CN209660317U - 单极板解冻装置和解冻设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种单极板解冻装置和解冻设备，该单极板解冻装置包括单极板谐振组件、设置有容置腔的装置本体以及用于将所述装置本体内的容置腔分割为第一腔体和第二腔体的隔板；所述隔板安装于所述装置本体的内壁，所述单极板谐振组件安装于所述第二腔体并与所述装置本体的内壁接触与所述容置腔，进而对位于所述第一腔体中的待解冻物体进行解冻。本实用新型能够大幅提高射频能量利用率，缩短解冻时间，且解冻均匀性好。

Description

单极板解冻装置和解冻设备

技术领域

本实用新型涉及食品工业技术领域，具体而言，涉及一种单极板解冻装置和解冻设备。

背景技术

对肉类等食品进行冷冻保存是保持其品质稳定的一种较好的方法，但现有的解冻方法存在解冻时间长、解冻不均匀等问题，导致解冻后的食品的品质受到很大影响，影响食品体验。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于，提供一种单极板解冻装置和解冻设备，以解决上述问题，缩短解冻时间，确保解冻后的食品的品质。

一方面，本实用新型实施例提供一种单极板解冻装置，所述单极板解冻装置包括单极板谐振组件、设置有容置腔的装置本体以及用于将所述装置本体内的容置腔分割为第一腔体和第二腔体的隔板；

所述隔板安装于所述装置本体的内壁，所述单极板谐振组件安装于所述第二腔体并与所述装置本体的内壁接触，其中，所述单极板谐振组件与所述容置腔之间形成谐振机构对位于所述第一腔体中的待解冻物体进行解冻。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述隔板为聚四氟乙烯材料板。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述单极板谐振组件包括线圈、单极板和同轴馈电线缆；所述线圈安装于所述第二腔体，所述单极板与所述线圈连接并位于所述线圈和所述隔板之间，所述同轴馈电线缆的一端与所述线圈连接、另一端与所述装置本体的内壁连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述单极板为金属材料板。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述单极板与所述隔板之间存在间隙。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述单极板谐振组件还包括安装于所述装置本体内壁的射频连接器，所述同轴馈电线缆与所述射频连接器连接，以实现所述同轴馈电线缆与所述装置本体的内壁连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述单极板解冻装置还包括用于支撑所述隔板的支撑件，所述支撑件的两端分别与所述隔板以及所述装置本体的内壁连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述单极板解冻装置还包括散热风机，所述散热风机设置于所述第二腔体远离所述第一腔体的一侧。

另一方面，本实用新型较佳实施例还提供一种解冻设备，所述解冻设备包括射频功率源和上述的单极板解冻装置，所述射频功率源与所述单极板解冻装置中的单极板谐振组件连接以为所述单极板解冻装置提供能量供给。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述射频功率源为全固态LDMOS微波功率器件。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供一种单极板解冻装置和解冻设备，其中，单极板解冻装置是基于同轴谐振腔与LC并联谐振的思想设计而成，能够大幅提高射频能量利用率，缩短解冻时间，解冻均匀性好，且可解冻大质量的冻肉，能够满足商用解冻的需求。

另外，由于本实用新型是基于单极板谐振组件与腔体形成谐振结构进行解冻，因此，可将单极板谐振组件单独作为一个谐振模块以搭载任意尺寸的腔体，且在实际应用时只需要对单极板谐振组件中的个别组件进行微调即可，使得本实用新型适合批量生产，且制造成本低。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1本实用新型实施例提供的单极板解冻装置的结构示意图。

图2为图1中所示的单极板解冻装置的剖面结构示意图。

图3为图1中所示的单极板解冻装置的又一视角下的剖面结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的单极板解冻装置中的等效电路结构示意图。

图5本实用新型实施例提供的解冻设备的方框结构示意图。

图标：10-单极板解冻装置；11-装置本体；110-容置腔；111-第一腔体；112-第二腔体；12-隔板；13-单极板谐振组件；130-线圈；131-单极板；132-同轴馈电线缆；14-散热风机；15-支撑柱；20-解冻设备；30-射频功率源；40-待解冻物体。

