KR20110083726A

KR20110083726A - Ｒｆ 에너지를 사용하여 가열하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20110083726A
Application number: KR1020117013124A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 빌친스키; 에란 벤-슈무엘; 다니엘라 에츠모니
Original assignee: 고지 엘티디.
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-07-20
Also published as: US20120097665A1; US10687395B2; EP2345304B1; JP2014167919A; ES2448216T3; EP3048862B1; EP2566297B1; CN102273317A; ES2394919T3; CN104219810A; US20170111962A1; US20160353528A1; JP2012508443A; US11653425B2; WO2010052725A3; CN104202860B; KR101569235B1; CN102273317B; WO2010052723A1; EP2356879B1

Abstract

RF 가열장치를 사용하여 가열 및/또는 해동하는 방법이 설명된다. 몇 가지 경우에서, 가열은 소산률에 따라 부분을 서로 다르게 가열한다. 선택적으로, 상기 방법은 해동되는 부분에 많은 양의 에너지를 소산하면서, 냉동된 부분이 여전히 존재하고 천천히 가열되는 것을 방지한다. 선택적으로, 상기 방법은 해동되는 부분의 과열을 방지한다.

Description

ＲＦ 에너지를 사용하여 가열하는 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR HEATING USING RF ENERGY}

본원은 2008년 11월 10일 출원된 미국 가출원번호 61/193,248 및 2009년 10월 22일 출원된 미국 가출원번호 61/253,893을 기초로 35 U.S.C. §119(e)의 우선권을 주장하고, 2009년 11월 10일 출원된 두 개의 PCT 출원 에이전트 참조번호 46672 및 47574에 관한 것이고, 개시된 내용은 여기에서 참조로 도입된다.

본 발명의 몇 가지 실시예는 일반적으로 부하에서 전자기(EM) 에너지의 소산에 관한 것으로, 보다 구체적으로 해동, 가열 및/또는 조리를 위한 EM 에너지의 사용에 관한 것이다.

전자레인지는 현대 사회에서 흔한 물건이다. 하지만 그 한계는 잘 알려져 있다. 그 한계에는 예컨대, 불균질한 가열 및 느린 열 흡수가 포함되고, 특히 해동(또는 녹임) 시 그러하다. 실제로, 해동 및 가열하기 위해 보통의 전자레인지가 사용되는 경우, 음식에서 일반적으로 다른 부분이 녹기 전에, 한 부분이 따뜻해지거나, 부분적으로 익게되거나 또는 너무 익게되는 결과가 발생한다. 종래의 전자레인지를 사용하여 물체를 해동 또는 따뜻하게 하는 것은 일반적으로 불균질하게 되고, 일반적으로 부하 내의 에너지 소산이 제어되지 않는다.

