CN113316280B - 用于加热装置的控制方法以及加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于加热装置的控制方法及加热装置。加热装置包括辐射电磁波的用于加热待处理物的多个辐射单元。控制方法包括：感测待处理物对应多个辐射单元的多个感测点的实时温度；比较出多个感测点的最低温度；根据多个感测点的实时温度和最低温度分别调节对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率。本发明根据多个感测点的实时温度和最低温度自动地分别调节对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率，无需用户根据经验手动调节功率，减轻了待处理物局部过热甚至熟透的不良现象，减少了营养成分的流失，提高了解冻后的食材的品质。

Description

用于加热装置的控制方法以及加热装置
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以及加热装置。
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。为了便于用户解冻食物，通常通过电磁波加热装置来解冻食物。
通过电磁波加热装置来解冻食物，不仅速度快、效率高，而且食物的营养成分损失低。但是，由于微波对水和冰的穿透和吸收有差别，且食物内部物质分布不均匀，已融化的区域吸收的能量多，易产生解冻不均匀和局部过热的问题(例如五花肉的肥肉部分、鸡的鸡爪部分、鱼的鱼尾部分等)。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是要克服现有技术的至少一个技术缺陷，提供一种用于电磁波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提高待处理物的温度均匀性。
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，所述加热装置包括辐射电磁波的用于加热待处理物的多个辐射单元，其中，所述控制方法包括：
感测待处理物对应所述多个辐射单元的多个感测点的实时温度；
比较出所述多个感测点的最低温度；
根据所述多个感测点的实时温度和最低温度分别调节对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率。
可选地，所述根据所述多个感测点的实时温度和最低温度分别调节对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率的步骤包括：
判断是否存在所述感测点的实时温度与所述最低温度之差大于第一温度阈值的情况；
若是，使该感测点对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率小于所述最低温度对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率。
可选地，所述使该感测点对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率小于所述最低温度对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率的步骤包括：
在所述感测点的实时温度与所述最低温度之差大于所述第一温度阈值且小于等于第二温度阈值时，将该感测点对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率降低第一功率比值；
在所述感测点的实时温度与所述最低温度之差大于所述第二温度阈值时，将该感测点对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率降低第二功率比值；其中所述第一功率比值小于所述第二功率比值。
可选地，所述控制方法还包括：
若所述感测点的实时温度与所述最低温度之差小于等于所述第一温度阈值，控制该感测点对应的辐射单元辐射功率为初始加热功率的电磁波。
可选地，所述加热装置还包括用于放置待处理物的腔体电容，还包括：
获取所述腔体电容的电容值和待处理物的食材组别；
根据所述电容值和所述食材组别确定所述多个辐射单元辐射出的电磁波的初始加热功率。
可选地，所述加热装置还包括产生电磁波信号并与所述多个辐射单元电连接的电磁波发生模块、以及通过调节自身阻抗来调节所述电磁波发生模块的负载阻抗的匹配模块，所述获取所述腔体电容的电容值的步骤包括：
控制所述电磁波发生模块产生预设测试功率的电磁波信号，并使所述多个辐射单元辐射出的电磁波的功率相等；
调节所述匹配模块的阻抗，并确定实现所述电磁波发生模块的最优负载匹配的所述匹配模块的阻抗值；
根据所述阻抗值确定所述电容量。
可选地，所述加热装置还包括产生电磁波信号并与所述多个辐射单元电连接的电磁波发生模块，所述获取所述腔体电容的电容值的步骤包括：
控制所述电磁波发生模块产生预设测试功率的电磁波信号，并使所述多个辐射单元辐射出的电磁波的功率相等；
