CN213246674U - 一种解冻设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了解冻设备，包括：解冻腔体；门体；电源模块；射频发生模块；控制单元，其与射频发生模块连接；天线，其与射频发生模块连接；天线包括均为金属材质的第一、第二和接地部分，第一和第二部分相对接地部分对称布置且每个分别包括：竖向枝节；横向部，其位于竖向枝节的顶端处，且包括：依次顺时针或逆时针连接的第一、第二、第三和第四横向枝节；第一横向枝节的一端与竖向枝节的顶端垂直连接，且远离竖向枝节延伸至垂直连接第二横向枝节的一端；第二、第三和第四横向枝节连接呈U型；接地部分连接第一部分的第四横向枝节的末端和第二部分的第四横向枝节的末端。本实用新型利用一体化天线，提高解冻设备解冻效率，缩短食材解冻时间。

Description

一种解冻设备

技术领域

本实用新型涉及射频解冻技术领域，具体涉及一种解冻设备。

背景技术

一般家用冰箱的冷冻间室(冷冻间室的间室温度一般为-18℃)用于存放短期内不食用的食材，特别是各种肉类，用户烹饪存放于冷冻间室内的食材前，通常需要将冷冻的食材解冻至-5℃左右，在该温度下的肉类便于切割，不会因为温度过低而切不动，温度过高不易切割且切割后的肉块或肉片不成形。

现有技术中，空气解冻操作简单，但解冻时间过长，食材表面容易被氧化，解冻后汁液流失严重；水解冻不仅耗时长，而且在解冻过程中食材表面容易滋生细菌、微生物等，严重影响食物品质；加热丝或加热管进行解冻，加热效率较低且解冻后的食材温度不均匀。

基于磁控管技术的微波炉解冻食材时，磁控管产生电磁波，然后通过波导管将电磁能量传递至波导搅拌系统，波导搅拌系统通过缝隙耦合的远离将电磁波能量耦合到微波炉腔体中，想要将电磁波尽量多地耦合到微波炉腔体中时，需要波导搅拌系统与微波炉腔体之间的阻抗匹配尽量好。但是这种匹配性是由微波炉腔体上的耦合孔的形状及大小来确定的，一旦加工成型，其电性能就会固定不变，只有在特定情况下，其才能达到最佳匹配，此时效率才能达到最大。但是在实际使用中，待解冻食物的种类、形状、大小等均会发生变化，这些因素都会影响到微波炉的匹配性，从而影响其效率。微波炉的特此种工作原理，决定了其无法达到较高的加热效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种解冻设备，其利用易于加工成型的一体化天线，实现与解冻腔体的良好匹配，用于提高解冻设备解冻效率，缩短食材解冻时间，且降低天线加工成本。

为实现上述实用新型的目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种解冻设备，其包括：解冻腔体，其限定用于放置待解冻产品的空间；门体，其设置于所述解冻腔体的取放口处，用于打开和关闭所述解冻腔体的取放口；其特征在于，所述解冻设备还包括：电源模块，其为所述解冻设备中用电部件供电；射频发生模块，其配置为产生射频信号；控制单元，其与所述射频发生模块连接；天线，其位于所述解冻腔体的内壁处，且与所述射频发生模块电连接；所述天线包括均为金属材质的第一部分、第二部分和接地部分，所述第一部分和第二部分相对所述接地部分对称布置且每个分别包括：竖向枝节；横向部，其位于所述竖向枝节的顶端处，且包括：依次顺时针或逆时针连接的第一横向枝节、第二横向枝节、第三横向枝节和第四横向枝节；所述第一横向枝节的一端与所述竖向枝节的顶端垂直连接，且远离所述竖向枝节延伸至垂直连接所述第二横向枝节的一端；所述第二横向枝节、第三横向枝节和第四横向枝节连接呈U型；所述接地部分连接所述第一部分的第四横向枝节的末端和所述第二部分的第四横向枝节的末端；所述第一部分中呈U型部分的U型开口与所述第二部分中呈U型部分的U型开口相对。

