DE102020215681A1 - Betreiben eines Haushalts-Mikrowellengeräts - Google Patents

Abstract

Ein Haushalts-Mikrowellengerät (1) mit mehreren Parameterkonfiguration Sp, Sqbetrieben, die Gargut (G) lokal unterschiedlich behandeln, um mittels eines in den Garraum gerichteten Wärmebildsensors (9) zum Bestimmen von Temperaturverteilungen < T > an einer Oberfläche des Garguts G einen Initalscan auszuführen (S2), um Veränderungsmuster < ΔT >p,qaus Differenzen von unterschiedlichen Temperaturverteilungen < T >p, < T >qzu erhalten, für welche ein Bewertungswert Bq,pberechnet wird, der, basierend auf einer Ziel-Temperaturverteilung < Tziel>, < Tziel* >p,q, welche sich aus einem normierten Zielzustand < Z > und einer aktuellen Temperaturverteilung < T > ergibt, dasjenige Erwärmungsmuster < ΔT >p,q| best bestimmt, welches die aktuelle Temperaturverteilung < T > am besten an die Ziel-Temperaturverteilung annähert und in der Folge das Gargut mit der zum Erwärmungsmuster < ΔT >p,q| best gehörigen Parameterkonfiguration mit Mikrowellenleistung beaufschlagt wird (S5)

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Mikrowellengeräts , aufweisend einen mit Gargut beschickbaren Garraum, einen Mikrowellengenerator zum Erzeugen von Mikrowellen, mittels derer das in dem Garraum befindliche Gargut beaufschlagbar ist, mindestens einen in den Garraum gerichteten Wärmebildsensor zum Bestimmen von Temperaturverteilungen < T > an einer Oberfläche des Garguts und eine Steuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, mehrere Parameterkonfigurationen S_p, S_q von Einstellparametern des Haushalts-Mikrowellengeräts einzustellen, wobei durch mindestens zwei Parameterkonfigurationen S_p, S_q das Gargut lokal unterschiedlich mit Mikrowellen behandelbar ist, wobei bei dem Verfahren Mikrowellen unter unterschiedlichen Parameterkonfigurationen S_p,, S_q in den Garraum eingespeist werden, mittels des mindestens einen Wärmebildsensors zu den Parameterkonfigurationen S_p,, S_q gehörige Temperaturverteilungen < T >_p, < T >_q an der Oberfläche des Garguts gemessen werden und Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q aus Differenzen von unterschiedlichen Temperaturverteilungen < T >_p, < T >_q bestimmt werden. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Haushalts-Mikrowellengerät.
• US 2018/0098381 A1 und US 2017/0290095 A1 offenbaren ein computerimplementiertes Verfahren zum Erwärmen eines Gegenstands in einem Garraum eines elektronischen Ofens hin zu einem Zielzustand. Das Verfahren umfasst das Erwärmen des Gegenstands mit einem Satz von Energieanwendungen in Bezug auf den Garraum, während sich der Ofen in einer bestimmten Konfiguration befindet. Der Satz von Energieanwendungen und die Konfiguration definieren einen jeweiligen Satz variabler Energieverteilungen in der Kammer. Das Verfahren umfasst auch das Erfassen von Sensordaten, die einen jeweiligen Satz von Antworten des Garguts auf den Satz von Energieanwendungen definieren. Das Verfahren umfasst auch das Generieren eines Plans zum Erwärmen des Gegenstands in der Kammer. Der Plan wird von einem Steuerungssystem des Ofens erzeugt und verwendet die Sensordaten.
• WO 2012/109634 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Behandlung von Objekten mit HF-Energie. Die Vorrichtung kann eine Anzeige enthalten, um einem Benutzer ein Bild eines zu bearbeitenden Objekts anzuzeigen, wobei das Bild wenigstens einen ersten Teil und einen zweiten Teil des Gegenstands umfasst. Die Vorrichtung kann auch eine Eingabeeinheit und mindestens einen Prozessor umfassen, der konfiguriert ist zum: Empfangen von Information basierend auf einer Eingabe, die an der Eingabeeinheit bereitgestellt wird, und zum Erzeugen von Verarbeitungsinformationen zur Verwendung beim Bearbeiten des Objekts basierend auf der empfangenen Information, um ein erstes Verarbeitungsergebnis in dem ersten Abschnitt des Objekts und ein zweites Verarbeitungsergebnis in dem zweiten Abschnitt des Objekts zu erzielen.
• DE 10 2017 101 183 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes sowie ein Gargerät, bei dem mit einer Heizeinrichtung Gargut in einem Garraum erwärmt wird. Das Gargut wird mit einer Kameraeinrichtung erfasst. Anhand der Erfassung des Garguts wird wenigstens eine Gargutkenngröße ermittelt. Dabei umfasst die Heizeinrichtung eine Heizquelle mit einer Mehrzahl separat ansteuerbarer Heizmittel. Mit jeweils wenigstens einem Heizmittel wird ein räumliches Segment von einer Mehrzahl von räumlichen Segmenten im Garraum gezielt beheizt. Die Ansteuerung der einzelnen Heizmittel wird in Abhängigkeit der Gargutkenngröße vorgenommen.
• DE 10 2019 101 695 A1 offenbart ein Verfahren zum Garen von Gargut in einem Gargerät mit einem Garraum, mit wenigstens einer Hochfrequenzeinrichtung zum Einbringen von Hochfrequenzstrahlung, insbesondere Mikrowellenstrahlung, in den Garraum, mit wenigstens einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Hochfrequenzeinrichtung dahingehend, dass wenigstens eine Feldverteilung der Hochfrequenzstrahlung beeinflussbar ist, und mit wenigstens einer Kameraeinrichtung, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, wenigstens ein Wärmebild des Garraums zu erfassen und der Steuereinrichtung bereitzustellen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Einbringen von Hochfrequenzstrahlung mit einer ersten Feldverteilung in den Garraum mit dem darin befindlichen Gargut mittels der Hochfrequenzeinrichtung; Erfassen mindestens eines Wärmebildes des Garraums und des darin befindlichen Garguts während des Einbringens der Hochfrequenzstrahlung mit der ersten Feldverteilung und Bereitstellen des Wärmebildes an die Steuereinrichtung; Berechnen eines Maßes für eine Wärmeverteilung in mindestens einem Bereich auf dem Gargut durch die Steuereinrichtung aus dem mindestens einen Wärmebild; Ändern der Feldverteilung der Hochfrequenzstrahlung durch die Steuereinrichtung, wenn das Maß für die Wärmeverteilung um einen vorgegebenen Wert von einem vorgegebenen Maß abweicht.
• DE 10 2018 219 086 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Mikrowellengeräts und ein entsprechendes Haushalts-Mikrowellengerät. Das Haushalts-Mikrowellengerät weist einen Garraum, mindestens eine Gargutbehandlungseinrichtungzum Behandeln von in dem Garraum- befindlichem Gargut- mit mehreren Parameterkonfigurationen, wobei durch mindestens zwei Parameterkonfigurationen das Gargut lokal unterschiedlich behandelbar ist, und mindestens einen in den Garraum- gerichteten Sensor- zum Bestimmen von Messwertverteilungen <V> einer Oberflächeneigenschaft des Garguts auf, wobei bei dem Verfahren die mindestens eine Gargutbehandlungseinrichtung für eine vorgegebene Zeitdauer mit einer der Parameterkonfigurationen betrieben wird, um in dem Garraum befindliches Gargut- zu behandeln, anschließend an den Ablauf einer Zeitdauer- mittels des mindestens einen Sensors- eine Messwertverteilung < V > einer Oberflächeneigenschaft des Garguts- bestimmt wird, aus der Messwertverteilung < V > ein Qualitätswert- bestimmt wird und, falls der Qualitätswert- ein vorgegebenes Qualitätskriterium nicht erfüllt, die Gargutbehandlungseinrichtung- folgend mit einer anderen der Parameterkonfigurationen betrieben wird, wobei der Qualitätswert- aus einem Vergleich mindestens zweier unterschiedlicher, aus der gleichen mindestens einen Messwertverteilung < V > berechneten skalaren Größen bestimmt wird.
• Die obigen Methoden des Standes der Technik weisen den Nachteil auf, dass sie zu Ihrer Durchführung eine Nachverfolgung der Temperaturverteilung des Garguts benötigen. Dies ist dann nachteilig, wenn eine Einbringung von Mikrowellenenergie in das Gargut nicht oder nicht überwiegend zu einer Temperaturerhöhung führt und/oder wenn sich die Temperaturverteilung des Garguts nicht oder nur sehr ungenau messen lässt. Zudem sind zumindest die in US 2018/0098381 A1 , US 2017/0290095 A1 und WO 2012/109634 A1 beschriebenen Methoden vergleichsweise aufwändig in ihrer Umsetzung
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine besonders einfach umsetzbare und effektive Möglichkeit bereitzustellen, Gargut automatisch auf eine gewünschte Oberflächeneigenschaft hin zu behandeln, und zwar auch dann, wenn die dabei gemessene Temperaturverteilung kein sinnvolles Maß für eine Energieaufnahme durch das Gargut darstellt.
• Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
• Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Mikrowellengeräts, wobei das Haushalts-Mikrowellengerät einen mit Gargut beschickbaren Garraum, einen Mikrowellengenerator zum Erzeugen von Mikrowellen, mittels derer das in dem Garraum befindliche Gargut beaufschlagbar ist, mindestens einen in den Garraum gerichteten Wärmebildsensor zum Bestimmen von Temperaturverteilungen < T > an einer Oberfläche des Garguts und eine Steuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, mehrere Parameterkonfigurationen S_p, S_q von Einstellparametern des Haushalts-Mikrowellengeräts einzustellen, wobei durch mindestens zwei Parameterkonfigurationen S_p, S_q das Gargut lokal unterschiedlich mit Mikrowellen behandelbar ist, wobei bei dem Verfahren nach Beschicken des Garraums mit dem Gargut ein bestimmter Vorgang (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „Initialscan“ bezeichnet) durchgeführt wird, bei dem
• - Mikrowellen unter unterschiedlichen Parameterkonfigurationen S_p,, S_q in den Garraum eingespeist werden,
• - mittels des mindestens einen Wärmebildsensors zu den Parameterkonfigurationen S_p, S_q gehörige Temperaturverteilungen < T >_p, < T >_q an der Oberfläche des Garguts gemessen werden und
• - Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q aus Differenzen von unterschiedlichen Temperaturverteilungen < T >_p, < T >_q bestimmt werden,
und anschließend an den Initialscan
1. (a) ausgehend von einem normierten Zielverteilung < Z > und einer aktuellen Temperaturverteilung < T > mindestens eine Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel >, < T_ziel* > für das Gargut festgelegt wird,
2. (b) ausgehend von der aktuellen Temperaturverteilung < T > ein zum Erreichen der mindestens einen Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel >, < T_ziel* > am besten geeignetes Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q I best bestimmt wird und
3. (c) das Gargut unter der zu dem am besten geeigneten Erwärmungsmuster < ΔT > gehörigen Folge von Parameterkonfigurationen S_p, S_q mit Mikrowellen beaufschlagt wird und
4. (d) als eine neue aktuelle Temperaturverteilung < T > die vorherige aktuelle Temperaturverteilung < T > zuzüglich des zu dem am besten geeigneten Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q I best zugehörigen Erwärmungsmusters < ΔT > _p,q | best bestimmt wird.
• Bei diesem Verfahren wird der Initialscan typischerweise unmittelbar oder kurz nach Einbringen des Garguts in den Garraum durchgeführt, wobei das Gargut dann noch keinen „Sättigungszustand“ erreicht hat, wie weiter unten genauer beschrieben. Durch die Nutzung des Initialscans wird der Vorteil erreicht, dass Erwärmungsmuster < ΔT > während einer Aufwärmphase des Garguts „auf Vorrat“ bestimmt werden, so dass diese Erwärmungsmuster < ΔT > in dem auf die Aufwärmphase zeitlich folgenden Sättigungszustand des Garguts zur örtlich gezielten Steuerung einer Mikrowellenbeaufschlagung verwendet werden können. Insbesondere kann Gargut dadurch auch dann gleichmäßig oder gezielt ungleichmäßig erwärmt werden, wenn nach dem Initialscan eine Aufnahme von Wärmebildern der Gargutoberfläche keine sinnvollen Ergebnisse mehr liefert, welche zur Steuerung der Mikrowelleneinspeisung nutzbar sind, z.B. beim Auftauen oder Garen von Gargut.
• Dabei wird der Umstand berücksichtigt, dass während der Aufwärmphase die in den Garraum eingespeiste Mikrowellen-Energiemenge in guter Näherung linear zu einer Temperaturerhöhung an der Oberfläche des Garguts ist, also die Temperaturerhöhung ein sinnvolles Maß für die von dem Gargut absorbierte Energiemenge ist. Befindet sich das Gargut dagegen in seinem Sättigungszustand, wird die absorbierte Mikrowellen-Energiemenge zumindest in merklichem Maß für andere Mechanismen als eine Temperaturerhöhung verwendet, beispielsweise für eine Phasenumwandlung von in dem Gargut gespeichertem Wasser. Dadurch führt während des Sättigungszustands eine Einbringung von Mikrowellenenergie in das Gargut nicht oder nicht überwiegend zu einer Temperaturerhöhung.
• Der Zeitbereich während eines Mikrowellenbehandlungsvorgangs, bei dem sich das Gargut in seinem Sättigungszustand befindet, kann auch als „Sättigungsphase“ bezeichnet werden. In der Sättigungsphase kann das Gargut somit auch dann gezielt zur Erreichung der gewünschten Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > an seiner Oberfläche mit Mikrowellen beaufschlagt werden, wenn eine Änderung der Temperaturverteilung < T > kein sinnvolles Maß für die absorbierte Mikrowellenleistung mehr darstellt. Insbesondere kann mittels des Verfahrens also vorteilhafterweise eine Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > des Garguts auch dann mit guter Genauigkeit erreicht werden, wenn die Temperaturverteilung während der Sättigungsphase nicht mehr gemessen oder zur Steuerung der Mikrowellenbeaufschlagung verwendet wird.
• Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Verfahren rein iterativ bzw. Schritt für Schritt durchführbar ist und somit auf eine aufwändige Erstellung von Plänen zur Einstellung mehrerer aufeinanderfolgender Parameterkonfigurationen, z.B. auf Basis von künstlicher Intelligenz, verzichten werden kann, was einen Rechenaufwand erheblich reduziert.
• Noch ein Vorteil besteht darin, dass sich eine hohe Toleranz gegenüber Prozessunterbrechungen und Änderungen der Ausgangsbedingungen noch während der Aufwärmphase ergibt. Unterbricht ein Nutzer beispielsweise eine Aufwärmphase, um weiteres Gargut hinzuzufügen zu entfernen, dann kann das Verfahren ohne genauere Angabe der vorgenommenen Veränderungen erneut starten, da dann durch einen erneuten Initialscan die veränderten Rahmenbedingungen (z.B. eine ungleichmäßige Starttemperatur, eine veränderte Menge oder Form) erfasst werden können. Das hier vorgestellte Verfahren ist also sehr kundenfreundlich und veränderungs- und/oder fehlertolerant.
• Die Aufwärmphase kann beispielsweise dem Vorgang zum Erwärmen von gefrorenem Gargut bis zum Erreichen des Sättigungszustands des Garguts (d.h., seines teilweise aufgetauten Zustands, bei dem in zumindest einem Raumbereich des Garguts die absorbierte Mikrowellen-Energiemenge zur Phasenumwandlung von fest nach flüssig verwendet wird) entsprechen. Während eines solchen Phasenübergangs erhöht sich die Temperatur trotz Aufnahme von Mikrowellenenergie nicht, da der Großteil des Mikrowellen-Energieeintrags für das Aufbringen der Schmelzenthalpie aufgewandt werden muss, sondern bleibt üblicherweise in einem Bereich von 0°C. Ein Wärmebildsensor kann somit nicht feststellen, wie weit der Auftauvorgang bereits örtlich aufgelöst fortgeschritten ist, und entsprechend ist eine Steuerung des Auftauvorgangs mithilfe der aufgenommenen Daten des Wärmebildsensors nicht möglich. Eine zugehörige Sättigungsphase entspricht einem Zeitbereich des Mikrowellenbehandlungsvorgangs, bei dem in zumindest einem Raumbereich des Garguts bereits eine merkliche Auftauung von Wasser stattfindet.
• Die Aufwärmphase kann auch dem Vorgang zum Erwärmen von ungefrorenem Gargut bis zum Erreichen eines Zustands des Garguts (d.h., einem teilweise garenden Zustand, bei dem in zumindest einem Raumbereich des Garguts die absorbierte Mikrowellen-Energiemenge zur Phasenumwandlung von flüssig nach gasförmig verwendet wird) entsprechen. Während eines solchen Phasenübergangs erhöht sich die Temperatur trotz Aufnahme von Mikrowellenenergie zumindest so lange nicht, bis an der Oberfläche ein durchgegarter (wasserloser) Zustand erreicht ist. Eine zugehörige Sättigungsphase entspricht somit einem Zeitbereich des Mikrowellenbehandlungsvorgangs, bei dem in zumindest einem Raumbereich des Garguts eine merkliche Verdampfung oder Sieden von Wasser stattfindet.
• Die beiden obigen Beispiele von Aufwärm- und Sättigungsphasen werden weiter unten genauer beschrieben. In beiden Fällen können die vor dem Erreichen des Sättigungszustands ermittelten Erwärmungsmuster dazu verwendet werden, das Gargut auch während des Auftauens / Verdampfens ohne weitere Temperaturmessung gezielt auf einen gewünschte Zielverteilung hin mit Mikrowellen zu beaufschlagen.
• Es ist eine Weiterbildung, dass das Haushalts-Mikrowellengerät ein eigenständiges Mikrowellengerät oder ein Mikrowellen-Kombinationsgerät ist, z.B. ein Backofen und/oder ein Dampfbehandlungsgerät mit zusätzlicher Mikrowellen-Funktionalität, ein Mikrowellenofen mit zusätzlichen Wärmestrahlern (z.B. Widerstandsheizkörpern), usw. Der Garraum ist im geschlossenen Zustand mikrowellendicht.
• Der Mikrowellengenerator kann ein Magnetron oder ein halbleiterbasierter Mikrowellengenerator sein. Die von dem Mikrowellengenerator erzeugten Mikrowellen werden in den Garraum eingespeist, beispielsweise direkt oder über eine Mikrowellenführung. Ist der Mikrowellengenerator ein halbleiterbasierter Mikrowellengenerator, kann dieser in einer Weiterbildung ein frequenzvariabler Mikrowellengenerator sein, also Mikrowellen mit unterschiedlichen Frequenzen erzeugen.
• Der Wärmebildsensor kann jeder IR- oder Wärmesensor sein, der ein örtlich aufgelöstes Wärmebild erzeugt, z.B. eine Wärmebildkamera, eine Gruppe von Thermopiles usw. Dadurch, dass der Wärmebildsensor in den Garraum gerichtet ist, kann eine Temperaturverteilung < T > von in seinem Sichtfeld befindlichen Gegenständen gemessen oder abgefühlt werden, z.B. von Gargut. Das Gargut kann in dem Wärmebild mittels bekannter Methoden zur Bildverarbeitung, z.B. durch Objekterkennung, von einer Umgebung des Garguts wie einem Gargutträger unterschieden werden. Dazu kann beispielsweise der Wärmebildsensor und/oder eine im sichtbaren Wellenlängenbereich empfindliche Kamera verwendet werden.
• Unter einer i-ten Parameterkonfiguration S_i kann ein bestimmter Satz von Werten mindestens eines Einstellparameters des Haushalts-Mikrowellengeräts verstanden werden, wobei durch mindestens zwei Parameterkonfigurationen S_p, S_q mit p, q ∈ {i} das Gargut lokal unterschiedlich mit Mikrowellen behandelbar ist. Dabei wird in der Parameterkonfiguration S_i jeder verwendete Einstellparameter durch genau einen Wert abgebildet. In anderen Worten entspricht eine Parameterkonfiguration S_i einer bestimmte Wertegruppe unterschiedlicher Einstellparameter. Es ist eine Weiterbildung, dass insgesamt n Parameterkonfigurationen S_i = {S_1, ..., S_p,..., S_q, ...S_n} eingestellt werden können, wobei n vorteilhafterweise mindestens drei beträgt, typischerweise mehrere zehn, hundert oder sogar tausend.
• Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Einstellparameter mindestens einen Einstellparameter aus der Gruppe:
• - Drehwinkel einer Drehantenne,
• - Drehwinkel eines Drehtellers,
• - Position eines Modenrührers,
• - Mikrowellenfrequenz eines halbleiterbasierten Mikrowellengenerators,
• - Phasendifferenz zwischen aus unterschiedlichen Einspeisungsorten („Ports“) in den Garraum eingespeisten Mikrowellen,
• - usw.
umfasst. Die Drehantenne ist typischerweise nicht rotationssymmetrisch und dient dazu, Mikrowellen aus einem Hohlleiter oder einem HF-Kabel in den Garraum auszukoppeln bzw. einzuspeisen. Der Drehwinkel der Drehantenne kann z.B. mittels eines Schrittmotors gezielt einstellbar sein.
• Beispielsweise kann eine Parameterkonfiguration S_i genau einen Einstellparameter aufweisen, z.B. den Drehwinkel φ einer Drehantenne gemäß $$S_i={\phi }_i$$

