CN115997479A - 控制微波加热循环的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种微波器具提供了食物容器内的食物产品在温度选择的公差内的安全加热，尽管食物容器的温度与食物产品的温度不同。食物产品的温度可能高于食物容器的温度，特别是对于食物产品的较高温度设置。本文提供了一种控制方法，用于计算加热循环将要停止时的食物容器的目标温度。当食物容器的测量温度达到目标温度时，所述控制方法停止加热循环。微波腔的温度也会影响食物容器的测量温度。因此，可以使用微波腔的温度来确定对食物容器的目标温度的调整。

Description

控制微波加热循环的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年8月28日提交的美国临时申请序列号63/071,475的权益，所述美国临时申请的披露内容通过援引明确地并入本文。

背景

典型的微波炉不具有可以有利于在封闭包装物的情况下使用微波炉同时防止封闭包装物破裂的安全特征。由于微波炉的长时间运行，此类封闭包装物可能会意外破裂。因此，在典型的微波炉中使用打开的、通气的或以其他方式未密封的食物容器或包装。因此，在使用过程中，典型的微波炉可能会暴露于从打开的食物容器中溅出的食物产品。

概述

本披露内容的第一方面提供了一种微波器具，所述微波器具包括一个或多个微波源以及与所述一个或多个微波源电磁连通的微波室。所述微波器具包括被配置成将食物容器支撑在微波室内的产品保持器，以及被配置成感测支撑在产品保持器内的食物容器的温度的温度传感器。所述微波器具包括用户界面，所述用户界面被配置成接收温度选择。所述微波器具包括与温度传感器和用户界面通信的控制器，所述控制器被配置成基于温度选择来确定食物容器的目标温度。所述控制器被配置成操作所述一个或多个微波源以对食物容器中的食物产品进行加热，直到食物容器的温度等于食物容器的目标温度。

在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，控制器被配置成基于实验结果的模型来确定食物容器的目标温度，所述模型将食物容器的温度与食物容器中的食物产品的温度相关。

在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，食物产品被密封在食物容器内。

在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，模型是二阶多项式方程：

其中Tc是食物容器的目标温度，Tp是温度选择，并且X、Y和Z中的每一者是基于实验结果确定的常数。

在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，所述微波器具进一步包括与控制器通信并且被配置成读取食物容器上的标识符的产品标识扫描仪。控制器被配置成基于所述标识符来确定食物容器的产品属性。

在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，模型包括属性乘子，所述属性乘子基于产品属性来缩放食物容器的目标温度。

在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，产品属性选自由以下各项组成的产品属性组：食物产品的类型、包装的类型、包装的大小以及它们的组合。

在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，所述微波器具进一步包括被配置成感测微波室的温度的第二温度传感器，其中所述模型包括基于微波室的温度添加到食物容器的目标温度的腔室温度调整。

在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，当微波室的温度是22℃时，腔室温度调整是0℃；当微波室的温度是85℃时，腔室温度调整是4℃；并且对于微波室的其他温度，腔室温度调整在这两者之间线性外推。

在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，控制器被配置成操作所述一个或多个微波源以将食物容器中的食物产品加热到温度选择的公差内的温度，其中所述公差是+/-5％。

本披露内容的第二方面提供了一种操作微波器具的方法。所述方法包括接收来自用户界面的温度选择。所述方法包括基于温度选择来确定食物容器的目标温度。所述方法包括为一个或多个微波源供电以对微波室内的食物容器中的食物产品进行加热。所述方法包括利用温度传感器来感测食物容器的温度。所述方法包括在食物容器的温度达到目标温度时关断到一个或多个微波源的功率。

在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，基于实验结果的模型来确定食物容器的目标温度，所述模型将食物容器的温度与食物容器中的食物产品的温度相关。

在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，食物产品被密封在食物容器内。

在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，模型是二阶多项式方程：

其中Tc是食物容器的目标温度，Tp是温度选择，并且X、Y和Z中的每一者是基于实验结果确定的常数。

在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，所述方法进一步包括基于通过产品标识扫描仪扫描食物容器上的标识符来识别食物容器。所述方法进一步包括基于所述标识符来确定食物容器的产品属性。

在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，模型包括属性乘子，所述属性乘子基于产品属性来缩放食物容器的目标温度。

在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，产品属性选自由以下各项组成的产品属性组：食物产品的类型、包装的类型、包装的大小以及它们的组合。

在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，所述方法进一步包括利用第二温度传感器来感测微波室的温度。所述模型包括基于微波室的温度添加到食物容器的目标温度的腔室温度调整。

在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，当微波室的温度是22℃时，腔室温度调整是0℃；当微波室的温度是85℃时，腔室温度调整是4℃；并且对于微波室的其他温度，腔室温度调整在这两者之间线性外推。

在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，食物容器中的食物产品被加热到温度选择的公差内的温度，其中所述公差是+/-5％。

从以下结合附图和权利要求的详细描述中将更清楚地理解这些和其他特征。

附图说明

为了更加完整地理解本披露，现在参考以下结合附图和具体实施方式进行的简要描述，其中，相似的附图标记表示相似的部分。

图1是用于将包装食物产品加热到期望温度的微波器具的前视图。

图2是微波器具的立体图，其中门是打开的。

图3是微波器具的左侧立体图，其中微波进入面板已移除。

图4是微波器具的右侧立体图，其中电子器件进入面板已移除。

图5是微波器具的微控制器组件的框图。

图6是微波器具的计算机系统的框图。

图7是用于由微波器具执行的加热循环的控制算法的流程图。

图8A-8E是将各种产品的包装物温度与产品温度相关的实验数据和确定的趋势线的图。

图9展示了适用于实施本披露的若干实施例的示例性计算机系统。

具体实施方式

一开始应理解，尽管下文展示了一个或多个实施例的展示性实施方式，但是所披露的系统和方法可使用任何数量的技术来实施，无论这些技术是当前已知的还是现有的。本披露决不应限于下文所展示的展示性实施方式、附图和技术，而是可在所附权利要求的范围连同其等同物的完整范围内进行修改。短语“和/或”的使用指示可以使用选项列表中的任一个或任何组合。例如，“A、B、和/或C”是指“A”、或“B”、或“C”、或“A和B”、或“A和C”、或“B和C”、或“A和B和C”。

