磁波发生模块120产生的每一频率对应的反射参数均大于第一反射阈值S

在一些实施例中，处理单元141可配置为控制电磁波发生模块120调节其产生的电磁波信号的频率至反射参数出现下凹的拐点，并将该拐点对应的频率确定为最优频率f

图3是电磁波频率与反射参数的示意性关系线形图(在图3中，“f”表示“频率”，“S”表示“反射参数”)。参见图3，本申请的发明人创造性地认识到，电磁波发生系统的反射参数在最优频率f

在一些进一步的实施例中，处理单元141可配置为先确定自基准频率f

在一些示例性的实施例中，处理单元141可配置为分别获取比基准频率f

在一些进一步的实施例中，处理单元141可配置为在最优频率f

第二反射阈值S

处理单元141还可配置为在最优频率f

在一些进一步的实施例中，处理单元141可配置为在最优频率f

处理单元141可配置为在确定剩余加热时间后开始倒计时，并在剩余加热时间为0时，控制电磁波发生模块120停止工作，并发出视觉信号和/或听觉信号提示加热完成。

在一些进一步的实施例中，处理单元141可配置为在最优频率f

最小频率阈值f

处理单元141还可配置为在最优频率f

在一些进一步的实施例中，处理单元141可配置为在最优频率f

备选频率范围的最大值与最大频率阈值f

处理单元141还可配置为在最优频率f

在一些实施例中，处理单元141可配置为在控制电磁波发生模块120产生频率为初始频率的电磁波信号之后，在满足预设调频条件的情况下，控制电磁波发生模块120调节其产生的电磁波信号的频率，以满足预设匹配条件，并控制电磁波发生模块120产生满足预设匹配条件的频率的电磁波信号直至下一次满足预设调频条件，以提高加热效率。

预设调频条件可为电磁波发生系统的反射参数大于预设的第三反射阈值。

预设匹配条件可为电磁波发生系统的反射参数出现下凹的拐点。

在满足预设调频条件至满足预设匹配条件的过程中，电磁波发生模块120产生的电磁波信号的功率可与加热功率或前一次满足预设匹配条件至本次满足预设调频条件之间的电磁波信号的功率相同，以保证加热效率。

在满足预设调频条件的情况下，处理单元141可配置为控制电磁波发生模块120自初始频率或前一次满足预设匹配条件至本次满足预设调频条件之间的电磁波信号的频率向低频的方向调节，以缩短频率匹配的时间，避免能耗不期望的浪费。

在一些实施例中，处理单元141可配置为在预设次数内任意一次或多次的满足预设匹配条件的频率的累计频差Δf大于降功率频差阈值的情况下，控制电磁波发生模块120降低其产生的电磁波信号的功率，以有效地避免热点部分继续快速地升温，提高待处理物150的温度均匀性。

处理单元141可配置为计算每一次满足预设调频条件的频率与满足预设匹配条件的频率的单次频差，并将最近预设次数的单次频差存储在存储单元142，以便于及时确定任意一次或多次频率调节的累计频差Δf。

单次频差为满足预设调频条件的频率与满足预设匹配条件的频率的差值的绝对值。累计频差Δf为相应次数的单次频差之和。

处理单元141可进一步配置为在控制电磁波发生模块120降低其产生的电磁波信号的功率的同时延长剩余加热时间，以避免加热不完全。

电磁波信号的功率的降低比例可小于剩余加热时间的延长比例，以在提高温度均匀性的同时，使对待处理物150的加热停止在用户期望的状态。

需要说明的是，本发明的加热装置100特别适合应用于冰箱，腔体110可设置于冰箱的一个储物间室内。

图4是根据本发明一个实施例的用于加热装置100的控制方法的示意性流程图。参见图4，本发明的用于加热装置100的控制方法可包括如下步骤：

初始频率确定步骤(步骤S402)：控制电磁波发生系统按照测试功率在备选频率范围内调节其产生的电磁波的频率，获取电磁波发生系统产生的每一频率对应的反射参数，并根据反射参数确定初始频率；

待处理物加热步骤(步骤S404)：控制电磁波发生系统产生功率为加热功率、频率为初始频率的电磁波，以加热待处理物150；其中，测试功率可小于加热功率，以避免因待处理物150的温度在初始频率确定过程中发生较大的改变而导致的部分用于比较的反射参数出现严重的数据滞后问题，进而保证了初始频率的准确性。

在一些实施例中，测试功率可为8W～15W，例如8W、10W、或15W。备选频率范围为350MHz～500MHz，以避免因电磁波的穿透能力过弱反射参数不能够准确地反映待处理物150对电磁波的反射情况而导致的初始频率不准确的问题发生。

在一些进一步的实施例中，备选频率范围可为400MHz～460MHz，以进一步提高加热效果。

在一些实施例中，加热功率可为60W～100W，例如60W、70W、80W或100W，以提高加热效率并减轻局部过热的问题。

在一些实施例中，待处理物加热步骤可控制电磁波发生模块120先将电磁波信号的频率调节为初始频率，再将电磁波信号的功率调节为加热功率。

在一些实施例中，初始频率确定步骤可进一步包括基准频率确定步骤和最优频率确定步骤。

基准频率确定步骤：控制电磁波发生系统按照预设的第一步长W

最优频率确定步骤：控制电磁波发生系统按照预设的第二步长W

第二步长W

本发明的控制方法通过先以较大步长搜索确定出基准频率来表示最优频率的粗略位置，再以较小步长在基准频率的附近搜索确定出最优频率作为初始频率，相比于现有技术中通过遍历所有频率确定最优频率的方法，可以将确定最优频率的效率提高数倍，进而减小加热总时间，减少不必要的能源损耗，提高加热装置100的能效比。