  

  mit φ_i dem i-ten Winkelschritt aus insgesamt n möglichen Winkelschritten, beispielsweise mit S₀ = φ₀ = 0°, S₁ = φ₁ = 1°, ..., usw. bei Schrittweiten von Δφ = 1° oder S₀ = φ₀ = 0°, S₁ = φ₁ = 10°, ..., usw. bei Schrittweiten von Δφ = 10°. Dies kann analog für andere Einstellparameter gelten, z.B. für die Mikrowellenfrequenz f = [2440 MHz; 2460 MHz] mit Schrittweiten von 10 MHz, für eine Phasendifferenz über verschiedene Ports eingespeiste Mikrowellen im Bereich von [80°, ..., 120°],usw.
• Jedoch kann eine Parameterkonfiguration S_i auch Werte mehrerer Einstellparameter aufweisen, z.B. $$S_i=\left(\begin{array}{c}{\phi }_j\\ {ƒ}_k\end{array}\right)$$

  

  mit beispielsweise φ_j einem der möglichen Werte des Drehwinkels φ der Drehantenne und f_k einem der möglichen Werte der Mikrowellenfrequenz f. Unterschiedliche Parameterkonfigurationen S_p und S_q unterscheiden sich dabei durch mindestens einen unterschiedlichen Wert von Drehwinkel φ und/oder Mikrowellenfrequenz f. Beispielsweise kann dann gelten: $$S_1=\left(\begin{array}{c}0°\\ 2440MHz\end{array}\right),$$