本文披露了一种微波器具，以促进对包装食物产品的可靠且有效的加热。所述微波器具包括被配置成感测包装食物产品的温度的温度传感器。在一些实施方式中，温度传感器是非接触式温度传感器，所述非接触式温度传感器被配置成从微波室外部感测包装食物产品的温度。使用非接触式温度传感器防止了温度传感器与加热包装食物产品时使用的微波辐射之间的相互作用。例如，温度传感器可以是红外温度传感器，所述红外温度传感器被布置成感测由包装食物产品发出的红外辐射。在另一个示例中，可以使用超声波传感器来感测包装食物产品的温度。可以使用其他基于接触的或非接触式温度传感器。

与传统微波器具的基于时间的操作不同，所披露的微波器具的操作可以基于由温度传感器确定的包装食物产品的测量温度。在使用中，消费者可以选择期望的产品温度。期望的产品温度可以是经由用户界面上的输入端接收的绝对温度输入(例如，52℃)，或者是经由用户界面上的输入端接收的相对温度输入(例如，环境、热、非常热)。相对温度输入可以是可由技术人员配置成特定的设定点(例如，环境选择对应于25℃，热选择对应于55℃，等等)。微波器具的基于温度的操作可以与多种大小和类型的包装食物产品一起使用，同时确保产品在使用中不会过热。另外，包装食物产品可以被重新加热，或者部分填充的包装食物产品可以被安全地加热到期望的产品温度。最大操作时间也可以用作防止温度传感器发生故障的故障保护。

然而，食物容器的温度不是包含在其中的食物产品(例如，饮料、汤等)的准确测量结果。食物产品的温度可能高于食物容器的温度，特别是对于食物产品的较高温度设置。本文提供了一种控制方法，用于计算加热循环将要停止时的食物容器的目标温度。当食物容器的测量温度达到食物容器的目标温度时，所述控制方法停止加热循环。所述控制方法导致最终食物产品温度在加热循环开始时在用户界面上从消费者接收的温度选择的公差(例如，+/-5％)内。

所述控制方法使用要在微波器具中加热的各种类别和体积的食物产品(例如，饮料)的测试数据来确定特定于放置在微波器具内的特定食物容器的相关值。所述控制方法使用查找表，所述查找表具有针对食物产品属性的不同组合的相关值以用于计算食物容器的目标温度。在一些实施方式中，计算是基于实验数据将食物容器的测量温度与包含在其中的食物产品的温度相关的二阶多项式方程。微波腔的温度也会影响食物容器的测量温度。因此，可以使用微波腔的温度来确定对食物容器的目标温度的调整。

在标题为“Packaged Food Product Microwave System and Method(包装食物产品微波系统和方法)”的WO 2020/061049中描述了适用于加热密封食物产品容器的微波器具的示例，所述文献通过援引整体并入本文。下文参考图1-6提供对微波器具的简要描述。本披露设想了其他微波器具适用于本文所描述的系统和方法。

图1-4是适用于将包装食物产品加热到期望温度的微波器具100的各种视图。图1是微波器具100的前视图，示出了门102和用户界面104。门102包括窗口112，用于在门102关闭时接近用户界面104。

图2是微波器具100的立体图，其中门102是打开的。门开关532可以定位在微波器具100的主体123的前表面上或门102上，并且提供指示门102的位置(例如，打开或关闭)的信号。保持器118定位在门上，并且其大小和形状被设定成接纳密封的食物容器120，诸如食物或饮料容器。在图2所示的示例中，食物容器120是饮料瓶。食物容器120可以由塑料(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、高密度聚乙烯等)、玻璃、陶瓷、无箔衬里的纸箱等制成。保持器118定位在门102上，以在门102关闭时将食物容器120定位在微波腔114内。例如，当门102旋转到关闭位置时，保持器118穿过微波腔114中的开口以定位在其中。

当门102关闭时，电抗扼流圈116围绕微波腔114中的开口的周边定位在门102上、在保持器118周围。电抗扼流圈116在使用中防止微波辐射穿过门102。一个或多个产品存在检测器122围绕产品保持器118定位在门102上，并且被配置成确认食物容器120是否位于产品保持器118内。(多个)产品存在检测器122可以是光学传感器或声学测距仪，用于检测产品保持器118中食物容器120的存在。多个产品存在检测器122可以用于确保对各种大小的食物容器120的检测。多个产品存在检测器122还可以用于验证食物容器120的大小。

用户界面104定位在微波器具100的主体123上。例如，用户界面104定位在微波器具100的主体123的前表面上。如图2所示，微波器具100的主体的前表面是包括微波腔114中的开口的同一表面。用户界面104可以是触摸屏用户界面。用户界面104可以包括图形端口108(诸如高清多媒体接口(HDMI)端口)和数据端口110(诸如通用串行总线(USB)端口)。图形端口108可以供应用于在用户界面104上显示的图形数据。数据端口110可以传送在触摸屏上注册的触摸或手势输入。可以使用其他用户界面元素，并且它们可以经由数据端口110或另一数据端口进行通信。例如，在自动售货环境中，可以另外存在支付模块以有利于接收支付并解锁门102。

