CN116261235A - 用于加热装置的控制方法及加热装置 - Google Patents

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CN116261235A CN202111497971.8A CN202111497971A CN116261235A CN 116261235 A CN116261235 A CN 116261235A CN 202111497971 A CN202111497971 A CN 202111497971A CN 116261235 A CN116261235 A CN 116261235A
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韩志强
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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。加热装置包括用于放置待处理物的筒体、和产生用于加热待处理物的电磁波信号的电磁波发生系统。控制方法包括：频率匹配步骤：在满足重新匹配条件时，在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，并确定实现电磁波发生系统最优匹配的最优频率；阈值获取步骤：获取待处理物对应的终止频率阈值，用于判断加热完成；加热终止步骤：在最优频率小于等于终止频率阈值时，控制电磁波发生系统停止工作，不仅减少了其他感测装置的设置，节约了生产成本，而且可兼容处理的食物初始温度范围较广，可使对食物的加热停止在用户期望的状态，避免了加热后食物良莠不齐的情况发生，提高了用户体验。

Description

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。现有技术中判断解冻结束的方法包括：根据用户设定时间确定解冻完成，但其对用户提出了过高的要求、容易造成解冻结束的食物过冷或过热；根据食物的初始阻抗确定解冻完成，但相同重量材质的食物在-30℃～-20℃时的阻抗相差不大，其会造成初始温度过低的食物解冻不完全，无法搭载于具有深冷功能的冰箱；根据负载的阻抗变化速率确定解冻完成，但其可靠性较差，容易造成解冻不完全或解冻过度；根据重新阻抗匹配的次数确定解冻完成，但不同重量、不同材质、不同初始温度的食物的重新匹配次数差异较大，其会造成较大误差、降低加热效率。
综合考虑，需要提供一种新的、可准确判断解冻是否完成的用于电磁波加热装置的控制方法及加热装置。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是要提供一种用于电磁波加热装置的控制方法，其采用新的加热终止条件对加热是否完成进行判断。
本发明一个进一步的目的是要缩短频率匹配步骤的运行时间。
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筒体、和产生用于加热所述待处理物的电磁波信号的电磁波发生系统，其中，所述控制方法包括：
频率匹配步骤：在满足重新匹配条件时，在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述电磁波发生系统最优匹配的最优频率；
阈值获取步骤：获取所述待处理物对应的终止频率阈值，用于判断加热完成；
加热终止步骤：在所述最优频率小于等于所述终止频率阈值时，控制所述电磁波发生系统停止工作。
可选地，在所述阈值获取步骤中，根据首次执行所述频率匹配步骤确定的最优频率按照预设的对照关系确定所述终止频率阈值；其中
所述对照关系记录有不同首次最优频率对应的终止频率阈值，所述终止频率阈值与所述最优频率呈负相关。
可选地，所述重新匹配条件包括反映所述电磁波信号的反射比例的损耗参数大于等于预设的匹配损耗阈值、距离前次执行所述频率匹配步骤的时间间隔大于等于预设时间阈值中的至少一个；和/或
所述最优匹配为反映所述电磁波信号的反射比例的损耗参数最小；其中
所述损耗参数为回波损耗、返回所述电磁波发生系统的电磁波信号的反射功率、或返回所述电磁波发生系统的电磁波信号的反射功率与所述电磁波发生系统产生的电磁波信号的入射功率的比值。
可选地，首次执行的所述频率匹配步骤包括：