  

  $$S_2=\left(\begin{array}{c}1°\\ 2440MHz\end{array}\right),\dots$$

  

  $$S_{360}=\left(\begin{array}{c}359°\\ 2400MHz\end{array}\right),$$

  

  $$S_{361}=\left(\begin{array}{c}0°\\ 2410MHz\end{array}\right),\dots$$

  
• Die Parameterkonfigurationen S_i können durch die Steuereinrichtung in beliebiger Reihenfolge und Schrittweite(n) eingestellt werden.
• Die Parameterkonfigurationen S_i können analog auf mehr als zwei Einstellparameter erweitert werden. Die Menge aller möglichen Parameterkonfigurationen {Si} kann insbesondere der Menge der Parameterkonfigurationen S_i mit allen durchkommutierten Werten der Einstellparameter entsprechen.
• Jedoch kann die Steuereinrichtung auch nur eine bestimmte Teilmenge aller möglichen Parameterkonfigurationen {Si} einstellen, z.B. die Drehwinkel φ_i einer Drehantenne in Zehnerschritten von Δφ = 10°, auch wenn konstruktiv eine feinere Schrittweite Δφ einstellbar wäre, z.B. von Δφ = 1°.
• Die für eine bestimmte Parameterkonfiguration S_i gemessene Temperaturverteilung < T >_i ≡ < T(S_i) > entspricht insbesondere einer während dieser Parameterkonfigurationen S_i gemessenen Temperaturverteilung, insbesondere einer Temperaturverteilung unmittelbar vor Umschalten auf die nächste Parameterkonfigurationen S_i+1. Insbesondere kann eine Parameterkonfigurationen S_i für eine gewisse Zeitdauer („Haltedauer“) Δt beigehalten werden und die zugehörige Temperaturverteilung < T >_i am Ende der Haltedauer Δt gemessen bzw. aufgenommen werden.
• Die Temperaturverteilungen < T >_i sind ortsaufgelöst und weisen also m örtlich unterschiedliche (Bild-) Segmente T_i;j mit j = {1, ..., m} auf. Bei m = 4 Segmenten kann dies z.B. beispielsweise durch

  

  beschrieben werden. Die Segmente können beispielsweise einzelnen Bildpunkten des Wärmebildsensors oder gemittelten Gruppen benachbarter Bildpunkte entsprechen. Wie bereits oben angeführt, ist die Oberfläche mindestens eines Garguts in die Segmente aufgeteilt, wobei die Segmente vorteilhafterweise der Kontur des Garguts folgen. Nicht-Gargutflächen werden vorteilhafterweise ausgespart bzw. nicht weiter betrachtet.
• Zur Durchführung des Initialscans wird vorteilhafterweise davon ausgegangen, dass das Gargut eine Anfangstemperatur aufweist, die entweder der Raumtemperatur entspricht oder kurz zuvor aus einem Gefrierfach entnommen worden ist und daher durchgefroren ist. Der Initialscan wird also außerhalb einer Sättigungsphase des Garguts aufgenommen.
• Alternativ kann eine solche Anfangstemperatur durch den Wärmebildsensor gemessen werden.
• Die Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q entsprechen ortsaufgelösten Temperaturunterschieden („Temperaturhüben“) zwischen gleichen Orten bzw. Ortssegmenten der Gargutoberfläche entsprechender Temperaturverteilungen < T >_p und < T >_q, also < ΔT >_p,q der Differenz < T >_q - < T >_p, in dem obigen Beispiel mit vier Segments also

  

  wobei vorteilhafterweise die Temperaturverteilung < T >_q zeitlich nach < T >_p aufgenommen worden ist. Genauer gesagt entsprechen die Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q der Differenz der Temperaturverteilungen < T >_p und < T >_q, die sich aus einer Mikrowellenbehandlung unter einer durchgeführten Folge oder Sequenz von Parameterkonfigurationen S_p, ..., S_q ergibt.
• Beschreibt beispielsweise während des Initialscans eine Drehantenne eine volle Drehung und werden keine weiteren Einstellparameter variiert, entspricht beispielsweise ein Erwärmungsmuster < ΔT >_90,0 also einer Antennendrehung oder einem Antennen-„Sweep“ zwischen den Drehwinkeln φ = 0° und φ = 90°. Wahlweise kann auch ein Zeitfaktor mit einbezogen werden. Eine Folge von Parameterkonfigurationen S_p, ..., S_q kann dann umfassen, wie schnell sie durchlaufen wird. Beispielsweise kann für eine Bestimmung des Erwärmungsmusters < ΔT >_90,0 eine gleichmäßige Bewegung der Drehantenne von Winkelposition bzw. Drehwinkel φ = 0° auf Winkelposition bzw. Drehwinkel φ = 90°. z.B. innerhalb von 10 Sekunden, durchgeführt werden, was einer Winkelgeschwindigkeit von 9°/s entspricht.
• Im Falle eines halbleiterbasierten Mikrowellengenerators kann ein Initialscan zusätzlich oder alternativ durch eine geeignete Trajektorie im Frequenz-Phasenraum abgebildet werden. Dies kann eine im Voraus festgelegte oder dynamisch bestimmte Sequenz von Frequenzwerten und ggfs. Phasenwinkeln zwischen unterschiedlichen halbleiterbasierten Mikrowellengeneratoren sein. Im Folgenden wird zur vereinfachten Beschreibung die Verfahrensweise mit einem Magnetron als Mikrowellenerzeuger und einer Drehantenne als Modenrührer beschrieben. Für andere Mikrowellenerzeuger oder Methoden zur Feldveränderung ist das Verfahren jedoch analog durchführbar.
• Die Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q können für beliebige Indizes p und q berechnet werden, beispielsweise für alle möglichen Paare von p und q oder nur für eine Teilmenge davon. Je größer der zeitliche Abstand der Temperaturverteilungen < T >_q und < T >_p ist, desto größer sind typischerweise die Werte oder Temperaturhübe der zugehörigen Segmente ${\text{T}}_{\text{p},\text{q}}={\text{T}}_{\text{q},\text{j}}-{\text{T}}_{\text{p},\text{j}}.$

  
• Es ist eine besonders vorteilhafte Weiterbildung, dass den Erwärmungsmustern < ΔT >_p,q (insbesondere bei gleicher Mikrowellenleistung) eine gleiche Bestrahlungsdauer zugrunde liegt. Bei gleicher Winkelgeschwindigkeit der Drehantenne können dazu beispielsweise Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q mit gleichem Winkelabstand q - p berechnet werden. Bei einer möglichen kleinsten Schrittweite Δφ = 1° können dadurch für eine volle Antennendrehung bis zu 360 Erwärmungsmuster berechnet werden. Jedoch können für einen verringerten Rechenaufwand auch nur einige Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q berechnet werden, beispielsweise für alle Δφ = 10° die 36 Erwärmungsmuster < ΔT >_0,60, < ΔT >_10,70, < ΔT >_20,90, ... < ΔT >_359,419. Dabei kann < ΔT >_p,q = < ΔT >_p+360,q+360 angenommen werden.
• Die Segmente der Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q können z.B. als Temperaturdifferenzen mit den Einheiten °C oder K oder als Temperaturdifferenzen pro Zeiteinheit mit den Einheiten °C/s oder K/s angegeben werden.
• Mit der Aufnahme der Temperaturverteilungen < T >_i bzw. < T >_p, < T >_q oder mit der Berechnung der Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q ist der Initialscan abgeschlossen.
• Die nach dem Initialscan durchgeführten Schritte (a) bis (d) können auch während einer Sättigungsphase des Garguts durchgeführt werden und benötigen keine zusätzlichen Wärmebildaufnahmen mehr. Vielmehr wird die Mikrowellenbeaufschlagung anhand der während des Initialscans berechneten und gespeicherten Menge der Erwärmungsmuster < ΔT > durchgeführt. Dabei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass die unter einer bestimmten Parameterkonfiguration S_i in das Gargut eingebrachte Energiemenge und Energieverteilung im Sättigungszustand in sehr guter Näherung der unter der gleichen Parameterkonfiguration S_i in das Gargut eingebrachte Energiemenge und Energieverteilung während der Aufwärmphase entspricht, auch wenn dies im Sättigungszustand nicht mehr durch eine Temperaturerhöhung abgebildet wird.
• Für eine solche Mikrowellenbeaufschlagung nach dem Initialscan wird in Schritt (a) eine gewünschte normierte (Temperatur-) Zielverteilung < Z > festgelegt. Dieser entspricht einer gewünschten relativen („normierten“) Temperaturverteilung über die Oberfläche des Garguts. Im Fall des obigen Beispiels kann z.B. die normierte Zielverteilung < Z > bei einer gewünschten homogenen Temperaturverteilung an der Oberfläche des Garguts als

  

  festgelegt werden, was beispielsweise für ein Auftauen vorteilhaft sein kann, insbesondere für das Auftauen von weitgehend homogenem Gargut wie Hackfleisch, Blechkuchen, Lasagne, usw. Dabei soll idealerweise jedes Element des Garguts mit der gleichen Energiemenge beaufschlagt werden.
• Jedoch können allgemein auch inhomogene normierte Zielverteilungen < Z > festgelegt werden, z.B.

  
• Dieses Szenario ist beispielsweise für komplette Auftaugerichte besonders geeignet. So können die Elemente mit der Gewichtung „0,6“ Kartoffelbrei enthalten, die Elemente mit der Gewichtung „1“ eine Roulade. Da der Kartoffelbrei weniger Energie zum Auftauen benötigt als ein massives Stück Fleisch, erfolgt eine entsprechende Gewichtung. Im einem anderen Beispiel können die Elemente mit der Gewichtung „0,6“ Spargel enthalten, die Elemente mit der Gewichtung „1“ Kartoffeln. Da der Spargel deutlich empfindlicher auf Überkochen reagiert, wird so die Erwärmung behutsamer durchgeführt, während die Kartoffeln mit mehr Energie beaufschlagt werden. Maßgeblich für die erforderliche Energie ist der Wasseranteil des Garguts, da dieser durch den Phasenübergang den Energiebedarf bestimmt. Die Werte können beispielsweise empirisch bestimmt werden und z.B. von der Art der Mikrowellenbehandlung (Auftauen, Garen, usw.) und/oder der Art des Garguts abhängen. Die Auswahl einer geeigneten normierten Zielverteilung < Z > kann beispielsweise durch automatische Garguterkennung (z.B. mittels einer Kamera) und Abgleich des erkannten Garguts mit Gewichtungswerten aus einer Datenbank erfolgen.
• Mittels der gewünschten normierten Zielverteilung < Z > kann zusammen mit der aktuellen Temperaturverteilung < T > des Garguts mindestens eine Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel >, < T_ziel* >_p,q für das Gargut festgelegt bzw. berechnet werden. Die „mindestens eine Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel >, < T_ziel* > _p,q kann z.B. nur eine Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > oder eine Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > und mehrere Ziel-Temperaturverteilungen < T_ziel* >_p,q umfassen.
• Es ist eine Ausgestaltung, dass die Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > als Produkt der gewünschten normierten Zielverteilung < Z > mit einer durchschnittlichen (skalaren) Temperatur T̅ der aktuellen Temperaturverteilung < T > berechnet wird, also gemäß < T_ziel > = T̅ · < Z >.
• Die durchschnittliche Temperatur T̅̅ einer Temperaturverteilung < T > kann als Durchschnitt der m zugehörigen Segmente T_j berechnet werden, also gemäß $$\overline{T}=\frac{1}{m}{\displaystyle \sum _{j=1}^m{T}_j}$$

  
• Es ist eine Ausgestaltung, dass die Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel* >_p,q als Produkt des gewünschten Zielzustands < Z > mit einem Durchschnitt bzw. Mittelwert der Temperatur T̅_p,q der aktuellen Temperaturverteilung < T >, zuzüglich eines Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q, berechnet wird, also gemäß $$<{\text{T}}_{\text{ziel}}*{>}_{\text{p},\text{q}}={\overline{T}}_{p,q}\cdot <\text{Z}>$$

  

  mit T̅ _p,q der aus der aktuellen Temperaturverteilung < T >, zuzüglich des Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q, über die zugehörigen Segmente gemittelten Durchschnittstemperatur. T̅ _p,q kann für m zugehörige Segmente also gemäß $${\overline{T}}_{p,q}=\overline{T}+{\overline{\Delta T}}_{p,q}=\frac{1}{m}{\displaystyle \sum _{j=1}^m{T}_j}+\frac{1}{m}{\displaystyle \sum _{j=1}^m\Delta T_{p,q;j}}=\frac{1}{m}{\displaystyle \sum _{j=1}^m\left(T_j+\Delta T_{p,q;j}\right)}$$