产品标识扫描仪124定位在微波器具100的主体123上。在图2所示的示例中，产品标识扫描仪124定位在用户界面104下方并且在门102打开时面向产品保持器118。产品标识扫描仪124可以是光学扫描仪(诸如条形码读取器或相机)，所述光学扫描仪被配置成读取食物容器120上的标识符。在一些实施方式中，一个以上的条形码读取器可以配置成读取沿着食物容器120的多个位置处的标识符。包括多个条形码读取器有利于识别不同的食物容器120(其中条形码位于容器120上的不同位置)，并且考虑了不同高度的容器120。

产品保持器118可以包括在产品保持器118的基部上方的开口，所述开口的大小被设定成有利于在食物容器120放置在产品保持器118中时查看所述食物容器上的标识符。例如，标识符可以是对通用产品代码(UPC)或其他产品标识符进行编码的条形码、符号、快速响应(QR)代码等。产品保持器118的大小可以被设定成允许用户转动产品保持器118中的食物容器120，以有利于扫描或以其他方式读取食物容器120上的标识符。例如，通过使食物容器120在产品保持器118中转动，标识符可以位于产品保持器118的开口内并且在产品标识扫描仪124的视野中。

在一些实施方式中，产品保持器118包括在产品保持器118的基部上的转盘，以有利于更容易地在产品保持器118内转动食物容器120。转盘可以由电机驱动，以自动扫描产品保持器118内的食物容器120上的标识符。可以在门开关提供指示门102被打开的信号时或在门102被打开的预定延迟之后激活转盘电机。

在一些实施方式中，可以在将食物容器120插入到产品保持器118中之前由产品标识扫描仪124扫描所述食物容器上的标识符。在这样的实施方式中，(多个)产品存在检测器122可以在由产品标识扫描仪124扫描之后验证食物容器120已经被插入到产品保持器118中。

虽然在上文的示例中将产品标识扫描仪124描述为光学扫描仪，但是产品标识扫描仪124可以是无线标志读取器。例如，无线标志可以定位在食物容器120上(诸如在食物容器的标签或封口上)，并且存储食物容器120的标识符。无线标志可以是射频标识(RFID)标志、蓝牙低能耗(BLE)标志、近场通信(NFC)标志、信标标志等。产品标识扫描仪124的无线标志读取器被配置成从食物容器120上的无线标志读取食物容器120的标识符。

基于产品标识扫描仪124从食物容器120读取的标识符，微波器具100被配置成识别正插入到微波器具100中的食物产品的类型(例如，含糖碳酸饮料、无糖碳酸饮料、果汁饮料、茶、咖啡、冰沙、乳品饮料、酸奶产品等)、包装类型(例如，PET碳酸饮料瓶、铝罐、铝瓶、热灌装PET饮料瓶、无菌PET饮料瓶等)、和/或包装大小(例如，20fl.oz.包装物、12fl.oz.包装物、8fl.oz.包装物等)。基于对插入的食物产品类型的识别，微波器具100可以识别食物产品的介电常数和/或电导率，并且相应地调整微波器具的操作。例如，可以基于食物产品的介电常数和/或电导率来调整微波器具100的功率水平。响应于读取标识符，微波器具100可以访问本地数据库或网络可访问的数据库，所述本地数据库或网络可访问的数据库提供将标识符与食物产品的类型、包装类型、包装大小、食物产品的介电常数、和/或食物产品的电导率相关联的一个或多个表或其他逻辑结构。

微波器具100的主体123包括电子器件进入面板126和微波进入面板132。电子器件进入面板126定位在微波器具100的主体123的右侧表面上。电子器件进入面板126包括风扇通风口128和管道通风口130，所述风扇通风口和管道通风口被配置成促进与周围环境的空气交换以冷却微波器具100。微波进入面板132在微波器具100的相反侧上，在主体123的左侧表面上，同样包括风扇通风口(未示出)和管道通风口(未示出)。

图3是微波器具100的左侧立体图，其中微波进入面板132已移除。微波进入面板132提供通往微波隔室133的入口，所述微波隔室具有微波器具100的微波部件。图4是微波器具100的右侧立体图，其中电子器件进入面板126已移除。电子器件进入面板126提供通往电子器件隔室135的入口。微波隔室133和电子器件隔室135通过间隔壁134分开。

微波隔室133包括微波室136，所述微波室提供用于接纳保持器118的封闭容积。微波室136包括在所述室136内反射微波辐射的表面。例如，微波室136的侧面可以由诸如铝或钢的金属制成。微波室136可以包括用于测量微波室136内的电场的电场检测器538。电场检测器538可以用于估计食物容器120内的产品体积。

微波室136接收来自一个或多个波导(诸如波导138和波导144)的微波辐射。波导144在图4中以虚线示出，以说明波导144位于间隔壁134的另一侧上。微波室136上的波导138在竖直方向上与波导144偏移。磁控管可以分别围绕一个或多个波导中的每一者定位。第一磁控管(未示出)定位在波导138周围，用于向波导138供应微波辐射。第一磁控管包括位于波导138内的天线。波导138被配置成将接收到的微波辐射沿着微波室136的第一表面引导到微波室136中。同样，第二磁控管(未示出)定位在波导144周围，用于向波导144供应微波辐射。第二磁控管包括位于波导144内的天线。波导144被配置成将接收到的微波辐射沿着微波室136的第二表面引导到微波室136的第二表面中。

虽然披露了两个磁控管，但是可以使用更多或更少的磁控管。可以为每个这样的附加磁控管提供附加的波导。提供附加的磁控管使得能够创建更复杂的驻波模式，以确保与更多种食物容器120中的食物产品牢固耦合。

在一些实施方式中，取决于由产品标识扫描仪124识别的产品，在使用过程中可以调整一个或多个磁控管的功率水平或关闭一个或多个磁控管。例如，因为波导138在比波导144更高的位置处将微波辐射引入微波室136中，所以如果短瓶或其他食物容器120被放置在产品保持器118中，则在使用过程中可以减小或关闭第一磁控管。

