CN111801986B - 烹饪器具中的功率密度射线操纵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了若干实施方案,该实施方案包括一种烹饪器具。该烹饪器具可以包括加热系统。该加热系统可以包括能够将无线能量发射到烹饪腔室中的一个或多个加热元件。烹饪器具还可以包括控制系统。该控制系统可以选择可量化的烹饪结果,并驱动加热系统以实现此类烹饪结果。在至少一种操作模式中,控制系统可以增加功率密度而不管外部功率源的功率汲取限值。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年7月9日提交的标题为“Power Density EmissionManipulation in a Cooking Instrument”的美国临时专利申请号62/695,755和2017年11月6日提交的名称为“Spectral Power Distribution Configurable CookingInstrument”的美国临时专利申请号62/582,265的优先权权益,这两篇临时专利申请据此全文以引用方式并入。
技术领域
各种实施方案涉及烹饪器具,诸如烤箱。
背景技术
烹饪艺术仍然保持作为一种“艺术”,这至少部分是由于食品行业无法帮助厨师系统地制备有价值的菜肴。为制作一顿丰盛的正餐,厨师通常必须使用多种烹饪器具,了解烹饪器具的加热方式,并且在整个烹饪过程中基于厨师对目标食品的进展(例如,由于烹饪/加热引起的转换)的观察来做出动态决策。因此,虽然可以将一些低端膳食(例如,可微波处理的膳食)进行微波处理或快速制备(例如,方便面),但传统上真正复杂的膳食(例如,牛排、烤肉串、精致甜点等)却不能使用常规烹饪器具自动系统地制备。行业中尚未能够创造出一种能够以精确、快速且无需不必要的人工干预的方式自动且稳定地制备复杂膳食的智能烹饪器具。
附图说明
图1为根据各种实施方案的烹饪器具的透视图的结构图。
图2为示出根据各种实施方案的烹饪器具的物理部件的框图。
图3为示出根据各种实施方案的烹饪器具的功能部件的框图。
图4为示出根据各种实施方案的操作烹饪器具以烹饪食品的方法的流程图。
图5A为根据各种实施方案的烹饪器具的第一示例的横截面前视图。
图5B为根据各种实施方案的沿线A-A'的图5A的烹饪器具的横截面顶视图。
图5C为根据各种实施方案的沿线B-B'的图5A的烹饪器具的横截面顶视图。
图5D为根据各种实施方案的细丝组件中的一个的示例性横截面。
图6为示出根据各种实施方案的操作烹饪器具的方法的流程图。
图7为示出根据各种实施方案的烹饪器具的功率源的电气连接的简化电路图。
图8为示出使用驱动加热元件的未调制方法的加热元件随时间推移的温度迹线的曲线图。
图9为示出根据各种实施方案的使用驱动加热元件的脉冲调制方法的加热元件随时间推移的温度迹线的曲线图。
图10A为示出根据各种实施方案的与光管对准的加热元件的横截面图。
图10B为示出根据各种实施方案的与衍射元件对准的加热元件的横截面图。
图10C为示出根据各种实施方案的与聚焦装置对准的加热元件的横截面图。
图10D为示出根据各种实施方案的与反射器装置对准的加热元件的横截面图。
图11为示出根据各种实施方案的烹饪平台如何能够从加热元件捕获更多功率并且然后将其重新引导到与食品目标接触的较小区域的示例的热流图。
图12为根据各种实施方案的具有定向细丝涂层的加热元件的横截面图。
图13为根据各种实施方案的具有用于限制加热系统的暴露区域的机械运动组件的烹饪器具的横截面图。
图14为根据各种实施方案的具有与加热元件对准的双层反射器的加热元件的示例的横截面图。
图15为示出根据各种实施方案的具有再辐射器的加热元件的示例的横截面图。
图16A为根据各种实施方案的具有反射器的加热元件的示例的横截面图,该反射器具有空气导管结构以将经加热的空气的对流气流引导至食品。
图16B为烹饪平台上方的反射器的侧面透视图。
图17A为根据各种实施方案的经由环钩结构固定到烹饪腔室的反射器的示例的侧视图。
图17B为根据各种实施方案的固定到烹饪腔室的反射器的示例的横截面图。
图17C为根据各种实施方案的内置在烹饪腔室中的反射器的底部透视图。
图18为根据各种实施方案的烹饪器具的横截面图,其中反射器与烹饪腔室成一体。
图19A为根据各种实施方案的具有用于细丝组件的反射器的烹饪器具的横截面图,该反射器具有导热结构以便于将热量传递到烹饪平台的表面。
图19B为图19A的烹饪平台的顶视图。
图20为根据各种实施方案的具有气流出口的加热元件的横截面图。
附图仅出于说明的目的描绘了本公开的各种实施方案。本领域的技术人员将从以下讨论中容易地认识到,在不脱离本文所述实施方案的原理的情况下,可以采用本文所示的结构和方法的替代实施方案。
具体实施方式
常规烤箱利用单一设置在一时间段内在其腔室内烹饪食品。用此类烤箱烹饪复杂的菜肴(例如,具有多种成分)受到如何将所有成分作为整体一起烹饪好的限制,或者需要在烤箱中一次仅烹饪成分的一部分。公开了一种烹饪器具,该烹饪器具能够在烹饪腔室中施加局部烹饪,能够操纵对食品施加局部烹饪的方式(例如,对流、烧烤、接触加热、直接无线加热等),能够以快速的反应时间打开和关闭加热装置,能够调节加热的时间分布(例如,形成热量施加的脉冲串),并且能够调整每个局部施加和/或每个短暂脉冲串的功率密度,或它们的任何组合。烹饪器具的加热系统可发射电磁波。在电磁波基本穿透食品的情况下,本文的功率密度可以表示每单位体积到目标体积的食品的功率量(能量传递的时间速率),以实现可量化的烹饪结果。在电磁波基本被食品表面吸收的情况下,功率密度可以表示表面功率密度,其是每单位面积(例如,跨目标食品的目标表面)的功率。在电磁波在空气中传播的情况下,本文的功率密度可以表示如果将食品表面移到该位置,则每单位面积(例如,跨目标食品的目标表面)的功率。目标表面可以是三维表面或二维表面。在一个示例中,烹饪器具可以利用加热系统产生可被烹饪平台吸收的电磁射线,并使用来自烹饪平台的热传导来加热食品。在这种情况下,来自加热系统的功率密度可以是烹饪平台的二维表面。
本发明公开了若干实施方案,所述实施方案包括一种烹饪器具。所述烹饪器具可以包括加热系统。加热系统可以包括能够将无线能量(例如,电磁射线)发射到烹饪腔室中的一个或多个加热元件。所述烹饪器具还可以包括控制系统。控制系统可以可选地基于测量结果来确定用于驱动加热系统的加热顺序。然后,所述控制系统可以执行所述加热序列。加热序列可以包括用于基于能由控制系统检测到的触发事件、趋势、分布或功能来调整从加热系统中的加热元件发射的无线波的频谱功率分布的指令。控制系统可以通过生成到功率源或加热系统的控制信号以调制提供给加热元件的功率来调整频谱功率分布。频谱功率分布可以是加热元件温度的函数。通过将加热元件的温度驱动到目标范围并通过适当的电功率施加将温度维持在目标范围内,烹饪器具可以调整加热元件的频谱功率分布。
如果烹饪器具能够精确地控制其输出功率密度、输出功率谱、到目标食品的功率传递路径以及热量在食品内的移动方式,则可以产生期望的烹饪结果。然而,可通过烹饪器具的电力供应来限制烹饪器具的加热系统可用的总功率量。为了实现期望的烹饪结果,烹饪器具必须使用有限的可用源功率来产生高功率密度。在一些情况下,有限的可用源功率表示来自外部功率源的有限的可用电流或电压。这可以通过以下方式来实现:选择一种功率传递路径,与另一种功率传递路径相比,该功率传递路径将从加热系统提供的功率的更多部分传递到食品;管理加热系统中的一个或多个加热元件的温度;机械地移动加热系统的至少一部分;机械地移动食品的至少一部分;在食品、烹饪平台或腔室中引起特定的温度分布;或它们的任何组合。
在一些实施方案中,烹饪器具通过使用光学元件来实现这一点,这些光学元件集中、聚焦或改变功率的均匀性,限制(例如,烹饪腔室内的食品的)暴露于由烹饪器具的加热系统产生的无线电磁功率的区域。在本公开中,光学元件包括改变无线电磁射线(诸如电磁射线的强度、方向和/或频谱分布)的无源、有源或动态结构或装置。例如,光学元件可以包括聚焦装置(例如,能够聚集电磁波的装置)、反射器、衍射元件、光管、其他电磁波/光弯曲技术或它们的任何组合。在一些实施方案中,烹饪器具可以通过将电功率的分布调整到仅总可用能量发射分量的一部分或仅总可用能量发射区域的一部分来实现食品所需的高功率密度。在一些实施方案中,烹饪器具可以通过将加热系统的至少一部分移向食品或通过将食品的至少一部分移向加热系统来实现食品所需的高功率密度。
一种使功率最大程度地转换为可用于烹饪的功率的方法是制造在需要施加热量的区域的方向上具有高发射率而在其他方向上具有低发射率的加热元件。这可以利用加热元件的细丝(例如,利用细丝上的不同材料涂层)或利用光学部件(诸如反射器、聚焦装置等)来实现。
施加高功率密度有时不足以实现期望的烹饪结果,因为连续施加高功率密度烹饪可对目标食品产生干燥效果。因此,有利的是,烹饪器具在其源功率的给定限制下实现最大辐射输出时驱动其加热系统具有尽可能快的反应时间,并且在驱动功率停止时能够尽可能快地恢复到低温。
限制暴露或聚焦的区域以实现高功率密度有时具有垂直于食品表面的空间不均匀性的问题(例如,因此产生关于距加热元件的表面距离的变化的所施加功率的大变化)。当垂直于食品表面的电磁射线是均匀的时,食品厚度的变化将对控制系统所使用的配方/加热序列影响最小。在一些实施方案中,烹饪器具有利地产生无线电磁功率的空间均匀射线以烹饪目标食品。在一些实施方案中,烹饪器具经由能够弯曲无线电磁射线的光学元件实现其射线的空间均匀性。
在实现高功率密度时,在食品表面上的不同位置处可能出现不均匀性。平行于表面的功率密度的快速空间变化会产生热点和表面烹饪质量的不均匀性。在一些实施方案中,烹饪器具可以通过利用多于一个的加热元件来烹饪同一目标食品来实现空间均匀性。在其他实施方案中,烹饪器具经由能够弯曲无线电磁射线的光学元件实现空间均匀性。
当使用高功率密度烹饪时要考虑的另一方面是,为了在食品上实现某些化学反应或表面质量,仅对烹饪的一小部分产生高功率可能是有利的。在一些实施方案中,烹饪器具产生高功率电磁波的短脉冲串,其被局部化并且恢复为在烹饪的其他阶段中生成较低功率的电磁波。在一些实施方案中,烹饪器具具有一个或多个加热元件,该一个或多个加热元件从随时间推移而增大的表面区域自然地发射。例如,一些细丝可能要等到足够热时才开始发射电磁波。因此,在那些实施方案中,加热系统可以首先加热细丝的一部分,其随时间推移缓慢地加热细丝的其他部分以开始发射。
当使用高功率密度烹饪时要考虑的又一个方面是,当向食品施加电磁功率时,施加到食品的一些能量可能会产生不期望的影响,诸如燃烧或干燥食品。在若干实施方案中,烹饪器具有利地提供了控制系统,该控制系统能够在空间和/或时间上管理电磁功率的施加,以最小化这些干燥/燃烧效果,并最大化与达到期望的烹饪结果相关联的效果。
图1为根据各种实施方案的烹饪器具100的透视图的结构图。烹饪器具100可以包括具有门106的腔室102。至少一个烹饪平台110被设置在腔室102内。烹饪平台110可以是托盘、架或它们的任何组合。
烹饪器具100可以包括加热系统(图1中未标记)。加热系统可以包括一个或多个加热元件114(例如,加热元件114A、加热元件114B等,统称为“加热元件114”)。腔室102可以衬有加热元件114。每个加热元件114可以包括波长可控的细丝组件。该波长可控的细丝组件能够响应于来自烹饪器具100的计算设备(未示出)的命令而独立地调整发射频谱功率分布(因此也调整峰值频率和峰值波长)、发射功率和/或发射信号图案。
在若干实施方案中,腔室102是无窗的。即,当门106关闭时,包括门106的腔室102被完全封闭而没有任何透明(和/或半透明)部分。例如,当门106关闭时,腔室102可以被密封在金属外壳内(例如,与腔室102的外部隔热)。相机118可以被附接到腔室102的内部。在一些实施方案中,相机118被附接到门106。例如,如图所示,当门106关闭时,相机118可以向内朝向腔室102的内部,并且当门106打开时可以朝上。在一些实施方案中,相机118安装在腔室102的天花板(例如,顶部内表面)上。相机118可以被附接到门106或在腔室102的天花板上邻近(例如,在三英寸之内)门106,使得能够容易清洁、方便扫描标签、保持私密性、避免热损坏等。