在所述备选频率区间中按照预设的搜索方法依次确定每个频率对应的损耗参数，直至确定出损耗参数小于等于预设的搜索损耗阈值的第一个频率，所述损耗参数用于反映所述电磁波信号的反射比例；
确定与所述第一个频率相差预设差值的两个频率对应的损耗参数并与所述第一个频率比较，进一步确定出所述最优频率的搜索方向；
自所述第一个频率按照所述搜索方向以每次变化所述预设差值依次确定每个频率对应的损耗参数，直至确定出后一频率对应的损耗参数大于前一频率对应的损耗参数，所述前一频率为所述最优频率。
可选地，所述搜索方法为二分法、或以每次递增预设步长从所述备选频率区间的最小值增长至所述备选频率区间的最大值；其中
所述预设步长大于所述预设差值。
可选地，所述控制方法还包括提示用户步骤，所述提示用户步骤包括：
在按照所述搜索方法确定出的每个频率对应的损耗参数均大于所述搜索损耗阈值时，控制所述电磁波发生系统停止工作，提示用户故障。
可选地，在非首次所述频率匹配步骤中，将所述备选频率区间的最小值至前一次所述最优频率作为本次频率匹配步骤的备选频率区间。
可选地，所述控制方法还包括提示用户步骤，所述提示用户步骤包括：
在首次执行所述频率匹配步骤确定的最优频率大于等于预设的最高频率阈值时，控制所述电磁波发生系统停止工作，提示用户空载；
在首次执行所述频率匹配步骤确定的最优频率小于等于预设的最低频率阈值时，控制所述电磁波发生系统停止工作，提示用户超载。
可选地，所述的控制方法还包括：
加热处理步骤：控制所述电磁波发生系统产生频率为所述最优频率的电磁波信号，并按照预设加热功率工作；其中
所述电磁波发生系统在所述频率匹配步骤中按照预设匹配功率工作，所述预设匹配功率小于所述预设加热功率。
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：
筒体，用于放置待处理物；
电磁波发生系统，配置为产生电磁波信号，用于加热所述待处理物；以及
控制器，配置为用于执行以上任一所述的控制方法。
本发明在实现电磁波发生系统最优匹配的电磁波信号的最优频率变化至确定出的终止频率阈值时，判定为解冻完成，控制电磁波发生系统停止工作，不仅无需用户根据经验或经过测量手动输入待处理物的特征参数，减少了其他感测装置的设置，节约了生产成本，而且可兼容处理的食物初始温度范围较广，可使对食物的加热停止在用户期望的状态，避免了加热后食物良莠不齐的情况发生，提高了用户体验。
进一步地，本发明在频率匹配步骤中，首先将损耗参数小于等于预设的搜索损耗阈值的电磁波信号的第一个频率作为搜索基准，再确定自第一个频率搜索最优频率的搜索方向并进行逐个搜索，并在非首次频率匹配步骤中将备选频率区间的最小值至前一次最优频率作为本次频率匹配步骤的备选频率区间，可有效地缩小最优频率的搜索范围，进而快速、准确地确定出最优频率，缩短频率匹配步骤的运行时间，降低频率匹配过程对食物品质的影响。
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用于加热装置的控制方法的示意性流程图；
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可包括筒体110、门体、电磁波发生系统和控制器140。
具体地，筒体110可用于容置待处理物150。门体可用于开闭筒体110的取放口。筒体110和门体可设置有电磁屏蔽特征，以减少电磁泄漏。
筒体110可由金属制成，并设置为接地，以进一步提高加热装置100的安全性能。
电磁波发生系统可至少部分设置于筒体110内或通达至筒体110，以向筒体110内发射电磁波来加热待处理物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、和用于向电磁波发生模块120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可设置于筒体110内，以在筒体110内产生电磁波，进而加热筒体110内的待处理物150。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可配置为在满足重新匹配条件时，在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，确定实现电磁波发生系统最优匹配的最优频率，在最优频率小于等于用于判断加热完成的终止频率阈值时，控制电磁波发生系统停止工作。
