CN106413163B - 半导体微波加热设备及其控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体微波加热设备及其控制方法和控制装置，其中，半导体微波加热设备的控制方法包括：在接收到加热指令时，控制所述半导体微波加热设备的微波源模块产生预定功率的微波信号；控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节，以确定所述半导体微波加热设备内的食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合；控制所述微波源模块产生目标功率的微波信号，并基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热。本发明的技术方案可以根据食物的温度分布情况来对微波加热设备内的微波场进行调整，保证了食物的各个区域均能够得到快速升温，有利于提高微波加热设备的烹饪效率。

Description

半导体微波加热设备及其控制方法和控制装置

技术领域

本发明涉及微波加热技术领域，具体而言，涉及一种半导体微波加热设备的控制方法、一种半导体微波加热设备的控制装置和一种半导体微波加热设备。

背景技术

现有的微波炉通常是采用热敏电阻温度传感器和红外温度传感器来进行温度检测，如通过温度传感器检测炉腔内的食物温度，以判断食物的加热状态，若检测到食物达到指定的温度，则停止加热。

但是，现有的微波炉无法检测食物的温度分布情况，进而也就不能根据食物的温度分布情况来对炉腔内的微波场进行调整，并且现有的微波炉也不能识别炉腔内食物的种类，因此也不能实现自动烹饪。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种新的半导体微波加热设备的控制方法，可以根据食物的温度分布情况来对微波加热设备内的微波场进行调整，保证了食物的各个区域均能够得到快速升温，有利于提高微波加热设备的烹饪效率。

本发明的另一个目的在于对应提出了一种半导体微波加热设备的控制装置和具有该控制装置的半导体微波加热设备。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种半导体微波加热设备的控制方法，包括以下步骤：

在接收到加热指令时，控制所述半导体微波加热设备的微波源模块产生预定功率的微波信号；

控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节，以确定所述半导体微波加热设备内的食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合；

控制所述微波源模块产生目标功率的微波信号，并基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热。

根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的控制方法，通过在接收到加热指令时，先控制微波源模块产生预定功率的微波信号，并控制微波源模块对微波信号的频率和相位进行调节，使得能够确定食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，进而在微波源模块产生目标功率的微波信号时，能够基于确定的至少一个频率和相位组合来对食物进行加热，实现了根据食物的温度分布情况来对微波加热设备内的微波场进行调整，保证食物的各个区域均能够得到快速升温，有利于提高微波加热设备的烹饪效率。

其中，半导体微波加热设备可以是半导体微波炉，微波源模块包括了多个微波源，优选地，这多个微波源的工作频率是相同的，并且可以通过这多个微波源的配合来实现对微波信号的相位进行调节。微波源模块产生的预定功率的微波信号优选为较小功率的微波信号，如可以是100W等。

根据本发明的上述实施例的半导体微波加热设备的控制方法，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，控制所述微波源模块产生目标功率的微波信号，并基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热的步骤，具体包括：

控制所述微波源模块依次循环采用所述至少一个频率和相位组合中的每个频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节，以对所述食物进行加热。

在该实施例中，通过控制微波源模块依次循环采用确定的每个频率和相位组合来对微波信号的频率和相位进行调节，使得能够保证食物的各个区域都能够得到快速升温，进而提高微波加热设备的烹饪效率。

进一步地，所述的半导体微波加热设备的控制方法还包括：在对所述食物进行加热的过程中，检测所述食物的各个区域的温度；根据所述食物的各个区域的温度，控制所述微波源模块采用所述每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长。

在该实施例中，通过根据食物的各个区域的温度来控制微波源模块采用每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长，使得能够控制微波加热设备对食物的各个区域的加热程度，进而满足用户不同的加热需求，如均匀加热或不同区域加热程度不同。

根据本发明的一个实施例，控制所述微波源模块采用所述每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长的步骤，具体包括：控制所述微波源模块采用任一频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长与所述任一频率和相位组合对应的区域的温度成反相关关系。

在该实施例中，通过控制微波源模块采用任一频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长与任一频率和相位组合对应的区域的温度成反相关关系，使得对于温度较低的区域，能够通过增加加热时长来进行快速升温，而对于温度较高的区域，则可以减少加热时长，进而能够实现对食物的均匀加热。