虽然图3所示的示例提供用于从微波室136的相反侧向微波室136供应微波辐射的波导138、144，但是可以使用其他配置。在一些实施方式中，可以使用固态微波源来代替一个或多个磁控管。

微波隔室133还包括第一磁控管功率源154和第二磁控管功率源156，用于为定位在波导138、144周围的磁控管供电。磁控管功率源154、156可以是半波倍压器功率源或逆变器或开关模式功率源。还可以使用其他功率源类型。

温度传感器162围绕微波室136的底表面定位，并且被配置成在门102关闭时测量产品保持器118中的食物容器120的温度。在各种实施方式中，温度传感器162可以定位在其他位置以感测食物容器120的温度。温度传感器162可以是非接触式温度传感器，所述非接触式温度传感器被配置成从微波室外部感测包装食物产品的温度。使用非接触式温度传感器防止了温度传感器与加热食物容器120中的食物产品时使用的微波辐射之间的相互作用。例如，温度传感器162可以是红外温度传感器，所述红外温度传感器被布置成感测由食物容器120中的食物产品发出的红外辐射。在另一个示例中，可以使用超声波传感器来感测包装食物产品的温度。可以使用其他基于接触的或非接触式温度传感器。在一些实施方式中，附加的温度传感器(未示出)可以定位成测量微波腔114内的温度。

食物容器120可以具有多种形状和大小并且在不同位置处具有产品标签。产品标签可以隔离或以其他方式影响通过温度传感器162获得的食物容器120的温度读数。然而，食物容器120的基部通常具有较少的变化或可变性，特别是在食物容器120的基部的中心位置处。例如，饮料容器通常具有平坦或花瓣形的基部。即使具有花瓣形的基部，饮料容器基部的中心位置也基本上是均匀的。另外，产品标签很少位于食物容器120的基部上。

当门102关闭时，温度传感器162被布置成面朝产品保持器118的底部。产品保持器118的底部可以包括孔或孔口，温度传感器162可以通过所述孔或孔口查看食物容器120的底部。从食物容器120的底部测量温度允许准确地感测更多种包装物类型的温度，而无需考虑不同的包装物大小、形状和产品标签位置。可以从食物容器120上的其他位置(诸如沿着侧壁、封盖或食物容器上的其他位置)测量温度。

如图4中最佳地示出，电子器件隔室135包括计算机系统600和微控制器组件500。端口进入门170位于微波器具100的主体123的后表面上，以提供通往计算机系统600上一个或多个输入/输出(I/O)端口的入口。间隔壁134将电子器件隔室135中的部件与由微波隔室133中的部件生成的热和电磁噪声隔离开。

图5是微波器具100的微控制器组件500的框图。微控制器组件500包括微控制器502和I/O接口板504。I/O接口板504被配置成接收各种输入信号并将所述输入信号传送给微控制器502。微控制器502包括用于处理接收到的输入信号并生成输出控制信号508的固件506。I/O接口板504供应输出控制信号508以控制微波隔室133的部件。

I/O接口板504还接收来自温度传感器162和电场检测器538的模拟输入。如上所述，电场检测器538可以用于估计食物容器120内的产品的体积。另外，电场检测器538可以用于验证微波室136内的电场在正常操作的预期范围内。例如，如果金属食物容器120(诸如12oz.的铝罐)被插入到微波器具100中，则电场检测器538将感测到低于预期或零值的负载。同时，(多个)产品存在检测器122将感测到产品保持器118中存在食物容器120。类似地，如果没有产品被插入到微波器具100中，则电场检测器538将感测到低于预期或零值的负载。(多个)产品存在检测器122也将感测到产品保持器118中不存在任何产品。在任一种情况下，在电场检测器538感测到负载值低于由最大允许电场阈值指示的最小允许值时，都可以防止启动或以其他方式终止微波器具100的操作。

最大电场阈值可以对应于给定食物容器120中给定类型的食物产品的最小体积量。例如，针对给定食物容器120中包含的食物产品类型，最大阈值可以是对应于给定食物容器120的容积的至少5％、10％或25％的预期电场读数。

不同的材料具有不同的介电常数和电导率，因此以不同的方式对微波辐射耦合、吸收或以其他方式作出反应。例如，PET的介电常数为约1-3ε'，而水的介电常数为约80ε'。同样，PET的电导率为约10^-21S/m，而盐水溶液的电导率为约1-5S/m。因此，与通常包含食物产品的容器相比，食物产品更容易吸收微波辐射。

然而，不同的食物产品具有不同的电性质。基于插入到微波室136中的食物产品的电特性(例如，介电常数和/或电导率)，诸如基于来自产品标识扫描仪124的读数，以及由电场检测器538测量的检测到的电场强度，可以估计食物产品的体积。使用所估计的插入到微波室136中的食物产品的体积，可以修改第一磁控管功率源154和/或第二磁控管功率源156的操作。例如，可以基于所估计的体积来调整磁控管功率源154、156中的一个或多个的功率水平，以避免闪蒸或以其他方式降低食物容器120中压力累积的风险。因此，即使是部分装满的食物容器120也可以在微波器具100中被安全地加热到目标温度。

I/O接口板556还包括输出块556，用于将输出控制信号508供应到微波隔室133中的部件。第一磁控管信号554被提供给第一磁控管MOSFET以打开或关闭第一功率继电器。同样，第二磁控管信号556被提供给第二磁控管MOSFET以打开或关闭第二功率继电器。当第一功率继电器被打开时，功率被提供给第一磁控管功率源154和对应的风扇。当第二功率继电器被打开时，功率被提供给第二磁控管功率源156和对应的风扇。