  

  berechnet werden.
• In Schritt (b) wird nun ein Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q | best aus der Gruppe oder Menge der zuvor aus dem Initialscan erlangten Erwärmungsmuster {< ΔT >_p,q} bestimmt, mittels dessen sich die mindestens eine Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel >, < T_ziel* >_p,q ausgehend von der aktuellen Temperaturverteilung < T > am besten annähern lässt, das also zum Erreichen der Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > am besten geeignet ist. Eine solche Bestimmung oder Auswahl kann beispielsweise mittels Bewertungswerten B bzw. B_p,q durchgeführt werden, wie weiter unten genauer beschrieben ist.
• Für Schritt (d) wird aufgrund des linearen Zusammenhangs zwischen der eingestrahlten Mikrowellenleistung und dem Temperaturhub angenommen, dass die nach dieser Mikrowellenbeaufschlagung vorliegende „neue“ Temperaturverteilung < T >_neu einer linearen Addition der davor vorliegenden (alten) Temperaturverteilung < T >_alt und dem Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q | _best entspricht, also $$<\text{T}{>}_{\text{neu}}=<\text{T}{>}_{\text{alt}}+<\mathrm{\Delta }\text{T}{>}_{\text{p},\text{q}}{|}_{\text{best}}$$

  

  gilt, was iterativ auch als < T > := < T > + < ΔT >_p,q | best geschrieben werden kann. Die neue Temperaturverteilung < T >_neu wird im Folgenden auch als „virtuelle“ Temperaturverteilung angesehen, da sie nicht mehr gemessen, sondern berechnet worden ist. Während einer Aufwärmphase entspricht eine „virtuelle“ Temperaturverteilung mit sehr guter Näherung der tatsächlichen Temperaturverteilung, während einer Sättigungsphase hingegen nicht. Die Anwendbarkeit der linearen Addition beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass die Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q keiner signifikanten Änderung unterliegen, solange der Phasenübergang während einer Sättigungsphase (z.B. fest -> flüssig oder flüssig -> gasförmig) nicht an mindestens einem Ort im Gargut abgeschlossen ist. Dies kann in anderen Worten auch so ausgedrückt werden, dass der elektrodynamische Impedanzzustand in dem Garraum während des Auftau- oder Garvorgangs konstant bleibt. Wird also eine bestimmte Parameterkonfiguration (Antennenposition, Frequenz, Phase, .... ) reproduzierbar wiederholt eingestellt, stellt sich innerhalb des Garraums auch wieder eine praktisch identische Feldverteilung und somit eine praktisch identische Erwärmungsverteilung im Gargut ein. Die Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q können daher in passender Weise kombiniert werden, um einen möglichst gleichmäßigen Energieeintrag in das Gargut und damit ein gezieltes (z.B. homogenes) Auftauen oder Garen zu ermöglichen.
• Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schritte (a) bis (d) wiederholt werden, bis die aktuelle Temperaturverteilung < T > bzw. < T >_neu ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt. Dadurch kann das Gargut voreilhafterweise iterativ bzw. schrittweise unter Berücksichtigung des gewünschten normierten Zielzustand < Z > in jedem Iterationsschritt erwärmt werden, bis das Abbruchkriterium erfüllt ist bzw. bis der Mikrowellenbehandlungsvorgang beendet wird. So wird der Vorteil erreicht, dass sich eine Ziel-Temperaturverteilung von in seinem Sättigungszustand befindlichen Gargut besonders zuverlässig auch ohne aktuelle Temperaturmessungen einstellen lässt. Die „virtuelle Temperaturverteilung“ entspricht im Sättigungszustand des Garguts nicht der tatsächlichen Temperaturverteilung (die sich im Sättigungszustand kaum ändert), sondern einer Temperaturverteilung, die sich ergeben würde, wenn sich die Oberflächentemperatur wie aus dem Initialscan bestimmt linear mit der eingebrachten Mikrowellenleistung erhöhen würde. Außerhalb des Sättigungszustands entspricht die virtuelle Temperaturverteilung jedoch häufig mit sehr guter Genauigkeit der tatsächlichen Temperaturverteilung des Garguts, so dass diese Ausgestaltung eine effektive Ziel-Temperaturverteilung auch erreicht, wenn mit Beendigung des Initialscans der Sättigungszustand / die Sättigungsphase noch nicht erreicht ist (der Initialscan also nicht so lange dauert, dass mit seinem Ende der Sättigungszustand bereits erreicht ist).
• Die in den Schritten (a) bis (d) angenommene „aktuelle“ Temperaturverteilung < T > entspricht insbesondere nach Beendigung des Initialscans der zuletzt gemessenen Temperaturverteilung, ansonsten der zuletzt berechneten virtuellen Temperaturverteilung.
• Es ist eine Ausgestaltung, dass das Abbruchkriterium umfasst, dass die aktuelle Temperaturverteilung < T > eine vorgegebene Grenztemperatur Tgrenz erreicht oder überschreitet.
• Die Grenztemperatur Tgrenz kann eine von einem Nutzer oder einem Garprogramm gewünschte reale Endtemperatur des Garguts sein, z.B. von 0° bei Auftauen oder einem Werte größer als 0 °C für einen Erwärmungsvorgang des Garguts, z.B. auf eine Verzehrtemperatur von 60 °C. Alternativ kann die Grenztemperatur Tgrenz für das vorliegende Verfahren eine automatisch berechnete „virtuelle“ Grenztemperatur sein, die sich aus einem von einem Nutzer oder einem Garprogramm bestimmten Garzustand des Garguts (z.B. „aufgetaut“ oder „gegart“) ableiten lässt.
• So ist es eine Ausgestaltung, dass die (virtuelle) Grenztemperatur Tgrenz aus einer zur Durchführung einer (vollständigen oder teilweisen) Phasenumwandlung, insbesondere von Wasser, in dem Gargut benötigten Energiemenge berechnet wird. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die der Phasenübergangs-Enthalpie entsprechende Wärmemenge besonders genau in das Garguts einbringbar ist, und zwar auch ohne dauernde Temperaturüberwachung des Garguts. Dabei wird ausgenutzt, dass über die virtuelle Temperaturverteilungen sehr gut angenähert werden kann, wie weit der Fortschritt beim Einbringen der Phasenübergangs-Enthalpie bereits ist. Insbesondere vorteilhaft ist dies zur Erreichung eines möglichst vollständig aufgetauten Zustands von Gargut, ohne dass das Gargut darüber hinaus erwärmt wird. Dies soll am folgenden Beispiel eines Auftauens von Hackfleisch verdeutlicht werden:
• Gemischtes Hackfleisch besteht zu ca. 30 % aus Fett, 20 % aus Eiweiß und 50 % aus Wasser. Daraus lassen sich Kennzahlen der spezifischen Wärme c_w im gefrorenen Zustand ableiten, nämlich
$${\text{c}}_{\text{w}}\left(\text{Eis}\right)\approx \mathrm{2,1}\text{J}/\left(\text{g}\cdot \text{K}\right);{\text{c}}_{\text{w}}\left(\text{Eiweiß}\right)\approx \mathrm{1,7}\text{J}/\left(\text{g}\cdot \text{K}\right);{\text{c}}_{\text{w}}\left(\text{Fett}\right)\approx \mathrm{1,9}\text{J}/\left(\text{g}\cdot \text{K}\right)$$

und damit $$\begin{array}{l}{\text{c}}_{\text{w}}\left(\text{Hackfleisch},\text{gefroren}\right)\approx \left(\mathrm{0,5}\cdot \mathrm{2,1}+\mathrm{0,2}\cdot \mathrm{1,7}+\mathrm{0,3}\cdot \mathrm{1,9}\right)\text{J}/\left(\text{g}\cdot \text{K}\right)=\mathrm{1,96}\text{J}/\left(\text{g}\cdot \text{K}\right)\\ \sim 2\text{J}/\left(\text{g}\cdot \text{K}\right)\end{array}$$

• Der Auftauvorgang wird maßgeblich durch die Schmelzenthalpie des Wasseranteils von h = 334 J/g bestimmt. Die Erstarrungswärme von Fett hat einen zu vernachlässigenden Einfluss. Daher liegt die Schmelzenthalpie h von Hackfleisch bei: $$\text{h}\left(\text{Hackfleisch},\text{gefroren}\right)\approx \mathrm{0,5}\cdot 334\text{J}/\text{g}=167\text{J}/\text{g}$$

  
• Um 1 g Hackfleisch vom gefrorenen Zustand bei z.B. -18 °C auf 0 °C aufzutauen, ist eine Energiemenge von 18 · 2 J = 36 J für den Temperaturhub auf 0°C sowie 167 J für das Aufbringen der Schmelzenthalpie notwendig, gesamt also 203 J. Die absorbierte Mikrowellenenergie, die in der Erwärmungsphase zu einer Temperatursteigerung des Garguts geführt hat, wird während des Auftauvorgangs im Sättigungszustand vollständig dem Phasenübergang zugeführt. Dieses Prinzip gilt für die Betrachtung der virtuellen Temperaturverteilung ebenso.
• Rein rechnerisch muss die virtuelle Temperatur T von Hackfleisch um insgesamt $$\left[203\left(\text{J}/\text{g}\right)\right]/\left[2\text{J}/\left(\text{g}\cdot \text{K}\right)\right]=\mathrm{101,5}\text{K}$$

  