在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述腔体电容的最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值；
根据所述频率值确定所述电容量。
根据本发明的第二方面，提供了一种加热装置，其特征在于，包括：
腔体电容，用于放置待处理物；
电磁波发生系统，包括向所述腔体电容辐射电磁波的多个辐射单元，以加热所述加热室内的待处理物；以及
控制器，配置为用于执行以上任一所述的控制方法。
可选地，所述加热装置还包括：
电磁波发生模块，配置为产生电磁波信号；
功率分配器，串联在所述电磁波发生模块与所述多个辐射单元之间，用于调节每个所述辐射单元辐射出的电磁波的功率。
可选地，所述腔体电容被分割为容积间相等的多个假想空间，且每个所述假想空间均设置有一个所述辐射单元。
本发明根据多个感测点的实时温度和最低温度自动地分别调节对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率，无需用户根据经验手动调节功率，减轻了待处理物局部过热甚至熟透的不良现象，减少了营养成分的流失，提高了解冻后的食材的品质。
进一步地，本发明根据感测点的实时温度与最低温度之差分区段地调节对应辐射单元辐射出的电磁波的功率，可在保证加热效率的同时，进一步地提高待处理物的温度均匀性。
进一步地，本发明根据腔体电容的电容值和待处理物的食材组别确定初始加热功率，降低了对用户的使用要求，无需增加新的检测装置，节约了成本并提高了容错率。
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是根据本发明一个实施例的匹配模块的示意性电路图；
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获取腔体电容的电容量的示意性流程图；
图6是根据本发明一个实施例的获取腔体电容的电容量的示意性流程图；
图7是根据本发明一个实施例的用于加热装置的控制方法的详细流程图。
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可包括腔体电容110、电磁波发生模块120和控制器140。
具体地，腔体电容110可包括用于放置待处理物170的腔体和设置于腔体内的辐射极板。在一些实施例中，腔体内还可设置有接收极板，以与辐射极板组成电容器。在另一些实施例中，腔体可由金属制成，以作为接收极板与辐射极板组成电容器。
辐射极板可包括多个辐射单元150，配置为独立受控地向腔体电容110内辐射电磁波。
电磁波发生模块120可配置为产生电磁波信号，并与腔体电容110的多个辐射单元150电连接，以在腔体电容110内产生电磁波，进而加热腔体电容110内的待处理物170。
加热装置100还可包括串联在电磁波发生模块120与多个辐射单元150之间的功率分配器160，以调节每个辐射单元150辐射出的电磁波的功率。
腔体电容110可被分割为容积间相等的多个假想空间，且每个假想空间均设置有一个辐射单元150，以提高温度均匀性。
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。
在一些实施例中，加热装置100还可包括用于分别感测待处理物170的多个感测点的温度的多个温度传感器180。其中，多个感测点可与多个辐射单元150对应设置。
多个辐射单元150可设置于腔体的下部，多个温度传感器180可设置于腔体的上部，以在对待处理物170进行均匀加热的同时，提高温度传感器180检测到的感测点的温度的准确性。
特别地，处理单元141可配置为控制多个温度传感器180感测多个感测点的实时温度，比较出多个感测点的最低温度Td，并根据多个感测点的实时温度和最低温度Td分别调节对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率。
本发明的加热装置100根据多个感测点的实时温度和最低温度Td自动地分别调节对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率，无需用户根据经验手动调节功率，减轻了待处理物170局部过热甚至熟透的不良现象，减少了营养成分的流失，提高了解冻后的食材的品质。
具体地，处理单元141可配置为在存在感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第一温度阈值T1的情况时，使该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率小于最低温度Td对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率。第一温度阈值T1可为1.5～3℃，例如1.5℃、2℃或3℃。