第一功率控制信号558被提供给第一磁控管功率源154，以调制由第一磁控管功率源154向第一磁控管输出的功率。第二功率控制信号560被提供给第二磁控管功率源156，以调制由第二磁控管功率源156向第二磁控管输出的功率。在一些实施方式中，第一功率控制信号558和第二功率控制信号560是脉冲宽度调制的控制信号。第一功率控制信号558和第二功率控制信号560可以相同或不同。例如，可以操作第一磁控管功率源154和第二磁控管功率源156以向它们各自的磁控管提供不同的功率水平。

图6是微波器具100的计算机系统600的框图。计算机系统600包括操作系统602以及安装在操作系统602上的一个或多个应用程序604。计算机600还包括具有文件系统的存储器606，用于存储图像、音频和视频数据608，以在用户界面104上显示或从扬声器168输出。一个或多个应用程序604控制通信总线610上的部件(诸如微控制器502)的操作。I/O接口612在一个或多个应用程序604与用户界面104之间提供通信，例如，供应视频或图像数据并从触摸屏接收触摸输入。可以经由端口进入门170进入的端口614向技术人员提供用于下载使用和诊断数据以及上载(多个)应用程序604或固件506的软件更新的入口。数据库616可以在本地存储微波器具100的使用和诊断数据。例如，使用数据可以包括门102被打开多少次、产品标识扫描仪124扫描哪些产品、在用户界面104上选择什么温度来对产品进行加热以及这些事件中的每一个发生的时间。可以收集其他使用数据。诊断数据可以包括在输入块516上接收的输入、模拟输入544和模拟放大器542以及控制信号508的日志。其他诊断数据可以存储在数据库616中。还可以包括调制解调器618，用于将使用和诊断数据上载到远程服务器(未示出)，或者用于从远程服务器接收软件更新。本披露内容考虑了其他配置和部件。

微波器具100的操作基于如由温度传感器162确定的食物容器120的测量温度。然而，食物容器120的温度不是包含在其中的食物产品(例如，饮料、汤等)的准确测量结果。食物产品的温度可能高于食物容器120的温度，特别是对于食物产品的较高温度设置。

本文提供了一种控制方法，用于计算加热循环将要停止(例如，关断到(多个)磁控管的功率)时的食物容器120的目标温度。当食物容器120的测量温度达到食物容器120的目标温度时，所述控制方法停止加热循环。所述控制方法导致最终食物产品温度在加热循环开始时在用户界面104上从消费者接收的温度选择的公差(例如，+/-5％)内。

使用要在微波器具100中加热的各种类别和体积的食物产品(例如，饮料)(例如，水、茶、果汁、不含奶油/糖的咖啡、含奶油/糖的咖啡等)的测试数据来确定特定于放置在微波器具100内的特定食物容器120的相关值。所述控制方法使用查找表，所述查找表具有针对食物产品属性的不同组合的相关值以用于计算食物容器120的目标温度。在一些实施方式中，计算是基于实验数据将食物容器120的测量温度与包含在其中的食物产品的温度相关的二阶多项式方程。微波腔114的温度也会影响食物容器120的测量温度。因此，可以使用微波腔114的温度来确定对食物容器120的目标温度的调整。

图7是用于由微波器具100执行的加热循环的控制方法700的流程图。在各种实施方式中，控制方法700由微控制器组件500(例如，微控制器502)和/或计算机系统600执行。

在702，控制方法700识别插入到微波器具100中的食物容器120。例如，如上所述，产品标识扫描仪124扫描食物容器120上的标识符。基于由产品标识扫描仪124从食物容器120上读取的标识符，微波器具100被配置成识别食物产品的类型或类别、包装的类型、和/或包装的大小或体积。

在704，控制方法700经由用户界面104接收针对待加热食物容器120内的食物产品的产品温度的用户输入。输入的产品温度可以是经由用户界面104上的输入端接收的绝对温度输入(例如，52℃)，或者是经由用户界面104上的输入端接收的相对温度输入(例如，环境、热、非常热)。相对温度输入可以在微波器具100内被配置成对应于特定的绝对温度(例如，热选择对应于55℃等)。

在706，控制方法700确定与经由用户界面104接收的输入产品温度相关的食物容器120的目标温度。食物容器120的温度与食物容器120内的食物产品的温度之间的相关性是通过实验确定的。虽然本文提供了对食物容器120的温度与食物容器120内的食物产品的温度之间的关系进行建模的二阶多项式方程的示例，但是可以使用其他统计或机器学习方法来对实验结果中确定的值进行建模。

图8A-8E是将各种产品的包装物温度与产品温度相关的实验数据和确定的趋势线的图。如图所示，包装物温度与产品温度之间存在非线性关系。具体而言，发现包装物温度(IR Temp)的微小变化会导致产品温度(TC Temp)发生较大变化。这种非线性效应被确定为部分地基于密封食物容器120内随着其被加热而增加的压力。例如，食物容器120内的压力可能在加热循环中增加至8-22psi，更典型地为约14psi。压力的增加导致水比热的非线性。此外，食物容器120的隔热特性会抑制并延迟从食物产品到食物容器120的热传递。

基于实验结果，确定二阶多项式方程，以在用户界面104上从消费者接收的温度选择的公差(例如，+/-5％)内对食物容器120的温度与食物产品的温度之间的关系进行建模。二阶多项式方程为：

其中Tc是食物容器120的目标温度，Tp是食物产品的目标温度(例如，经由用户界面104接收的温度选择)，并且X、Y和Z中的每一者是基于实验结果确定的常数。

在一些示例中，常数X和Y中的每一者又根据表征所识别食物容器120的一个或多个物理属性(例如，所识别的食物产品的类型或类别、包装的类型、包装的大小或体积、基于电场检测器538的产品的估计体积等)的二阶多项式来确定。在食物容器120内检测到的产品的估计体积是主要贡献因素的特定示例中，