在一些实施例中，反射参数可为回波损耗S11。反射参数也可为反射回电磁波发生模块120的电磁波信号的反射功率值。

在一些实施例中，基准频率确定步骤可自备选频率范围的最小值递增搜索基准频率f

在一些替代性实施例中，基准频率确定步骤也可自备选频率范围的最大值递减搜索基准频率f

第一步长W

第二步长W

在一些实施例中，在基准频率确定步骤中，可控制电磁波发生模块120调节其产生的电磁波信号的频率至反射参数小于预设的第一反射阈值S

第一反射阈值S

在一些进一步的实施例中，若在基准频率确定步骤中，电磁波发生模块120产生的每一频率对应的反射参数均大于第一反射阈值S

若在基准频率确定步骤中，电磁波发生模块120产生的每一频率对应的反射参数均大于第一反射阈值S

在一些实施例中，在最优频率确定步骤中，可控制电磁波发生模块120调节其产生的电磁波信号的频率至反射参数出现下凹的拐点，并将该拐点对应的频率确定为最优频率f

在一些进一步的实施例中，在最优频率确定步骤中，可先确定自基准频率f

在一些示例性的实施例中，可分别获取比基准频率f

在一些进一步的实施例中，若最优频率f

第二反射阈值S

若最优频率f

在一些进一步的实施例中，若最优频率f

在确定剩余加热时间后开始倒计时，并在剩余加热时间为0时，可控制电磁波发生模块120停止工作，并发出视觉信号和/或听觉信号提示加热完成。

在一些进一步的实施例中，若最优频率f

最小频率阈值f

若最优频率f

在一些进一步的实施例中，若最优频率f

备选频率范围的最大值与最大频率阈值f

若最优频率f

在一些实施例中，本发明的控制方法在初始频率确定步骤之后还可包括频率匹配步骤。

频率匹配步骤可为在满足预设调频条件的情况下，暂停待处理物加热步骤，控制电磁波发生模块120调节其产生的电磁波信号的频率，以满足预设匹配条件，将待处理物加热步骤中的电磁波的频率更正为满足预设匹配条件的频率并继续待处理物加热步骤，以提高加热效率。

预设调频条件可为电磁波发生系统的反射参数大于预设的第三反射阈值。

预设匹配条件可为电磁波发生系统的反射参数出现下凹的拐点。

在频率匹配步骤中的电磁波信号的功率可与该频率匹配步骤前一个的待处理物加热步骤的电磁波信号的功率相同，以保证加热效率。

频率匹配步骤可在频率匹配步骤中控制电磁波发生模块120自该频率匹配步骤前一个的待处理物加热步骤的电磁波信号的频率向低频的方向调节，以缩短频率匹配的时间，避免能耗不期望的浪费。

在一些实施例中，本发明的控制方法还可包括功率调节步骤。功率调节步骤可在预设次数内任意一次或多次的满足预设匹配条件的频率的累计频差Δf大于降功率频差阈值的情况下，控制电磁波发生模块120降低其产生的电磁波信号的功率，以有效地避免热点部分继续快速地升温，提高待处理物150的温度均匀性。

频率匹配步骤还可包括：计算频率调节前与频率调节后的单次频差，并存储最近预设次数的单次频差，以便于及时确定任意一次或多次频率调节的累计频差Δf。

单次频差为频率调节前的频率与频率调节后的频率的差值的绝对值。累计频差Δf为相应次数的单次频差之和。

图5是根据本发明一个实施例的用于加热装置100的控制方法的示意性详细流程图(在图5中，“Y”表示“是”；“N”表示“否”)。参见图5，本发明的用于加热装置100的控制方法可包括如下详细步骤：

步骤S502：控制电磁波发生系统按照预设的第一步长W

步骤S504：判断是否有反射参数小于第一反射阈值S

步骤S506：将首个出现的小于第一反射阈值S

步骤S508：控制电磁波发生系统停止工作。

步骤S510：在精选频率范围内确定自基准频率f

步骤S512：判断拐点对应的反射参数是否小于第二反射阈值S

步骤S514：判断拐点对应的频率是否小于最小频率阈值f

步骤S516：判断拐点对应的频率是否大于最大频率阈值f

步骤S518：将拐点对应的频率确定为最优频率f

步骤S520：判断剩余加热时间是否等于0。若是，执行步骤S508；若否，执行步骤S522。

步骤S522：判断是否满足预设调频条件。若是，执行步骤S524；若否，返回步骤S520。

步骤S524：控制电磁波发生系统自当前频率向低频的方向调节频率至满足预设匹配条件，控制电磁波发生系统产生该满足预设匹配条件的频率的电磁波。返回步骤S520。

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。