在一些实施例中，在感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第一温度阈值T1且小于等于第二温度阈值T2时，处理单元141可配置为将该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率Pi降低第一功率比值r1。第二温度阈值T2可为4～6℃，例如4℃、5℃或6℃。
在感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第二温度阈值T2时，处理单元141可配置为将该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率Pi降低第二功率比值r2。
第一功率比值r1可小于第二功率比值r2，以在保证加热效率的同时，进一步地提高待处理物170的温度均匀性。第一功率比值r1可为1/3～1/2，例如1/3、2/5或1/2。第二功率比值r2可为3/5～3/4，例如3/5、2/3或3/4。
在一些实施例中，对于对应的感测点的实时温度与最低温度Td之差小于等于第一温度阈值T1的辐射单元150，处理单元141可配置为控制该辐射单元150辐射功率为初始加热功率Pi的电磁波，以提高加热效率。
在一些实施例中，在感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第二温度阈值T2的情况下，若感测点的实时温度与最低温度Td之差小于等于第三温度阈值T3，处理单元141可配置为将该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率Pi降低第一功率比值r1；若感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第三温度阈值T3，处理单元141可配置为控制电磁波发生模块120停止工作，即停止对待处理物170的加热，以避免局部熟透的现象发生。
在一些实施例中，在使感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率小于最低温度Td对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率之后，处理单元141可配置为在该感测点的实时温度与最低温度Td之差小于等于第四温度阈值T4时，使该辐射单元150辐射功率为初始加热功率Pi的电磁波，以提高加热效率，避免辐射单元150的辐射功率频繁地被调节。
在另一些实施例中，处理单元141也可通过升高最低温度Td对应的辐射单元150辐射出的电磁波功率，来使该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率小于最低温度Td对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率。
在一些实施例中，处理单元141可配置为获取腔体电容110的电容值和待处理物170的食材组别，并根据电容值和食材组别确定多个辐射单元150辐射出的电磁波的初始加热功率Pi，以降低对用户的使用要求，节约成本的同时提高容错率。
存储单元142可预置有记录不同电容值、食材组别与初始加热功率Pi的功率对照关系。处理单元141可根据电容值和食材组别按照该功率对照关系匹配出对应的初始加热功率Pi。
每一食材组别可包括至少一个食材品种。食材组别可由用户输入，或通过图像识别或光谱识别等判断得出。
在一些实施例中，加热装置100还包括匹配模块130。匹配模块130可串联在电磁波发生模块120与腔体电容110之间或并联在腔体电容110的两端，并配置为可通过调节自身阻抗来调节电磁波发生模块120的负载阻抗，以实现负载匹配，提高加热效率。
处理单元141可配置为控制电磁波发生模块120产生预设测试功率Pt的电磁波信号并使多个辐射单元150辐射出的电磁波的功率相等，调节匹配模块130的阻抗进行负载匹配，确定实现电磁波发生模块120的最优负载匹配的匹配模块130的阻抗值，并进一步地根据实现最优负载匹配的匹配模块130的阻抗值确定腔体电容110的电容量。
匹配模块130可包括可独立通断的多个匹配支路。处理单元141可进一步地配置为遍历多个匹配支路的通断组合并获取每个通断组合对应的反映电磁波发生模块120的负载匹配度的匹配度参数，比较多个匹配支路的通断组合的匹配度参数，并根据比较结果确定实现最优负载匹配的通断组合及该通断组合对应的阻抗值。
具体地，存储单元142可存储有预先配置的编号集合，编号集合可包括多个匹配支路的通断组合的组合编号，且组合编号与匹配模块130的阻抗值相对应。处理单元141可更进一步地配置为在获取到加热指令后获取预先配置的编号集合，再按照编号集合逐一确定每个组合编号对应的匹配支路的支路编号，并根据支路编号控制对应的匹配支路的通断，以实现遍历多个匹配支路的通断组合。
本发明的加热装置100通过对匹配模块130的每个通断组合和每个匹配支路分别进行编号，可在确定实现电磁波发生模块120的最优负载匹配的匹配模块130的阻抗值的过程中，快速地匹配到每一通断组合对应的匹配支路进行通断，进而缩短了确定腔体电容110的电容量的所需时间，极大地提高了用户体验。