本发明的加热装置100根据终止频率阈值判断加热是否完成，不仅无需用户根据经验或经过测量手动输入待处理物150的特征参数，减少了其他感测装置的设置，节约了生产成本，而且可兼容处理的食物初始温度范围较广，可使对食物的加热停止在用户期望的状态，避免了加热后食物良莠不齐的情况发生，提高了用户体验。
在一些实施例中，处理单元141可配置为根据首次进行频率匹配确定的最优频率按照预设的对照关系确定终止频率阈值，以提高加热完成判断的准确性，避免食物过热。其中，对照关系可记录有不同首次最优频率对应的终止频率阈值，终止频率阈值与最优频率可呈负相关。终止频率阈值可对应于将待处理物150解冻至-4～-2℃，以便于切割处理。
在另一些实施例中，处理单元141可配置为根据首次进行频率匹配确定的最优频率、和用户设定温度按照预设的对照关系确定终止频率阈值，以灵活地满足用户需求。其中，对照关系可记录有不同最优频率和不同设定温度对应的终止频率阈值。
在一些实施例中，重新匹配条件可包括反映电磁波信号的反射比例的损耗参数大于等于预设的匹配损耗阈值、距离前次进行频率匹配的时间间隔大于等于预设时间阈值中的至少一个，以保证加热效率。
在一些实施例中，最优匹配可为反映电磁波信号的反射比例的损耗参数最小，以提高加热完成判断的准确性。
在本发明中，损耗参数可为回波损耗、返回电磁波发生系统的电磁波信号的反射功率、或返回电磁波发生系统的电磁波信号的反射功率与电磁波发生系统产生的电磁波信号的入射功率的比值等。
在一些实施例中，处理单元141可配置为在首次进行频率匹配时，首先在备选频率区间中按照预设的搜索方法依次确定出每个频率对应的损耗参数，直至确定出损耗参数小于等于预设的搜索损耗阈值的第一个频率，再确定与第一个频率相差预设差值的两个频率对应的损耗参数并与第一个频率比较，进一步确定出最优频率的搜索方向，最后自第一个频率按照搜索方向以每次变化预设差值依次确定出每个频率对应的损耗参数，直至确定出后一频率对应的损耗参数大于前一频率对应的损耗参数，以缩短频率匹配时间。其中，前一频率为最优频率。
在一些进一步的实施例中，搜索方法可为二分法、或以每次递增预设步长从备选频率区间的最小值增长至备选频率区间的最大值，以进一步提高搜索效率。其中，预设步长可大于预设差值。
在一些进一步的实施例中，处理单元141可配置为在按照搜索方法确定出每个频率对应的损耗参数均大于搜索损耗阈值时，控制电磁波发生系统停止工作，提示用户故障。
在一些实施例中，处理单元141可配置为在非首次进行频率匹配时，将备选频率区间的最小值至前一次最优频率作为本次频率匹配的备选频率区间，以缩短频率匹配所需时间。
在一些实施例中，处理单元141可配置为在首次确定的最优频率大于等于预设的最高频率阈值时，控制电磁波发生系统停止工作，并提示用户空载，以保证加热效果，并提高安全性。
在一些实施例中，处理单元141可配置为在首次确定的最优频率小于等于预设的最低频率阈值时，控制电磁波发生系统停止工作，并提示用户超载，以保证加热效果。
在一些实施例中，处理单元141可配置为在确定出最优频率后，控制电磁波发生系统产生频率为最优频率的电磁波信号，并按照预设加热功率工作；在频率匹配过程中，控制电磁波发生系统按照预设匹配功率工作。其中，预设匹配功率可小于预设加热功率，以降低频率匹配过程对食物品质的影响，并提高加热效率。
图3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3，本发明的用于加热装置100的控制方法可包括如下步骤：
频率匹配步骤(S302)：在满足重新匹配条件时，在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，并确定实现电磁波发生系统最优匹配的最优频率；
阈值获取步骤(S304)：获取待处理物150对应的终止频率阈值，用于判断加热完成；
加热终止步骤(S306)：在最优频率小于等于终止频率阈值时，控制电磁波发生系统停止工作。
本发明的控制方法根据终止频率阈值判断加热是否完成，不仅无需用户根据经验或经过测量手动输入待处理物150的特征参数，减少了其他感测装置的设置，节约了生产成本，而且可兼容处理的食物初始温度范围较广，可使对食物的加热停止在用户期望的状态，避免了加热后食物良莠不齐的情况发生，提高了用户体验。
在一些实施例中，在阈值获取步骤(S304)中，可根据首次执行频率匹配步骤(S302)确定的最优频率按照预设的对照关系确定终止频率阈值，以提高加热完成判断的准确性，避免食物过热。其中，对照关系可记录有不同首次最优频率对应的终止频率阈值，终止频率阈值与最优频率可呈负相关。终止频率阈值可对应于将待处理物150解冻至-4～-2℃，以便于切割处理。