根据本发明的一个实施例，所述的半导体微波加热设备的控制方法还包括：在基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热预定时长之后，重新确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，并基于重新确定的频率和相位组合对所述食物进行加热。

在该实施例中，当加热预定时长之后，由于食物温度的变化可能导致之前确定的至少一个频率和相位组合不再适用，因此通过重新确定食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，以基于重新确定的频率和相位组合来对食物进行加热，使得微波源模块产生的微波信号的频率和相位能够适应于微波加热设备内的环境变化，进而能够保证微波加热设备的烹饪效果。

根据本发明的一个实施例，在控制所述微波源模块产生目标频率的微波信号的步骤之前，还包括：通过传感器检测所述食物的属性信息；基于检测到的所述食物的属性信息，判断所述食物的种类；根据所述食物的种类，确定所述目标功率的值。

在该实施例中，通过根据传感器检测到的属性信息来判断食物的种类，进而根据食物的种类来确定目标功率的值，使得微波加热设备能够实现自动烹饪，简化了用户的操作。

其中，传感器可以是图像传感器、气味传感器、重量传感器等，食物的属性信息可以是颜色、形状、气味、重量等。

根据本发明的一个实施例，确定所述半导体微波加热设备内的食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合的步骤，具体包括：在控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节的过程中，通过电子视觉装置识别所述食物的表面颜色，并根据所述食物的表面颜色的变化确定所述食物的温度变化，以确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。

在该实施例中，由于食物在加热过程中，其表面颜色的变化不易观察，而表面颜色的变化是与温度的变化相关联的，因此通过电子视觉装置识别食物的表面颜色，以基于食物表面颜色的变化来确定食物的温度变化，使得可以提高对食物温度检测的灵敏度，进而能够准确检测到食物表面的温度变化，从而精确地获取到食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。其中，电子视觉装置是具有图像识别功能且能够识别颜色变化的装置，比如电子视觉装置可以是摄像头等。

根据本发明第二方面的实施例，还提出了一种半导体微波加热设备的控制装置，包括：第一控制单元，用于在接收到加热指令时，控制所述半导体微波加热设备的微波源模块产生预定功率的微波信号；处理单元，用于控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节，以确定所述半导体微波加热设备内的食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合；第二控制单元，用于控制所述微波源模块产生目标功率的微波信号，并基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热。

根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的控制装置，通过在接收到加热指令时，先控制微波源模块产生预定功率的微波信号，并控制微波源模块对微波信号的频率和相位进行调节，使得能够确定食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，进而在微波源模块产生目标功率的微波信号时，能够基于确定的至少一个频率和相位组合来对食物进行加热，保证食物的各个区域均能够得到快速升温，有利于提高微波加热设备的烹饪效率。

其中，半导体微波加热设备可以是半导体微波炉，微波源模块包括了多个微波源，优选地，这多个微波源的工作频率是相同的，并且可以通过这多个微波源的配合来实现对微波信号的相位进行调节。微波源模块产生的预定功率的微波信号优选为较小功率的微波信号，如可以是100W等。

根据本发明的上述实施例的半导体微波加热设备的控制装置，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第二控制单元具体用于：控制所述微波源模块依次循环采用所述至少一个频率和相位组合中的每个频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节，以对所述食物进行加热。

在该实施例中，通过控制微波源模块依次循环采用确定的每个频率和相位组合来对微波信号的频率和相位进行调节，使得能够保证食物的各个区域都能够得到快速升温，进而提高微波加热设备的烹饪效率。

进一步地，所述的半导体微波加热设备的控制装置还包括：第一检测单元，用于在所述食物的加热过程中，检测所述食物的各个区域的温度；所述第二控制单元具体还用于：根据所述食物的各个区域的温度，控制所述微波源模块采用所述每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长。

在该实施例中，通过根据食物的各个区域的温度来控制微波源模块采用每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长，使得能够控制微波加热设备对食物的各个区域的加热程度，进而满足用户不同的加热需求，如均匀加热或不同区域加热程度不同。

根据本发明的一个实施例，所述第二控制单元具体还用于：控制所述微波源模块采用任一频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长与所述任一频率和相位组合对应的区域的温度成反相关关系。