多个匹配支路的支路编号可依次为常数A的0至n-1次方，组合编号可为该通断组合中导通的匹配支路的支路编号之和，以仅通过支路编号便可准确地确定唯一一组导通的匹配支路。其中常数A可为2、3或4等，n为匹配支路的数量。在本发明中，常数A可为2，以减少编号所占存储空间，并提高匹配效率。
图3是根据本发明一个实施例的匹配模块130的示意性电路图。参见图3，在一些进一步地实施例中，匹配模块130可包括串联在电磁波发生模块120与腔体电容110之间的第一匹配单元131和一端电连接于第一匹配单元131与腔体电容110之间且另一端接地的第二匹配单元132。其中，第一匹配单元131和第二匹配单元132可分别包括并联的多个匹配支路，且每个匹配支路包括一个定值电容和一个开关，以在使电路简单的同时，提高匹配模块130的可靠性和调节范围，进而提高获取到的实现最优负载匹配的匹配模块130的阻抗值。
第一匹配单元131和第二匹配单元132的多个第二匹配单元132的多个定值电容的电容值可均不相等，且第二匹配单元132的最小定值电容的电容值可大于第一匹配单元131的最大定值电容的电容值。多个支路编号可按照对应匹配支路的电容值由小至大依次增大。
参见图3，第一匹配单元131的电容C1、C2、…、Ca的电容值依次增大，第二匹配单元132的电容Cx1、Cx2、…、Cxb(其中，a+b＝n)的电容值依次增大，且电容Cx1的电容值大于电容Ca的电容值。在常数A为2的实施例中，C1、C2、…、Ca、Cx1、Cx2、…、Cxb对应的匹配支路可依次编号为20、21、…、2a-1、2a、2a+1、…、2n-1。
根据本发明的编号方法，可直接通过组合编号来与预设的阻抗阈值进行比较，确定匹配模块130的阻抗大小，简化了控制流程，进一步地缩短了加热装置100的匹配时间。
根据谐振频率计算公式f＝1/(2π·sqrt(L·C)，对于相同加热装置100而言(电感L保持不变)，当腔体电容110因放入不同待处理物170而发生电容值C变化，适用于该腔体电容110的谐振频率f也发生变化。在另一些实施例中，电磁波发生模块120可包括可变频率源和功率放大器。
处理单元141可配置为在获取到加热指令后，控制电磁波发生模块120产生预设测试功率Pt的电磁波信号并使多个辐射单元150辐射出的电磁波的功率相等，在备选频率区间内调节电磁波发生模块120产生的电磁波信号的频率，并确定实现腔体电容110的最优频率匹配的电磁波信号的频率值，并进一步地根据实现最优频率匹配的频率值确定腔体电容110的电容量。
备选频率区间的最小值可为32～38MHz，最大值可为42～48MHz，以提高电磁波的穿透性，实现均匀加热。例如，备选频率区间为32～48MHz、35～48MHz、35～45MHz、38～45MHz、38～42MHz等。
处理单元141可配置为以二分法的方式在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，逐步缩小实现最优频率匹配的频率逼近区间至最小逼近区间，并进一步确定实现最优频率匹配的电磁波信号的频率值。
具体地，处理单元141可配置为调节电磁波信号的频率为频率逼近区间的最小值、中间值和最大值，分别获取各个频率对应的反映腔体电容110的频率匹配度的匹配度参数进行比较，根据比较结果重新确定频率逼近区间，如此循环直至频率逼近区间为最小逼近区间，调节电磁波信号的频率为最小逼近区间的最小值、中间值和最大值，分别获取各个频率对应的反映腔体电容110的频率匹配度的匹配度参数进行比较，根据比较结果确定最优频率值。其中，初始频率逼近区间可为前述备选频率区间。
本发明的加热装置100通过二分法在备选频率区间内确定实现最优频率匹配的频率值，可快速缩小最优频率值所在区间的范围，进而快速地确定最优频率值，缩短了确定腔体电容110的电容量的所需时间，极大地提高了用户体验。
需要说明的是，本发明中最小逼近区间并不是特定频率范围的区间，而是频率逼近区间的最小范围，即最优频率值的精度。在一些实施例中，最小逼近区间可为0.2～20KHz中的任一数值，例如0.2KHz、1KHz、5KHz、10KHz、或20KHz。相邻两次调节电磁波信号的频率的时间间隔可为10～20ms，例如10ms、15ms、或20ms等。
在一些实施例中，可变频率源可为压控振荡器，其输入电压与输出频率相对应。处理单元141可配置为根据压控振荡器的输入电压确定腔体电容110的电容量。
在本发明中，电磁波发生模块120的最优负载匹配和腔体电容110的最优频率匹配是指相同加热装置100下电磁波发生模块120分配给腔体电容110的输出功率的占比最大。
在本发明中，预设测试功率可为10～20W，例如10W、15W或20W，以在节约能源的同时，获得准确性高的实现最优负载匹配的阻抗值或实现最优频率匹配的频率值。
在一些实施例中，加热装置100还可包括串联在腔体电容110与电磁波发生模块120之间的双向耦合器，用于实时监测电磁波发生模块120输出的正向功率信号和返回电磁波发生模块120的反向功率信号。