在一些实施方案中,每个加热元件114在腔室中的一个或多个位置处包括一个或多个波长可控的细丝组件。在一些实施方案中,一个或多个波长可控的细丝组件中的每一个能够独立地调整其发射频谱功率分布(例如,峰值发射频率)和/或其发射功率。例如,可以在宽频带范围内(例如,从20太赫兹到300太赫兹)调谐波长可控细丝组件的峰值发射频率。不同的频率可以对应于用于加热食品物质、烹饪平台110或腔室102内的其他物品和/或烹饪器具100的多个部分的不同的穿透深度。
可以通过使用与加热细丝本身的热惯性相比相对较快地打开和关闭的类似快速切换脉冲宽度调制(PWM)或类似相位切割的电子器件来控制加热元件114具有变化的功率。峰值发射频率的变化可以与递送到加热元件中的功率量直接相关。功率越大,峰值发射频率越高。在一些情况下,烹饪器具100可以通过启动更多的加热元件来保持功率恒定,同时降低峰值发射频率,每个加热元件的功率较低。烹饪器具100可以独立地控制细丝组件的峰值发射频率并且通过分别驱动这些细丝组件来对其供电。
在一些实施方案中,针对每个单独的加热元件使用最大功率以实现最高发射频率是具有挑战性的,因为AC功率源可能不足以提供功率消耗(例如,因为它将使保险丝熔断)。在一些实施方案中,这通过以最大功率顺序驱动每个单独的加热元件而不是以降低的功率并行驱动它们来解决。通过将顺序驱动和并行驱动相结合,可以实现中间峰值发射频率。
在一些实施方案中,相机118包括用于将热图像提供给计算设备作为对动态加热序列(例如,热调整算法)的反馈的红外传感器。在一些实施方案中,烹饪器具100包括多个相机。在一些实施方案中,相机118包括保护壳体。在一些实施方案中,加热元件114和相机118被设置在腔室102中,使得相机118不直接在任何成对的加热元件之间。例如,加热元件114可以沿垂直于门106的两个竖直壁设置。加热元件114可以是在竖直壁上水平地延伸并且垂直于门106的石英管(例如,其中具有加热细丝)。
在一些实施方案中,显示器122被附接到门106。在一些实施方案中,显示器122被附接到腔室102的向外表面而不是门106(如图所示)。显示器122可以是触摸屏显示器。显示器122可以在门106的与相机118相反的一侧上附接到腔室102的外部。显示器122可以被配置为显示由相机118捕获和/或从该相机流传输的腔室内部的实时图像或实时视频。
图2是示出根据各种实施方案的烹饪器具200(例如,烹饪器具100)的物理部件的框图。烹饪器具200可以包括功率源202、计算设备206、操作存储器210、永久存储器214、具有一个或多个加热元件(例如,加热元件218A、加热元件218B等,统称为“加热元件218”)的加热系统216、冷却系统220、相机222(例如,相机118)、网络接口226、显示器230(例如,显示器122)、输入部件234、输出部件238、光源242、麦克风244、一个或多个环境传感器246、腔室温度计250、温度探头254或它们的任何组合。加热元件218可以是加热元件114。在一些实施方案中,每个加热元件218是可单独调谐的(例如,通过计算设备206)以独立于其他加热元件改变其发射频谱功率分布。
计算设备206例如可以是控制电路。计算设备206用作烹饪器具200的控制系统。控制电路可以是专用集成电路或具有由存储在操作存储器210和/或永久存储器214中的可执行指令配置的通用处理器的电路。计算设备206可以控制烹饪器具200的物理部件和/或功能部件的全部或至少子集。
功率源202提供操作烹饪器具200的物理部件所需的功率。例如,功率源202可以将交流(AC)功率转换为用于物理部件的直流(DC)功率。在一些实施方案中,功率源202可以使第一动力总成运行至加热元件218,并且使第二动力总成运行至其他部件。在一些情况下,第一动力总成是AC动力总成,第二动力总成是DC动力总成。
计算设备206可以控制加热元件218的峰值波长和/或频谱功率分布(例如,跨不同的波长)。计算设备206可以实现各种功能部件(例如,参见图3)以促进烹饪器具200的操作(例如,自动化或半自动化操作)。例如,永久存储器214可以存储一个或多个烹饪配方。每个烹饪配方可以包括一个或多个加热序列,所述一个或多个加热序列包含用于驱动加热元件218的可执行指令(例如,可由计算设备206执行)。操作存储器210可以提供运行时存储器以执行计算设备206的功能部件。在一些实施方案中,永久存储器214和/或操作存储器210可以存储由相机222捕获的图像文件或视频文件。
加热元件218可以是波长可控的(例如,能够改变其频谱功率分布)。例如,加热元件218可以包括石英管,每个石英管包封一个或多个加热细丝。在各种实施方案中,石英管的朝向腔室壁而不是腔室内部的一侧涂覆有耐热涂层。加热细丝的工作温度可能极高。因此,冷却系统220可以提供冷却(例如,对流或其他方式)以防止耐热涂层熔化或汽化。
加热元件218可以分别包括细丝驱动器(例如,分别为细丝驱动器224A和细丝驱动器224B,统称为“细丝驱动器224”)、细丝组件(例如,分别为细丝组件228A和细丝组件228B,统称为“细丝组件228B”)和安全壳(例如,分别为安全壳232A和安全壳232B,统称为“安全壳232”)。例如,每个加热元件可以包括由安全壳容纳的细丝组件。细丝组件可以由细丝驱动器驱动。继而,细丝驱动器可以由计算设备206控制。例如,计算设备206可以指示用于向细丝驱动器提供设定量的功率的功率源202。继而,计算设备206可以指示细丝驱动器驱动细丝组件以生成具有一个或多个所选择的峰值波长和/或定义频谱功率分布类型的其他特定特性的电磁波(即,无线电磁能的形式)。
相机222在烹饪器具200的操作中起到各种功能。例如,尽管烹饪器具200是无窗的,但是相机222和显示器230可以一起向腔室内部提供虚拟窗。相机222可以充当食品包装标签扫描仪,该食品包装标签扫描仪通过识别食品包装的机器可读光学标签来配置烹饪器具200。在一些实施方案中,相机222可以使计算设备206能够在执行烹饪配方时使用光学反馈。在若干实施方案中,光源242可以照亮烹饪器具200的内部,使得相机222可以清楚地捕获其中的食品物质的图像。
网络接口226使计算设备206能够与外部计算设备通信。例如,网络接口226可以启用Wi-Fi或蓝牙。用户设备可以经由网络接口226直接与计算设备206连接,或者经由路由器或其他网络设备间接与该计算设备连接。网络接口226可以将计算设备206连接到具有互联网连接的外部设备,诸如路由器或蜂窝设备。继而,计算设备206可以通过互联网连接访问云服务。在一些实施方案中,网络接口226可以提供对互联网的蜂窝访问。
显示器230、输入部件234和输出部件238使用户能够直接与计算设备206的功能部件交互。例如,显示器230可以呈现来自相机222的图像。显示器230还可以呈现由计算设备206实现的控制界面。输入部件234可以是覆盖有显示器230的触摸面板(例如,统称为触摸屏显示器)。在一些实施方案中,输入部件234是一个或多个机械设备(例如,按钮、拨盘、开关或它们的任何组合)。在一些实施方案中,输出部件238是显示器230。在一些实施方案中,输出部件238是扬声器或一个或多个外部灯。
在一些实施方案中,烹饪器具200包括麦克风244和/或一个或多个环境传感器246。例如,计算设备206可以利用来自麦克风244的音频信号(类似于来自相机222的图像)作为动态反馈,以根据热调节算法(例如,动态加热序列的一部分)实时地调整对加热元件218的控制。在一个示例中,计算设备206可以检测指示火灾警报、烟雾警报、爆米花弹出或它们的任何组合的音频信号。例如,计算设备206可以根据检测到的音频信号来调整加热系统216,诸如响应于检测到警报或者响应于检测到随后静音/低噪声的一系列爆米花噪声而关断加热元件218。环境传感器246可以包括压力传感器、湿度传感器、烟雾传感器、污染物传感器或它们的任何组合。计算设备206还可以利用环境传感器246的输出作为动态反馈,以根据加热序列指令(例如,热调整算法)实时地调整对加热元件218的控制。
在一些实施方案中,烹饪器具200包括腔室温度计250、温度探头254、烹饪平台温度传感器264、附件传感器接口266或它们的任何组合。烹饪平台温度传感器264可以测量烹饪平台(例如,烹饪平台110)上的一个或多个区的温度。烹饪平台温度传感器264可以被嵌入或附接到烹饪平台。附件传感器接口266可以是能够接收来自烹饪器具200的附件的传感器信号的有线或无线接口。例如,附件(未示出)可以包括温度传感器,该温度传感器将在附件处经历的温度报告给计算设备206。例如,计算设备206可以利用来自腔室温度计250、温度探头254、烹饪平台温度传感器264、附件传感器接口266或它们的任何组合的温度读数作为动态反馈,以根据热调整算法实时地调整对加热元件218的控制。温度探头254可以适于插入要由烹饪器具200烹饪的食品中。计算设备206还可以利用温度探头254的输出作为动态反馈,以根据热调整算法实时地调整对加热元件218的控制。例如,烹饪配方的热调整算法可以指示食品应根据烹饪配方在预设温度下加热预设量的时间。
在一些实施方案中,冷却系统220包括用于混合或移动空气的一个或多个装置。空气可以在腔室内、烤箱内或烤箱与外部环境之间移动。在一些情况下,冷却系统220可以包括排气口,该排气口将空气移动到烹饪腔室的外部。在一些实施方案中,对流风扇可以使空气跨食品表面移动,以促进烹饪。在一些实施方案中,风扇可以使空气跨加热元件、腔室表面或烹饪平台移动,以促进烹饪均匀性或加速使烤箱达到平衡。在一些实施方案中,可以使空气在烤箱的外部环境与内部之间移动,以冷却烤箱,增强配方控制,降低烤箱表面温度,防止受伤,并将气体和颗粒样品传输到传感器。
示例性实施方式
在一些示例性实施方式中,加热系统216包括至少一个能够将无线能量发射到烹饪腔室(例如,烹饪腔室102)中的可调式加热元件(例如,加热元件218中的一个)。为了开始烹饪食品的过程,计算设备206(例如,烹饪器具200的控制系统)可以首先确定(例如,识别、选择或推断)食品物质或食品烹饪配方。例如,计算设备206可以确定食品物质是正处于烹饪腔室中还是打算放在烹饪腔室中。可以通过图像识别(例如,使用相机222捕获的数据)、用户输入(例如,使用来自网络接口226和/或输入部件234的数据)、语音识别(例如,使用麦克风244捕获的数据)或它们的任何组合来确定食品物质。
计算设备206可以被配置为基于食品物质或食品烹饪配方的标识来生成加热序列以驱动加热系统216。例如,加热序列包括或参考参数以确定如何根据目标频谱功率分布将功率提供给可调式加热元件以使可调式加热元件发射热量。当生成加热序列时,可以选择目标频谱功率分布以匹配食品物质或用于烹饪食品物质的中间烹饪介质(例如,空气、烹饪平台/托盘、食品物质周围的水等)的吸收频谱。
在一些情况下,计算设备206可以基于计算设备206对食品物质的识别来选择食品烹饪配方。在一些情况下,计算设备206可以响应于接收到食品烹饪配方的用户选择来推断对要烹饪的某种类型的食品物质的期望。在一些情况下,计算设备206被配置为既不利用食品物质的识别也不利用对期望要烹饪的食品物质的推断期望来生成加热序列。