具体实施方式

现有的物体(在此以肉类为例)解冻方式主要有以下几种：

(1)冷藏解冻。将冻肉放在冷藏室中慢慢解冻，这样对冻肉的鲜味损失很小，但是需要花费很长的时间，大约在一天以上。

(2)空气解冻法。将冻肉用保鲜膜包起或放入保鲜盒置于桌面，鲜味损失不大，但是类似于冷藏解冻，还是会花费很长的时间。

(3)热水解冻。将冻肉浸泡在热水中，使得冻肉的表面迅速升温进行解冻，但解冻后的肉的中间通常还是有冰块，使得解冻均匀性差。另外，热水解冻过程中的微生物增殖程度非常可怕，而且解冻过程中水会变浑浊，大量营养物质溶解在水中，使得肉的鲜美程度，口感都会变差。

(4)冷水解冻。将冻肉浸泡在冷水中，与热水解冻相比，稍微好点，但是在浸泡过程中，冷水也会溶解肉中的含氮物质和维生素，导致微生物繁殖，只是比热水稍慢，而且解冻时间也会很长。

(5)微波炉解冻。将冻肉放在微波炉中解冻，冻肉由外到内解冻，微波炉解冻不好估计重量和解冻时间，经常会把部分肉烤熟。

(6)射频解冻：现有的基于双极板电容器和平板天线的射频解冻方案，虽然在一定程度上能够完成冻肉解冻，但是采用平行板结构，不易于小型化的解冻装置的实现，且需要匹配器来实现功率源到平行电容板的能量传输匹配，成本高，且在平行电容板间的高电压，不利于产品化的应用。

上述的几种解冻方案中均存在不同的局限性，如解冻时间长、解冻均匀性差、不适应批量化的解冻操作等，对此，本实用新型给出一种单极板解冻装置10和解冻设备20，以解决上述问题，大幅缩短解冻时间、确保解冻的均匀性和解冻品质。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请结合参阅图1、图2和图3，为本实用新型实施例提供的单极板解冻装置10，该单极板解冻装置10包括单极板谐振组件13、设置有容置腔110的装置本体11，以及用于将所述装置本体11内的容置腔110分割为第一腔体111和第二腔体112的隔板12；所述隔板12安装于所述装置本体11的内壁，所述单极板谐振组件13安装于所述第二腔体112并与所述装置本体11的内壁接触。其中，所述单极板谐振组件13与所述容置腔110之间形成谐振机构以对位于所述第一腔体111中的待解冻物体40进行解冻。

本实用新型给出的上述单极板解冻装置10是基于同轴谐振腔和LC并联谐振的思想进行设计，如所述单极板谐振组件13与所述容置腔110可构成单极板谐振结构以对放置在第一腔体111中的待解冻物体40进行解冻，以大幅缩短解冻时间，确保解冻的均匀性和解冻后的物体的品质。可以理解的是，所述待解冻物体40可以是但不限于肉品等。

其中，所述隔板12用于将所述容置腔110分割为第一腔体111和第二腔体112，所述待解冻物体40可直接放置于所述隔板12上以位于所述第一腔体111中。本实施例中，所述隔板12可以采用对微波不敏感的材料制成，此外，考虑到所述单极板解冻装置10是用于对待解冻物体40尤其是肉类进行解冻，因此所述隔板12的材料须具有无毒害、耐高温、耐腐蚀和不粘附等特点，如所述隔板12可以是但不限于聚四氟乙烯材料板、聚偏氟乙烯材料板等，本实施例在此不做限制。

实际实施时，所述隔板12的边缘可与所述装置本体11的内壁接触使得所述第一腔体111和所述第二腔体112相互隔离，避免在解冻过程中，所述第一腔体111中的待解冻物体40或者衍生物(如水等)流入所述第二腔体112导致对所述单极板谐振组件13的损坏。

可选地，请再次参阅图2和图3，为了增强所述隔板12的强度，避免所述待解冻物体40将所述隔板12压垮等现象发生，所述单极板解冻装置10还可包括用于支撑所述隔板12的支撑件，所述支撑件的两端分别与所述隔板12以及所述装置本体11的内壁连接。其中，所述支撑件的形状、大小、数量以及具体安装位置本实施例可以如但不限于图2、图3所示。

进一步地，所述单极板谐振组件13用于与所述容置腔110构成谐振结构，本实施例中，所述单极板谐振组件13可包括线圈130、单极板131和同轴馈电线缆132，所述线圈130安装于所述第二腔体112，所述单极板131与所述线圈130连接并位于所述线圈130和所述隔板12之间，所述同轴馈电线缆132的一端与所述线圈130连接、另一端与所述装置本体11的内壁连接。