处理单元141还可配置为在每次调节匹配模块130的阻抗值后或调节电磁波信号的频率后，获取电磁波发生模块120输出的正向功率信号和返回电磁波发生模块120的反向功率信号，并根据正向功率信号和反向功率信号计算匹配度参数。
匹配度参数可为回波损耗S11，其可根据公式S11＝-20log(反向功率/正向功率)计算获得，在该实施例下，回波损耗S11的数值越小，反映电磁波发生模块120的负载匹配度或腔体电容110的频率匹配度越高，最小回波损耗S11对应的阻抗值或频率值为实现最优负载匹配的阻抗值或实现最优频率匹配的频率值。
匹配度参数也可为电磁波吸收率，其可根据公式电磁波吸收率＝(1-反向功率/正向功率)计算获得，在该实施例下，电磁波吸收率的数值越大，反映电磁波发生模块120的负载匹配度或腔体电容110的频率匹配度越高，最大电磁波吸收率对应的阻抗值或频率值为实现最优负载匹配的阻抗值或实现最优频率匹配的频率值。
匹配度参数也可为其他可体现电磁波发生模块120分配给腔体电容110的输出功率的占比的参数。
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，本发明的由上述任一实施例的控制器140执行的用于加热装置100的解冻控制方法可包括如下步骤：
步骤S402：感测待处理物170对应多个辐射单元150的多个感测点的实时温度。在该步骤中，多个感测点的实时温度可由多个温度传感器180分别检测获得。
步骤S404：比较出多个感测点的最低温度Td。
步骤S406：根据多个感测点的实时温度和最低温度Td分别调节对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率。
本发明的控制方法根据多个感测点的实时温度和最低温度自动地分别调节对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率，无需用户根据经验手动调节功率，减轻了待处理物170局部过热甚至熟透的不良现象，减少了营养成分的流失，提高了解冻后的食材的品质。
具体地，步骤S406可为在存在感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第一温度阈值T1的情况时，使该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率小于最低温度Td对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率。第一温度阈值T1可为1.5～3℃，例如1.5℃、2℃或3℃。
例如，在感测点的实时温度与最低温度Td之差小于等于第一温度阈值T1时，使该感测点对应的辐射单元150辐射功率为初始加热功率Pi的电磁波，以提高加热效率。
在感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第一温度阈值T1且小于等于第二温度阈值T2时，将该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率Pi降低第一功率比值r1。第二温度阈值T2可为4～6℃，例如4℃、5℃或6℃。
在感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第二温度阈值T2时，处理单元141可配置为将该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率Pi降低第二功率比值r2。
第一功率比值r1可小于第二功率比值r2，以在保证加热效率的同时，进一步地提高待处理物170的温度均匀性。第一功率比值r1可为1/3～1/2，例如1/3、2/5或1/2。第二功率比值r2可为3/5～3/4，例如3/5、2/3或3/4。
在一些进一步地实施例中，在感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第二温度阈值T2的情况下，若感测点的实时温度与最低温度Td之差小于等于第三温度阈值T3，则将该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率Pi降低第一功率比值r1；若感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第三温度阈值T3，则控制电磁波发生模块120停止工作，即停止对待处理物170的加热，以避免局部熟透的现象发生。
在一些实施例中，在使感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率小于最低温度Td对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率之后，可在该感测点的实时温度与最低温度Td之差小于等于第四温度阈值T4时，使该辐射单元150辐射功率为初始加热功率Pi的电磁波，以提高加热效率，避免辐射单元150的辐射功率频繁地被调节。