计算设备206可以被配置为检测由一种或多种食品烹饪配方的一种或多种加热序列指示或指定的触发事件。触发可以包括测量结果越过阈值、测量结果的时间序列符合某个标准、时间的流逝、感测到的功率施加或这些的组合。例如,加热序列的逻辑可以包括用于响应于计算设备206检测到特定触发事件来调整从可调式加热元件发射的无线能量的频谱功率分布的指令。在启动加热序列之后,计算设备206开始监视对触发事件的检测。响应于检测到触发事件,计算设备206可以配置加热系统以调整从可调式加热元件发射的无线能量的频谱功率分布。在一些实施方案中,加热序列包括用于基于能由计算设备206检测到的触发事件同时调整分别从加热系统216中的多个加热元件218发射的无线波的多个频谱功率分布的指令。在一些情况下,该指令可以将目标频谱功率分布指定为与触发事件中的一个相对应。在一些情况下,该指令可以将与目标频谱功率分布相关联的目标对象类别(例如,由食料形状、食料尺寸、食料材料或它们的任何组合定义)指定为与触发事件中的一个相对应。
在一些实施方案中,永久存储器214存储将目标对象类别(例如,由材料、尺寸、形状的定义)分别与波长特定配置(例如,与目标频谱功率分布和/或如何将频谱功率分布调整为目标频谱功率分布相关联的每个波长特定配置)相关联的逻辑函数或数据库。加热序列中的指令可以引用逻辑函数或数据库,以识别与目标频谱功率分布相关联的波长特定配置。波长特定配置可以与将计算设备206配置为向加热系统216发送控制信号的一个或多个参数的集合相关联。控制信号可以于与指示从可调式加热元件发射的波的目标频谱功率分布的特性相对应。
波长特定配置可以与烹饪腔室中或是烹饪腔室的一部分的一种或多种材料的一个或多个吸收波长、透射波长或反射波长相关联。例如,材料可以包括食品、玻璃、金属、空气或它们的任何组合。计算设备206可以被配置为确定目标食品类别(例如,用户指定的、配方指定的或图像传感器识别的)或目标中间烹饪介质在目标对象类别中,并且根据永久存储器214中的数据库,根据与目标对象类别相关联的波长特定配置来驱动可调式加热元件。在一些实施方案中,目标对象类别的吸收率特性允许多个波长特定配置。在那些实施方案中,计算设备206可以选择单个波长特定配置,以基于目标对象类别的一个或多个吸收率带对可用功率密度(例如,烹饪速度)进行优化。
在一些实施方案中,除了调整频谱功率分布之外,加热序列还可以包括用于调整从可调式加热元件发射的无线能量的强度、持续时间、脉冲图案或它们的任何组合的指令。指令的执行可以是动态的或顺序定时的。即,触发事件可以是基于时间的事件、建模或模拟事件、由神经网络触发的事件、用户指示的事件或传感器数据指示的事件。
在各种实施方案中,通过调制提供给可调式加热元件的功率以将可调式加热元件的温度调谐到特定范围来调整从可调式加热元件发射的波的频谱功率分布。在一些实施方案中,功率源202适于根据来自计算设备206的指令向可调式加热元件供应电功率。功率源202可以从AC壁装插座汲取功率。例如,功率源202可以包括适于与壁装插座连接的AC功率插头。在一些实施方案中,功率源202向可调式加热元件提供电功率的脉冲调制或相位击发控制。例如,脉冲调制的电功率可以是调制的DC功率或整流的半周期AC功率。
在一些情况下,计算设备206可以通过调整功率源202向可调式加热元件供应功率的持续时间来调整可调式加热元件的频谱功率分布。例如,永久存储器214可以存储驱动器参数。驱动器参数可以与目标频谱功率分布或其至少一个特性相关联。驱动器参数可以与作为时间的函数的频谱功率分布的变化相关联,该时间是可调式加热元件连续开启而没有实质性停顿的时间(例如,构成“实质性停顿”的持续时间也可以被存储为参数)。计算设备206可以基于驱动器参数和可调式加热元件已被连续开启的已知时间来调整持续时间。或者,驱动器参数可以与作为可调式加热元件的工作核心温度的函数变化的频谱功率分布的变化相关联。计算设备206可以基于驱动器参数和可调式加热元件的已知工作核心温度来调整持续时间。由驱动器参数表示的功能有利地使计算设备206能够调谐从单个加热元件发射的频谱功率分布。所施加的功率占空比与已知的物理特性相结合可以用于估计可调式加热元件的工作核心温度,因为每当可调式加热元件连接到电功率,温度都会随时间推移增加,直到达到平衡温度。平衡是当温度耗散与温度增加基本上相等并且相反时。图8的曲线图中示出了这种效应。
在一些实施方案中,功率源202包括能够接通或关断到可调式加热元件的功率的功率控制机构。在一些实施方案中,功率控制机构是二进制功率开关。在一些实施方案中,功率控制机构提供多于两种的功率连接状态,诸如关断状态、最大功率状态和一个或多个减小功率状态。在这些实施方案中,计算设备206被配置为通过使用功率控制机构的脉冲调制(例如,根据从控制系统到功率控制机构的控制信号)将可调式加热元件的频谱功率分布调整为目标频谱功率分布。例如,计算设备206可以对功率控制机构进行脉冲调制,直到达到可调式加热元件的目标核心温度。永久存储器214可以存储目标频谱功率分布与目标核心温度之间的关联,使得计算设备206可以确定它们在加热系统216的操作期间彼此相对应。永久存储器214可以存储脉冲调制配置(例如,脉冲频率、脉冲宽度/占空比、脉冲强度或它们的任何组合)与目标频谱功率分布之间的关联。
计算设备206可以被配置为当可调式加热元件的估计工作温度高于阈值温度时、当功率控制机构已经处于特定状态超过阈值持续时间时和/或当功率控制机构已经处于特定状态超过预设持续时间的阈值量时改变功率控制机构的占空比。该特定状态可以是“接通”状态或“关断状态”。改变或减慢占空比可以包括停止脉冲调制。阈值量可以测量为功率控制机构处于特定状态的预设持续时间内的分数或百分比。与减慢的机构相似,计算设备206可以被配置为当可调式加热元件的估计工作温度低于阈值温度时、当功率控制机构已经处于特定状态少于阈值持续时间时和/或当功率控制机构已经处于特定状态少于预设持续时间的阈值量时增加功率控制机构的占空比中的“接通”时间的分数。
浪涌电流缓解
随着加热元件中温度的迅速升高,加热元件的电阻也迅速减小。因此,在电脉冲开始时加热元件消耗的电流可能会经历一个突然的峰值。因此,控制到特定加热元件的功率连接的继电器可以包括温度相关电路元件(例如,温度相关电阻器),使得初始上升温度不会引起会烧断向加热元件馈送AC功率源的断路器的电流消耗峰值。
在可调式加热元件中使用的细丝的功率消耗作为加热元件的温度的函数而变化。频谱功率分布(SPD)函数可以是短时间段内的基本无状态函数以及该短时间段期间的温度函数。由于加热元件的温度也会随时间推移而升高,直到达到平衡,因此也可以基于射线与所施加功率之间的能量平衡来估算SPD函数。因此,具有频繁改变SPD的相应加热序列的食品烹饪配方将需要频繁改变脉冲调制的脉冲占空比。由于每当加热元件开启时,可调式加热元件的功率消耗就会随时间推移衰减至平衡,因此功率控制机构的频繁切换恰好对应于在加热元件开启时的频繁电流汲取峰值。电流汲取峰值具有使烹饪器具200中的电子电路中断的趋势。
在一些实施方案中,功率源202包括电耦接到功率控制机构的温度相关电阻器。在一些实施方案中,计算设备206包括电耦接到功率控制机构的温度相关电阻器。温度相关电阻器(例如,热敏电阻器或针对其温度相关性而选择的电阻器)可以限制由于快速切换而引起的浪涌电流。在一些实施方案中,功率源202或计算设备206包括数字功率斩波器,该数字功率斩波器具有可调整的斩波率以限制浪涌电流或具有更高的核心温度分辨率(例如,使计算设备206能够对可调式加热元件的频谱功率分布进行微调)。
图3是示出根据各种实施方案的烹饪器具300(例如,烹饪器具100和/或烹饪器具200)的功能部件的框图。例如,功能部件可以在计算设备206或一个或多个专用电路上运行。例如,烹饪器具300可以实现至少烹饪配方库302、配方执行引擎306、远程控制界面310、云访问引擎314或它们的任何组合。烹饪配方库302存储一个或多个烹饪配方,每个烹饪配方包括分别针对食品的一个或多个部分的一个或多个加热序列。配方执行引擎306从烹饪配方及其加热序列解释可执行指令。远程控制界面310使得烹饪器具300的功能部件能够由外部用户设备(未示出)控制。远程控制界面310可以使外部用户设备能够配置烹饪器具300的功能部件或者能够从外部用户设备请求信息。例如,远程控制界面310可以经由网络接口226与外部用户设备连接。云访问引擎314使烹饪器具300能够与后端服务器系统(未示出)通信,以配置烹饪器具300的功能部件或从后端服务器系统请求信息。
在一些示例中,配方执行引擎306可以加载并解释一组指令以实施烹饪配方,包括执行加热序列(例如,动态段、静态段或它们的任何组合)。例如,配方执行引擎306可以分析来自相机(例如,相机222)的图像,以确定门(例如,门106)是否打开。例如,当面朝烹饪器具300的内部时,来自相机的图像可以被特定光源(例如,光源242)的特定颜色照亮。在一些示例中,配方执行引擎306被配置为分析来自相机的图像以确定机器可读光学标签是否在图像内。例如,配方执行引擎306可以被配置为基于机器可读光学标签从烹饪配方库302中选择烹饪配方。在该示例中,远程控制界面310被配置为向外部用户设备发送消息以确认自动选择的烹饪配方。在一些示例中,配方执行引擎306被配置为在本地显示器上呈现用于确认的烹饪配方,并且当显示烹饪配方时经由本地输入部件接收确认。响应于对烹饪配方的选择,配方执行引擎306可以通过控制加热元件来根据烹饪配方执行加热序列。热调整算法能够响应于变化的输入变量(例如,实时传感器输入、用户输入、外部用户设备或后端服务器系统提供的参数或它们的任何组合)实时动态地控制加热元件218(例如,调整输出功率、频谱功率分布和/或一个或多个峰值波长)。
远程控制界面310可以用于与用户交互。例如,用户设备(例如,计算机或移动设备)可以经由网络接口226连接到远程控制界面。经由该连接,用户可以实时配置烹饪器具300。在一个示例中,用户可以经由在用户设备上运行的用户设备侧应用来选择烹饪配方。用户设备侧应用可以与远程控制界面310通信以使烹饪器具300执行所选择的烹饪配方。云访问引擎314可以使烹饪器具300能够访问云服务以促进烹饪配方的执行和/或更新烹饪配方库302中的烹饪配方。
与烹饪器具(例如,烹饪器具100、烹饪器具200和/或烹饪器具300)相关联的部件(例如,物理的或功能的)可以被实现为设备、模块、电路、固件、软件或其他、功能指令。例如,功能部件可以以专用电路的形式,以一个或多个适当编程的处理器、单板芯片、现场可编程门阵列、具有网络能力的计算设备、虚拟机、云计算环境或它们的任何组合的形式实现。例如,所描述的功能部件可以被实现为能够由处理器或其他集成电路芯片执行的有形存储存储器上的指令。该有形存储存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器。在一些实施方案中,从易失性存储器不是非暂态信号的意义上讲,易失性存储器可以被认为是“非暂态的”。附图中描述的存储器空间和存储装置还可以用有形存储存储器来实现,包括易失性存储器或非易失性存储器。
每个部件可以单独并且独立于其他部件进行操作。某些或全部部件可以在同一主机设备上或在独立设备上执行。这些独立设备可以通过一个或多个通信信道(例如,无线或有线信道)耦接以协调其操作。某些或所有部件可以被组合为一个部件。单个部件可以被分成子部件,每个子部件执行独立的方法步骤或单个部件的方法步骤。
在一些实施方案中,至少一些部件共享对存储器空间的访问。例如,一个部件可以访问由另一个部件访问或转换的数据。如果这些部件直接或间接共享物理连接或虚拟连接,从而允许由一个部件访问或修改的数据在另一个部件中被访问,则可以认为这些部件是“耦接”的。在一些实施方案中,至少一些部件可以(例如,通过重新配置实现功能部件的一部分的可执行指令)被远程升级或修改。本文描述的系统、引擎或设备可以包括用于各种应用的附加的、更少的或不同的部件。
图4为示出根据各种实施方案的操作烹饪器具(例如,烹饪器具100、烹饪器具200和/或烹饪器具300)以烹饪食品的方法400的流程图。方法400可以由计算设备(例如,计算设备206)控制。