如上所述的解冻设备，所述第一部分的竖向枝节和第二部分的竖向枝节之间具有间隙，所述接地部分正对所述间隙的竖直中央轴线。

如上所述的解冻设备，所述第一部分、第二部分和接地部分的横截面形状均为方形、椭圆形或圆形。

如上所述的解冻设备，所述第二横向枝节分别与所述第一横向枝节和所述第三横向枝节垂直对接，所述第四横向枝节与所述第二横向枝节平行。

如上所述的解冻设备，所述第四横向枝节的长度长于所述第二横向枝节的长度。

如上所述的解冻设备，所述解冻腔体为金属腔体，且所述解冻腔体接地。

如上所述的解冻设备，所述第一部分、第二部分和接地部分均安装至所述解冻腔体的内壁上。

如上所述的解冻设备，所述第一部分、第二部分和接地部分均安装至所述解冻腔体的顶部内壁上。

如上所述的解冻设备，所述接地部分与所述第一部分和第二部分一体成型。

如上所述的解冻设备，所述第一部分的第四横向枝节的自由端部和所述第二部分的第四横向枝节的自由端部分别插接在所述接地部分的一端，所述接地部分的另一端接地。

本申请涉及的解冻设备，将天线的第一部分和第二部分通过接地部分形成一体化设计，在工艺上易于加工成型，加工成本低；该一体化天线辐射射频信号，能够调节使天线与解冻腔体形成良好匹配，使更多的能量辐射至解冻腔体内，提高解冻效率，缩短食材解冻时间。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型提出的解冻设备一个实施例中天线的结构图；

图2为在本实用新型提出的解冻设备实施例内解冻牛肉的解冻效率仿真图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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。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。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

射频解冻是一种新型的解冻方式，其需要通过射频天线将电场能量转换为电磁波能量，在其周围形成电磁场，待解冻食材中存在水分子，由于水分子是极性分子，因此在电磁场的作用下而形成偶极子，并随着高频交变的电磁场以每秒高达数亿次的频率摆动。分子随着方向不断变化的高频电磁场进行重新排列，就必须克服分子原有的热运动和分子之间相互作用而产生干扰和阻碍，在此过程中会产生激烈的摩擦，通过摩擦将电磁能转换为热能，从而达到快速解冻的目的。

本实施例涉及解冻设备（未示出），其具有解冻腔体（未示出）、门体（未示出）、天线100、电源模块（未示出）、射频发生模块（未示出）和控制单元（未示出）。

解冻腔体限定用于放置待解冻产品（例如牛肉、猪肉、鸡肉等）的空间，且解冻腔体具有用于取放待解冻产品的取放口，该取放口处设置有门体，用于打开/关闭该取放口。

在门体关闭时，解冻腔体处于封闭状态，天线100安装在解冻腔体的内壁处，天线100在封闭的解冻腔体中辐射出的电磁波为驻波状态，根据驻波形成的原理，当天线末端开路时增加天线1/4波长的短路线，天线的辐射特性仍保持天线末端开路的状态，即，天线末端和地之间的距离为1/4波长时，天线辐射的电磁波形成的驻波状态与没有进行连接该短路线时的情况完全相同。

因此，利用上述驻波形成的原理，形成了本实施例中的一体化的天线100，其结构参见图1进行描述。

本实施例天线100包括第一部分110、第二部分120和接地部分130，第一部分110和第二部分120均为金属材质且相对接地部分130对称分布。接地部分130即为如上所述的等于1/4波长的短路线。

以第一部分110的结构为例进行说明。

在本实施例中，第一部分110具有位于竖向平面的竖向枝节111和位于横向平面的横向部，该竖向平面与横向平面垂直。

横向部包括第一横向枝节112、第二横向枝节113、第三横向枝节114和第四横向枝节115，第一横向枝节112、第二横向枝节113、第三横向枝节114和第四横向枝节115依次顺时针或逆时针连接。

第一横向枝节112的一端与竖向枝节111的顶端相连接，且第二横向枝节113、第三横向枝节114和第四横向枝节115连接呈U型。

接地部分130用于接地，其连接第一部分110的第四横向枝节115的末端和第二部分120的第四横向枝节的末端。

第一部分110的连接呈U型的部分的U型开口与第二部分120的连接成U型的部分的U型开口相对。

在本实施例中，接地部分130也为金属材质，优选地，第一部分110、第二部分120和接地部分130的金属材质相同。

第一部分110和第二部分120分别可以采用铜柱弯折而成，也可以采用钣金件加工而成，其截面形状可以为圆形、椭圆形或方形等，优选为圆形或椭圆形，当然也不局限于其他形状的截面。