其中，请结合参阅图4，在本实施例给出的上述单极板解冻装置10中，所述线圈130可相当于电感，所述单极板131与所述容置腔110可共同构成电容，同时可通过所述同轴馈电线缆132向所述装置本体11的内壁馈电，以实现对位于所述第一腔体111中的待解冻物体40的解冻。可选地，所述线圈130可以采用导电和导热性能较好的材料制成，如铜线或者铜管等，且所述线圈130中的线圈数量可根据实际需求进行灵活设定，如可根据容置腔110的大小、待解冻物体40的大小等。所述同轴馈电线缆132可以为专用射频电缆，该线缆的一端与所述线圈130连接、另一端可通过射频连接器固定于装置本体11的内壁。

进一步地，所述单极板131的形状可以是但不限于圆盘状，且所述单极板131可以采用但不限于铝合金等金属材料制成。另外，根据实际需求，所述单极板131与所述隔板12之间可设置有间隙。

进一步地，由于构成线圈130的材料会存在热阻，因此，在所述单极板解冻装置10进行解冻时，所述线圈130会产生热量，为了消除这种热量对解冻效果的影响，同时避免所述线圈130过热造成自身或其他器件的损坏，在本实施例中，所述单极板解冻装置10还可包括散热风机14，所述散热风机14可设置于所述第二腔体112远离所述第一腔体111的一侧，以用于将线圈130等产生的热量排放到所述装置本体11的外部。

可选地，在实际实施时，所述散热风机14的大小、型号、安装位置等均可根据实际需求进行灵活设计，本实施例在此不坐限制。

需要说明的是，为避免所述单极板解冻装置10在使用过程中发生射频波泄漏和射频波兼容，所述装置本体11的外围可包覆有封装壳体，该封装壳体可由金属材料制成，如所述封装壳体可以由铁制成。

进一步地，基于对上述单极板解冻装置10的设计和描述，如图5所示，本实用新型实施例还提供一种解冻设备20，该解冻设备20包括射频功率源30和上述的单极板解冻装置10，所述射频功率源30与所述单极板解冻装置10中的单极板谐振组件13(如射频发射器)连接以为所述单极板解冻装置10提供能量供给。可以理解的是，由于所述解冻设备20具有与所述单极板解冻装置10相同的技术特征，因此，关于所述解冻设备20的详细描述可参照对所述单极板解冻装置10的描述，本实施例在此不再赘述。

另外，所述射频功率源30可以为但不限于全固态的晶体管，如全固态LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体)微波功率器件，该全固态LDMOS微波功率器件可以由锁相环、前置放大器、电调衰减器、推动放大器、末级放大器、正向和反向功率检测电路、控制电路和综显组成，控制电路和综显可以采集及显示正向传输功率、反向反射功率、功率源实时工作温度、工作频率等。本实施例中，所述射频功率源30输出的中心频率可以为13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz，带宽可以为10MHz，优选地，所述射频功率源30输出的中心频率可以为40.68MHz±5MHz，射频功率源30通过同轴连接器与解冻腔体连接。

进一步地，当需要利用所述解冻设备20的进行解冻时，可对所述射频功率源30的功率值(如频率范围可预设为：40.68MHz±5MHz)、工作时间等进行预先设置。在解冻过程中，由于待解冻物体40的温度的变化，在特定的频率下，驻波会随着温度的升高，逐渐变差，为了功率达到最大的利用率，解冻时间更快，所述射频功率源30可进行自动扫频，如按照预设时间间隔进行扫频，以检测所述第一腔体111中放置的待解冻物体40的谐振频率(最佳驻波点)当驻波值超过一定的数值时，系统会重新找到驻波最佳的频率点，继续解冻。

与现有技术相比，本实施例给出的上述单极板解冻装置10和解冻设备20具有以下优势：

(1)采用了单极板131与腔体相结合的方案，这种单极板131谐振结构可以搭载到任意尺寸的腔体中，可以通过调整单极板131的大小、线圈130的圈数，同轴馈电线缆132的抽头位置等，实现所述单极板谐振组件13与不同腔体的完美结合。