在该实施例中，通过控制微波源模块采用任一频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长与任一频率和相位组合对应的区域的温度成反相关关系，使得对于温度较低的区域，能够通过增加加热时长来进行快速升温，而对于温度较高的区域，则可以减少加热时长，进而能够实现对食物的均匀加热。

根据本发明的一个实施例，所述处理单元还用于：在所述第二控制单元基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热预定时长之后，重新确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，并由所述第二控制单元基于重新确定的频率和相位组合对所述食物进行加热。

在该实施例中，当加热预定时长之后，由于食物温度的变化可能导致之前确定的至少一个频率和相位组合不再适用，因此通过重新确定食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，以基于重新确定的频率和相位组合来对食物进行加热，使得微波源模块产生的微波信号的频率和相位能够适应于微波加热设备内的环境变化，进而能够保证微波加热设备的烹饪效果。

根据本发明的一个实施例，所述的半导体微波加热设备的控制装置还包括：第二检测单元，用于通过传感器检测所述食物的属性信息；确定单元，用于基于所述第二检测单元检测到的所述食物的属性信息，确定所述食物的种类，并根据所述食物的种类，确定所述目标功率的值。

在该实施例中，通过根据传感器检测到的属性信息来判断食物的种类，进而根据食物的种类来确定目标功率的值，使得微波加热设备能够实现自动烹饪，简化了用户的操作。

其中，传感器可以是图像传感器、气味传感器、重量传感器等，食物的属性信息可以是颜色、形状、气味、重量等。

根据本发明的一个实施例，所述处理单元具体用于：在控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节的过程中，通过电子视觉装置识别所述食物的表面颜色，并根据所述食物的表面颜色的变化确定所述食物的温度变化，以确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。

在该实施例中，由于食物在加热过程中，其表面颜色的变化不易观察，而表面颜色的变化是与温度的变化相关联的，因此通过电子视觉装置识别食物的表面颜色，以基于食物表面颜色的变化来确定食物的温度变化，使得可以提高对食物温度检测的灵敏度，进而能够准确检测到食物表面的温度变化，从而精确地获取到食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。

根据本发明第三方面的实施例，还提出了一种半导体微波加热设备，包括：如上述实施例中任一项所述的半导体微波加热设备的控制装置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的第一个实施例的半导体微波加热设备的控制方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的控制装置的示意框图；

图3示出了根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的示意框图；

图4示出了根据本发明的第二个实施例的半导体微波加热设备的控制方法的流程示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的半导体微波加热设备的系统框图；

图6示出了根据本发明的实施例的在半导体微波加热设备的加热室内放置的食物位置示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的第一个实施例的半导体微波加热设备的控制方法的流程示意图。

如图1所示，根据本发明的第一个实施例的半导体微波加热设备的控制方法，包括以下步骤：

步骤S10，在接收到加热指令时，控制所述半导体微波加热设备的微波源模块产生预定功率的微波信号。

其中，半导体微波加热设备的微波源模块包括了多个微波源，优选地，这多个微波源的工作频率是相同的，并且可以通过这多个微波源的配合来实现对微波信号的相位进行调节。微波源模块产生的预定功率的微波信号优选为较小功率的微波信号，如可以是100W等。

步骤S12，控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节，以确定所述半导体微波加热设备内的食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。

在本发明的一个实施例中，步骤S12中确定半导体微波加热设备内的食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合的步骤，具体包括：在控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节的过程中，通过电子视觉装置识别所述食物的表面颜色，并根据所述食物的表面颜色的变化确定所述食物的温度变化，以确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。

在该实施例中，由于食物在加热过程中，其表面颜色的变化不易观察，而表面颜色的变化是与温度的变化相关联的，因此通过电子视觉装置识别食物的表面颜色，以基于食物表面颜色的变化来确定食物的温度变化，使得可以提高对食物温度检测的灵敏度，进而能够准确检测到食物表面的温度变化，从而精确地获取到食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。

步骤S14，控制所述微波源模块产生目标功率的微波信号，并基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热。