在步骤402中,计算设备可以选择烹饪配方(例如,从存储在计算设备和/或烹饪器具的本地存储器(例如,操作存储器210和/或永久存储器214)中的本地烹饪配方库、在由通过网络接口(例如,网络接口226)可访问的云服务实现的外部烹饪配方库中、或者在连接到计算设备的另一个外部源的存储器中)。可选地,在步骤404中,计算设备可以识别在烹饪器具中或即将在烹饪器具中的食品概况。例如,计算设备可以利用相机来识别食品概况(例如,执行食品的图像识别或扫描附接到食品的外包装上的数字标签)。食品概况可以识别食品的大小、食品的重量、食品的形状、食品的当前温度或它们的任何组合。
在步骤406中,计算设备可以基于烹饪配方和/或食品概况来实例化和/或配置加热序列,以控制用于烹饪食品的加热系统。加热序列可以包括由热调整算法定义的一个或多个动态段。热调整算法可以基于可以随时间推移而变化的输入变量来指定如何调整烹饪器具中一个或多个加热元件的驱动参数。输入变量可以包括流逝的时间(例如,从加热元件被第一次驱动时和/或当加热序列第一次开始时的时间)、烹饪器具内的温度(例如,由烹饪腔室中或烹饪平台上的温度传感器检测到的)、用户输入(例如,经由连接到烹饪器具的计算设备或控制面板的外部设备)、食品内的温度(例如,由插入到食品中并且通信地耦接到计算设备的温度探头报告)、食品的实时或异步图像分析、来自烹饪器具内部或外部的麦克风的实时或异步音频信号分析、实时或异步环境传感器输出分析、通过网络接收的其他数据、由烹饪器具的部件生成的其他数据或它们的任何组合。在步骤408中,计算设备可以实时更新输入变量,并且在步骤410中,根据加热序列和/或热调整算法将驱动参数重新调整到加热系统的加热元件。
由加热序列做出的部分调整可以包括热强度、频谱功率分布和/或峰值波长(例如,用于针对烹饪腔室内的不同食品或材料)、加热时间、用于加热的目标区或烹饪平台或任何它们的组合。计算设备可以配置加热元件以将不同的加热模式施加到烹饪器具中的不同区(在同一烹饪平台或不同烹饪平台上)。每个“区”可以由烹饪平台上的区域或搁在烹饪平台上的食品的一部分表示。计算设备可以配置加热元件以通过向不同的加热元件供应不同量的功率和/或发射频谱功率分布来同时或顺序地将不同的加热模式施加到烹饪平台上的不同区。计算设备可以配置加热元件以通过以变化的峰值波长驱动加热系统的加热元件来将不同的加热模式施加到烹饪平台上的不同区。烹饪器具可以包括在烹饪平台与加热元件中的至少一个之间的穿孔金属板。计算设备可以配置加热元件以通过使用穿孔金属板在空间上阻挡由加热元件中的至少一个发射的波的部分来将不同的加热模式施加到烹饪平台上的不同区。
在步骤412中,计算设备可以基于至少加热序列中的指令来计算何时终止加热序列(例如,烹饪器具何时停止向加热元件供应功率)。在一些实施方案中,加热调整算法考虑是否期望在加热过程终止之后基本上立即从烹饪器具中取出食品(例如,高速模式)。例如,如果用户指示在加热过程终止之后食品将在烹饪器具中保留预设的持续时间(例如,低应力模式),则加热调节算法可以缩短预期终止时间。
图5A为根据各种实施方案的烹饪器具500(例如,烹饪器具100、烹饪器具200和/或烹饪器具300)的第一示例的横截面前视图。烹饪器具500包括腔室502和加热系统(在图5A中未标记),该加热系统在腔室502中的一个或多个位置处具有一个或多个细丝组件506(例如,细丝组件506A、细丝组件506B、细丝组件506C、细丝组件506D、细丝组件506E、细丝组件506F,统称为“细丝组件506”)。细丝组件506可以分别是烹饪器具500的加热元件的一部分。细丝组件506中的每一个可以包括围绕细丝510的安全壳508。
安全壳508可以涂覆有反射材料以用作反射器511。这样,防止了反射器511被碎屑弄脏。安全壳508可以由石英制成。反射材料可以是金或白色陶瓷,诸如氧化锆、氧化硅等。细丝组件506可以是卤钨组件。可以将反射材料涂覆在细丝组件506或安全壳508中的每一个的背离烹饪平台516的外表面的一部分上。在一些实施方案中,反射器511是与细丝组件506和安全壳508中的每一个分离的部件。例如,反射器511中的每一个可以远离烹饪腔室的中心邻近细丝组件506中的每一个定位。在一些实施方案中,反射器511被放置成足够靠近细丝组件506中的每一个,使得在正常操作期间(例如,约450华氏度或更高),在对应的反射器511与细丝组件506中的每一个之间的碎屑被烧掉。在一些实施方案中,细丝组件506中的至少一个在反射器511与玻璃罩之间。在一些实施方案中,玻璃罩在细丝组件506中的至少一个与反射器511之间。
在一些实施方案中,安全壳508不需要反射器。在一些实施方案中,反射器511可以在安全壳508的外部。防污可以通过选择反射器511(例如,在它在安全壳508外部的情况下)与安全壳508之间的距离来实现,使得不需要的材料从反射器511和/或安全壳508烧掉。在一些实施方案中,可以使用另一种(透明)材料来直接保护反射器511和/或安全壳508免受碎屑影响。在一些实施方案中,细丝组件506均具有由陶瓷物质制成的端盖。细丝510可以缠绕以显著增加细丝的总长度而不增加细丝组件的长度。细丝510可以均匀地或不均匀地缠绕。细丝510的端部可以用钼箔密封,同时保持导电性。细丝510可以以变化的直径或均匀的直径缠绕。在一些实施方案中,细丝组件506(例如,加热元件)可以通过电缆连接到控制系统。在一些实施方案中,细丝组件506可适于可互换以能够快速维修或能够替换适应于环境的电特性的加热元件。
图5D为根据各种实施方案的细丝组件506中的一个的示例性横截面。在该示例中,细丝组件506A包括围绕细丝510的安全壳508。细丝组件506A可以包括端盖513(例如,由陶瓷物质制成)。细丝510可以缠绕。细丝组件506A可以具有在安全壳508的外部并围绕该安全壳的反射器511。在一些实施方案中,反射器511可以附接到端盖513。在一些实施方案中,反射器511不附接到端盖513(未示出)。
计算设备(例如,计算设备206)可以被配置为单独地、以子集或整体地控制细丝组件506的发射频谱功率分布(例如,包括一个或多个峰值发射波长)。例如,计算设备可以被配置为基于传感器输入(例如,相机扫描标签)和/或用户输入来识别与食品(例如,在腔室502中)相关联的食品概况。然后,计算设备可以确定与食品概况相关联的一个或多个可激发波长。例如,可激发波长可以对应于与食品轮廓相关联的一种或多种食品材料的共振频率。计算设备可以驱动一个或多个(例如,单个组件至全部)细丝组件506以与可激发波长中的至少一个相对应的峰值发射波长发射以加热食品。
在一些实施方案中,腔室502被金属完全封闭。在一些实施方案中,腔室502具有门。在一些实施方案中,腔室502具有一个或多个透明窗口(例如,玻璃窗口)。在一些实施方案中,将一个或多个穿孔金属板512(例如,穿孔金属板512A和/或穿孔金属板512B,统称为“穿孔金属板512”)设置在腔室502内。在一些实施方案中,腔室502中仅存在单个穿孔金属板(例如,在烹饪平台516上方或在烹饪平台516下方)。在一些实施方案中,存在两个穿孔金属板(如图所示)。穿孔金属板512中的每一个可以是可移除的或固定的板。穿孔金属板512能够控制沿着平行于其表面的水平平面的加热集中。穿孔金属板(诸如穿孔铝箔)可以用于保护某些食品免受细丝组件506产生的强烈辐射热的影响。例如,当并排烹饪牛排和蔬菜时,穿孔金属板可以保护蔬菜不被过度烹饪,并使牛排能够接收来自细丝组件506的全部功率。与来自细丝组件506的较短的波长发射相比,较长的波长可以更均匀地穿透穿孔。因此,即使穿孔被设计为屏蔽例如90%的直接辐射热,烹饪器具仍可以通过改变波长来独立地调谐加热的空间集中。除了直接辐射加热之外,这还实现了对并排烹饪的某些控制。
在一些实施方案中,细丝组件506适于发射定向电磁波。所发射的波的方向性可以通过反射器511的形状和/或位置,安全壳508的结构、形状和/或位置,细丝510的结构和/或形状或它们的任何组合来实现。在一些实施方案中,穿孔金属板512进一步限制了所发射的波的空间集中。在一些实施方案中,细丝组件506中的至少一些适于发射单向电磁波。
在一些实施方案中,腔室502包括在腔室502中的烹饪平台516(例如,烹饪平台110)。在一些实施方案中,烹饪平台516包括一个或多个穿孔金属板512中的至少一个或是其一部分。计算设备可以被配置为驱动细丝组件506以包括与用于烹饪平台516的可激发波长相对应的峰值发射波长的频谱功率分布发射。通过调谐以将峰值发射波长包括到烹饪平台516的可激发波长,计算设备可以加热烹饪平台516而无需直接加热腔室502内的空气或食品。
烹饪平台516可以由玻璃、硅树脂、高温塑料、陶瓷、复合材料或金属制成。烹饪平台516可以包括光学透明区域,诸如经由玻璃或玻璃样材料,从而使可见光能够基本上行进通过烹饪平台516的两个相对表面。例如,在加热之前,烹饪器具500的用户可以在将食品布置在烹饪平台516上以进行烹饪的同时将说明书放置在烹饪平台516下方。用户可以根据说明书直接将特定食品覆盖在所需位置。在一些实施方案中,烹饪平台516包括用于使顶侧相机522能够捕获搁在烹饪平台516上的食品的底视图的反射部分518。
在一些实施方案中,烹饪器具500包括基于气流的冷却系统(例如,包括冷却单元520A、冷却单元520B、冷却单元520C、冷却单元520D、冷却单元520E和冷却单元520F,统称为“冷却系统520”)。基于气流的冷却系统520可以直接吹到安全壳508的反射器部分上以冷却(例如,防止反射涂层汽化)和/或改善反射器511的性能。可以控制气流以提供喷射对流加热。基于气流的冷却系统520可以具有过滤蒸汽的空气路径,从而防止在烹饪器具500的门打开时热空气逸出。空气路径还可以被配置为越过烹饪器具500的相机(未示出)以保持相机的镜头不发生冷凝。在一些实施方案中,空气流动和对流可以通过被动的烟筒效应来实现,例如可以将孔或间隙安装在反射器中,使得通过灯泡/细丝安全壳接触而过热的空气将经历密度的减小并且因此浮力地流过此类间隙。图20为根据各种实施方案的具有气流出口2002的加热元件2000的横截面图。加热元件2000可以包括封闭在安全壳2010中的细丝2006。加热元件2000可以包括设置在细丝2006和安全壳2010上方的反射器2014。反射器2014可以包括用作上述“间隙”的气流出口2002(例如,反射器2014中的孔)。
在一些实施方案中,风扇可以被安装成远离细丝组件506。当将细丝组件的频谱功率分布(包括一个或多个峰值波长)配置为加热外壳和/或安全壳508时,风扇可以搅拌腔室502内的空气,以确保邻近安全壳508的所加热的空气被移动到腔室502的其他部分以烹饪食品。
在一些实施方案中,烹饪器具500不含碎屑托盘。可选地,烹饪器具500可以使用耐热片520(例如,石英或其他材料)来覆盖细丝组件506,使得烹饪器具腔室的底部没有细丝组件可绊倒。耐热片在细丝组件506的工作波长处可以是透明的,以使得来自细丝组件506的发射能够穿透而没有太多损失。
在一些实施方案中,烹饪器具500内的计算设备可以根据烹饪配方中的指令来驱动细丝组件506。例如,计算设备可以以峰值波长驱动细丝组件506中的至少一个。峰值波长可以对应于烹饪平台516、安全壳508(例如,细丝组件的外壳)中的材料、特定类型的可食用材料、水分子或它们的任何组合的可激发波长。通过匹配与目标材料的可激发波长相对应的特定峰值波长,计算设备可以将特定材料作为加热目标。例如,计算设备可以以峰值波长(例如,对于玻璃烹饪平台为3μm或更高)驱动细丝组件506中的至少一个,使得烹饪平台516对于从细丝组件506中的至少一个发射的波是基本上不透明的。计算设备可以以峰值波长(例如,对于玻璃烹饪平台为3μm或更小)驱动细丝组件506中的至少一个,使得烹饪平台516对于从细丝组件506中的至少一个发射的波是基本上透明的。计算设备可以以峰值波长(例如,对于玻璃烹饪平台在3μm和4μm之间)驱动细丝组件506中的至少一个,使得烹饪平台516被从细丝组件506中的至少一个发射的波加热,而基本上不加热烹饪腔室内的任何有机食品。