본 발명은 RF 에너지를 사용한 가열 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 몇 가지 실시예에서, 종종 부하의 불규칙한 온도 프로파일을 갖거나, 열 폭주 현상(부하의 한 부분에서 다른 부분보다 온도가 빠르게 증가함)을 가질 수 있는 해동 중에, 부하 내에 동등한 에너지가 소산되게 하려는 발명자의 의도에 따라 실현된다. 구체적으로, 열 폭주는 특정 포인트 이상으로 따뜻해진 부분의 온도 변화가 그 부분에서 증가된 온도 변화율을 유발하여, 지속적으로 온도 갭이 증가되는 상황에서 발생될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 에너지 소산은 다음과 같은 세 가지 방식; (a) 최대 소산 에너지를 감소시키는 방식(예컨대, 전달되는 주파수의 전부 또는 일부); (b) 소산이 높은 주파수와 비교하여 소산률이 낮은 주파수로 부하에 더 큰 효율적인 에너지 소산을 유발하는 방식; 및/또는 모니터링 동작 사이에 과열을 피하도록 충분히 자주 모니터링하는 방식 중 하나 이상으로 제어될 수 있다. 선택적으로, 낮은 전력은 특히 열 폭주가 크게 위험한 경우, 예컨대 물 부분인 부하의 부분 내에 차별적으로 소산된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 소산률을 사용/측정하기보다는 소산률(예컨대, 입력과 소산 간의 비) 또는 예컨대 0 내지 1로 정규화되거나, 평균 소산률로 정규화되는 정규화된 소산률이 측정된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 소산 전력 대 소산률 그래프는 필수적으로 역 트레이드오프(tradeoff)이기보다는, 반-가우시안이다. 저 소산률에서, 더 많은 전력이 소산되는 것이 바람직할 수 있지만, 그러한 소산은 최대 가능한 전력 설정이 사용되는 경우조차도 약한 소산률에 의해 제한된다. 최고 소산률에서, 아무것도 전달되지 않는 것이(또는 아주 조금 전달됨) 바람직할 수 있다. 중간 레벨은 두 경향 모두에 의해 영향을 받고, 따라서, 반 가우시안 형태를 갖는다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 각각의 주파수는 부하 부분 또는 부분들을 나타내는 것으로 가정된다. 부하의 동일한 부분은 다수의 주파수로 흡수할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 주파수에서의 소산은 부하 부분 내의 소산과 적합하다고 가정된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 최대 적용 에너지(hpl)는 부하의 스펙트럼 정보를 기반으로 계산된다. 선택적으로 또는 대안적으로, 주파수마다 전력 레벨의 선택은 그러한 특성에 따라 선택된다. 선택적으로 또는 대안적으로, 주파수마다 전력의 선택은 부하 내로 더 많은 전력 소산을 갖는 주파수 부분 세트의 선택을 기반으로 한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 주파수마다 각각의 주파수를 위한 전력의 선택은 모든 주파수 대역에서 획득된 스펙트럼 정보의 분석을 기반으로 하거나, 또는 부하에 결합되는 것으로 고려되는 모든 주파수에서 획득되는 스펙트럼 정보를 기반으로 한다(예컨대, 0.25 %, 0.5 % 또는 1 % 이상과 같은 높은 Q 값을 갖는 대역은 제외함).

본 발명의 예시적인 실시예에서, 스펙트럼 정보는 해동되는 부분 및 해동되지 않는 부분을 구별하기 위해 분석된다. 선택적으로, 그러한 구별은 주파수 분석에 의한 주파수보다, 스펙트럼 정보의 일반적인 특성을 기반으로 하는데, 예컨대 얼음과 물 간의 스펙트럼 소산 이미지의 이중 모드 분포는 예상되는 이중 모드 분포에 매칭됨에 따라 전체 성분 중에서 얼음과 물을 분리하도록 할 수 있는 것으로 가정한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 해동 프로토콜 파라미터는 부하 사이즈 및/또는 부피에 의존하고, 예컨대 큰 타켓의 함유량이 전부 얼음에 해당하는 것에 의해 및/또는 초기 온도가 해동 온도에 가깝다면 왜곡될 수 있는 해동되는 물/얼음 함유량을 평가하는 방법을 위해 보정되어야 한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 물 함유량/고 소산 주파수의 확인은, 얼음이 물 보다 더 낮은 소산을 갖는 것으로 가정한 것을 기반으로 한다. 선택적으로, 상대적인 또는 절대적인 임계값은 그러한 주파수를 검출하기 위해 사용된다. 선택적으로 임계점은 물질은 물과 얼음의 혼합물이라고 가정한 것을 바탕으로 상대적으로 순수한 물에 제공된다. 선택적으로, 일반적으로 시스템은, 부하가 아닌 부분이 극히 낮은 소산을 갖거나 또는 소산될 것으로 예상되는 주파수로 에너지가 전달되지 않거나 극히 적은 에너지만이 전달되도록 설계된다. 선택적으로 높은 임계점은, 흡수하는 물질은 물이고, 그에 따라 부하 내에 낮은 전력이 소산되거나 전력 소산이 되지 않도록, 낮은 전력이 전달되거나 전력이 전달되지 않는다고 가정한 것을 바탕으로 제공된다. 선택적으로 중간 소산률 주파수는, 모두 해동되었을 수 있고/있거나 열 폭주할 수 있는 물 함유량에 위험성이 있는 중간 부분이 있는 혼합된 물/얼음 부분을 반영한다고 가정한 것을 기반으로 추적된다. 선택적으로, 그러한 중간 주파수는 중간 전력 레벨을 수신한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 큰 얼음 섹션(모든 주파수에서 낮은 소산을 가짐)은 큰 얼음이 있고, 작은 얼음 섹션의 표시가 스펙트럼 정보에서 나타나기 시작할 때까지 주파수에서 더 큰 에너지를 제공받는 스펙트럼 정보를 기반으로 하는 검출에 의해 과보상되지 않는다(예컨대, 물일 수 있다고 가정되지 않고, 따라서 낮은 전력을 수신함). 예컨대, 중간 소산률을 갖는 주파수로 전달되는 에너지는 그러한 주파수가 큰 얼음을 나타내는 경우 고 소산률을 갖는 주파수와 동일한 범위로 감소되지 않는다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 이러한 파라미터 및/또는 다른 파리미터, 예컨대 임계값, 전력/주파수 비 및 시간은 부하 특성 및/또는 요구되는 가열 효과에 의존한다. 선택적으로, 다양한 옵션을 갖는 테이블은 메모리에 저장되고, 사용자가 선택할 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 일련의 함수는 사용자 또는 자동적인 선택에 따라 제공되고 적용된다.