接地部分130的形状也可以为圆形、椭圆形或方形等，当然也不局限于其他形状的截面。

本实施例第一部分110和第二部分120采用直径3mm的铜柱弯折而成，当然，也可以选择其他直径的金属柱弯折而成，在此不做限制。

接地部分130采用截面形状为方形的金属件，其顶端的相对侧面上分别开设有第一插槽（未示出）和第二插槽（未示出），第一部分110的第四横向枝节115的末端插入第一插槽内，第二部分120的第四横向枝节的末端插入第二插槽内，且接地部分130的底端接地。

在实际中，为了便于加工及调试，第一部分110、第二部分120和接地部分130一体成型，例如，该天线100可以由一根铜柱弯折而成，其形成图1所示的形状，而接地部分130在形状上表现为U型。

该一体化天线100在工艺上易于加工，降低加工成本，且该天线100一体化成型，不用考虑其隔离度，降低设计难度。

第一部分110、第二部分120和接地部分130均安装至同一安装面，该安装面可以是实际地面或诸如搭载工具车体等人造接地面上。

本实施例第一部分110、第二部分120和接地部分130均安装在解冻腔体的内壁处，且解冻腔体接地，以此起到防止射频功率泄漏到腔体外面。

天线100可优选设置于解冻腔体的顶部内壁处，以提高待解冻产品的温度的均匀性。

天线100可优选设置为当门体处于关闭状态时，该天线100相对于门体的竖直中央轴向对称，以进一步使待解冻产品均匀解冻。

在本实施例中，还设置有保护壳（未示出），其用于罩在天线100的外部，且固定至解冻腔体的内壁上，以防止天线100因用户误触而损坏，延长其使用时间。

该保护壳可以由非透明的绝缘材料制成，以避免用户看到该天线100而影响其美观性。参考图1，在本实施例中，第一横向枝节112分别与竖向枝节111和第二横向枝节113垂直对接，第三横向枝节114分别与第二横向枝节113和第四横向枝节115垂直对接，且第二横向枝节113与第四横向枝节115平行。

如图1所示，天线100的第一部分110和第二部分120相对接地部分130对称分布，因此，第一部分110的第一横向枝节112、第二横向枝节113、第三横向枝节114和第四横向枝节115顺时针依次连接，第二部分120的第一横向枝节、第二横向枝节、第三横向枝节和第四横向枝节逆时针依次连接。

其中第一部分110的第四横向枝节115的长度长于其第二横向枝节113的长度短于第一横向枝节112的长度；且本实施例第一部分110的竖向枝节111和第二部分120的竖向枝节之间具有间隙，该接地部分130正对该间隙的竖直中央轴线。

根据解冻腔体的确定体积，通过S参数（即散射参数）仿真调整设计天线100的高度和尺寸，实现与解冻腔体的良好匹配。

电源模块为解冻设备中用电部件供电，具体为射频发生模块和控制单元供电。且射频发生模块分别与控制单元和天线100连接。

射频发生模块300发出的射频信号通过射频电缆（未示出）将射频能量分别传输至天线100中的第一部分110和第二部分120，由于第一部分110和第二部分120分别设置在解冻腔体的内壁上，因此第一部分110和第二部分120将一部分射频能量辐射至被解冻腔体内的食材吸收，从而解冻食材，另一部分射频能量通过天线100及射频电缆又反射回到射频发生模块。

射频发生模块能够实时检测第一部分110和第二部分120的入射功率P1和P2，以及反射功率PF1和PF2，根据入射功率P1和P2、反射功率PF1和PF2计算解冻效率η，η利用如下计算方程式得到。

η=((1-10^((PF1-P1)/10))+(1-10^((PF2-P2)/10)))/2。

根据解冻效率η，控制单元400控制调整射频发生模块输出至第一部分110和第二部分120的入射功率，从而在天线100的工作频带内找到最佳匹配频点，以获取较高的解冻效率。

本实施例射频发生模块可以采用现有技术中的射频发生模块，其可以是能够产生射频信号的固态功率源，该固态功率源可通过芯片精准控制，实现频率和/功率调节。且为了实现测量入射功率和反射功率，射频发生模块可以集成设置有测量单元，该测量单元可以采用现有技术用于测量功率的单元实现。

对于不同的食材，由于不同的食材，其重量、含水量及成分组成的不同，其介电等电性能也不同，放入解冻腔体内解冻时，对天线100的影响不同，导致天线100的最佳匹配频点会变化。不同的食材会影响天线100的最佳匹配频点，但是仍处于天线100的工作频带内。