在另一些实施例中，在阈值获取步骤(S304)中，可根据首次执行频率匹配步骤(S302)确定的最优频率、和用户设定温度按照预设的对照关系确定终止频率阈值，以灵活地满足用户需求。其中，对照关系可记录有不同最优频率和不同设定温度对应的终止频率阈值。
在一些实施例中，重新匹配条件可包括反映电磁波信号的反射比例的损耗参数大于等于预设的匹配损耗阈值、距离前次进行频率匹配的时间间隔大于等于预设时间阈值中的至少一个，以保证加热效率。
在一些实施例中，最优匹配可为反映电磁波信号的反射比例的损耗参数最小，以提高加热完成判断的准确性。
在本发明中，损耗参数可为回波损耗、返回电磁波发生系统的电磁波信号的反射功率、或返回电磁波发生系统的电磁波信号的反射功率与电磁波发生系统产生的电磁波信号的入射功率的比值等。
在一些实施例中，首次执行的频率匹配步骤(S302)可具体包括如下步骤：
在备选频率区间中按照预设的搜索方法依次确定出每个频率对应的损耗参数，直至确定出损耗参数小于等于预设的搜索损耗阈值的第一个频率；
确定与第一个频率相差预设差值的两个频率对应的损耗参数并与第一个频率比较，进一步确定出最优频率的搜索方向，以缩短频率匹配时间；
自第一个频率按照搜索方向以每次变化预设差值依次确定出每个频率对应的损耗参数，直至确定出后一频率对应的损耗参数大于前一频率对应的损耗参数，前一频率为最优频率。
在一些进一步的实施例中，搜索方法可为二分法、或以每次递增预设步长从备选频率区间的最小值增长至备选频率区间的最大值，以进一步提高搜索效率。其中，预设步长可大于预设差值。
在一些实施例中，非首次执行的频率匹配步骤(S302)中，可将备选频率区间的最小值至前一次最优频率作为本次频率匹配步骤的备选频率区间，以缩短频率匹配所需时间。
本发明的控制方法还可包括提示用户步骤。在一些实施例中，提示用户步骤可包括：在按照搜索方法确定出每个频率对应的损耗参数均大于搜索损耗阈值时，控制电磁波发生系统停止工作，提示用户故障。
在一些实施例中，提示用户步骤可包括：在首次执行频率匹配步骤(S302)确定的最优频率大于等于预设的最高频率阈值时，控制电磁波发生系统停止工作，提示用户空载，以保证加热效果，并提高安全性。
在一些实施例中，提示用户步骤可包括：在首次执行频率匹配步骤(S302)确定的最优频率小于等于预设的最低频率阈值时，控制电磁波发生系统停止工作，提示用户超载，以保证加热效果。
在一些实施例中，本发明的控制方法还可包括加热处理步骤：控制电磁波发生系统产生频率为最优频率的电磁波信号，并按照预设加热功率工作。其中，电磁波发生系统在频率匹配步骤(S302)中按照预设匹配功率工作，预设匹配功率小于预设加热功率，以降低频率匹配过程对食物品质的影响，并提高加热效率。
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详细流程图。(在图4中，“Y”表示“是”；“N”表示“否”)。参见图4，本发明一个实施例的用于加热装置100的控制方法在获取到加热指令后可包括如下详细步骤：
步骤S402：在备选频率区间中按照预设的搜索方法依次确定出每个频率对应的损耗参数，直至确定出损耗参数小于等于预设的搜索损耗阈值的第一个频率。
步骤S404：确定与第一个频率相差预设差值的两个频率对应的损耗参数并与第一个频率比较，进一步确定出最优频率的搜索方向。
步骤S406：自第一个频率按照搜索方向以每次变化预设差值依次确定出每个频率对应的损耗参数，直至确定出后一频率对应的损耗参数大于前一频率对应的损耗参数，前一频率为最优频率。
步骤S408：判断在步骤S402中确定出的损耗参数是否均大于预设的搜索损耗阈值。若是，执行步骤S410；若否，执行步骤S412。
步骤S410：控制电磁波发生系统停止工作，提示用户故障。
步骤S412：判断是否存在最优频率大于等于最高频率阈值、或小于等于最低频率阈值的情况。若是，执行步骤S414；若否，执行步骤S416。
步骤S414：控制电磁波发生系统停止工作，提示用户空载或超载。
步骤S416：根据最优频率按照预设的对照关系确定终止频率阈值。
步骤S418：当前的损耗参数是否大于等于预设的匹配损耗阈值。若是，执行步骤S420；若否，重复步骤S418。
步骤S420：将前一次备选频率区间的最小值至前一次最优频率作为本次频率匹配的备选频率区间，在其内重新确定新的最优频率。