在图1所示的技术方案中，通过在接收到加热指令时，先控制微波源模块产生预定功率的微波信号，并控制微波源模块对微波信号的频率和相位进行调节，使得能够确定食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，进而在微波源模块产生目标功率的微波信号时，能够基于确定的至少一个频率和相位组合来对食物进行加热，实现了根据食物的温度分布情况来对微波加热设备内的微波场进行调整，保证食物的各个区域均能够得到快速升温，有利于提高微波加热设备的烹饪效率。

进一步地，在本发明的一个实施例中，图1中所示的步骤S14具体包括：控制所述微波源模块依次循环采用所述至少一个频率和相位组合中的每个频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节，以对所述食物进行加热。

在该实施例中，通过控制微波源模块依次循环采用确定的每个频率和相位组合来对微波信号的频率和相位进行调节，使得能够保证食物的各个区域都能够得到快速升温，进而提高微波加热设备的烹饪效率。

进一步地，所述的半导体微波加热设备的控制方法还包括：在对所述食物进行加热的过程中，检测所述食物的各个区域的温度；根据所述食物的各个区域的温度，控制所述微波源模块采用所述每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长。

在该实施例中，通过根据食物的各个区域的温度来控制微波源模块采用每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长，使得能够控制微波加热设备对食物的各个区域的加热程度，进而满足用户不同的加热需求，如均匀加热或不同区域加热程度不同。

进一步地，控制所述微波源模块采用所述每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长的步骤，具体包括：

控制所述微波源模块采用任一频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长与所述任一频率和相位组合对应的区域的温度成反相关关系。

在该实施例中，通过控制微波源模块采用任一频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长与任一频率和相位组合对应的区域的温度成反相关关系，使得对于温度较低的区域，能够通过增加加热时长来进行快速升温，而对于温度较高的区域，则可以减少加热时长，进而能够实现对食物的均匀加热。

在本发明的一个实施例中，所述的半导体微波加热设备的控制方法还包括：在基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热预定时长之后，重新确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，并基于重新确定的频率和相位组合对所述食物进行加热。

在该实施例中，当加热预定时长之后，由于食物温度的变化可能导致之前确定的至少一个频率和相位组合不再适用，因此通过重新确定食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，以基于重新确定的频率和相位组合来对食物进行加热，使得微波源模块产生的微波信号的频率和相位能够适应于微波加热设备内的环境变化，进而能够保证微波加热设备的烹饪效果。

在本发明的一个实施例中，在控制所述微波源模块产生目标频率的微波信号的步骤之前，还包括：通过传感器检测所述食物的属性信息；基于检测到的所述食物的属性信息，判断所述食物的种类；根据所述食物的种类，确定所述目标功率的值。

在该实施例中，通过根据传感器检测到的属性信息来判断食物的种类，进而根据食物的种类来确定目标功率的值，使得微波加热设备能够实现自动烹饪，简化了用户的操作。

其中，传感器可以是图像传感器、气味传感器、重量传感器等，食物的属性信息可以是颜色、形状、气味、重量等。

图2示出了根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的控制装置的示意框图。

如图2所示，根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的控制装置200，包括：第一控制单元202、处理单元204和第二控制单元206。

其中，第一控制单元202用于在接收到加热指令时，控制所述半导体微波加热设备的微波源模块产生预定功率的微波信号；处理单元204用于控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节，以确定所述半导体微波加热设备内的食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合；第二控制单元206用于控制所述微波源模块产生目标功率的微波信号，并基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热。

具体地，通过在接收到加热指令时，先控制微波源模块产生预定功率的微波信号，并控制微波源模块对微波信号的频率和相位进行调节，使得能够确定食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，进而在微波源模块产生目标功率的微波信号时，能够基于确定的至少一个频率和相位组合来对食物进行加热，保证食物的各个区域均能够得到快速升温，有利于提高微波加热设备的烹饪效率。

其中，半导体微波加热设备的微波源模块包括了多个微波源，优选地，这多个微波源的工作频率是相同的，并且可以通过这多个微波源的配合来实现对微波信号的相位进行调节。微波源模块产生的预定功率的微波信号优选为较小功率的微波信号，如可以是100W等。

进一步地，所述第二控制单元206具体用于：控制所述微波源模块依次循环采用所述至少一个频率和相位组合中的每个频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节，以对所述食物进行加热。