图5B为根据各种实施方案的沿线A-A'的图5A的烹饪器具500的横截面顶视图。图5B可以示出穿孔金属板512A和穿孔金属板512A内的露出烹饪平台516的腔室。例如,穿孔金属板512包括露出下面的烹饪平台516的矩形腔室524A和椭圆形腔室524B。
图5C为根据各种实施方案的沿线B-B'的图5A的烹饪器具500的横截面顶视图。图5C可以示出烹饪平台516。在烹饪平台516是透明或半透明的实施方案中,反射部分518可以从横截面顶视图中可见。
在一些实施方案中,烹饪平台516可以虚拟地划分为烹饪目标区(例如,区528A、区528B、区528C和区528D,统称为“烹饪目标区528”)。即,食品烹饪配方和加热序列可以参考这些烹饪目标区528。烹饪目标区528中的每一个可以由物理上可见的周界(例如,区A周界530A、区B周界530B、区C周界530C和区D周界530D,统称为“可见周界530”)来限定。可见周界530可以具有不同的尺寸和形状(例如,椭圆形或矩形)。在一些实施方案中,可见周界530可以用耐热涂料标记。在一些实施方案中,可见周界530可以由烹饪平台516中的结构化通道边缘或斜边缘限定。在一些实施方案中,可见周界530中的每一个可以由阶梯状(例如,升高或降低)的对应烹饪目标区限定。在一些实施方案中,烹饪平台516可以包含物理上独立的区。这些区可以物理上分开,通过与烹饪平台516本身不同的材料连接,或者通过光学元件连接以改变这些区中的局部频谱功率分布。
在一些实施方案中,烹饪目标区528可以包括可见标签(例如,区A标签534A、区B标签534B、区C标签534C和区D标签534D,统称为“可见标签534”)。可见标签534可以有利地为用户提供清晰的参考,以便用户知道根据烹饪器具500的指示(例如,经由与烹饪配方相关联的指令有关的显示信息)将食品的多个部分放置在何处。
图6为示出根据各种实施方案的操作烹饪器具(例如,烹饪器具100、烹饪器具200和/或烹饪器具500)的方法600的流程图。方法600可以由烹饪器具的控制系统(例如,计算设备206)执行。在步骤602中,控制系统可以启动加热序列以配置烹饪器具的加热系统(例如,加热系统216)。例如,加热系统的配置包括各个频谱可调式加热元件的配置。加热序列可以包括用于配置加热系统的至少频谱可调式加热元件的指令。
在步骤604中,控制系统然后可以接收定时器信号和/或传感器信号。定时器信号可以是时间指示器的连续数据流或指示时间的离散数据分组(例如,周期性的或其他形式)。传感器信号可以是传感器测量结果或离散传感器测量结果(例如,周期性的或其他)的连续数据流。加热系统运行时,连续数据流可以不中断。
在步骤606中,控制系统可以从定时器信号和/或传感器信号检测触发事件。响应于检测到触发事件,在步骤608中,控制系统可以动态地确定并生成与加热系统中的至少所述频谱可调式加热元件相对应的控制信号。在步骤610中,控制系统可以基于控制信号驱动至少所述频谱可调式加热元件以调整从加热系统或频谱可调式加热元件发射的无线能量的频谱功率分布。驱动加热系统可以包括通过选择性地关断或选择性地减小供应给加热系统中的至少一个加热元件的功率的强度来调整无线能量的频谱功率分布。
在一些实施方案中,加热系统在保持加热系统的总输出功率的同时调整频谱功率分布,诸如通过增加第一波长频谱的输出强度同时降低第二波长频谱的输出强度。在一些实施方案中,加热系统在不保持总输出功率的情况下调整频谱功率分布。第一波长频谱可以长于或短于第二波长频谱。在第一波长频谱较长的情况下,加热系统或频谱可调式加热元件基本上以将热直接传递到具有波长较长的吸收带的材料为目标。在第一波长频谱较短的情况下,加热系统或频谱可调式加热元件基本上以波长较短的吸收带为目标进行直接传热。
在一些实施方案中,调整频谱功率分布包括调整仅从加热系统中的加热元件的子集发射的无线能量的频谱功率分布。这里,“仅子集”是指少于加热系统中的所有加热元件。
虽然过程或方法以给定顺序呈现,但是替代实施方案可以以不同顺序执行具有步骤的例程,或采用具有框的系统,并且可以删除、移动、添加、细分、组合和/或修改某些过程或框以提供替代形式或子组合。这些过程或框中的每一个可以以各种不同的方式实现。此外,虽然有时将处理或框示出为串行执行,但是这些处理或框可以另选地并行执行,或者可以在不同的时间执行。当过程或步骤“基于”值或计算时,应该将过程或步骤解释为至少基于该值或该计算。
图7为示出根据各种实施方案的烹饪器具(例如,烹饪器具200)的功率源700(例如,功率源202)的电连接的简化电路图。功率源700可以由计算设备702(例如,模拟控制电路、专用集成电路(ASIC),能由固件或软件配置的通用处理器/控制器或它们的任何组合)来控制。功率源700可以从AC功率源706汲取功率。
功率源700可以包括用于驱动烹饪器具的加热系统(加热系统216)的至少一个加热元件710的一个或多个电子部件。例如,可切换继电器714可以电耦合到加热元件710。可切换继电器714可以电耦合到计算设备702,使得计算设备702可以控制(例如,经由控制信号)功率是否从AC功率源706供应到加热元件710。在一些实施方案中,计算设备702还可以控制如何将功率提供给加热元件710(例如,脉冲调制)以及将多少功率提供给该加热元件。在一些实施方案中,可切换继电器714可以将AC功率的半波提供给加热元件710。在一些实施方案中,可切换继电器714包括TRIAC。在一些实施方案中,功率源700包括分别与加热元件710的多个实例相对应的可切换继电器714的多个实例。
功率源700可以包括用于将DC功率供应到烹饪器具的数字部件(包括例如计算设备702)的电子元件。例如,功率源700包括AC/DC转换器722,该AC/DC转换器电耦合在AC功率源706与烹饪器具的数字部件726之间。在一些实施方案中,数字部件726包括计算设备702。
图8为示出使用驱动加热元件的未调制方法的加热元件随时间推移的温度迹线800的曲线图。在所示的示例中,在初始时间t0 802,接通到加热元件的功率(例如,从没有功率到供应恒定的DC功率或整流AC功率)。在初始时间802,加热元件的温度与加热元件所在的烹饪腔室中的温度(腔室温度)基本上相同。在初始时间802之后,有一个上升期806。在上升期806期间,加热元件的温度在达到平衡点810之前急剧升高。在平衡点810处,加热元件的温度耗散速率变得基本上等于由于电驱动功率引起的温度升高速率。在终止时间tf814功率关断之后,加热元件的温度降低(例如,近似指数衰减),直到达到腔室温度。
总加热器接通时间816从初始时间806开始到终止时间814。因为仅从平衡点810到终止时间814保持基本上恒定的温度,并且因为加热元件的发射频谱功率分布取决于温度,所以从平衡点810到终止时间814的烹饪特性保持基本上恒定。通过依赖于热耗散平衡,这种驱动加热元件的未调制方法仅可以维持单个烹饪特性。
图9为示出根据各种实施方案的使用驱动加热元件的脉冲调制方法的加热元件随时间推移的温度迹线900的曲线图。虽然温度迹线900仅示出了第一频谱特定持续时间902、第二频谱特定持续时间906和第三频谱特定持续时间910,但是各种实施方案的脉冲调制方法可以支持用于加热元件的三个以上的发射频谱功率分布配置。
在所示的示例中,在第一频谱特定持续时间902中,加热元件可以由一系列电脉冲驱动。在第一上升时间914期间,加热元件的温度迹线900上升,直到其在第一目标温度范围918中达到最大值。然后温度迹线900下降,直到一系列电脉冲922开始驱动加热元件。然后,加热元件的温度在第一目标温度范围918内升高(在电脉冲922中的每一个期间)和降低(在电脉冲922中的每一个之间)。如上所述,因为从加热元件发射的波的频谱功率分布对应于加热元件的温度,并且因为加热元件的温度保持在第一目标温度范围918内,所以电脉冲922基本上将从加热元件发射的波的频谱功率分布保持在对应于第一目标温度范围918的可容许方差内。在一些实施方案中,每个电脉冲包括一个或多个AC功率循环的整流半波。在一些实施方案中,每个电脉冲可以是DC脉冲(例如,方波)。
利用不同的脉冲调制配置(例如,不同的脉冲宽度/占空比和不同的脉冲频率),可以在第二频谱特定持续时间906中将温度保持在第二目标温度范围926。脉冲调制方法也仍然可以利用类似于图8中的曲线图的温度耗散平衡。在第三频谱特定持续时间910中,加热元件可以由整流功率信号的宽脉冲驱动,以将温度保持在第三目标温度范围936内。例如,宽脉冲可以是比在第一频谱特定持续时间902期间的脉冲调制更高波长的脉冲调制。
功率操纵
烹饪中一个重要的产生风味的反应是美拉德反应。美拉德反应以非常特定的方式在熟肉中产生褐色色素:通过重新排列氨基酸和某些普通糖,然后将它们自身排列成环和环的集合,这些环和环的集合以使肉呈褐色的方式反射光。美拉德反应不仅是颜色的变化,还包括风味和香味的变化。这种反应产生的分子提供了强烈的香味,这些香味是烘烤、烘焙和油炸的特征气味。该反应具有连锁效应:从氨基酸与糖之间的简单反应开始就迅速变得复杂:所产生的分子以越来越复杂的方式保持反应,从而产生更多的分子。这些新分子中的大多数以惊人的微量产生,但这并不意味着它们不影响香味或风味。
美拉德反应发生在几乎所有种类的食品的烹饪中,但存在的普通糖和氨基酸产生明显不同的香味。美拉德反应或其不存在将煮沸、水煮或蒸煮的食品的风味与已经在足够高以使表面快速脱水的温度下(换句话说,在高于水沸点的温度下)烧烤、烘烤或以其他方式烹饪的相同食品的风味区分开。干燥和温度这两个因素是美拉德反应速率的一些控制因素。若干实施方案使控制系统能够实现该美拉德反应。
高功率密度烹饪以及因此产生的高温烹饪会加快美拉德反应,因为热量既会增加化学反应的速率,又会加速水的蒸发。随着食品干燥,反应物化合物的浓度增加,温度上升更快。较高的温度往往会引起美拉德反应,但只要食品非常潮湿,其温度就不会升至水的沸点以上。在大气压下,只有高温烹饪技术才能使食品表面干燥至足以升高温度的程度。
使美拉德反应进行的挑战之一是使表面足够热和干燥而不会过度烹饪下面的肉,或者至少尽可能少地过度烹饪。将温度升高得更高并不总是会促进美拉德反应,因为在某个点,会发生热解。人们通常喜欢少许被烧焦的食品,但是热解过多会带来苦味。当试图在用光烹饪的同时引起美拉德反应时,可以形成正反馈回路,例如随着食品褐变,光吸收速率增加,这加速了褐变。因此,控制系统的反馈机构有助于调制功率以最大化美拉德产物,同时避免不期望的炭化。
除美拉德反应之外,其他可量化的有益烹饪结果包括纤维素分解、焦糖化、脂肪提炼、修饰蛋白质结构或它们的任何组合。这些改变/结果可以经由传感器信号分析(例如,图像分析、听觉分析、颗粒分析或它们的任何组合)来检测或通过定时来推断。若干实施方案包括烹饪器具,该烹饪器具能够通过感测物理参数来精确地控制食品质量,并且能够快速实现这种食品质量。本文所述的特征部使烹饪器具能够精确且快速地实现可量化的烹饪结果。
若干实施方案包括能够增加其功率密度的烹饪器具。例如,在第一模式中,烹饪器具可以施加比来自不同模式的功率密度高的功率密度,同时消耗来自外部功率源的基本上相等的功率。烹饪器具可以包括功率源(例如,功率源202)、加热系统(例如,加热系统216)、烹饪腔室(烹饪腔室102)、计算机可读存储器(操作存储器210或永久存储器214)和控制系统(计算设备206)。功率源可以电耦合到具有功率汲取上限的外部可变功率源。加热系统可以电耦合到功率源以产生电磁功率。烹饪腔室可以适于至少在加热系统可操作并从功率源汲取功率时存储食品。计算机可读存储器可以存储映射函数,该映射函数指定与驱动加热系统以实现一个或多个可量化的烹饪结果相关联的参数。可以将控制系统配置为选择可量化的烹饪结果,并基于映射函数控制提供给加热系统的功率以实现可量化的烹饪结果。例如,与加热系统的另一种操作模式相比,控制系统可以增加施加到食品的功率密度,同时消耗来自外部功率源的基本上相等的功率。控制系统可以通过选择功率传递路径来增加功率密度,该功率传递路径与另一功率传递路径(例如,集中电磁射线或组合多个电磁射线源的功率传递路径)相比将从加热系统提供的功率的更多部分传递到食品。控制系统可以通过管理(例如,以受控方式增加或减少)加热系统中的一个或多个加热元件的温度来增加功率密度。该控制系统可以通过将加热系统的至少一部分朝向食品机械地移动来增加功率密度。该控制系统可以通过将食品的至少一部分朝向加热元件中的至少一个加热元件机械地移动来增加功率密度。在一些实施方案中,控制系统可以通过选择和驱动加热元件来选择功率传递路径,该加热元件具有比加热系统中的另一个加热元件大的发射表面区域。