在一些实施例中，在步骤S402之前还可包括确定初始加热功率Pi的步骤：获取腔体电容110的电容值和待处理物170的食材组别；根据电容值和食材组别确定多个辐射单元150辐射出的电磁波的初始加热功率Pi，以降低对用户的使用要求，节约成本的同时提高容错率。
图5是根据本发明一个实施例的获取腔体电容110的电容量的示意性流程图。参见图5，在一些实施例中，获取腔体电容110的电容量可包括如下步骤：
步骤S502：控制电磁波发生模块120产生预设测试功率Pt的电磁波信号，并使多个辐射单元150辐射出的电磁波的功率相等。在该步骤中，预设测试功率Pt可为10～20W，例如10W、15W或20W，以在节约能源的同时，获得准确性高的实现最优负载匹配的匹配模块130的阻抗值。
步骤S504：调节匹配模块130的阻抗，并确定实现电磁波发生模块120的最优负载匹配的匹配模块130的阻抗值。
步骤S506：根据阻抗值确定腔体电容110的电容量。
在一些进一步的实施例中，基于包括可独立通断的多个匹配支路的匹配模块130，步骤S504可包括如下步骤：
获取预先配置的编号集合；
按照编号集合逐一确定每个组合编号对应的匹配支路的支路编号，并根据支路编号控制对应的匹配支路的通断，在通断每一通断组合对应的匹配支路后，获取电磁波发生模块120输出的正向功率信号和返回电磁波发生模块120的反向功率信号，根据正向功率信号和反向功率信号计算匹配度参数；
比较多个匹配支路的通断组合的匹配度参数；
根据比较结果确定实现最优负载匹配的通断组合及该通断组合对应的阻抗值。
在该实施例中，编号集合可包括多个匹配支路的通断组合的组合编号，且组合编号与匹配模块130的阻抗值相对应。
多个匹配支路的支路编号可依次为常数A的0至n-1次方，组合编号可为该通断组合中导通的匹配支路的支路编号之和。常数A可为2、3或4等，n为匹配支路的数量。
正向功率信号和反向功率信号可由双向耦合器测得。匹配度参数可为回波损耗或电磁波吸收率。具体地，回波损耗的数值越小，反映电磁波发生模块120的负载匹配度越高，最小回波损耗对应的匹配模块130的阻抗值为实现最优负载匹配的阻抗值；电磁波吸收率的数值越大，反映电磁波发生模块120的负载匹配度越高，最大电磁波吸收率对应的匹配模块130的阻抗值为实现最优负载匹配的阻抗值。
本发明的控制方法通过对匹配模块130的每个通断组合和每个匹配支路分别进行编号，可在确定实现电磁波发生模块120的最优负载匹配的匹配模块130的阻抗值的过程中，快速地匹配到每一通断组合对应的匹配支路进行通断，进而缩短了确定腔体电容110的电容量的所需时间，极大地提高了用户体验。
图6是根据本发明另一个实施例的获取腔体电容110的电容量的示意性流程图。参见图6，在另一些实施例中，获取腔体电容110的电容量可包括如下步骤：
步骤S602：控制电磁波发生模块120产生预设测试功率的电磁波信号，并使多个辐射单元150辐射出的电磁波的功率相等。其中，预设测试功率可为10～20W，例如10W、15W或20W，以在节约能源的同时，获得准确性高的实现最优频率匹配的频率值。
步骤S604：在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，并确定实现腔体电容110的最优频率匹配的电磁波信号的频率值。其中，备选频率区间的最小值可为32～38MHz，最大值可为42～48MHz，以提高电磁波的穿透性，实现均匀加热。例如，备选频率区间为32～48MHz、35～48MHz、35～45MHz、38～45MHz、38～42MHz等。
步骤S606：根据频率值确定腔体电容110的电容量。
在一些进一步的实施例中，步骤S604可为以二分法的方式在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，逐步缩小实现最优频率匹配的频率逼近区间至最小逼近区间，并确定实现最优频率匹配的电磁波信号的频率值。具体可包括如下步骤：
获取初始频率逼近区间。其中，初始频率逼近区间可为前述备选频率区间。
调节电磁波信号的频率为频率逼近区间的最小值、中间值和最大值，在每次调节电磁波信号的频率后，获取电磁波发生模块120输出的正向功率信号和返回电磁波发生模块120的反向功率信号，根据正向功率信号和反向功率信号计算该频率的匹配度参数。其中，正向功率信号和反向功率信号可由串联在腔体电容110与电磁波发生模块120之间的双向耦合器测得。
比较各个频率的匹配度参数，直至频率逼近区间为最小逼近区间。其中，最小逼近区间并不是特定频率范围的区间，而是频率逼近区间的最小范围，即最优频率值的精度。在一些实施例中，最小逼近区间可为0.2～20KHz中的任一数值，例如0.2KHz、1KHz、5KHz、10KHz、或20KHz。
根据比较结果确定实现最优频率匹配的电磁波信号的频率值。
本发明的控制方法通过二分法在备选频率区间内确定实现最优频率匹配的频率值，可快速缩小最优频率值所在区间的范围，进而快速地确定最优频率值，缩短了确定腔体电容110的电容量的所需时间，极大地提高了用户体验。