在该实施例中，通过控制微波源模块依次循环采用确定的每个频率和相位组合来对微波信号的频率和相位进行调节，使得能够保证食物的各个区域都能够得到快速升温，进而提高微波加热设备的烹饪效率。

进一步地，所述的半导体微波加热设备的控制装置200还包括：第一检测单元208，用于在所述食物的加热过程中，检测所述食物的各个区域的温度；所述第二控制单元206具体还用于：根据所述食物的各个区域的温度，控制所述微波源模块采用所述每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长。

在该实施例中，通过根据食物的各个区域的温度来控制微波源模块采用每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长，使得能够控制微波加热设备对食物的各个区域的加热程度，进而满足用户不同的加热需求，如均匀加热或不同区域加热程度不同。

进一步地，所述第二控制单元206具体还用于：控制所述微波源模块采用任一频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长与所述任一频率和相位组合对应的区域的温度成反相关关系。

在该实施例中，通过控制微波源模块采用任一频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长与任一频率和相位组合对应的区域的温度成反相关关系，使得对于温度较低的区域，能够通过增加加热时长来进行快速升温，而对于温度较高的区域，则可以减少加热时长，进而能够实现对食物的均匀加热。

在本发明的一个实施例中，上述的处理单元204还用于：在所述第二控制单元206基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热预定时长之后，重新确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，并由所述第二控制单元206基于重新确定的频率和相位组合对所述食物进行加热。

在该实施例中，当加热预定时长之后，由于食物温度的变化可能导致之前确定的至少一个频率和相位组合不再适用，因此通过重新确定食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，以基于重新确定的频率和相位组合来对食物进行加热，使得微波源模块产生的微波信号的频率和相位能够适应于微波加热设备内的环境变化，进而能够保证微波加热设备的烹饪效果。

在本发明的一个实施例中，所述的半导体微波加热设备的控制装置200还包括：第二检测单元210和确定单元212。

其中，第二检测单元210用于通过传感器检测所述食物的属性信息；确定单元212用于基于所述第二检测单元210检测到的所述食物的属性信息，确定所述食物的种类，并根据所述食物的种类，确定所述目标功率的值。

在该实施例中，通过根据传感器检测到的属性信息来判断食物的种类，进而根据食物的种类来确定目标功率的值，使得微波加热设备能够实现自动烹饪，简化了用户的操作。

其中，传感器可以是图像传感器、气味传感器、重量传感器等，食物的属性信息可以是颜色、形状、气味、重量等。

在本发明的一个实施例中，处理单元204具体用于：在控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节的过程中，通过电子视觉装置识别所述食物的表面颜色，并根据所述食物的表面颜色的变化确定所述食物的温度变化，以确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。

在该实施例中，由于食物在加热过程中，其表面颜色的变化不易观察，而表面颜色的变化是与温度的变化相关联的，因此通过电子视觉装置识别食物的表面颜色，以基于食物表面颜色的变化来确定食物的温度变化，使得可以提高对食物温度检测的灵敏度，进而能够准确检测到食物表面的温度变化，从而精确地获取到食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。