선택적으로 또는 대안적으로, 최대 전력 레벨은 시행착오법의 사용 및/또는 부하 내의 평균 소산의 함수로서 계산된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 최대 적용 전력 레벨 및/또는 주파수 의존 전력 레벨은 해동, 다른 가열 또는 에너지 적용 프로세스 중 업데이트된다. 선택적으로 이 업데이트는 복수의 시간으로 발생된다(예컨대, 1000/sec, 2/sec 또는 매 5초마다 한번 또는 그 이상과 같이 실제로 연속적임).

본 발명의 예시적인 실시예에서, 스캔 간의 시간 및/또는 스캔 간의 소산은 과열 및/또는 열 폭주의 위험을 감소시키도록 선택된다. 선택적으로, 사용되는 전력 레벨, 임계점, 스캔 비율 및/또는 다른 파라미터는 상기 위험을 방지하기 위한 시나리오에 의존한다. 일 예에서, 적은 양의 물이 많은 양의 얼음으로 오인된다면(따라서 고 전력이 조사됨), 스캔 설정 및/또는 hpl은 다음 스캔이 그러한 영향을 검출하도록(얼음으로 오인되지 않는 방식으로 물의 양에 따라 발생됨) 선택된다.

선택적으로, 부하 및/또는 캐비티는 스펙트럼 정보를 개선하도록, 예컨대 얼음으로부터 물을 구별하는 것을 돕도록 조작된다. 이것은 전달을 위한 더 높은 전력 레벨(예컨대, 평균) 및/또는 더 높은 소산률(예컨대, 평균 또는 최소)의 계산을 하도록 할 수 있고, 따라서 충분한 퀄리티를 갖는 빠른 해동을 할 수 있다. 예컨대, 캐비티 내의 부하의 부분은 변경될 수 있고(예컨대, 부하가 놓인 플레이트가 회전 또는 교반하는 것에 의함), 스펙트럼 정보는 복수의 위치들 간에 비교될 것이다. 선택적으로 에너지 전달은, 획득된 스펙트럼 정보가 얼음/물 구별을 위해 가장 유용하도록(예컨대 계산된 최고 hpl을 가짐), 배치된 부하에 일어날 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 최소 전력 레벨은 전력이 사전에 적용되었던 주파수에서 소산되어, 해동된 부분의 냉각 및/또는 재냉동을 방지한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 스펙트럼 정보의 제 1 획득 및 제 2 획득 사이에, 정해진 주파수에서 부하에 분산하도록 허용되는 최대 전력은 해동되는 부분이 스펙트럼 정보의 변경을 기반으로 전력이 중단되기 전에 해동하는 것 이상으로 가열되지 않도록 한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 정확한 양의 전력을 적용하는 것보다, 피드백을 자주 받는 것을 사용한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 전력을 적용하는 방법은 사용되는 전력 증폭기의 특성을 고려한다.