(2)解冻时间短，经试验，采用本实施例给出的单极板解冻装置10将5kg冻猪肉(牛肉)从-25℃解冻到-2℃，仅需要10分钟，解冻时间与冻肉质量成正比。

(3)射频能量利用率高。解冻过程中当驻波变化到较差时，所述射频功率源30会自动重新检测到合适的工作频点，极大的提高了功率利用效率，缩短了解冻时间。

(4)解冻均匀性好，可解冻大质量的冻肉，能够满足商用解冻的需求，本实用新型采用了单极板131谐振的方式，并且选择频率为射频频段频率(13.56MHz或27.12MHz或40.68MHz附近)，这个频段的频率特点是：波长上，穿透深度深，解冻后，没有热点，不同位置温差不会超过5℃，均匀性非常好。

(5)解冻均匀性好，频率带宽窄，不同质量、形状、规格的冻肉，最佳解冻频率都有差异，这就需要射频功率源30有很宽的带宽去适应，而本实用新型仅仅需要10MHz的带宽，就能够满足绝大部分的需求，大大的降低了功率源设计的难度以及成本。

(6)本实用新型给出的单极板解冻装置10便于模块化设计，如可将单极板谐振组件13做成单个的模块，以搭载到不同的腔体，只需要微调个别部分，非常适合产品化批量生产，成本低。

综上所述，本实用新型实施例提供一种单极板解冻装置10和解冻设备20，其中，该单极板解冻装置10是基于同轴谐振腔与LC并联谐振的思想设计而成，能够大幅提高射频能量利用率，缩短解冻时间，解冻均匀性好，且可解冻大质量的冻肉，能够满足商用解冻的需求。

另外，由于本实用新型是基于单极板谐振组件13与腔体形成谐振结构进行解冻，因此，可将单极板谐振组件13单独作为一个谐振模块以搭载任意尺寸的腔体，且在实际应用时只需要对单极板谐振组件13中的个别组件进行微调即可，从而使得本实用新型适合批量生产，且制造成本低。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，术语“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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

Claims (10)

1.一种单极板解冻装置，其特征在于，所述单极板解冻装置包括单极板谐振组件、设置有容置腔的装置本体以及用于将所述装置本体内的容置腔分割为第一腔体和第二腔体的隔板；

所述隔板安装于所述装置本体的内壁，所述单极板谐振组件安装于所述第二腔体并与所述装置本体的内壁接触，其中，所述单极板谐振组件与所述容置腔之间形成谐振机构以对位于所述第一腔体中的待解冻物体进行解冻。

2.根据权利要求1所述的单极板解冻装置，其特征在于，所述隔板为聚四氟乙烯材料板。

3.根据权利要求1所述的单极板解冻装置，其特征在于，所述单极板谐振组件包括线圈、单极板和同轴馈电线缆；

所述线圈安装于所述第二腔体，所述单极板与所述线圈连接并位于所述线圈和所述隔板之间，所述同轴馈电线缆的一端与所述线圈连接、另一端与所述装置本体的内壁连接。

4.根据权利要求3所述的单极板解冻装置，其特征在于，所述单极板为金属材料板。

5.根据权利要求3所述的单极板解冻装置，其特征在于，所述单极板与所述隔板之间存在间隙。

6.根据权利要求3所述的单极板解冻装置，其特征在于，所述单极板谐振组件还包括安装于所述装置本体内壁的射频连接器，所述同轴馈电线缆与所述射频连接器连接，以实现所述同轴馈电线缆与所述装置本体的内壁连接。

7.根据权利要求1所述的单极板解冻装置，其特征在于，所述单极板解冻装置还包括用于支撑所述隔板的支撑件，所述支撑件的两端分别与所述隔板以及所述装置本体的内壁连接。

8.根据权利要求1所述的单极板解冻装置，其特征在于，所述单极板解冻装置还包括散热风机，所述散热风机设置于所述第二腔体远离所述第一腔体的一侧。

9.一种解冻设备，其特征在于，所述解冻设备包括射频功率源和上述权利要求1-8中任一项所述的单极板解冻装置，所述射频功率源与所述单极板解冻装置中的单极板谐振组件连接以为所述单极板解冻装置提供能量供给。

10.根据权利要求9所述的解冻设备，其特征在于，所述射频功率源为全固态LDMOS微波功率器件。