  erhöht werden, um den Auftauprozess abzuschließen. Dies entspricht einer virtuellen Grenztemperatur Tgrenz. Da sich die virtuelle Temperatur aus den gemessen Temperaturhüben während der linearen Erwärmungsphase rechnerisch einfach und unabhängig von der nicht messbaren eingebrachten Schmelzenthalpie berechnen lässt, kann so ein hochgradig homogenes Auftauergebnis erzielt werden, wenn möglichst gleichzeitig in allen lokalen Bereichen der virtuellen Temperaturverteilung < T > ein Wert von T = 101,5 erreicht wird. Abhängig vom Auftaugut kann die virtuelle Grenztemperatur Tgrenz abweichen, z.B. wird sie für wasserreiches Gemüse oder Obst höher liegen.
• Diese Bestimmung einer virtuellen Grenztemperatur Tgrenz weist eine besonders hohe Toleranz gegenüber Schwankungen der Masse und/oder der Form des Garguts während eines Mikrowellenbehandlung auf, da im Gegensatz zu herkömmlichen Auftauprogrammen mit Masse-Angabe durch den Nutzer hier der Algorithmus selbständig und adaptiv vorgeht und ohne vorherige Massenangabe die Grenztemperatur Tgrenz erreicht. Das ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Formgebung des Auftauguts von üblichen Formen abweicht und z.B. spitz zulaufende Ränder eine starke Überhitzung fördern würden.
• Es ist eine Ausgestaltung, dass zusätzlich zu den Schritten (a) bis (d) mittels des mindestens einen Wärmebildsensors eine Temperaturverteilung < T >mess des Garguts aufgenommen wird und das Abbruchkriterium umfasst, dass die gemessene Temperaturverteilung < T >mess eine vorgegebene reale Grenztemperatur Tgrenz erreicht. Insbesondere kann der mindestens eine Wärmebildsensor nach dem Initialscan weiterhin Wärmebilder des Garguts aufnehmen (also dessen Temperaturverteilung weiterhin überwachen), ohne dass dies jedoch in die iterative Einstellung der Mikrowellenfeldverteilung nach den Schritten (a) bis (c) eingeht. Durch diese Ausgestaltung wird der Vorteil erreicht, dass das Erreichen eines bestimmten Gargutzustands besonders zuverlässig auch dann feststellbar ist, wenn ein Energieeintrag in das Gargut nicht nur durch Mikrowellenstrahlung stattfindet, sondern auch durch andere Effekte („Nebeneffekte“) wie z.B. die Erwärmung des Garguts in einem zumindest zimmerwarmen Mikrowellengerät. Die real erreichte Temperatur des Garguts liegt dann im Allgemeinen etwas oberhalb der berechneten aktuellen Temperaturverteilung < T > . Daher ist eine kontinuierliche Überwachung durch einen Wärmebildsensor in der Praxis beispielsweise vorteilhaft, um ein vorzeitiges Auftauen durch Nebeneffekte zu erkennen (beispielweise durch Erkennen einer gemessenen Temperatur in einem Wärmebildsegment von mehr als 0 °C) und dann den Mikrowellenbehandlungsvorgang zu unterbrechen.
• Dass die aktuelle Temperaturverteilung < T > oder die gemessene Temperaturverteilung < T >mess eine vorgegebene Grenztemperatur Tgrenz erreicht oder überschreitet, umfasst insbesondere, dass nur ein Segment, mehrere Segmente, alle Segmente oder ein Durchschnittswert der Segmente der aktuellen Temperaturverteilung < T > oder der gemessenen Temperaturverteilung < T >mess die virtuelle Grenztemperatur Tgrenz erreicht bzw. erreichen.
• Es ist eine Ausgestaltung, dass der Initialscan folgend auf eine Einschwingphase des Mikrowellengenerators, insbesondere Magnetrons, gestartet wird, wobei
• - ein Erwärmungsmuster < ΔT >es als Differenz aus einer Temperaturverteilung < T >es I begin zu Beginn der Einschwingphase und einer Temperaturverteilung < T >es | end zu Ende der Einschwingphase aufgenommen wird,
• - aus dem Erwärmungsmuster < ΔT >es ein Segment Tes, max bestimmt wird, das eine höchste lokale Temperaturerhöhung aufweist,
• - aus dem Segment Tes; max eine maximale Zeitdauer Δt_init;max der Initialphase bis zum Erreichen eines Phasenübergangs von in dem Gargut befindlichem Wasser bestimmt wird und dann
• - die Zeitdauer Δt_init der Initialphase so festgelegt wird, dass sie die maximale Zeitdauer nicht überschreitet.
• So wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass der Initialscan nur innerhalb der Aufwärmphase bzw. außerhalb des Sättigungsbereichs durchgeführt wird. Die Einschwingphase des Magnetrons wird nicht zur Aufnahme von Temperaturverteilungen genutzt, da zwar bereits HF-Energie abgegeben wird, das Magnetron während seiner Aufwärmphase aber noch nicht frequenzstabil arbeitet und so keine reproduzierbaren Erwärmungsmuster entstehen.
• Insbesondere bietet es sich an, das Erwärmungsmuster < ΔT >es und die Dauer Δt_init des Initialscans indirekt proportional in Beziehung zu setzen: Gargut, das in der Einschwingphase den doppelten Temperaturhub aufweist, bedarf nur der Hälfte der Zeitdauer Δt_init des Initialscans. Es weise beispielhaft eine kleine Portion eines Garguts mit 250 g eine durchschnittliche Erwärmung in der Einschwingphase von 3,0 °C auf, während eine große Portion desgleichen Garguts von 500 g um 1,5°C erwärmt wird. Die Dauer Δt_init des Initialscans kann dann z.B. auf 15 Sekunden für die kleine Portion und 30 Sekunden für die große Portion gesetzt werden. Daraus ergibt sich vorteilhafterweise, dass die Erwärmungsmuster in allen Fällen betragsmäßig ungefähr gleiche Temperaturbeträge aufweisen, und so ein besonders vorteilhaftes Verhältnis aus rauscharmer Musteraufnahme und möglichst großem verbleibenden Temperaturbereich zur Optimierung der Temperaturverteilung zu erhalten.
• Das Erreichen des Phasenübergangs von in dem Gargut befindlichem Wasser kann das Erreichen derjenigen Temperatur darstellen, bei der voraussichtlich Phasenübergänge stattfinden. Für ein Auftauen kann das Erreichen des Phasenübergangs z.B. dem Erreichen einer Temperatur von 0°, bei einem Garvorgang dem Erreichen einer Siedetemperatur von typischerweise 100°C entsprechen.
• Das Erreichen des Phasenübergangs kann auch einen Sicherheitsabstand umfassen, was den Vorteil ergibt, dass ein Initialscan bei lokal bereits merklichen Phasenübergängen besonders zuverlässig vermieden wird. Der Sicherheitsabstand kann bei einem Auftauen z.B. 2 °C betragen, so dass dann beispielsweise aus dem Segment ΔT_{es, max} eine maximale Zeitdauer der Initialphase bis zum Erreichen einer Temperatur von -2 °C bestimmt wird.
• Die dann tatsächlich festgelegte Zeitdauer der Initialphase überschreitet die maximale Zeitdauer nicht. Die tatsächlich festgelegte Zeitdauer der Initialphase kann merklich kürzer als die Zeitdauer zum Erreichen des Phasenübergangs, insbesondere für Aufwärmvorgänge auf Verzehrtemperatur. Dies ergibt den Vorteil, dass einerseits eine möglichst rauscharme Aufnahme der Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q während des Initialscans ermöglicht wird, andererseits ein noch ausreichender Temperaturhub bis zum Erreichen der Zieltemperatur besteht, um den eigentlichen Erwärmungsvorgang anhand der Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q durchzuführen. Soll beispielsweise ein Tellergericht, das aus dem Kühlschrank mit einer Temperatur von 5°C genommen worden ist, auf 60 °C aufgewärmt werden, kann nach dem Initialscan eine maximale Temperatur von z.B. 20 °C auftreten. Bei der gewünschten realen Grenztemperatur für den Verzehr bei 60 °C verbleibt so ein für die Optimierung der Temperatureinbringung zur Verfügung stehender Temperaturhub von 40°C.
• Es ist eine Ausgestaltung, dass in Schritt (a) die Ziel-Temperaturverteilung gemäß $$<{\text{T}}_{\text{ziel}}>=\overline{T}\cdot <\text{Z}>$$

  

  mit T̅̅ der aus der aktuellen Temperaturverteilung < T > über die zugehörigen Segmente gemittelten Durchschnittstemperatur berechnet wird, und in Schritt (b) zum Bestimmen des am besten geeigneten Erwärmungsmusters < T >_p,q | best
• - für jedes ausgewählte Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q ein Bewertungswert B_p,q gemäß $$B_{\text{p},\text{q}}={\displaystyle \sum \left({\left|<T_{ziel}>-<T>\right|}^d-{\left|<T_{ziel}>-\left(<T>+<\mathrm{\Delta }\text{T}{>}_{\text{p},\text{q}}\right)\right|}^d\right)}$$
  
  berechnet wird und
• - als das am besten geeignete Erwärmungsmuster < ΔT > _p,q | best dasjenige Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q ausgewählt wird, für das der Bewertungswert B_p,q den höchsten Wert annimmt.
• So kann vorteilhafterweise eine besonders schnelle und zuverlässige Möglichkeit zum Bestimmen des am besten geeigneten Erwärmungsmusters < T >_p,q | best bereitgestellt werden. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn Unterschiede in den einzelnen Segmenten der aktuellen Temperaturverteilung < T > eher gering sind.
• Die obige Formel für die Berechnung des Bewertungswerts B_p,q kann segmentbezogen über j = 1, ..., m Segmente auch als $$B_{\text{p},\text{q}}={\displaystyle \sum _{j=1}^m\left({\left|T_{ziel;j}-T_j\right|}^d-{\left|T_{ziel;j}-\left(T_j+\mathrm{\Delta }{\text{T}}_{\text{p},\text{q};\text{j}}\right)\right|}^d\right)}$$

  

  geschrieben werden.
• Es ist eine Ausgestaltung, dass in Schritt (a) einer erste Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > gemäß $$<{\text{T}}_{\text{ziel}}>=\overline{T}\cdot <\text{Z}>$$

  

  mit T̅̅ der aus der aktuellen Temperaturverteilung < T > über die zugehörigen Segmente gemittelten Durchschnittstemperatur und für alle ausgewählten Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q eine jeweilige zweite Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel* >_p,q gemäß $$<{\text{T}}_{\text{ziel}}*{>}_{\text{p},\text{q}}={\overline{T}}_{p,q}\cdot <\text{Z}>$$

  

  mit T̅ _p,q der aus der aktuellen Temperaturverteilung < T >, zuzüglich des ausgewählten Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q, über die zugehörigen Segmente gemittelten Durchschnittstemperatur (also T̅ _p,q = < T > + < ΔT >_p,q) berechnet wird, und in Schritt (b) zum Bestimmen des am besten geeigneten Erwärmungsmusters < T >_p,q | best
• - für jedes ausgewählte Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q ein Bewertungswert B _p,q gemäß $$B_{\text{p},\text{q}}={\displaystyle \sum \left({\left|<T_{ziel}>-<T>\right|}^d-{\left|<T_{ziel}*>-\left(<T>+<\mathrm{\Delta }\text{T}{>}_{\text{p},\text{q}}\right)\right|}^d\right)}$$
  
  berechnet wird und
• - als das am besten geeignete Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q | best dasjenige Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q ausgewählt wird, für das der Bewertungswert B_p,q den höchsten Wert annimmt.
• So kann ebenfalls eine besonders schnelle und zuverlässige Möglichkeit zum Bestimmen des am besten geeigneten Erwärmungsmusters < T >_p,q | best bereitgestellt werden. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn Unterschiede in den einzelnen Segmenten der aktuellen Temperaturverteilung < T > eher hoch sind.
• Die obige Formel für die Berechnung des Bewertungswerts B_p,q kann segmentbezogen über j = 1, ..., m Segmente auch als $$B_{\text{p},\text{q}}={\displaystyle \sum _{j=1}^m\left({\left|T_{ziel;j}-T_j\right|}^d-{\left|T_{ziel;j}*-\left(T_j+\mathrm{\Delta }{\text{T}}_{\text{p},\text{q};\text{j}}\right)\right|}^d\right)}$$

  