图3示出了根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的示意框图。

如图3所示，根据本发明的实施例的半导体微波加热设备300，包括：如图2中所示的半导体微波加热设备的控制装置200。

综上，本发明的技术方案主要是提出了一种具有如下功能的半导体微波加热设备：

1、能够在2.4GHz至2.5GHz内连续调节输出的微波频率，并且能够在-180°至+180°内连续调节相位。

2、具有至少有两个微波源，各个微波源能够工作在相同的频率下(最好由同一微波信号产生模块产生才能做到频率完全相同)。

3、能够检测放置在微波加热设备内的食物种类，如通过图像传感器采集加热室内的图片，进而基于拍摄的图片来确定食物种类。优选地，图像传感器能够分辨颜色的不同。

4、能够检测微波加热设备的入射功率和反射功率。

5、能够连续调节所有微波源的输出功率。

6、能够分析、计算、储存、调用相应的参数(如输出功率、频率、相位、入射功率、反射功率等)。

7、能够根据反射功率的值和入射功率的值来调节微波加热状态(如调节微波的工作频率、相位、功率、通断等)。

由于微波源模块(具有至少有两个微波源)的每一种频率和相位的组合在加热室内都会形成对应的场分布，如果把加热室分成若干区域，每一个区域的电磁场强度会存在差异，当微波信号的相位和频率变化时，各加热室内各区域的电磁场强度也会发生变化。并且，对于同一种或相近的食物来说，电磁场强度较强的区域放置的被加热物的温升更快，而电磁场强度较弱的区域放置的被加热物的温升则较慢。同时，不同的食物有不同的特点，如颜色、形状(大小、边缘曲率等)等，因此可以将食物的特征信息提取出来，并进行存储形成数据库，以便于实现食物种类的自动识别。

基于上述理论基础，本发明提出的半导体微波加热装置的控制方案如图4所示，包括：

步骤402，检测食物种类。

具体地，在图5所示的系统框图中，当半导体微波加热设备通电且放入食物后，电子视觉装置开始不断的对加热室中的食物及食物所在的整个平面进行拍摄，并将拍摄的图片信息传输给控制器。其中，图片信息包括食物的颜色、形状、位置信息(拍摄的图片和食物所在平面是一致的，因此可通过图片中食物的特殊颜色在图片中所处的位置，计算出实际情况中食物相对与整个平面的位置)等。进而控制器根据图片信息中包含的食物颜色、形状(如大小、边缘曲率等)等与预先设置的数据库(由不同种类食物的特征参数组成)进行对比，判断出食物的种类。

此外，也可以通过其它传感器来检测食物的种类，比如气味传感器、重量传感器等。

在检测出食物的种类之后，可以基于食物的种类来确定大功率加热时使用的加热功率的大小。

步骤404，小功率检测出适合不同区域加热的频率和相位组合。

具体地，在加热初始阶段，控制器控制微波源使用较小功率(如100瓦)测试在每一个频率和相位组合下，食物的哪些区域温升较快(食物在加热过程中，表面的颜色会发生变化，在分辨率足够高的情况下，可以使用电子视觉装置来分辨温度的变化)，进而将特定的频率和相位组合与在使用此频率和相位组合时食物上温升高的区域进行对应。

步骤406，使用检测出的各种频率和相位组合进行大功率加热。

具体地，控制器可以根据食物的大小，将食物划分为多个区域，并计算出每一个区域的位置信息(如计算出每个区域的中心位置信息)。通过位置信息确定对此位置加热时温升较快(热点在此位置的组合)的频率和相位组合，并用这些组合来进行大功率加热。具体可以是使用确定的频率和相位组合依次循环进行加热。

步骤408，在加热过程中，若控制器分析出某个区域的温度较低，则增加此区域对应的温升较快的频率和相位组合的工作时长，以使此区域的温升更快，实现负载的均匀加热。

当然，也可以通过对不同频率和相位组合的使用时长的控制来实现不同区域存在一定温差的加热。

以下以具体的实施例进一步说明本发明的技术方案：

如图6所示为在半导体微波加热设备的加热室内放置4个土豆的位置示意图。当放入土豆且系统通电后，电子视觉装置(如摄像头)对微波加热设备的底板进行拍摄。控制器对拍摄的图像信息进行分析(如通过图像识别算法对拍摄的图像进行分析)，可以检测到食物的颜色为土黄色、形状为卵圆或长圆形，直径在3～10厘米之间，边缘为圆滑的弧形，进而可以判断出放置的食物种类是土豆。

在加热过程中，首先使用小功率测试在不同频率相位组合下4个土豆的温升情况。土豆随着温度升高，表面的温度会有细微的变化，使用高分辨率的摄像设备来分辨土豆表面的色度变化，然后根据预存在存储器中的土豆色度与温度对应关系，判断出土豆的温度。

假设确定了A、B、C、D四种频率和相位的组合，这四种频率和相位的组合分别会使图6中的所示的1、2、3、4位置上的土豆的温升较高。进而可以轮流使用A、B、C、D四种频率和相位组合来进行大功率加热。在加热过程中，若发现某个位置上的土豆的温度较低，则增加该位置对应的频率和相位组合的工作时长，以使这四个位置上的土豆的温度保持相对一致，实现均匀加热。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的半导体微波加热设备的控制方案，可以根据食物的温度分布情况来对微波加热设备内的微波场进行调整，保证了食物的各个区域均能够得到快速升温，有利于提高微波加热设备的烹饪效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种半导体微波加热设备的控制方法，其特征在于，包括：