步骤S422：判断当前的最优频率是否小于等于终止频率阈值。若是，判定加热完成，执行步骤S424；若否，返回步骤S418。
步骤S424：控制电磁波发生系统停止工作。
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 (10)

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筒体、和产生用于加热所述待处理物的电磁波信号的电磁波发生系统，其中，所述控制方法包括：
频率匹配步骤：在满足重新匹配条件时，在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述电磁波发生系统最优匹配的最优频率；
阈值获取步骤：获取所述待处理物对应的终止频率阈值，用于判断加热完成；
加热终止步骤：在所述最优频率小于等于所述终止频率阈值时，控制所述电磁波发生系统停止工作。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，
在所述阈值获取步骤中，根据首次执行所述频率匹配步骤确定的最优频率按照预设的对照关系确定所述终止频率阈值；其中
所述对照关系记录有不同首次最优频率对应的终止频率阈值，所述终止频率阈值与所述最优频率呈负相关。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其中，
所述重新匹配条件包括反映所述电磁波信号的反射比例的损耗参数大于等于预设的匹配损耗阈值、距离前次执行所述频率匹配步骤的时间间隔大于等于预设时间阈值中的至少一个；和/或
所述最优匹配为反映所述电磁波信号的反射比例的损耗参数最小；其中
所述损耗参数为回波损耗、返回所述电磁波发生系统的电磁波信号的反射功率、或返回所述电磁波发生系统的电磁波信号的反射功率与所述电磁波发生系统产生的电磁波信号的入射功率的比值。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其中，首次执行的所述频率匹配步骤包括：
在所述备选频率区间中按照预设的搜索方法依次确定每个频率对应的损耗参数，直至确定出损耗参数小于等于预设的搜索损耗阈值的第一个频率，所述损耗参数用于反映所述电磁波信号的反射比例；
确定与所述第一个频率相差预设差值的两个频率对应的损耗参数并与所述第一个频率比较，进一步确定出所述最优频率的搜索方向；
自所述第一个频率按照所述搜索方向以每次变化所述预设差值依次确定每个频率对应的损耗参数，直至确定出后一频率对应的损耗参数大于前一频率对应的损耗参数，所述前一频率为所述最优频率。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其中，
所述搜索方法为二分法、或以每次递增预设步长从所述备选频率区间的最小值增长至所述备选频率区间的最大值；其中
所述预设步长大于所述预设差值。
6.根据权利要求4所述的控制方法，还包括提示用户步骤，所述提示用户步骤包括：
在按照所述搜索方法确定出的每个频率对应的损耗参数均大于所述搜索损耗阈值时，控制所述电磁波发生系统停止工作，提示用户故障。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其中，
在非首次所述频率匹配步骤中，将所述备选频率区间的最小值至前一次所述最优频率作为本次频率匹配步骤的备选频率区间。
8.根据权利要求1所述的控制方法，还包括提示用户步骤，所述提示用户步骤包括：
在首次执行所述频率匹配步骤确定的最优频率大于等于预设的最高频率阈值时，控制所述电磁波发生系统停止工作，提示用户空载；
在首次执行所述频率匹配步骤确定的最优频率小于等于预设的最低频率阈值时，控制所述电磁波发生系统停止工作，提示用户超载。
9.根据权利要求1所述的控制方法，还包括：
加热处理步骤：控制所述电磁波发生系统产生频率为所述最优频率的电磁波信号，并按照预设加热功率工作；其中
所述电磁波发生系统在所述频率匹配步骤中按照预设匹配功率工作，所述预设匹配功率小于所述预设加热功率。
10.一种加热装置，其特征在于，包括：
筒体，用于放置待处理物；
电磁波发生系统，配置为产生电磁波信号，用于加热所述待处理物；以及
控制器，配置为用于执行权利要求1-9中任一所述的控制方法。
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