  geschrieben werden.
• Es ist eine Weiterbildung, dass zwischen den beiden Methoden zum Berechnen der Bewertungswerte und damit zum Bestimmen des am besten geeigneten Erwärmungsmusters < T >_p,q | best umgeschaltet werden kann, beispielsweise beruhend auf der größten Wertedifferenz der Segmente der aktuellen Temperaturverteilung < T >. Liegt diese größte Wertedifferenz z.B. unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts, wird die erstere oben beschriebene Ausgestaltung verwendet, ansonsten die letztere oben beschriebene Ausgestaltung.
• Der Exponentenwert d bestimmt, wie stark Abweichungen vom Sollzustand berücksichtigt werden. Bei d > 1 werden Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q bevorzugt werden, die große Unterschiede der aktuellen Temperaturverteilung < T > zu dem Sollzustand < Z > ausgleichen.
• Die Bewertungswerte B_p,q legen allgemein den Fokus beim Fortschritt des Mikrowellenbehandlungsprozesses auf das Vermeiden von Hotspots. Es kann während des Mikrowellenbehandlungsprozesses vorteilhaft sein, eine höhere Gewichtung auf das Erwärmen von kalten Stellen zu legen, auch wenn dies zu Lasten von überhitzten Bereichen geht. Dies kann realisiert werden, indem der Exponentenwert d abhängig vom Verhältnis von < T_ziel > zu < T > segmentindividuell angepasst wird.
• Beispielsweise kann bei den obigen segmentbezogenen Berechnungsformeln für die Bewertungswerte B _p,q für ein j-tes Segment in dem zugehörigen Summenterm der Exponentenwert d = d1 gesetzt werden, falls T_ziel;j > T_j gilt, das j-te Segment der aktuellen Temperaturverteilung < T > also kälter als das gleiche Segment der Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > ist. Falls T_ziel;j < T_j gilt, das j-te Segment der aktuellen Temperaturverteilung < T > also wärmer als das gleiche Segment der Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > ist, kann der Exponentenwert d = d2 gesetzt werden, wobei d1 > d2 gilt. Der Bewertungswert B_p,q gewichtet bei d = d2 das „Auffüllen“ von Kältesenken stärker als das Vermeiden von Hotspots.
• Es ist möglich, diese segmentindividuelle Variation mit jeder Berechnung der Bewertungswert B_p,q oder nur jedes n-te Mal (mit n ≥ 2) durchzuführen.
• Es ist eine Ausgestaltung, dass das in den Garraum eingebrachte Gargut gefrorenes Gargut ist. Der Phasenübergang entspricht dann dem Phasenübergang von fest zu flüssig, die Aufwärmphase findet bei durchgefrorenem Zustand des Garguts statt und der Sättigungszustand des Garguts entspricht einem Zustand, bei dem in dem Gargut bereits lokal merklich Phasenübergänge von fest zu flüssig stattfinden. Bei dieser Ausgestaltung kann also Gargut aus einem Gefrierfach entnommen und in einen Garraum des Mikrowellen-Gargeräts verbracht werden. Mit Starten eines Behandlungsvorhangs wird beispielsweise zunächst eine Einschwingphase des Mikrowellengenerators durchgeführt, dann die maximale mögliche Dauer des Initialscans bis zum Erreichen der Schmelztemperatur von Wasser (ggf. abzüglich eines Sicherheitsabstands) berechnet, folgend die tatsächliche Dauer des Initialscans festgelegt, dann der Initialscan für die festgelegte Dauer durchgeführt und dann das Gargut so lange anhand der durch den Initialscan bestimmten Erwärmungsmuster mit Mikrowellen beaufschlagt, bis es möglichst vollständig aufgetaut ist.
• Es ist eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass das in den Garraum eingebrachte Gargut nicht-gefrorenes Gargut ist. Der Phasenübergang entspricht dann dem Phasenübergang von flüssig zu gasförmig, die Aufwärmphase findet bei nicht-gefrorenem Zustand des Garguts statt und der Sättigungszustand des Garguts entspricht einem Zustand, bei dem in dem Gargut bereits lokal merklich Phasenübergänge von flüssig zu gasförmig stattfinden. Bei dieser Ausgestaltung kann also nicht-gefrorenes Gargut in einen Garraum des Mikrowellen-Gargeräts verbracht werden. Mit Starten eines Behandlungsvorhangs wird beispielsweise zunächst eine Aktivierungsphase des Mikrowellengenerators gestartet, dann die maximal mögliche Dauer des Initialscans berechnet, folgend die tatsächliche Dauer des Initialscans festgelegt, dann der Initialscan für die festgelegte Dauer durchgeführt und dann das Gargut so lange anhand der durch den Initialscan bestimmten Erwärmungsmuster mit Mikrowellen beaufschlagt, bis es einen gewünschten Garzustand erreicht hat, z.B. teilweise oder ganz gegart ist.
• Allgemein kann das obige Verfahren für beliebige Gargutzustände oder Grenztemperaturen durchgeführt werden. Wie bereits oben angedeutet, kann das Verfahren bspw. bis zu einem Zustand des Garguts durchgeführt werden, in dem das Gargut gerade eben durchgängig aufgetaut ist. Im beispielhaften Fall von Hackfleisch kann dies vorteilhaft sein, um es maschinell zu verarbeiten. Alternativ kann gefrorenes Gargut gezielt über seinen aufgetauten Zustand hinaus erwärmt werden, beispielsweise zum Aufwärmen bis auf Zimmertemperatur oder bis zum Garen. Im beispielhaften Fall von Hackfleisch kann ein Aufwärmen bis auf Zimmertemperatur z.B. vorteilhaft sein, um es per Hand zu verarbeiten.
• Insbesondere kann das Verfahren mehrfach, z.B. zweimal, hintereinander durchgeführt werden, beispielsweise zunächst zum Auftauen von Gargut und dann noch einmal zum Garen.
• Es ist eine insbesondere zum Garen von Gargut vorteilhafte Ausgestaltung, dass nach mehreren Wiederholungen der Schritte (a) bis (d) erneut ein Initialscan durchgeführt wird und folgend die Schritte (a) bis (d) beruhend auf dem erneut durchgeführten Initialscan wiederholt durchgeführt werden.
• Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushalts-Mikrowellengerät, aufweisend einen mit Gargut beschickbaren Garraum, einen Mikrowellengenerator zum Erzeugen von Mikrowellen, mittels derer das in dem Garraum befindliche Gargut beaufschlagbar ist, mindestens einen in den Garraum gerichteten Wärmebildsensor zum Bestimmen von Temperaturverteilungen, < T >, an einer Oberfläche des Garguts und eine Steuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, mehrere Parameterkonfigurationen S_p, S_q von Einstellparametern des Haushalts-Mikrowellengeräts einzustellen, wobei durch mindestens zwei Parameterkonfigurationen S_p, S_q das Gargut lokal unterschiedlich mit Mikrowellen behandelbar ist, wobei das Haushalts-Mikrowellengerät dazu eingerichtet ist, das Verfahren wie oben beschrieben durchzuführen. Das Haushalts-Mikrowellengerät kann analog zu dem Verfahren ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.
• Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
• 1 zeigt eine vereinfachte Skizze eines Haushalts-Mikrowellengeräts, das zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist;
• 2 zeigt verschiedene Ablaufschritte eines möglichen Ausführungsbeispiels des oben beschriebenen Verfahrens und
• 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf einer durchschnittlichen Oberflächentemperatur von Gargut während eines Auftauvorgangs bei konstanter Beaufschlagung mit Mikrowellenleistung.
• 1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze eines Haushalts-Mikrowellengeräts in Form eines Mikrowellengeräts 1, das zum Ablauf des in 2 näher beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Das Mikrowellengerät 1 weist einen Garraum 2 mit einer vorderseitigen Beschickungsöffnung 3, die mittels einer Tür 4 verschließbar ist, auf. In dem Garraum 2 ist auf einem Gargutträger 5 Gargut G angeordnet.
• Das Haushalts-Mikrowellengerät 1 weist ferner mindestens eine Gargutbehandlungseinheit in Form einer Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung 6 auf. Die Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung 6 kann z.B. einen invertergesteuerten Mikrowellengenerator, eine dreh- und/oder höhenverstellbare Drehantenne 7 und/oder einen dreh- und/oder höhenverstellbaren Wobbler (o. Abb.) aufweisen. Zusätzlich kann das Mikrowellengerät 1 Infrarot-Strahlungsheizkörpern aufweisen (o. Abb.), z.B. einen Unterhitze-Heizkörper, einen Oberhitze-Heizkörper und/oder einen Grillheizkörper.
• Die Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung 6 wird mittels einer Steuereinheit 8 angesteuert. Insbesondere kann die Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung 6 auf mindestens zwei Parameterkonfigurationen S_p, S_q mit unterschiedlichen Feldverteilungen in dem Garraum 2 eingestellt werden. Unterschiedliche Parameterkonfigurationen S_p, S_q können z.B. unterschiedlichen Werten φ_i eines Drehwinkels φ der Drehantenne 7 entsprechen. Der Drehwinkel φ entspricht somit einem feldvariierenden Einstell- oder Betriebsparameter des Mikrowellengeräts 1 mit mindestens zwei Einstellwerten φ_i. Insbesondere lässt sich die Drehantenne 7 durchlaufend drehen, z.B. in Schrittweiten Δφ = 1°, so dass n = 360 Drehwinkelwerte φ_i einstellbar sind, insbesondere individuell.
• Die Steuereinheit 8 ist zudem mit einem optischen Sensor in Form einer Wärmebildkamera 9 verbunden. Die Wärmebildkamera 9 ist so angeordnet, dass sie in den Garraum 2 gerichtet ist und ein bildpunktartiges Wärmebild des Garguts G aufnehmen kann. Dadurch kann die Wärmebildkamera 9 zum Aufnehmen oder Bestimmen einer Temperaturverteilung < T > an der Oberfläche des Garguts G verwendet werden.
• Die Steuereinheit 8 kann zudem dazu eingerichtet sein, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen und kann dazu auch als Auswerteeinrichtung dienen. Alternativ kann die Auswertung auf einer geräteexternen Instanz wie einem Netzwerkrechner oder der sog. „Cloud“ ablaufen (o. Abb.).
• 2 zeigt verschiedene Ablaufschritte eines möglichen Ausführungsbeispiels des oben beschriebenen Verfahrens anhand des Mikrowellengeräts 1 aus 1.
• In einem Schritt S0 wird Gargut G zur Behandlung mit Mikrowellen in den Garraum 2 eingebracht. Das Gargut G kann gefroren oder nicht-gefroren sein.
• In einem Schritt S1 wird ein Mikrowellenbehandlungsvorgang gestartet, für den der Mikrowellengenerator 6 aktiviert wird. Dazu wird anfänglich eine Einschwingphase des Mikrowellengenerators 6 abgewartet, z.B. für tes = 10 s, um diesen in einen eingeschwungenen bzw. stabilen Betriebszustand zu bringen. Während der Einschwingphase wird die Drehantenne 7 kontinuierlich bzw. quasi-kontinuierlich, z.B. mit Schrittweiten Δφ =1°, gedreht.
• Zu Beginn der Einschwingphase wird mittels der Wärmebildkamera 9 ein Bild einer Wärmeverteilung < T >begin der Oberfläche des Garguts G aufgenommen, mit Abschluss der Aktivierungsphase ein Bild einer Wärmeverteilung < T >end der Oberfläche des Garguts G aufgenommen. Die Wärmeverteilungen < T >begin und < T >end weisen jeweils m Flächensegmente auf, z.B. m Bildpunkte oder m gemittelte Gruppen benachbarter Bildpunkte.
• Folgend wird in Schritt S1 ein Erwärmungsmuster < ΔT >es als Differenz der m Flächensegmente gemäß < ΔT >_es = < T >_end - < T >_begin berechnet und daraus das Segment ΔT_es;max mit dem maximalen Temperaturhub ermittelt. Ist das Gargut G beispielsweise bei -24 °C eingefroren und soll aufgetaut werden worden, können die Wärmeverteilungen und < T >begin und < T >end bei vier Segmenten z.B. wie folgt aussehen (Temperaturwerte in °C)

  

  mit

  

  und damit ΔT_es;max = 5 °C.
• Folgend wird zur Bestimmung einer maximal möglichen Zeitdauer t_init,max für den folgenden Initialscan angenommen, dass der Initialscan maximal so lange durchgeführt werden soll, bis ein Oberflächenbereich des Garguts G den Gefrierpunkt von Wasser, abzüglich eines Sicherheits-Temperaturabstands von z.B. 2 °C, erreicht, also -2 °C nicht überschreitet. Dadurch wird sichergestellt, dass der Initialscan nur während der Aufwärmphase des Garguts G durchgeführt wird und sich das Gargut G noch nicht in seinem Sättigungszustand befindet, d.h., sich lokal möglichst noch nirgends bereits in seinem Phasenübergangs- bzw. Sättigungszustand befindet.
• Ausgehend von dem maximalen Temperaturhub ΔT_{es; max} = 5 °C wird die maximal mögliche Dauer Δt_{init; max} des Initialscans als $$\Delta t_{init;max}=\frac{\left(-2°\text{C}-\left(-19°\text{C}\right)\right)\cdot t_{es}}{T_{es,max}}=\frac{17°C\cdot 10s}{5°C}=34s$$