图7是根据本发明一个实施例的用于加热装置100的控制方法的详细流程图，其中，“Y”表示“是”，“N”表示“否”。参见图7，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S702：获取加热指令。
步骤S704：获取待处理物170的食材组别。
步骤S706：控制电磁波发生模块120产生预设测试功率Pt的电磁波信号，并使多个辐射单元150辐射出的电磁波的功率相等。
步骤S708：获取预先配置的编号集合。
步骤S710：按照编号集合逐一确定每个组合编号对应的匹配支路的支路编号，并根据支路编号控制对应的匹配支路的通断，在通断每一通断组合对应的匹配支路后，获取电磁发生模块输出的正向功率信号和返回电磁波发生模块120的反向功率信号，并根据正向功率信号和反向功率信号计算匹配度参数。
步骤S712：比较多个匹配支路的通断组合的匹配度参数。
步骤S714：根据比较结果确定实现最优负载匹配的通断组合及该通断组合对应的阻抗值。
步骤S716：根据阻抗值确定电容量。
步骤S718：根据电容值和食材组别确定多个辐射单元150的初始加热功率Pi。
步骤S720：控制多个辐射单元150辐射功率为初始加热功率Pi的电磁波。
步骤S722：判断是否存在感测点的实时温度与最低温度Td之差大于第一温度阈值T1的情况。若是，执行步骤S724；若否，执行步骤S730。
步骤S724：判断该感测点的实时温度与最低温度Td之差是否大于第二温度阈值T2。若是，执行步骤S726；若否，执行步骤S728。
步骤S726：将该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率Pi降低第二功率比值r2。执行步骤S732。
步骤S728：将该感测点对应的辐射单元150辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率Pi降低第一功率比值r1。执行步骤S732。
步骤S730：控制该感测点对应的辐射单元150辐射功率为初始加热功率Pi的电磁波。执行步骤S732。
步骤S732：判断多个感测点的平均温度Ta是否大于等于目标温度Tg。若是，执行步骤S734；若否，返回步骤S722。在该步骤中，目标温度Tg可由用户设定，或处理单元141根据用户选择的加热模式自动匹配得出。
步骤S734：控制电磁波发生模块120停止工作。返回步骤S702，开始下一循环。
本发明的加热装置100及控制方法特别适用于食物解冻。
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。

Claims (7)

1.一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电容、辐射电磁波的用于加热待处理物的多个辐射单元、产生电磁波信号并与所述多个辐射单元电连接的电磁波发生模块、以及通过调节自身阻抗来调节所述电磁波发生模块的负载阻抗的匹配模块，所述匹配模块包括可独立通断的多个匹配支路，其中，所述控制方法包括：
感测待处理物对应所述多个辐射单元的多个感测点的实时温度；
比较出所述多个感测点的最低温度；
根据所述多个感测点的实时温度和最低温度分别调节对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率；其中，所述控制方法还包括：
获取所述腔体电容的电容值和待处理物的食材组别；
根据所述电容值和所述食材组别确定所述多个辐射单元辐射出的电磁波的初始加热功率；其中，所述获取所述腔体电容的电容值的步骤包括：
控制所述电磁波发生模块产生预设测试功率的电磁波信号，并使所述多个辐射单元辐射出的电磁波的功率相等；
获取预先配置的编号集合，所述编号集合包括所述多个匹配支路的通断组合的组合编号，所述组合编号与所述匹配模块的阻抗值相对应；
按照所述编号集合逐一确定每个所述组合编号对应的匹配支路的支路编号，并根据所述支路编号控制对应的匹配支路的通断，在通断每一通断组合对应的匹配支路后，获取反映所述电磁波发生模块的负载匹配度的匹配度参数；
比较所述多个匹配支路的通断组合的匹配度参数；
根据比较结果确定实现最优负载匹配的所述通断组合及该通断组合对应的阻抗值；
根据所述阻抗值确定所述电容值。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述根据所述多个感测点的实时温度和最低温度分别调节对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率的步骤包括：
判断是否存在所述感测点的实时温度与所述最低温度之差大于第一温度阈值的情况；
若是，使该感测点对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率小于所述最低温度对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述使该感测点对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率小于所述最低温度对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率的步骤包括：