对于同一种食材，在解冻过程中，由于自身温度不同，其自身的介电等电性能也在不断的变化，因此，最佳匹配频点也会随着变化，但是仍处于天线100的工作频带内。

控制单元和射频发生模块能够确保天线100在解冻过程中始终工作在最佳匹配频点处，这样不仅在在加热解冻不同食材时保持高的解冻效率，同时也在食材解冻过程中，也始终保持较高的解冻效率，有助于提高食材解冻速度。

本实施例针对于解冻腔体的体积：长450mm、宽435mm和高220mm，给出一种天线100的实施例，并利用该天线100对5Kg牛肉进行解冻，其解冻效率仿真图参见图2。

天线100中第一部分110和第二部分120均用直径3mm的铜柱弯折而成。第一部分110和第二部分120的竖向枝节111均为63.5mm，第一部分110和第二部分120的接地部分130的长度均为63.5mm，第一横向枝节112的长度为51.5mm，第二横向枝节113的长度为123mm，第三横向枝节114的长度为93mm，第一部分110的第四横向枝节115与第三横向枝节114连接点的位置和第二部分120的第四横向枝节与第三横向枝节连接点的位置之间的长度310mm，第一部分110的竖向枝节111和第二部分120的竖向枝节之间的距离为57mm。

参见图2，在解冻腔体内放置5Kg牛肉时，其最大效率可在频率为796MHz时达到83%（如图2中m1点所示出的），在790MHz-803MHz的工作频带内，效率均大于79%，如图2中m1和m2点所示出的。

此外，本实施例解冻设备中所用的天线100一体化成型，结构简单，易于加工，降低加工成本，且加工难度小，适合大规模工业生产。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种解冻设备，其包括：

解冻腔体，其限定用于放置待解冻产品的空间；

门体，其设置于所述解冻腔体的取放口处，用于打开和关闭所述解冻腔体的取放口；其特征在于，所述解冻设备还包括：

电源模块，其为所述解冻设备中用电部件供电；

射频发生模块，其配置为产生射频信号；

控制单元，其与所述射频发生模块连接；

天线，其位于所述解冻腔体的内壁处，且与所述射频发生模块电连接；所述天线包括均为金属材质的第一部分、第二部分和接地部分，所述第一部分和第二部分相对所述接地部分对称布置且每个分别包括：

竖向枝节；

横向部，其位于所述竖向枝节的顶端处，且包括：

依次顺时针或逆时针连接的第一横向枝节、第二横向枝节、第三横向枝节和第四横向枝节；

所述第一横向枝节的一端与所述竖向枝节的顶端垂直连接，且远离所述竖向枝节延伸至垂直连接所述第二横向枝节的一端；

所述第二横向枝节、第三横向枝节和第四横向枝节连接呈U型；

所述接地部分连接所述第一部分的第四横向枝节的末端和所述第二部分的第四横向枝节的末端；

所述第一部分中呈U型部分的U型开口与所述第二部分中呈U型部分的U型开口相对。

2.根据权利要求1所述的解冻设备，其特征在于，所述第一部分的竖向枝节和第二部分的竖向枝节之间具有间隙，所述接地部分正对所述间隙的竖直中央轴线。

3.根据权利要求1所述的解冻设备，其特征在于，所述第一部分、第二部分和接地部分的横截面形状均为方形、椭圆形或圆形。

4.根据权利要求1所述的解冻设备，其特征在于，所述第二横向枝节分别与所述第一横向枝节和所述第三横向枝节垂直对接，所述第四横向枝节与所述第二横向枝节平行。

5.根据权利要求4所述的解冻设备，其特征在于，所述第四横向枝节的长度长于所述第二横向枝节的长度。

6.根据权利要求1所述的解冻设备，其特征在于，所述解冻腔体为金属腔体，且所述解冻腔体接地。

7.根据权利要求6所述的解冻设备，其特征在于，所述第一部分、第二部分和接地部分均安装至所述解冻腔体的内壁上。

8.根据权利要求7所述的解冻设备，其特征在于，所述第一部分、第二部分和接地部分均安装至所述解冻腔体的顶部内壁上。

9.根据权利要求1所述的解冻设备，其特征在于，所述接地部分与所述第一部分和第二部分一体加工成型。

10.根据权利要求1所述的解冻设备，其特征在于，所述第一部分的第四横向枝节的自由端部和所述第二部分的第四横向枝节的自由端部分别插接在所述接地部分的一端，所述接地部分的另一端接地。

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