  

  bestimmt.
• Für den Initialscan kann folglich eine Zeitdauer Δt_init von 34 s festgesetzt werden, wodurch sich eine besonders gute Auflösung / geringes thermisches Rauschen der dann mittels der Wärmebildkamera 9 aufgenommenen Wärmeverteilungen ergibt.
• Es ist aber auch möglich, dass bereits geringere Zeitdauern Δt_init als 34 s zum Erlangen einer guten Auflösung / eines geringen thermischen Rauschens ausreichen, z.B. zwischen 5 s und 10 s, und die Zeitdauer Δt_init zum Durchführen des Initialscans auf eine solche geringere Zeitdauer festgelegt wird.
• Für die beispielhafte Erklärung des Verfahrensablaufs sei im Folgenden angenommen, dass die Zeitdauer des Initialscans auf Δt_init = 10 s gesetzt ist.
• In Schritt S2 wird ein beispielhafter Initialscan durchgeführt, indem Mikrowellen mit konstanter Leistung für t_init = 10 s bei sich kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich (z.B. mit einer Schrittweite Δφ = 1°) drehender Drehantenne 7 in den Garraum 2 eingespeist werden. Die Drehantenne 7 führt dabei vorteilhafterweise mindestens eine volle Umdrehung zwischen φ = 0° und φ = 360° aus, kann aber auch noch weiter gedreht werden.
• Die Wärmebildkamera 9 nimmt bei oder nach jedem eingestellten Drehwinkel φ oder bei oder nach jedem Winkelsektor Δφ (z.B. für alle Δφ = 10°) ein Bild einer Wärmeverteilung des Garguts G mit jeweils m Segmenten auf. Unter der beispielhaften Annahme, dass als Einstellparameter nur der Drehwinkel φ variiert wird, ergeben sich also z.B. für die volle Umdrehung der Drehantenne 7 die Parameterkonfigurationen S₀ = 0°, S₁ = 1°, ..., S₃₅₉ = 359°.
• Die entsprechenden Temperaturverteilungen < T > (S_i) ≡ < T > (φ_i) ≡ < T >_i können z.B. wie folgt aussehen (mit < T >₀ = < T >_end und Werten in °C):

  

  

  usw., wobei die Temperaturhübe ausgehend von <T>₀ umso größer werden, je weiter sich die Drehantenne 7 dreht. Dabei ist zu beachten, dass sich die Temperaturverteilungen < T >_i bei unterschiedlichen Drehwinkeln φ_i örtlich in der Regel nicht gleichmäßig verändern, da die zugehörigen Feldverteilungen der Mikrowellen in dem Garraum 2 nicht gleichmäßig sind, sondern sich z.B. drehwinkelabhängige Hot Spots o.ä. bilden können.
• Aus den Temperaturverteilungen werden in Schritt S2 ferner entsprechende Verteilungen von Temperaturänderungen bzw. Temperaturhüben („Erwärmungsmuster“) < ΔT >_p,q berechnet, die sich bei einer Antennendrehung zwischen einer Parameterkonfiguration S_p und einer Parameterkonfiguration S_q (hier: zwischen unterschiedlichen Drehwinkeln φ_p und φ_q) ergeben, im vorliegenden Beispiel z.B.

  

  

  usw., wobei < ΔT >_p,q gemäß < ΔT > _p,q = < T_q > - < T_p > berechnet wird.
• Je weiter S_p und S_q bzw. p und q auseinanderliegen, desto höher ist in der Regel der zugehörige Temperaturhub der Segmente. In den obigen Beispielen ist deshalb vereinfacht angenommen worden, dass die Temperaturhübe zwischen zwei Winkeln φ_i und φ_i+1, praktisch vernachlässigbar sind, so dass z.B. < ΔT >_0,89 für praktische Überlegungen als durch < ΔT >_0,89 repräsentierbar ist, usw.
• Allgemein können Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q mit beliebigen Werten p und q berechnet werden. Es können beispielsweise Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q für alle möglichen Paare von S_p und S_q bzw. p und q berechnet werden, oder es können Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q nur für ausgewählte Paare von S_p und S_q bzw. p und q berechnet werden, z.B. mit einem bestimmten Abstand, und zwar auch überlappend, z.B. < ΔT >_0,29, < ΔT >_10,39, < ΔT >_20,49, ..., usw., < ΔT >_0,59, < ΔT >_10,69, < ΔT >_20,79, ..., usw..
• Damit ist der Initialscan abgeschlossen. Die aktuelle Temperaturverteilung der Garguts G am Ende des Initialscans entspricht im obigen Beispiel, falls die Drehantenne 7 nur bis φ = 360° gedreht worden ist (also nur genau eine volle Antennendrehung durchgeführt worden ist) der Temperaturverteilung < T_360° >.
• In einem Schritt S3 wird die gewünschte normierte Zielverteilung < Z > festgelegt, zum Auftauen in dem obigen Beispiel z.B. eine (hier auf eins normierte) homogene Zielverteilung < Z > mit

  

  wobei < Z > allgemein - beispielweise für einen Garvorgang anstelle eines Auftauvorgangs - auch inhomogen sein kann.
• In einem Schritt S4 wird bestimmt, welches mittels des Initialscans bestimmten Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q mit der aktuellen Temperaturverteilung < T > addiert werden muss, um eine beste Annäherung an die gewünschte normierte Zielverteilung < Z > zu erlangen. Im Folgenden werden zwei Varianten beschrieben, wie sich das am besten geeignete Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q | _best bestimmen lässt:
• 1. Variante
• Er wird der Durchschnitt T̅̅ der Segmente der aktuellen Temperaturverteilung < T > gebildet, im obigen Beispiel nach dem Initialscan ̅T̅ = (-13 °C - 13 °C - 14°C - 12 °C) / 4 = - 13 °C und daraus die für den aktuellen iterationsschritt verwendete nicht-normierte Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > gemäß

  

  bestimmt. Folgend werden für alle oder nur ausgewählte der Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q Bewertungswerte B_p,q berechnet, die ein Maß dafür darstellen, wie gut oder passend das zugehörige Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q geeignet ist, ausgehend von der aktuellen Temperaturverteilung < T > die nicht-normierte Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > zu erreichen.
• Die Bewertungswerte B_p,q können beispielsweise gemäß der Formel $$B_{p,q}={\displaystyle \sum \left({\left|<T_{ziel}>-<T>\right|}^d-{\left|<T_{ziel}>-\left(<T>+<\Delta T{>}_{p,q}\right)\right|}^d\right)}$$

  

  berechnet werden. Die obige Formel kann in segmentbezogener Darstellung als $$B_{p,q}={\displaystyle \sum _{j=1}^m\left({\left|T_{ziel,j}-T_j\right|}^d-{\left|T_{ziel,j}-\left(T_j+\Delta T_{p,q,j}\right)\right|}^d\right)}$$

  

  mit m der Zahl der Segmente geschrieben werden. In diesem Fall wird die Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > umso besser angenähert, je größer der Wert von B_p,q ist.
• Der Wert des Exponenten d ist ein voreingestellter Wert, der bestimmt, wie stark Abweichungen von der Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > berücksichtigt werden. Für d > 1 folgt, dass der Bewertungswert B_p,q solche Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q bevorzugt, die große Unterschiede der aktuellen Temperaturverteilung < T > zu der Zielverteilung < T_ziel > ausgleichen. Der am besten geeignete Bewertungswert B_p,q | best entspricht dann also dem größten berechneten Bewertungswert B_p,q, und das am besten geeignete Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q | _best ist das dem Bewertungswert B_p,q | _best zugehörige Erwärmungsmuster.
• 2. Variante
• Zusätzlich zu der auch in der ersten Variante berechneten Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > wird für jedes ausgewählte Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q eine weitere Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel* >_p,q = T̅ _p,q · < Z > gebildet, wobei T̅̅ _p,q aus der aktuellen Temperaturverteilung < T >, zuzüglich des ausgewählten Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q, über die zugehörigen Segmente gemittelten Durchschnittstemperatur berechnet wird.
• Folgend wird für jedes ausgewählte Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q ein Bewertungswert B_p,q gemäß $$B_{\text{p},\text{q}}={\displaystyle \sum \left({\left|<T_{ziel}{>}_{p,q}-<T>\right|}^d-{\left|<T_{ziel}*>-\left(<T>+<\mathrm{\Delta }\text{T}{>}_{\text{p},\text{q}}\right)\right|}^d\right)}$$

  

  berechnet und als das am besten geeignete Erwärmungsmuster < T >_p,q | best wird dasjenige Erwärmungsmuster < ΔT > _p,q ausgewählt, für das der Bewertungswert B_p,q den höchsten Wert B_p,q | _best annimmt.
• Wie bereits oben angedeutet, kann der Exponentenwert d segmentunabhängig festgelegt werden oder segmentabhängig (z.B. gemäß d = d1 oder d = d2) variiert werden. Optional kann Schritt S4 bei jedem n-ten Durchgang mit segmentabhängigem Exponentenwert d berechnet werden, ansonsten mit einem segmentunabhängigem Exponentenwert d.
• In einem folgenden Schritt S5 wird für beide Varianten die aktuelle Temperaturverteilung < T > um das am besten geeignete Erwärmungsmuster < T >_p,q | best erhöht, also iterativ geschrieben gemäß $$<\text{T}>:=<\text{T}{>}_{\text{alt}}+<\mathrm{\Delta }\text{T}{>}_{\text{p},\text{q}}{|}_{\text{best}},$$

  

  und die so erhöhte Temperaturverteilung stellt die neue aktuelle Temperaturverteilung < T > dar. Die neue aktuelle Temperaturverteilung < T > ist eine virtuelle Temperaturverteilung, die rein rechnerisch bestimmt worden ist und nicht mit der tatsächlichen Temperaturverteilung übereinzustimmen braucht.
• Vor mit oder nach der rechnerischen Bestimmung der neuen aktuellen Temperaturverteilung < T > wird in Schritt S5 auch das Gargut G bzw. der Garraum 2 mit Mikrowellen unter derjenigen Folge oder Sequenz von Parameterkonfigurationen S_p, ..., S_q mit Mikrowellen beaufschlagt, die dem am besten geeigneten Erwärmungsmuster < T >_p,q | best entspricht.
• In einem Schritt S6 wird überprüft, ob die (neue) aktuelle Temperaturverteilung < T > eine vorgegebene Grenztemperatur Tgrenz erreicht oder überschreitet. Dies kann umfassen, dass überprüft wird, ob ein Segment, einige Segmente (z.B. mehr als 50 % der Segmente) oder alle Segmente der aktuellen Temperaturverteilung < T > die vorgegebene Grenztemperatur Tgrenz erreichen oder überschreiten. Ist dies nicht der Fall („N“), wird zu Schritt S4 verzweigt. Ist die jedoch der Fall („J“), wird der Mikrowellen-Behandlungsvorgang in Schritt S7 beendet.
• Optional kann für den Fall, dass die aktuelle Temperaturverteilung < T > die vorgegebene Grenztemperatur Tgrenz noch nicht erreicht oder überschritten hat, folgend auf Schritt S5 in einem Schritt S8 das Gargut G für eine gewisse Zeitdauer („Haltedauer“ Δt_wait) bis zum nächsten Einstellen eines Erwärmungsmusters nicht mit Mikrowellenenergie beaufschlagt werden, um einen vorteilhaften thermischen Ausgleich durch Wärmeleitung innerhalb des Garguts zu ermöglichen. Es ist ebenso möglich, mehrere Schrittfolgen S4 und S5 hintereinander zu durchfahren und erst dann in Schritt S8 die „Haltedauer“ Δt_wait zu warten. Insbesondere bei der Verwendung eines Magnetrons kann dieses durch das Vermeiden von vielen Starts geschont werden.
• Optional kann sich für den Fall, dass die aktuelle Temperaturverteilung < T > die vorgegebene Grenztemperatur Tgrenz noch nicht erreicht oder überschritten hat, folgend auf Schritt S6 oder Schritt S8 (falls vorhanden) abgefragt werden, ob ein erneuter Initialscan durchgeführt werden soll. Ist die nicht der Fall („N“), wird zu Schritt S4 übergegangen.
• Ist dies jedoch der Fall („J“), wird zu Schritt S2 verzweigt, und es werden erneut Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q aufgenommen. Folgend wird zu Schritt S3 übergegangen, wobei dann die bisher verwendete normierte Zielverteilung < Z > weiterverwendet werden kann oder eine neue normierte Zielverteilung < Z > ausgewählt werden kann.
• 3 zeigt als Auftragung einer durchschnittlichen Oberflächentemperatur T̅̅ in [°C] gegen eine Mikrowellenbehandlungsdauer t in [s] einen zeitlichen Verlauf der durchschnittlichen Oberflächentemperatur T̅̅ eines 500 g schweren Hackfleischblocks während eines Auftauvorgangs bei Beaufschlagung mit konstanter Mikrowellenleistung.
• Ausgehend hier beispielhaft von einer anfänglichen Durchschnitttemperatur T̅̅ von -17 °C, die z.B. nach der Einschwingphase vorliegt, erhöht sich bei folgender Mikrowellenbeaufschlagung unter beispielsweise kontinuierlicher Drehung der Drehantenne 7 die Durchschnitttemperatur T̅̅ während einer Aufwärmphase W näherungsweise linear. Bei Übergang in die Sättigungsphase S (hier bei T̅̅ = - 5 °C bzw. t = ca. 50 s) knickt der Verlauf bzw. die Kurve ab. In der Sättigungsphase lässt sich die von dem Gargut absorbierte Mikrowellenleistung nicht mehr linear auf eine Erhöhung der Durchschnitttemperatur T̅̅ abbilden.
• Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
• Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
• Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
• Bezugszeichenliste