例如,可量化的烹饪结果可以包括能够由温度传感器(例如,腔室温度计250、温度探头254、烹饪平台温度传感器264、从附件传感器接口266读取的传感器或它们的任何组合)测量的温度或空间温度分布、在提供给控制系统的图像或其他传感器信号中识别的灼热水平(例如目标食品图像的一种或多种颜色特征,其中这样的颜色特征指示目标食品的灼热水平)、食品的至少一部分随时间推移的温度变化速率(例如,由温度探头测量)、由提供给控制系统的湿度传感器识别的水分含量、或它们的任何组合。
在一些实施方案中,控制系统可以通过选择和驱动加热系统中与一个或多个光学元件对准的加热元件来选择功率传递路径。光学元件可以改变来自加热元件中的细丝组件的电磁射线,例如改变强度、方向、频谱分布或它们的任何组合。在一些情况下,与细丝组件对准的光学元件(例如,细丝及其安全壳)可以被认为是单个加热元件的一部分。例如,图10A为示出根据各种实施方案的与光管1012对准的细丝组件1002A的横截面图。在该示例中,反射器1006A将来自细丝组件1002A的杂散电磁射线引导回光管1012,该光管又将电磁射线引导向烹饪平台1010A上的食品的预期位置。在另一个示例中,图10B为示出根据各种实施方案的与衍射元件1014对准的细丝组件1002B的横截面图。在该示例中,反射器1006B将来自细丝组件1002B的杂散电磁射线引导回衍射元件1014,该衍射元件又将电磁射线聚焦(例如,集中到较小区域或单个点)向烹饪平台1010B上的食品的预期位置。图10C为示出根据各种实施方案的与聚焦装置1016对准的细丝组件1002C的横截面图。在该示例中,反射器1006C将来自细丝组件1002C的杂散电磁射线引导回聚焦装置1016C,该聚焦装置又将电磁射线聚焦向烹饪平台1010C上的食品的预期位置。图10D为示出根据各种实施方案的与反射器1006D对准的细丝组件1002D的横截面图。图10D中的示例为利用反射器的简化系统,该反射器不仅将杂散电磁射线重新捕获回烹饪平台1010D上的食品的预期位置,而且将这种电磁射线聚焦以增加其功率强度、改变功率均匀性、限制暴露于直接或反射功率的区域、或它们的任何组合。反射器还可以用于将功率重新引导到细丝以提高温度,而无需从功率源施加额外的功率。反射器可以被设计成利用多次反射(例如,包括在需要较高功率强度的位置处的相长干涉和/或在需要较低功率强度的位置处的相消干涉)。在一些实施方案中,光学元件可以被动地或在控制系统的指导下动态地改变形状或聚焦特性。
在一些实施方案中,烹饪器具包括烹饪平台或容器。在这些实施方案中的控制系统可以通过选择和驱动加热元件以生成可以直接或间接加热烹饪平台的电磁射线来选择功率传递路径。在这些实施方案中,控制系统可以将这种电磁射线配置为可被烹饪平台吸收(例如,通过匹配烹饪平台的吸收带内的一个或多个发射频谱峰值)。烹饪平台可以适于吸收来自加热元件的电磁射线作为热量,并且将此类热量传导地传递到食品。图11为示出根据各种实施方案的烹饪平台1102如何能够从加热元件1106捕获更多功率(例如,利用烹饪平台的暴露于加热系统的较大表面区域)并且然后将其重新引导到与食品目标1110接触的较小区域的示例的热流图。在一些应用中,烹饪平台上的少量食品可吸收的功率的量小于烹饪平台可吸收的功率的量(例如,因为烹饪平台在距加热元件1106大致相同的距离处具有较大的表面区域)。在这些应用中,如果随后从烹饪平台吸收的大量功率被传导地传递到与其接触的食品上,那么直接加热烹饪平台将比直接加热食品实现更高的功率密度(例如,假设大部分所吸收的功率经由烹饪平台与食品之间的接触区域进行热传递)。在一些实施方案中,烹饪平台包括一个或多个非导热屏障,使得传导热传递被限制在烹饪平台上的一个或多个区内发生(例如,参见图19B)。烹饪平台可以包括传感器(例如,腔室温度计250、温度探头254、烹饪平台温度传感器264、来自附件传感器接口266的温度读数、或它们的任何组合),该传感器例如向控制系统提供温度反馈。
在一些实施方案中,控制系统可以通过选择和驱动加热系统中的加热元件来选择功率传递路径,其中加热元件包括在不同方向上具有不同细丝涂层的细丝(例如,铝与钨),以促进在特定方向上产生更高效率的电磁功率。在一些实施方案中,不同的长丝涂层包括具有细丝涂层的一个方向和不具有细丝涂层的另一方向。在一些实施方案中,细丝可以由两种不同的材料(例如,每种面向不同的方向)组成,其中一种材料在将热量转换成电磁功率方面具有更高的效率。图12为根据各种实施方案的具有定向细丝涂层的加热元件1200的横截面图。例如,加热元件1200可以包括细丝1202。在背离烹饪平台1210的第一侧上,细丝1202可以涂覆有第一细丝涂层1204。在面向烹饪平台1210的第二侧上,细丝1202可以涂覆有第二细丝涂层1206。
在一些实施方案中,控制系统可以通过选择和驱动具有随时间推移而被动增大的发射表面区域的加热元件来选择功率传递路径。在这些实施方案中,控制系统被配置为通过利用由于加热元件内的细丝的被动增大的发射表面区域而被动地增加的功率密度,根据映射函数来实现可量化的烹饪结果。例如,各种类型的细丝具有随着其工作温度升高而增加其发射表面区域的特性。由于施加到细丝的功率越长,其操作温度就越高,因此控制系统可以基于所施加的功率与发射表面区域之间的已知映射函数或者基于所施加的功率与温度之间的已知映射函数以及温度与发射表面区域之间的已知映射函数两者来预测功率密度的增加(作为发射表面区域的函数)。
在一些实施方案中,控制系统可以通过选择包括电磁波聚焦装置诸如光学元件(例如,反射器、透镜、衍射元件或光管)的功率传递路径来配置电磁波进入目标食品的直接或间接暴露区域。
在一些实施方案中,控制系统可以通过限制暴露于由加热系统产生的电磁射线的食品的一部分来限制直接或间接暴露的区域或增加电磁射线的强度。限制暴露的一种方法是通过物理地缩短加热系统与预期食品目标之间的距离。图13为根据各种实施方案的具有用于限制加热系统的暴露区域的机械运动组件的烹饪器具1300的横截面图。移动组件可以包括加热器移动机构1306、平台移动机构1310或两者。在一些实施方案中,加热器移动机构1306和/或平台移动机构1310中的一个或两个机械地附接到烹饪腔室1312。加热器移动机构1306可以机械地耦合到加热系统的至少一个加热元件1314。平台移动机构1310可以机械地耦合到烹饪平台1318。例如,加热器移动机构1306和/或平台移动机构1310可以是滑动机构、滑轮系统、伸缩臂、移动带、气动臂、或它们的任何组合。加热器移动机构1306可以使加热元件朝向目标食品移动和返回。平台移动机构1310可以使目标食品朝向加热元件1314移动并返回。
在一些实施方案中,控制系统可以以灼热模式操作烹饪器具(例如,利用较高功率密度的电磁射线来在烹饪腔室中的食品的至少目标部分中引起美拉德反应)。例如,加热系统的一个或多个加热元件可以由控制系统配置为利用局部化的电磁功率的短暂脉冲串。在若干实施方案中,“脉冲串”是指电磁功率的短暂调制。脉冲串可以被引导(例如,使用不同的定向加热元件或使用相同的一个或多个加热元件来重新定向电磁射线)到食品的同一目标区域或空间上不同的区域。连续脉冲串可以以无功率或以低于前一和/或后一脉冲串的功率的降低的功率的持续时间间隔开。在一些实施方案中,控制系统可以利用降低的功率的时间段来加热食品的一个或多个部分(例如,不需要经历美拉德反应以实现可量化的烹饪结果的部分)。在一些实施方案中,控制系统可以在降低的功率或无功率的时间段期间利用不同组的一个或多个加热元件(例如,除了用于产生电磁功率的脉冲串的加热元件之外)来加热来自不同方向的脉冲串所针对的食品区域。使用不同组的加热元件有时可以加速美拉德反应。脉冲串可以涉及不连续地改变所施加的功率,或者可以涉及在一系列水平上平滑地改变功率。在一些实施方案中,控制系统被配置为基于来自传感器(例如,图2的相机222、输入部件234、腔室温度计250、温度探头254、环境传感器246和/或麦克风244)的测量结果来确定用于脉冲串的脉冲串激发参数或脉冲串必要性。可以在加热系统在灼热模式下操作时(例如,因此用作动态且基本实时的反馈)或在加热系统在灼热模式下操作之前(例如,指示初始的食品状况)进行测量。例如,传感器可以适于获取图像、音频记录、温度测量结果、湿度读数、颗粒浓度读数、或它们的任何组合。在加热系统操作时的这种传感器测量结果可以基本上实时地用作食品状况的动态反馈。此类动态反馈可以是经由传感器的直接测量结果,也可以是控制系统基于其他已知测量结果推断的属性。可配置参数可以包括脉冲串的功率强度或模式,脉冲串持续时间,脉冲串之间的暂停持续时间(例如,脉冲串间隔),脉冲串或脉冲串间的功率密度强度、发射时间、空间或频谱分布,与脉冲串中的一个或多个相关联的一个或多个加热元件的选择,脉冲串中的一个或多个的方向性,或它们的任何组合。控制系统被配置为在通过依次对加热系统的一个或多个加热元件供电以在空间上覆盖食品的相同或相邻区域来以增加的功率密度驱动加热系统时实现均匀的烹饪结果。控制系统还可以通过同时对不同的加热元件组供电以对它们的射线进行组合和聚焦/集中来在食品上的相应目标区域组处实现实现的功率密度以实现均匀的烹饪结果,来实现均匀的烹饪结果。
在一些实施方案中,尽管使用局部化高功率密度,烹饪器具仍可以在指定、指示或暗示的所选可量化烹饪结果中的食品的目标区域中实现均匀烹饪。在一个示例中,控制系统可以被配置为控制其功率源以利用至少两个加热元件同时或从不同方向快速连续地施加功率来加热食品。在一个示例中,控制系统可以被配置为利用光学元件来改变能流的方向,使得所施加的电磁射线的空间分布是均匀的。若干实施方案包括烹饪器具,该烹饪器具具有电耦合到具有上功率汲取上限的外部可变功率源的功率源(例如,图2的功率源202)。烹饪器具可以具有烹饪腔室。烹饪器具的控制系统(例如,图2的计算设备206)可以确定食品在其烹饪腔室内部的放置位置(在下文中称为“食品位置”)。烹饪器具可以具有电耦合到功率源的加热系统(例如,图2的加热系统216),该加热系统包括一个或多个加热元件。例如,加热系统可以包括第一加热元件,该第一加热元件在第一方向上具有第一电磁发射率并且在第二方向上具有第二电磁发射率,其中第一方向朝向食品位置并且第一电磁发射率高于第二电磁发射率。在一些实施方案中,与加热元件中的一根或多根细丝对准的光学元件(例如,无源光学器件或动态光学器件)可以被认为是加热元件的一部分。烹饪器具可以包括计算机可读存储器(例如,图2的操作存储器210或永久存储器214),该计算机可读存储器存储映射函数,该映射函数指定与驱动加热系统相关联的参数以实现可量化的烹饪结果。控制系统可以被配置为控制提供给加热系统的功率。控制系统可以被配置为选择对应于与到食品中心的热传递相比到食品表面更高的热传递的可量化的烹饪结果。控制系统可以被配置为响应于选择可量化的烹饪结果,根据映射函数驱动加热系统以实现可量化的烹饪结果。例如,控制系统可以通过对第一加热元件供电而不对所有多个加热元件供电来驱动加热系统。
在若干实施方案中,第一加热元件具有电磁发射器(例如,图2的细丝组件228A)和反射器(例如,图5的反射器511)。在一些实施方案中,反射器是具有至少两层的结构,在两层之间具有减小的导热体积,以重新定向由电磁发射器产生的电磁能。图14为根据各种实施方案的具有与加热元件1406对准的双层反射器1402的加热元件1400的示例的横截面图。加热元件1406可以包括至少部分地封闭在安全壳1410中的细丝1406,安全壳1410可选地具有反射涂层1414。双层反射器1402可以包括通过真空或空气与第二层壁1422分隔开的第一层壁1418。在一些实施方案中,双层反射器1402的侧面1426可以包含与第一层壁1418和第二层壁1422不同的材料。