X＝6.67e^-8x²-2.96e^-5x+0.0109，          方程(2)

Y＝5e^-6x²-0.00265x+0.8117，            方程(3)

Z＝29.6928，                          方程(4)

其中x是由电场检测器538检测到的产品的估计体积。在一些实施方式中，x是组合所识别食物容器120的一个或多个物理属性的值。

在一些实施例中，微波器具100可以为预期要在微波器具100内加热的每个产品保持模型。然而，这种方法需要对产品、包装类型和包装物体积的每种组合进行广泛的测试。微波器具100可以保持一个或多个属性乘子，而不是对每种组合单独进行测试，所述一个或多个属性乘子对每种属性变化对产品容器120的目标温度的确定的影响进行建模。在一些实施方式中，可以使用单个属性乘子。在一些实施方式中，可以使用一个以上的属性乘子。将一个或多个属性乘子中的每一者乘以方程(1)的值得到：

其中a_m是(多个)属性乘子，并且n是属性乘子的数量。因此，(多个)属性乘子根据基于产品标识扫描仪124从食物容器120读取的标识符确定的产品容器的(多个)属性来缩放产品容器120的目标温度。

例如，对于饮料食物产品，类别乘子可以包括1.2的咖啡乘子、1.1的茶乘子、1.07的果汁乘子、1.25的水乘子、1.4的动物奶乘子和1.3的植物奶乘子。同样，包装物体积乘子可以包括针对100-225mL之间的饮料容器的1.15乘子、针对226-350mL之间的饮料容器的1.25乘子、针对351-475mL之间的饮料容器的1.35乘子、以及针对476-600mL之间的饮料容器的1.4乘子。本披露设想了其他属性乘子和这些乘子的值。

返回图7，在708，控制方法700可选地测量微波腔114的温度。微波腔114的温度也会影响食物容器120的测量温度。因此，可以使用微波腔114的温度来确定对食物容器120的目标温度的调整。随着微波腔114内温度的升高，食物容器120的温度同样基于微波腔114内存在的热量而升高。因此，与微波腔114中的温度较低的情况相比，更快地达到食物容器120的目标温度。因此，可以将腔室温度调整分别添加到等式(1)或等式(5)得到：

其中C_T是腔室温度调整。在一个示例中，当微波腔114的温度是22℃时，腔室温度调整C_T是0℃；当微波腔114的温度是85℃时，腔室温度调整是4℃，并且对于微波腔114的其他温度，腔室温度调整在这两者之间线性外推。

在710，控制方法700通过接通到(多个)磁控管的功率来开始加热循环。在714，控制方法700使用温度传感器162来接收食物容器120的温度测量结果。在716，控制方法700确定食物容器120的测量温度是否等于食物容器120的目标温度。如果不是，则控制方法700继续加热循环并且返回到712。否则，如果食物容器120的测量温度等于食物容器的确定目标温度，则在716，控制方法停止加热循环(例如，关断到(多个)磁控管的功率)。因此，食物容器120内的产品被加热到在用户界面104处接收的输入产品温度，在公差内(例如，在+/-5％内)。

应了解，本文中关于各种图所描述的逻辑操作可以被实施为：(1)在计算装置(例如，图9中所描述的计算装置)上运行的计算机实施的动作或程序模块(即，软件)的序列；(2)计算装置内的互连的机器逻辑电路或电路模块(即，硬件)；和/或(3)计算装置的软件和硬件的组合。因此，本文中所讨论的逻辑操作不限于硬件和软件的任何特定组合。实施方式是取决于计算装置的性能和其他要求的选择问题。因此，本文中所描述的逻辑操作被不同地称为操作、结构装置、动作或模块。这些操作、结构装置、动作和模块可以用软件、固件、专用数字逻辑以及其任何组合来实施。还应了解，可以执行比附图中所示和本文中所描述的操作更多或更少的操作。这些操作也可以以与本文中所描述的顺序不同的顺序来执行。

参考图9，展示了可以在其上实施本发明的实施例的示例计算装置1100。例如，本文描述的微波器具100，用户界面104，微控制器502、和/或计算机600可以各自实施为计算装置，诸如计算装置1100。应理解，示例计算装置1100只是可以在其上实施本发明的实施例的合适计算环境的一个示例。可选地，计算装置1100可以是众所周知的计算系统，包括但不限于个人计算机、服务器、手持式或膝上型装置、多处理器系统、基于微处理器的系统、网络个人计算机(PC)、小型计算机、大型计算机、嵌入式系统、和/或包括多个任何以上系统或装置的分布式计算环境。分布式计算环境使得连接至通信网络或其他数据传输介质的远程计算装置能够执行各种任务。在分布式计算环境中，程序模块、应用程序和其他数据可以存储在本地和/或远程计算机存储介质上。

在实施例中，计算装置1100可以包括协作来执行任务的彼此通信的两个或更多个计算机。例如但不作为限制，应用程序可以以准许该应用程序的指令的并发和/或并行处理的方式进行划分。替代性地，由应用程序处理的数据可以以准许由两个或更多个计算机进行数据集的不同部分的并发和/或并行处理的方式进行划分。在实施例中，计算装置1100可以采用虚拟化软件来提供多个服务器的并未直接结合到计算装置1100中的多个计算机的功能。例如，虚拟化软件可以在四个物理计算机上提供二十个虚拟服务器。在实施例中，以上所披露的功能可以通过在云计算环境中执行一个应用程序和/或多个应用程序来提供。云计算可以包括使用动态可扩展的计算资源经由网络连接件来提供计算服务。云计算可以至少部分地由虚拟化软件来支持。云计算环境可以由企业建立和/或可以基于需要从第三方提供商租用。一些云计算环境可以包括企业拥有和操作的云计算资源以及从第三方提供商租用和/或租借的云计算资源。