1

Haushalts-Mikrowellengerät

2

Garraum

3

Beschickungsöffnung

4

Tür

5

Gargutträger

6

Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung

7

Drehantenne

8

Steuereinheit

9

Wärmebildkamera

Bp,q

Bewertungswert

Bp,q | best

Am besten geeigneter Bewertungswert

G

Gargut

S

Sättigungsphase

S0-S9

Verfahrensschritte

< T >

Temperaturverteilung an der Oberfläche des Garguts G

< T >begin

Temperaturverteilung zu Beginn einer Einschwingphase

< T >end

Temperaturverteilung zu Ende einer Einschwingphase

< ΔT >p,q

Erwärmungsmuster

< ΔT >p,q | best

Am besten geeignetes Erwärmungsmuster

Tes; max

Maximaler Temperaturhub während der Einschwingphase

Tgrenz

Grenztemperatur

t

Zeit

Δtinit

Festgelegte Dauer des Initialscans

Δtinit; max

Maximal mögliche Dauer des Initialscans

Δtwait

Haltedauer

T̅̅

Durchschnittstemperatur

W

Aufwärmphase

< Z >

Normierter Zielzustand

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• US 2018/0098381 A1 [0002, 0007]
• US 2017/0290095 A1 [0002, 0007]
• WO 2012/109634 A1 [0003, 0007]
• DE 102017101183 A1 [0004]
• DE 102019101695 A1 [0005]
• DE 102018219086 A1 [0006]

Claims (12)

1. Verfahren (S1-S9) zum Betreiben eines Haushalts-Mikrowellengeräts (1), aufweisend - einen mit Gargut (G) beschickbaren Garraum (2), - einen Mikrowellengenerator (6) zum Erzeugen von Mikrowellen, mittels derer das in dem Garraum (2) befindliche Gargut (G) beaufschlagbar ist, - mindestens einen in den Garraum (2) gerichteten Wärmebildsensor (9) zum Bestimmen von Temperaturverteilungen, < T >, an einer Oberfläche des Garguts (G) und - eine Steuervorrichtung (8), die dazu eingerichtet ist, mehrere Parameterkonfigurationen S_p, S_q von Einstellparametern des Haushalts-Mikrowellengeräts (1) einzustellen, wobei durch mindestens zwei Parameterkonfigurationen S_p, S_q das Gargut (G) lokal unterschiedlich mit Mikrowellen behandelbar ist, wobei bei dem Verfahren nach Beschicken des Garraums (2) mit dem Gargut (G) (S0) ein Initialscan durchgeführt wird (S2), bei dem - Mikrowellen unter unterschiedlichen Parameterkonfigurationen S_p,, S_q in den Garraum (2) eingespeist werden, - mittels des mindestens einen Wärmebildsensors (9) zu den Parameterkonfigurationen S_p,, S_q gehörige Temperaturverteilungen < T >_p, < T >_q an der Oberfläche des Garguts (G) gemessen werden und - Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q aus Differenzen von unterschiedlichen Temperaturverteilungen < T >_p, < T >_q bestimmt werden, und anschließend an den Initialscan (a) ausgehend von einem normierten Zielzustand < Z > und einer aktuellen Temperaturverteilung < T > mindestens eine Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel >, < T_ziel* >_p,q für das Gargut (G) festgelegt wird (S3), (b) ausgehend von der aktuellen Temperaturverteilung < T > ein zum Erreichen der mindestens einen Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel >, < T_ziel* >_p,q am besten geeignetes Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q | _best bestimmt wird (S4), (c) das Gargut (G) unter der zu dem am besten geeigneten Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q | _best gehörigen Folge von Parameterkonfigurationen S_p, S_q mit Mikrowellen beaufschlagt wird (S5) und (d) als eine neue aktuelle Temperaturverteilung < T > die vorherige aktuelle Temperaturverteilung < T > zuzüglich des am besten geeigneten Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q | best bestimmt wird (S5).
2. Verfahren (S1-S9) nach Anspruch 1, bei dem die Schritte (a) bis (d) wiederholt werden, bis die aktuelle Temperaturverteilung < T > ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt (S6).
3. Verfahren (S1-S9) nach Anspruch 2, bei dem das Abbruchkriterium umfasst, dass die aktuelle Temperaturverteilung < T > eine vorgegebene Grenztemperatur (T_grenz) erreicht oder überschreitet, wobei die Grenztemperatur (T_grenz) aus einer zur Durchführung einer Phasenumwandlung, insbesondere von Wasser, in dem Gargut (G) benötigten Energiemenge berechnet wird (S6).
4. Verfahren (S1-S9) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem zusätzlich zu den Schritten (a) bis (d) mittels des mindestens einen Wärmebildsensors (9) eine Temperaturverteilung < T >mess des Garguts (G) aufgenommen wird und das Abbruchkriterium umfasst, dass die gemessene Temperaturverteilung < T >mess eine vorgegebene Grenztemperatur (T_grenz) erreicht oder überschreitet (S6).
5. Verfahren (S1-S9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Initia-Iscan (S2) folgend auf eine Einschwingphase des Mikrowellengenerators (S6) gestartet wird, wobei - ein Erwärmungsmuster < ΔT >es als Differenz aus einer Temperaturverteilung < T >begin zu Beginn der Einschwingphase und einer Temperaturverteilung < T >end zu Ende der Einschwingphase aufgenommen wird (S1), - aus dem Erwärmungsmuster < ΔT >es ein Segment (T_{es; max}) bestimmt wird, das eine höchste lokale Temperaturerhöhung aufweist (S1), - aus dem Segment (T_es;max) eine maximale Zeitdauer (Δt_max) der Initialphase bis zum Erreichen eines Phasenübergangs von in dem Gargut (G) befindlichem Wasser bestimmt wird (S1) und dann - die Zeitdauer (Δt_init) der Initialphase so festgelegt wird, dass sie die maximale Zeitdauer (Δt_{init; max}) nicht überschreitet (S1).
6. Verfahren (S1-S9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Schritt (a) die Ziel-Temperaturverteilung gemäß $$<{\text{T}}_{\text{ziel}}>=\overline{T}\cdot <\text{Z}>$$

   

   mit T̅̅ der aus der aktuellen Temperaturverteilung < T > über die zugehörigen Segmente gemittelten Durchschnittstemperatur berechnet wird, und in Schritt (b) zum Bestimmen des am besten geeigneten Erwärmungsmusters < T >_p,q | best - für jedes ausgewählte Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q ein Bewertungswert B_p,q gemäß $$B_{\text{p},\text{q}}={\displaystyle \sum \left({\left|<T_{ziel}>-<T>\right|}^d-{\left|<T_{ziel}>-\left(<T>+<\mathrm{\Delta }\text{T}{>}_{\text{p},\text{q}}\right)\right|}^d\right)}$$

   

   berechnet wird und - als das am besten geeignete Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q | best dasjenige Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q ausgewählt wird, für das der Bewertungswert B_p,q den höchsten Wert annimmt (S4).
7. Verfahren (S1-S9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Schritt (a) einer erste Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel > gemäß $$<{\text{T}}_{\text{ziel}}>=\overline{T}\cdot <\text{Z}>$$

   

   mit T̅̅ der aus der aktuellen Temperaturverteilung < T > über die zugehörigen Segmente gemittelten Durchschnittstemperatur und für alle ausgewählten Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q eine jeweilige zweite Ziel-Temperaturverteilung < T_ziel* >_p,q gemäß $$<{\text{T}}_{\text{ziel}}*{>}_{\text{p},\text{q}}={\overline{T}}_{p,q}\cdot <\text{Z}>$$

   

   mit T̅_p,q der aus der aktuellen Temperaturverteilung < T >, zuzüglich des ausgewählten Erwärmungsmusters < ΔT >_p,q, über die zugehörigen Segmente gemittelten Durchschnittstemperatur berechnet wird, und in Schritt (b) zum Bestimmen des am besten geeigneten Erwärmungsmusters < T >_p,q | _best - für jedes ausgewählte Erwärmungsmuster < ΔT >_p,q ein Bewertungswert B _p,q gemäß $$B_{\text{p},\text{q}}={\displaystyle \sum \left({\left|<T_{ziel}>-<T>\right|}^d-{\left|<T_{ziel}*>-\left(<T>+<\mathrm{\Delta }\text{T}{>}_{\text{p},\text{q}}\right)\right|}^d\right)}$$

   

   berechnet wird und - als das am besten geeignete Erwärmungsmuster < T >_p,q | best dasjenige Erwärmungsmusters < ΔT > _p,q ausgewählt wird, für das der Bewertungswert B _p,q den höchsten Wert annimmt (S4).
8. Verfahren (S1-S9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der mindestens eine Einstellparameter mindestens einen Einstellparameter aus der Gruppe: - Drehwinkel einer Drehantenne, - Drehwinkel eines Drehtellers, - Position eines Modenrührers, - Mikrowellenfrequenz eines halbleiterbasierten Mikrowellengenerators, - Phasendifferenz zwischen aus unterschiedlichen Einspeisungsorten („Ports“) in den Garraum eingespeisten Mikrowellen, umfasst.
9. Verfahren (S1-S9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das in den Garraum (2) eingebrachte Gargut (G) gefrorenes Gargut (G) ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das in den Garraum (2) eingebrachte Gargut (G) nicht-gefrorenes Gargut (G) ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10 und einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei nach mehreren Wiederholungen der Schritte (a) bis (d) erneut ein Initialscan durchgeführt wird (S2) und folgend die Schritte (a) bis (d) beruhend auf dem erneut durchgeführten Initialscan wiederholt durchgeführt werden (S3-S5).
12. Haushalts-Mikrowellengerät (1), aufweisend - einen mit Gargut (G) beschickbaren Garraum (2), - einen Mikrowellengenerator (6) zum Erzeugen von Mikrowellen, mittels derer das in dem Garraum (2) befindliche Gargut (G) beaufschlagbar ist, - mindestens einen in den Garraum (2) gerichteten Wärmebildsensor (9) zum Bestimmen von Temperaturverteilungen, < T >, an einer Oberfläche des Garguts (G) und - eine Steuervorrichtung (8), die dazu eingerichtet ist, mehrere Parameterkonfigurationen S_p, S_q von Einstellparametern des Haushalts-Mikrowellengeräts (1) einzustellen, wobei durch mindestens zwei Parameterkonfigurationen S_p, S_q das Gargut (G) lokal unterschiedlich mit Mikrowellen behandelbar ist, wobei das Haushalts-Mikrowellengerät dazu eingerichtet ist, das Verfahren (S1-S9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.

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