在一些实施方案中,反射器热耦合道再辐射器以重新发射被吸收而不是由反射器反射的电磁能的至少一部分。图15为示出根据各种实施方案的具有再辐射器1504的加热元件1500的示例的横截面图。在该示例中,加热元件1500包括类似于图14的反射器1402的反射器1502。然而,反射器1502与再辐射器1504是成一体的。类似于加热元件1400,加热元件1500可以包括至少部分地封闭在安全壳1510中的细丝1506,安全壳1510可选地涂覆有反射涂层1514。
在一些实施方案中,反射器可以包括空气导管结构,以将经加热的空气的对流气流引导到食品。在一些实施方案中,该经引导的空气可用于促进在接收较少直接电磁能的食品区域中的烹饪。图16A为根据各种实施方案的具有反射器1602的加热元件1600的示例的横截面图(沿图16B中所示的横截平面16A),该反射器具有空气导管结构1614以将经加热的空气的对流气流引导至食品。反射器1602可以与至少部分地封闭在安全壳1610中的细丝1606对准,该安全壳可选地具有反射涂层1614。空气导管结构1614可以是反射器1602内的圆柱形结构,在细丝1606上方具有开口。图16B为烹饪平台1620上方的反射器1602的侧面透视图。食品可以放置在烹饪平台1620上。例如,空气导管结构1614可具有朝向反射器1602的端部的第二开口,该第二开口向下面向烹饪平台1620上的食品的预期位置。这样,来自细丝1606上方的第一开口的经加热的空气可以在反射器1602的空气导管结构1614内一直到达第二开口并加热食品。
在一些实施方案中,反射器经由颈部区域附接到烹饪腔室(例如,图1的烹饪腔室102),使得颈部区域比反射器窄,并且烹饪腔室的一部分附接到颈部区域。例如,颈部区域可以包括具有一个或两个变窄端部的单个桥、多个桥的集合或具有穿过其中的多个孔的单个桥。图17A为根据各种实施方案的经由环钩结构固定到烹饪腔室1704A的反射器1702A的示例的侧视图。反射器1702A可以与加热元件1706A对准和/或与该加热元件的一部分对准。加热元件1706A可以经由图17A中未示出的连接件附接到烹饪腔室1704A或反射器1702A。反射器1702A可以包括钩形区域1710,并且烹饪腔室1704A可以包括环形区域1712。在其他实施方案(未示出)中,反射器1702A可以替代地具有环形区域,并且烹饪腔室1704A可以替代地包括钩形区域。在这些实施方案中,钩形区域1710和环形区域1712一起可以被认为是如上所述的“颈部区域”。图17B为根据各种实施方案的固定到烹饪腔室1704B的反射器1702B的示例的横截面图。反射器1702B与具有桥接区域1716的烹饪腔室1704B成一体,,该桥接区域随着其从烹饪腔室1704B朝向反射器1702B延伸,其横截面积(例如,垂直于其延伸方向)变窄。如上所述,桥接区域1716可以被认为是“颈部区域”。反射器1702B可以与加热元件1706B对准和/或与该加热元件的一部分对准。加热元件1706B可以经由图17B中未示出的连接件附接到烹饪腔室1704B或反射器1702B。图17C为根据各种实施方案的内置在烹饪腔室1704C中的反射器1702C的底部透视图。为了使导电触点最小化,反射器1702C与烹饪腔室1704C的其余部分之间的界面区域1718包括一个或多个孔1720和/或一个或多个狭缝1722。如上所述,界面区域1718可以被认为是“颈部区域”。
在一些实施方案中,反射器的反射率高于加热元件的与食品相对的一侧上的区域,并且高于加热元件与食品之间的任何材料。在一些实施方案中,反射器的反射率高于邻近且靠近加热元件的区域。图18为根据各种实施方案的烹饪器具1800的横截面图,其中反射器1802与烹饪腔室1806成一体。在这些实施方案中,即使反射器1802与烹饪腔室1806成一体,反射器1802的反射率仍然与烹饪腔室1806的底部腔室壁1810(例如,位于烹饪腔室1806的与反射器1802相对的一侧)的反射率不同(例如,更高)。反射器1802的反射率也高于用于保持烹饪器具1800的目标食品的烹饪平台1812。反射器1802的反射率还可以高于细丝组件1816(例如,包括细丝和安全壳)。反射器1802的反射率还高于紧邻反射器1802的腔室壁。在各种实施方案中,反射器1802的材料不同于烹饪平台1812和/或烹饪腔室1806的其余部分的材料。
在若干实施方案中,烹饪器具具有烹饪平台(例如,图1的烹饪平台110),该烹饪平台具有与食品接触的暴露表面。第一加热元件可以具有带有导热结构的反射器(例如,图5的反射器511),使得当加热系统操作时由反射器吸收的能量被传导地传递到烹饪表面。图19A为根据各种实施方案的具有用于细丝组件1906的反射器1902的烹饪器具1900的横截面图,该反射器具有导热结构1910以便于将热量传递到烹饪平台1914的表面。烹饪平台1914适于在细丝组件1906操作时保持食品。图19B为图19A的烹饪平台1914的顶视图。烹饪平台1914可以分成区1920A-C。区1920A-C可以由隔热屏障1924A-B隔开。在该示例中,导热结构1910适于将热量从反射器1902传递到区1920B。隔热屏障1924A-B可以防止所传递的热量泄漏到区1920A或区1920B。
在若干实施方案中,烹饪器具具有多个反应时间不同的加热元件(例如,图1的加热元件114)。至少一个加热元件与另一个加热元件相比具有更快的反应时间。反应时间决定了控制系统能多快地驱动加热系统的电磁射线达到某种平衡。
若干实施方案包括具有控制系统的烹饪器具,该控制系统被配置为控制提供给加热系统的功率,选择可量化的烹饪结果并驱动加热系统以实现可量化的烹饪结果。在这些实施方案中,当以至少一种操作模式操作时,控制系统将加热系统配置为以动态受控的能量传递速率将电磁功率施加到食品的表面。可量化的烹饪结果可以包括在食品的至少一个目标区域中的美拉德反应,并且不期望的烹饪结果包括热解、炭化、干燥、或它们的任何组合。
以下是实施方案的非限制性实施例:
实施例1:一种烹饪器具,包括:功率源,所述功率源电耦合到具有功率汲取上限的外部功率源;加热系统,所述加热系统电耦合到所述功率源并且能够产生电磁射线以进行烹饪;烹饪腔室,所述烹饪腔室适于至少在所述加热系统操作时存储食品;计算机可读存储器,所述计算机可读存储器存储映射函数,所述映射函数指定与驱动所述加热系统以实现可量化的烹饪结果相关联的一个或多个参数;以及控制系统,所述控制系统被配置为选择可量化的烹饪结果,并基于所述映射函数来控制提供给所述加热系统的驱动信号以实现所述可量化的烹饪结果,其中控制所述驱动信号从而增加所述食品所暴露于的所述电磁射线的功率密度,同时与所述加热系统的另一种操作模式相比,所述加热系统消耗来自所述外部功率源的基本上相等的功率。
实施例2:与实施例1相似或相同,其中增加所述功率密度包括选择一种功率传递路径,所述功率传递路径与另一种功率传递路径相比,将从所述加热系统提供的所述功率的更多部分传递到所述食品;管理所述加热系统中的一个或多个加热元件的温度;机械地移动所述加热系统的至少一部分;机械地移动所述食品的至少一部分;或它们的任何组合。
实施例3:与实施例2相似或相同,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动所述加热系统中的加热元件,所述加热元件与改变从所述加热系统产生的所述电磁射线的一个或多个光学元件对准,其中所述改变包括强度、方向、频谱分布或它们的任何组合的变化。
实施例4:与实施例2相似或相同,还包括烹饪平台;其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动加热元件以利用可被所述烹饪平台吸收的电磁功率直接加热所述烹饪平台,其中所述烹饪平台适于吸收来自所述加热元件的所述电磁功率作为热量并将此类热量传导地传递到所述食品。
实施例5:与实施例2相似或相同,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动所述加热系统中的加热元件,所述加热元件具有定向细丝涂层以促进在特定方向上产生更高效率的电磁功率。
实施例6:与实施例2相似或相同,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动具有随时间推移而被动增大的发射表面区域的加热元件;并且其中所述控制系统被配置为通过利用由于被动增大的发射表面区域而被动改变的功率密度,根据所述映射函数来实现所述可量化的烹饪结果。
实施例7:与实施例1类似或相同,其中所述控制系统被配置为控制所述驱动信号以利用一个或多个功率密度增加机构。
实施例8:与实施例7相似或相同,其中所述功率密度增加机构是能够由所述控制系统选择性地使用的静态结构。
实施例9:与实施例1相似或相同,其中所述可量化的烹饪结果包括能够由温度探头测量的温度或空间温度分布、在提供给所述控制系统的图像中识别的灼热水平或由所述控制系统执行的颗粒分析、关于所述食品的至少一部分的温度变化的时间速率、由提供给所述控制系统的湿度传感器识别的水分含量、或它们的任何组合。
实施例10:与实施例1类似或相同,其中在灼热模式下,所述加热系统由所述控制系统配置为利用局部化的电磁功率脉冲串,所述脉冲串以无功率或与所述脉冲串中的每一个脉冲串相比降低的功率的持续时间在时间上间隔开。
实施例11:与实施例10相似或相同,还包括适于测量所述烹饪腔室中的物理属性的传感器;其中所述控制系统被配置为在所述加热系统以所述灼热模式操作时基于来自所述传感器的测量结果来配置所述脉冲串的参数,其中所述参数包括脉冲串的功率密度、脉冲串持续时间、脉冲串间隔持续时间、脉冲串间的功率密度、与所述脉冲串中的一个或多个相关联的一个或多个加热元件的选择、所述脉冲串中的一个或多个的方向性、脉冲串激发的中止、或它们的任何组合。
实施例12:与实施例10相似或相同,还包括适于测量所述烹饪腔室中的物理属性的传感器;其中所述控制系统被配置为在所述加热系统以所述灼热模式操作之前基于来自所述传感器的测量结果来配置所述脉冲串的参数。
实施例13:与实施例1相似或相同,其中所述控制系统被配置为在通过依次或同时对所述加热系统的一个或多个加热元件供电以在空间上覆盖所述食品的不同区域来以增加的功率密度驱动所述加热系统时实现均匀的烹饪结果。
实施例14:与实施例13类似或相同,其中所述控制系统被配置为通过改变能流方向的一个或多个光学元件来在所选的可量化烹饪结果中指定的所述食品的目标区域中实现均匀的功率密度。
实施例15:与实施例1类似或相同,其中所述控制系统被配置为利用所述加热系统的至少两个加热元件从不同方向施加功率以加热所述食品上的同一目标区域。
实施例16:与实施例2类似或相同,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动加热元件,所述加热元件具有电磁发射器和具有至少两个隔开的层以重新定向由所述电磁发射器产生的电磁能的反射器结构。
实施例17:与实施例2相似或相同,还包括烹饪平台表面;其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动具有带有导热结构的反射器的加热元件,使得当所述加热系统操作时由所述反射器吸收的能量被传导地传递到所述烹饪平台表面。
实施例18:与实施例2类似或相同,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动加热元件,所述加热元件具有电磁发射器和适于集中由所述电磁发射器产生的电磁能的反射器。