在所述感测点的实时温度与所述最低温度之差大于所述第一温度阈值且小于等于第二温度阈值时，将该感测点对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率降低第一功率比值；
在所述感测点的实时温度与所述最低温度之差大于所述第二温度阈值时，将该感测点对应的辐射单元辐射出的电磁波的功率相对于初始加热功率降低第二功率比值；其中所述第一功率比值小于所述第二功率比值。
4.根据权利要求2所述的控制方法，还包括：
若所述感测点的实时温度与所述最低温度之差小于等于所述第一温度阈值，控制该感测点对应的辐射单元辐射功率为初始加热功率的电磁波。
5.一种加热装置，其特征在于，包括：
腔体电容，用于放置待处理物；
电磁波发生系统，包括向所述腔体电容辐射电磁波的多个辐射单元，以加热所述腔体电容内的待处理物；以及
控制器，配置为用于执行权利要求1-4任一所述的控制方法。
6.根据权利要求5所述的加热装置，还包括：
电磁波发生模块，配置为产生电磁波信号；
功率分配器，串联在所述电磁波发生模块与所述多个辐射单元之间，用于调节每个所述辐射单元辐射出的电磁波的功率。
7.根据权利要求5所述的加热装置，其中
所述腔体电容被分割为容积间相等的多个假想空间，且每个所述假想空间均设置有一个所述辐射单元。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116261235A (zh) * 2021-12-09 2023-06-13 青岛海尔电冰箱有限公司 用于加热装置的控制方法及加热装置
CN117412423A (zh) * 2022-07-06 2024-01-16 青岛海尔电冰箱有限公司 用于加热装置的控制方法及加热装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2011232776A1 (en) * 2007-03-27 2011-10-27 Massachusetts Institute Of Technology Wireless energy transfer
WO2018120240A1 (zh) * 2016-12-30 2018-07-05 华为技术有限公司 一种调整电磁波辐射参数的装置、方法以及存储介质
CN209893783U (zh) * 2019-01-30 2020-01-03 青岛海尔电冰箱有限公司 加热装置及具有该加热装置的冰箱
CN209897304U (zh) * 2019-01-04 2020-01-03 青岛海尔股份有限公司 加热装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104180406A (zh) * 2014-09-10 2014-12-03 广东美的厨房电器制造有限公司 用于微波炉的解冻方法及解冻系统和微波炉
CN105351981B (zh) * 2015-11-25 2017-10-10 广东美的厨房电器制造有限公司 一种加热方法和加热装置
CN210042291U (zh) * 2019-01-04 2020-02-07 青岛海尔股份有限公司 电磁波发生系统及具有该电磁波发生系统的加热装置
CN209897300U (zh) * 2019-01-28 2020-01-03 青岛海尔特种电冰箱有限公司 加热装置及具有该加热装置的冰箱

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2011232776A1 (en) * 2007-03-27 2011-10-27 Massachusetts Institute Of Technology Wireless energy transfer
WO2018120240A1 (zh) * 2016-12-30 2018-07-05 华为技术有限公司 一种调整电磁波辐射参数的装置、方法以及存储介质
CN209897304U (zh) * 2019-01-04 2020-01-03 青岛海尔股份有限公司 加热装置
CN209893783U (zh) * 2019-01-30 2020-01-03 青岛海尔电冰箱有限公司 加热装置及具有该加热装置的冰箱

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《A simple model for radiative and convective fluxes in planetary atmospheres》;Juan P. Tolento;《Icarus》;20190401;第34页-第45页 *
《人工电磁超材料的电磁波调控特性》;金飚兵;《南京大学学报(自然科学)》;20140530(第3期);第235页-第253页 *

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