在接收到加热指令时，控制所述半导体微波加热设备的微波源模块产生预定功率的微波信号；

控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节，以确定所述半导体微波加热设备内的食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合；

控制所述微波源模块产生目标功率的微波信号，并基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热；

所述控制所述微波源模块产生目标功率的微波信号，并基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热的步骤，具体包括：

控制所述微波源模块依次循环采用所述至少一个频率和相位组合中的每个频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节，以对所述食物进行加热。

2.根据权利要求1所述的半导体微波加热设备的控制方法，其特征在于，还包括：

在对所述食物进行加热的过程中，检测所述食物的各个区域的温度；

根据所述食物的各个区域的温度，控制所述微波源模块采用所述每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长。

3.根据权利要求2所述的半导体微波加热设备的控制方法，其特征在于，控制所述微波源模块采用所述每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长的步骤，具体包括：

控制所述微波源模块采用任一频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长与所述任一频率和相位组合对应的区域的温度成反相关关系。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体微波加热设备的控制方法，其特征在于，还包括：

在基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热预定时长之后，重新确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，并基于重新确定的频率和相位组合对所述食物进行加热。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体微波加热设备的控制方法，其特征在于，在控制所述微波源模块产生目标频率的微波信号的步骤之前，还包括：

通过传感器检测所述食物的属性信息；

基于检测到的所述食物的属性信息，判断所述食物的种类；

根据所述食物的种类，确定所述目标功率的值。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体微波加热设备的控制方法，其特征在于，确定所述半导体微波加热设备内的食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合的步骤，具体包括：

在控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节的过程中，通过电子视觉装置识别所述食物的表面颜色，并根据所述食物的表面颜色的变化确定所述食物的温度变化，以确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。

7.一种半导体微波加热设备的控制装置，其特征在于，包括：

第一控制单元，用于在接收到加热指令时，控制所述半导体微波加热设备的微波源模块产生预定功率的微波信号；

处理单元，用于控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节，以确定所述半导体微波加热设备内的食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合；

第二控制单元，用于控制所述微波源模块产生目标功率的微波信号，并基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热；

所述第二控制单元具体用于：

控制所述微波源模块依次循环采用所述至少一个频率和相位组合中的每个频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节，以对所述食物进行加热。

8.根据权利要求7所述的半导体微波加热设备的控制装置，其特征在于，还包括：第一检测单元，用于在所述食物的加热过程中，检测所述食物的各个区域的温度；

所述第二控制单元具体还用于：根据所述食物的各个区域的温度，控制所述微波源模块采用所述每个频率和相位组合对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长。

9.根据权利要求8所述的半导体微波加热设备的控制装置，其特征在于，所述第二控制单元具体还用于：

控制所述微波源模块采用任一频率和相位组合来对产生的微波信号的频率和相位进行调节的时长与所述任一频率和相位组合对应的区域的温度成反相关关系。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的半导体微波加热设备的控制装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

在所述第二控制单元基于确定的至少一个频率和相位组合对所述食物进行加热预定时长之后，重新确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合，并由所述第二控制单元基于重新确定的频率和相位组合对所述食物进行加热。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的半导体微波加热设备的控制装置，其特征在于，还包括：

第二检测单元，用于通过传感器检测所述食物的属性信息；

确定单元，用于基于所述第二检测单元检测到的所述食物的属性信息，确定所述食物的种类，并根据所述食物的种类，确定所述目标功率的值。

12.根据权利要求7至9中任一项所述的半导体微波加热设备的控制装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：

在控制所述微波源模块对所述微波信号的频率和相位进行调节的过程中，通过电子视觉装置识别所述食物的表面颜色，并根据所述食物的表面颜色的变化确定所述食物的温度变化，以确定所述食物的各个区域在温升速率高于预定值时对应的微波信号的频率和相位组合。

13.一种半导体微波加热设备，其特征在于，包括：如权利要求7至12中任一项所述的半导体微波加热设备的控制装置。