在其最基本的配置中，计算装置1100典型地包括至少一个处理单元1120和系统存储器1130。取决于计算装置的确切配置和类型，系统存储器1130可以是易失性的(诸如，随机存取存储器(RAM))、非易失性的(诸如，只读存储器(ROM)、快闪存储器等)、或这两者的某种组合。此最基本的配置在图9中用虚线1110展示。处理单元1120可以是执行计算装置1100的操作所必需的算术和逻辑运算的标准可编程处理器。虽然仅示出了一个处理单元1120，但是可以存在多个处理器。因此，虽然指令可以被讨论为由一个处理器执行，但是这些指令可以由一个或多个处理器同时地、连续地或以其他方式执行。计算装置1100还可以包括用于在计算装置1100的各种部件当中传达信息的总线或其他通信机构。

计算装置1100可以具有附加的特征/功能。例如，计算装置1100可以包括附加的存储装置，诸如可移除式存储装置1140和非可移除式存储装置1150，包括但不限于磁盘或光盘或者磁带或光带。计算装置1100还可以包含允许该装置与其他装置通信(诸如，通过本文中所描述的通信路径)的(多个)网络连接件1180。(多个)网络连接件1180可以采取以下的形式：调制解调器、调制解调器组、以太网卡、通用串行总线(USB)接口卡、串行接口、令牌环卡、光纤分布式数据接口(FDDI)卡、无线局域网(WLAN)卡、无线电收发器卡(诸如，码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)、长期演进(LTE)、全球微波接入互操作性(WiMAX)和/或其他空中接口协议无线电收发器卡)、以及其他众所周知的网络装置。计算装置1100还可以具有(多个)输入装置1170，诸如键盘、小键盘、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、触摸屏、语音识别器、读卡器、纸带读取器或其他已知的输入装置。还可以包括(多个)输出装置1160，诸如打印机、视频监视器、液晶显示器(LCD)、触摸屏显示器、显示器、扬声器等。附加的装置可以连接至总线，以便便于计算装置1100的部件当中的数据通信。所有这些装置在本领域中都是众所周知的，并且此处不需要详细地讨论。

处理单元1120可以被配置成执行在有形的计算机可读介质中编码的程序代码。有形的计算机可读介质是指能够提供引起计算装置1100(即，机器)以特定方式操作的数据的任何介质。可以利用各种计算机可读介质来向处理单元1120提供指令以供执行。示例有形计算机可读介质可以包括但不限于以任何方法或技术实施的易失性介质、非易失性介质、可移除介质和不可移除介质，以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息。系统存储器1130、可移除存储装置1140和不可移除存储装置1150都是有形计算机存储介质的示例。示例有形的计算机可读记录介质包括但不限于集成电路(例如，现场可编程门阵列或专用IC)、硬盘、光盘、磁光盘、软磁盘、磁带、全息存储介质、固态装置、RAM、ROM、电可擦除程序只读存储器(EEPROM)、快闪存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用磁盘(DVD)或其他光学存储装置、磁盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储装置。

电气工程和软件工程领域的基础是：可以通过将可执行软件加载到计算机中来实施的功能可以通过众所周知的设计规则转换为硬件实施方式。在以软件对硬件实施概念之间的决策典型地取决于设计的稳定性和要产生的单元的数量，而不是从软件域转化到硬件域时所涉及的任何问题。通常，仍然经受频繁改变的设计可能优选地以软件来实施，因为重新开发硬件实施方式比重新开发软件设计更昂贵。通常，将大量产生的稳定的设计可能优选地以硬件来实施，例如以专用集成电路(ASIC)来实施，因为对于大生产运行，硬件实施方式可能比软件实施方式更低廉。常常，可以以软件形式开发和测试设计，并且稍后通过众所周知的设计规则将该设计变换为硬线化软件指令的专用集成电路中的等效硬件实施方式。以与由新ASIC控制的机器是特定的机器或设备相同的方式，同样地，已被编程和/或加载有可执行指令的计算机可以被视为特定的机器或设备。

在示例实施方式中，处理单元1120可以执行存储在系统存储器1130中的程序代码。例如，总线可以将数据运送到系统存储器1130，处理单元1120从所述系统存储器接收和执行指令。系统存储器1130接收的数据可以可选地在由处理单元1120执行之前或之后存储在可移除存储装置1140或不可移除存储装置1150上。

应理解，本文中所描述的各种技术可以结合硬件或软件或者在适当的情况下结合它们的组合来实施。因此，当前披露的主题的方法和设备或其某些方面或部分可以采取在有形介质(诸如，软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其他机器可读存储介质)中体现的程序代码(即，指令)的形式，其中，当程序代码被加载到诸如计算装置之类的机器中并由其执行时，该机器成为用于实践当前所披露的主题的设备。在可编程计算机上执行程序代码的情况下，计算装置通常包括处理器、可由处理器读取的存储介质(包括易失性存储器和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入装置和至少一个输出装置。一个或多个程序可以例如通过使用应用程序编程接口(API)、可重复使用的控件等来实施或利用结合当前所披露的主题描述的过程。此类程序可以用高级程序或面向对象的编程语言来实施，以与计算机系统通信。然而，如果需要，(多个)程序可以用汇编语言或机器语言来实施。在任何情况下，该语言都可以为编译或解释语言，并且它可以与硬件实施方式组合。

本文可以参考方法、系统、设备和计算机程序产品的框图和流程图来描述方法和系统的实施例。将理解，框图和流程图展示的每个块以及框图和流程图展示中的块的组合分别可以通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备上以产生机器，使得在计算机或其他可编程数据处理设备上执行的指令创建用于实施流程图的一个或多个块中指定的功能的手段。