实施例19:与实施例2类似或相同,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动具有电磁发射器和反射器的加热元件,其中所述反射器适于反射来自所述电磁发射器的电磁能、吸收来自所述电磁发射器的所述电磁能并再辐射所吸收的电磁能的至少一部分。
实施例20:与实施例2类似或相同,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动具有电磁发射器和反射器的加热元件,其中所述反射器包括空气导管结构,以将经加热的空气的对流气流引导到所述食品。
实施例21:与实施例2类似或相同,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动具有电磁发射器和反射器的加热元件,其中所述反射器经由颈部区域附接到所述烹饪腔室,使得所述颈部区域窄于所述反射器,并且所述烹饪腔室的一部分附接到所述颈部区域。
实施例22:与实施例1类似或相同,其中所述加热系统包括多个加热元件,所述多个加热元件具有不同的反应时间,使得第一加热元件具有更快的反应时间,并且其中所述第一加热元件的所述电磁射线与所述加热系统的另一个加热元件相比对食品存储位置具有较小的暴露面积。
实施例23:一种烹饪器具,包括:功率源,所述功率源电耦合到具有功率汲取上限的外部功率源;烹饪腔室,所述烹饪腔室适于包括用于至少在所述功率源接通时存储食品的食品存储位置;加热系统,所述加热系统电耦合到所述功率源,包括多个加热元件,所述多个加热元件包括第一加热元件,所述第一加热元件在第一方向上产生具有第一电磁发射率并在第二方向上产生具有第二电磁发射率的电磁射线,其中所述第一方向朝向所述食品存储位置,并且其中所述第一电磁发射率高于所述第二电磁发射率;计算机可读存储器,所述计算机可读存储器存储映射函数,所述映射函数指定与驱动所述加热系统以实现可量化的烹饪结果相关联的参数;以及控制系统,所述控制系统被配置为控制提供给所述加热系统的功率,选择对应于与到所述食品的中间的热传递相比到所述食品的表面的更高热传递的可量化的烹饪结果,以及响应于选择所述可量化的烹饪结果而驱动所述加热系统以根据所述映射函数实现所述可量化的烹饪结果,其中驱动所述加热系统包括对所述第一加热元件供电而不对所述多个加热元件中的所有加热元件供电。
本公开的一些实施方案除了上述内容之外或取代上述内容具有其他方面、特征、结构、特性和步骤(统称为“要素”)。在说明书的其余部分中描述了这些可能的添加和替换。在本说明书中对“各种实施方案”或“一些实施方案”的引用意指结合该实施方案描述的特定要素包括在本公开的至少一个实施方案中。另选的实施方案(例如,被称为“其他实施方案”)并不相互排斥其他实施方案。此外,描述了可以由一些实施方案而不是其他实施方案展现的各种要素。类似地,描述了可能是一些实施方案的要求但不是其他实施方案的要求的各种要求。
本公开的一些实施方案引用一种要素,该要素共用在本公开的其他实施例或实施方案中描述的另一种要素的类似名称或标签。对这种要素的引用(甚至没有附图标号)意味着具有基本相似的名称或标签的其他要素是开放式实施例或对所引用的要素的潜在替换,只要该实施例和替换与所讨论的实施方案不矛盾即可。
本公开的一些实施方案除了上述内容之外或取代上述内容具有其他方面、元件、特征和步骤。在说明书的其余部分中描述了这些可能的添加和替换。
Claims (22)
1.一种烹饪器具,包括:
功率源,所述功率源电耦合到具有功率汲取上限的外部功率源;
加热系统,所述加热系统电耦合到所述功率源并且能够产生电磁射线以进行烹饪;
烹饪腔室,所述烹饪腔室适于至少在所述加热系统操作时存储食品;
计算机可读存储器,所述计算机可读存储器存储映射函数,所述映射函数指定与驱动所述加热系统以实现可量化的烹饪结果相关联的一个或多个参数;和
控制系统,所述控制系统被配置为选择可量化的烹饪结果,并基于所述映射函数来控制提供给所述加热系统的驱动信号以实现所述可量化的烹饪结果,其中控制所述驱动信号从而增加所述食品所暴露于的所述电磁射线的功率密度,同时与所述加热系统的另一种操作模式相比,所述加热系统消耗来自所述外部功率源的基本上相等的功率,
其中,所述加热系统包括一个或多个加热元件,并且其中每个加热元件包括波长可控的细丝组件,所述细丝组件配置为产生电磁射线以进行烹饪,
其中所述映射函数提供应用于所述加热系统的所述一个或多个加热元件的功率和所述加热元件的发射表面区域之间的映射。
2.根据权利要求1所述的烹饪器具,其中增加所述功率密度包括选择一种功率传递路径,与另一种功率传递路径相比,所述功率传递路径将从所述加热系统提供的所述功率的更多部分传递到所述食品;管理所述加热系统中的一个或多个加热元件的温度;机械地移动所述加热系统的至少一部分;机械地移动所述食品的至少一部分;或它们的任何组合。
3.根据权利要求2所述的烹饪器具,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动所述加热系统中的加热元件,所述加热元件与改变从所述加热系统产生的所述电磁射线的一个或多个光学元件对准,其中此类改变包括强度、方向、频谱分布或它们的任何组合的变化。
4.根据权利要求2所述的烹饪器具,还包括烹饪平台;其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动加热元件以利用可被所述烹饪平台吸收的电磁功率直接加热所述烹饪平台,其中所述烹饪平台适于吸收来自所述加热元件的所述电磁功率作为热量并将此类热量传导地传递到所述食品。
5.根据权利要求2所述的烹饪器具,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动所述加热系统中的加热元件,所述加热元件具有定向细丝涂层以促进在至少一个特定方向上产生更高效率的电磁功率。
6.根据权利要求2所述的烹饪器具,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动具有随时间推移而被动增大的发射表面区域的加热元件;并且其中所述控制系统被配置为通过利用由于被动增大的发射表面区域而被动改变的功率密度,根据所述映射函数来实现所述可量化的烹饪结果。
7.根据权利要求1所述的烹饪器具,其中所述控制系统被配置为控制所述驱动信号以利用一个或多个功率密度增加机构,并且其中所述功率密度增加机构是能够由所述控制系统选择性地使用的静态结构。
8.根据权利要求1所述的烹饪器具,还包括:
相机,附接到所述烹饪腔室内部,其中所述相机配置为捕捉所述烹饪腔室内部的图像;和
显示器,附接到所述烹饪腔室,其中所述显示器配置为显示图像,其中所述可量化的烹饪结果包括能够由温度探头测量的温度或空间温度分布、在提供给所述控制系统的图像中识别的灼热水平或由所述控制系统执行的颗粒分析、关于所述食品的至少一部分的温度变化的时间速率、由提供给所述控制系统的湿度传感器识别的水分含量、或它们的任何组合。
9.根据权利要求1所述的烹饪器具,其中在灼热模式下,所述加热系统由所述控制系统配置为利用局部化的电磁功率脉冲串,所述脉冲串以无功率或与所述脉冲串中的每一个脉冲串所发射的功率相比降低的功率的持续时间在时间上间隔开。
10.根据权利要求9所述的烹饪器具,还包括适于测量所述烹饪腔室中的物理属性的传感器;其中所述控制系统被配置为在所述加热系统以所述灼热模式操作时基于来自所述传感器的测量结果来配置所述脉冲串的参数,其中所述参数包括脉冲串的功率密度、脉冲串持续时间、脉冲串间隔持续时间、脉冲串间的功率密度、与所述脉冲串中的一个或多个相关联的一个或多个加热元件的选择、所述脉冲串中的一个或多个的方向性、脉冲串激发的中止、或它们的任何组合。
11.根据权利要求9所述的烹饪器具,还包括适于测量所述烹饪腔室中的物理属性的传感器;其中所述控制系统被配置为在所述加热系统以所述灼热模式操作之前基于来自所述传感器的测量结果来配置所述脉冲串的参数。
12.根据权利要求1所述的烹饪器具,其中所述控制系统被配置为在通过依次或同时对所述加热系统的一个或多个加热元件供电以在空间上覆盖所述食品的不同区域来以增加的功率密度驱动所述加热系统时实现均匀的烹饪结果,其中所述控制系统进一步配置为接收所述食品的图像并基于所述图像识别食品概况,并且其中所述控制系统配置为进一步基于所述食品概况控制所述驱动信号。
13.根据权利要求12所述的烹饪器具,其中所述控制系统被配置为通过改变能流方向的一个或多个光学元件来在所选的可量化烹饪结果中指定的所述食品的目标区域中实现均匀的功率密度。
14.根据权利要求1所述的烹饪器具,其中所述控制系统被配置为利用所述加热系统的至少两个加热元件从不同方向施加功率以加热所述食品上的同一目标区域。
15.根据权利要求2所述的烹饪器具,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动加热元件,所述加热元件具有电磁发射器和具有至少两个隔开的层以重新定向由所述电磁发射器产生的电磁能的反射器结构。
16.根据权利要求2所述的烹饪器具,还包括烹饪平台表面;其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动具有带有导热结构的反射器的加热元件,使得当所述加热系统操作时由所述反射器吸收的能量被传导地传递到所述烹饪平台表面。
17.根据权利要求2所述的烹饪器具,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动加热元件,所述加热元件具有电磁发射器和适于集中由所述电磁发射器产生的电磁能的反射器。
18.根据权利要求2所述的烹饪器具,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动具有电磁发射器和反射器的加热元件,其中所述反射器适于反射来自所述电磁发射器的电磁能、并且吸收来自所述电磁发射器的所述电磁能并再辐射所吸收的电磁能的至少一部分。
19.根据权利要求2所述的烹饪器具,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动具有电磁发射器和反射器的加热元件,其中所述反射器包括空气导管结构,以将经加热的空气的对流气流引导到所述食品。
20.根据权利要求2所述的烹饪器具,其中选择所述功率传递路径包括选择和驱动具有电磁发射器和反射器的加热元件,其中所述反射器经由颈部区域附接到所述烹饪腔室,使得所述颈部区域窄于所述反射器,并且所述烹饪腔室的一部分附接到所述颈部区域。
21.根据权利要求1所述的烹饪器具,其中所述加热系统包括多个加热元件,所述多个加热元件具有不同的反应时间,使得第一加热元件具有更快的反应时间,并且其中所述第一加热元件的所述电磁射线与所述加热系统的另一个加热元件相比对食品存储位置具有较小的暴露面积。
22.一种烹饪器具,包括:
功率源,所述功率源电耦合到具有功率汲取上限的外部功率源;
烹饪腔室,所述烹饪腔室适于包括用于至少在所述功率源接通时存储食品的食品存储位置;
加热系统,所述加热系统电耦合到所述功率源,包括多个加热元件,所述多个加热元件包括第一加热元件,所述第一加热元件在第一方向上产生具有第一电磁发射率并在第二方向上产生具有第二电磁发射率的电磁射线,其中所述第一方向朝向所述食品存储位置,并且其中所述第一电磁发射率高于所述第二电磁发射率;
计算机可读存储器,所述计算机可读存储器存储映射函数,所述映射函数指定与驱动所述加热系统以实现可量化的烹饪结果相关联的参数;和
控制系统,所述控制系统被配置为控制提供给所述加热系统的功率,选择对应于与到所述食品的中间的热传递相比到所述食品的表面的更高热传递的可量化的烹饪结果,以及响应于选择所述可量化的烹饪结果而驱动所述加热系统以根据所述映射函数实现所述可量化的烹饪结果,其中驱动所述加热系统包括对所述第一加热元件供电而不对所述多个加热元件中的所有加热元件供电。
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