这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括用于实施流程图的一个或多个块中指定的功能的计算机可读指令的制品。计算机程序指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以引起在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实施流程图的一个或多个块中指定的功能的步骤。

因此，框图和流程图展示的块支持用于执行指定功能的器件的组合、用于执行指定功能的步骤的组合、以及用于执行指定功能的程序指令器件。还将理解，框图和流程图展示的每个块以及框图和流程图展示中的块的组合可以由执行指定的功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实施。

尽管已在本披露中提供了几个实施例，但是应理解，在不脱离本披露的精神或范围的情况下，所披露的系统和方法可以以许多其他特定形式体现。本示例将被认为是展示性的而非限制性的，并且意图不限于本文中给出的细节。例如，各种元件或部件可以组合或集成在另一个系统中，或者某些特征可以被省略或不实施。

而且，在不脱离本披露的范围的情况下，在各种实施例中被描述和展示为离散或分离的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法组合或集成。被示出或讨论为彼此直接联接或通信的其他项目可以通过某个接口、装置或中间部件而间接地联接或通信，无论是电气地、机械地还是以其他方式联接或通信。改变、替代以及变更的其他示例可由本领域技术人员确定并且可在不脱离本文中所披露的精神和范围的情况下做出。

Claims (20)

1.一种微波器具，包括：

一个或多个微波源；

微波室，所述微波室与所述一个或多个微波源电磁连通；

产品保持器，所述产品保持器被配置成将食物容器支撑在所述微波室内；

温度传感器，所述温度传感器被配置成感测支撑在所述产品保持器内的所述食物容器的温度；

用户界面，所述用户界面被配置成接收温度选择；以及

控制器，所述控制器与所述温度传感器和所述用户界面通信，所述控制器被配置成基于所述温度选择来确定所述食物容器的目标温度并且操作所述一个或多个微波源以对所述食物容器中的食物产品进行加热，直到所述食物容器的温度等于所述食物容器的目标温度。

2.如权利要求1所述的微波器具，其中，所述控制器被配置成基于实验结果的模型来确定所述食物容器的目标温度，所述模型将所述食物容器的温度与所述食物容器中的食物产品的温度相关。

3.如权利要求2所述的微波器具，其中，所述食物产品被密封在所述食物容器内。

4.如权利要求2所述的微波器具，其中，所述模型是二阶多项式方程：

其中Tc是所述食物容器的目标温度，Tp是所述温度选择，并且X、Y和Z中的每一者是基于所述实验结果确定的常数。

5.如权利要求2所述的微波器具，进一步包括：

产品标识扫描仪，所述产品标识扫描仪与所述控制器通信并且被配置成读取所述食物容器上的标识符，其中所述控制器被配置成基于所述标识符来确定所述食物容器的产品属性。

6.如权利要求5所述的微波器具，其中，所述模型包括属性乘子，所述属性乘子基于所述产品属性来缩放所述食物容器的目标温度。

7.如权利要求6所述的微波器具，其中，所述产品属性选自由以下各项组成的产品属性组：食物产品的类型、包装的类型、包装的大小以及它们的组合。

8.如权利要求2所述的微波器具，进一步包括：

第二温度传感器，所述第二温度传感器被配置成感测所述微波室的温度，其中所述模型包括基于所述微波室的温度而添加到所述食物容器的目标温度的腔室温度调整。

9.如权利要求8所述的微波器具，其中，当所述微波室的温度是22℃时，所述腔室温度调整是0℃；当所述微波室的温度是85℃时，所述腔室温度调整是4℃；并且对于所述微波室的其他温度，所述腔室温度调整在这两者之间线性外推。

10.如权利要求1所述的微波器具，其中，所述控制器被配置成操作所述一个或多个微波源以将所述食物容器中的所述食物产品加热到所述温度选择的公差内的温度，其中所述公差是+/-5％。

11.一种操作微波器具的方法，包括：

接收来自用户界面的温度选择；

基于所述温度选择来确定食物容器的目标温度；

为一个或多个微波源供电以对微波室内的食物容器中的食物产品进行加热；

利用温度传感器来感测所述食物容器的温度；以及

在所述食物容器的温度达到所述目标温度时关断到一个或多个微波源的功率。

12.如权利要求11所述的方法，其中，基于实验结果的模型来确定所述食物容器的目标温度，所述模型将所述食物容器的温度与所述食物容器中的食物产品的温度相关。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述食物产品被密封在所述食物容器内。

14.如权利要求12所述的方法，其中，所述模型是二阶多项式方程：

其中Tc是所述食物容器的目标温度，Tp是所述温度选择，并且X、Y和Z中的每一者是基于所述实验结果确定的常数。

15.如权利要求12所述的方法，进一步包括：

基于通过产品标识扫描仪扫描所述食物容器上的标识符来识别所述食物容器；以及

基于所述标识符来确定所述食物容器的产品属性。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述模型包括属性乘子，所述属性乘子基于所述产品属性来缩放所述食物容器的目标温度。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述产品属性选自由以下各项组成的产品属性组：食物产品的类型、包装的类型、包装的大小以及它们的组合。

18.如权利要求12所述的方法，进一步包括：

利用第二温度传感器来感测所述微波室的温度；其中所述模型包括基于所述微波室的温度添加到所述食物容器的目标温度的腔室温度调整。

19.如权利要求18所述的方法，其中，当所述微波室的温度是22℃时，所述腔室温度调整是0℃；当所述微波室的温度是85℃时，所述腔室温度调整是4℃；并且对于所述微波室的其他温度，所述腔室温度调整在这两者之间线性外推。

20.如权利要求1所述的方法，其中，所述食物容器中的食物产品被加热到所述温度选择的公差内的温度，其中所述公差是+/-5％。

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