본 발명자는 불균질한 온도 프로파일은 아래에 설명된 하나 이상의 가능성에 의해 발생되거나 또는 악화될 수 있다고 가정한다. 하지만, 여기에서 설명된 방법은 또한 그러한 가정에 의존하지 않고 적용될 수 있음을 유념해야 한다. 더욱이, 본 발명에 따른 몇 가지 실시예에 따라, 몇 가지 실시예마다 온도가 불규칙하지 않지만, 오히려 과열 또는 부하의 큰 부분에서 과열의 위험을 피할 수 있음을 유념해야 한다(예컨대, 0.1 %, 0.5 %, 1 %, 2 %, 5 %, 10 % 또는 중간 퍼센트, 예컨대 적용, 사용자 요구에 따름).

(a) 비균일 조합. 실생활에서의 부하는 보통 서로 다른 비열(C_p) 및또는 서로 다른 잠열(L)을 갖는 서로 다른 물질(예컨대, 치킨 부분 내의 지방, 뼈, 피부 및 근육, 다진 고기 사이의 에어 포켓 또는 새우 포장 내의 새우 사이에 형성되는 고드름)을 포함한다. 이러한 경우, 동일한 소산 에너지는 동일하지 않은 온도를 초래할 수 있다(RF 가열은 보통 물체 내의 전도에 의해 전달되는 가열보다 빠르기 때문임). 본 발명의 몇 가지 실시예에 따라, 이것은 그러한 서로 다른 물질로 결합된 부하 부분을 위해 전력 레벨을 결정하는 경우 고려된다(프리셋 테이블을 사용함).

(b) 비균일 열 상태 및 열 전달 거동. 부하는 서로 다른 위치에서 서로 다른 온도를 가질 수 있다(초기 또는 해동 중). 이것은 예컨대, 해동이 시작되기 전에 비평형 냉동에 의한 것일 수 있거나(예컨대, 냉동이 불완전하거나 그 반대인 경우, 냉동 물체가 그 물체보다 높은 온도에 잠시 노출된 경우, 안쪽이 바깥쪽보다 더 따뜻함), 가열 전 또는 가열 중 서로 다른 환경에 부하의 표면이 노출되거나(가열 중 가능한 경우인 따뜻한 공기, 외부 및 내부의 대류, 차가운 플레이트), 전술한 바와 같은 불균질 조성이나 부하의 불규칙한 형태이거나(다른 부분 보다 얇은 어떤 부분을 가짐), 또는 부하의 불규칙한 형태일 수 있고, 예컨대 서로 다른 부분은 서로 다른 표면/부피 비 또는 전술한 둘 이상의 조합을 가질 수 있다. 이것은 냉동된 부분이 위상 변화를 시작하기 훨씬 전에 상대적으로 따뜻한 부분이 위상 변화를 지나치게 되는 결과를 초래할 수 있다(만약 부하가 100 % 균질하고, 모든 부분에서 에너지 소산이 동일하더라도 그러함). 본 발명의 예시적인 실시예에서, 가열 프로토콜은 가열 중 불균질한 온도 및/또는 열 소산을 고려한다. 선택적으로, 그러한 고려는 대부분의 전력을 얼음 부분으로 향하게 함으로써 자동적으로 수행된다.

(c) 온도 의존 가열. 물질의 많은 타입에 대해 위상 변화를 일으키기 위해 필요한 에너지의 양은 위상 변화 후의 상황에 적용된다면 온도가 크게 증가된다(예컨대, 20, 40 또는 심지어 80 ℃만큼 증가됨). 그 결과, 냉동된 물질 내에서 동일한 에너지의 소산은 위상 변화가 냉동된 부분에서 완료되기 전에 따뜻한 부분에서 과열되는 결과가 발생할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 그러한 과열은 영역, 즉 과열에 민감하고/민감하거나 전력/가열 비가 빠른 가열 물질임을 나타내는 영역에 제공되는 전력을 감소시킴으로써 방지된다.

전술한 내용은, 종종 해동되는 부분이 없고 위상 변화(예컨대, 끓음)가 있는지 여부에 관련이 없는 부하의 가열에도 적용될 수 있음을 유념해야 한다(예컨대, 부하의 온도를 상승 및/또는 요구되는 레벨로 유지시킴).

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상당히 큰 RF 에너지가 이미 위상 변화된 섹션보다 위상 변화되지 않은 섹션에 소산된다면, 불균질한 가열 또는 적어도 열 폭주는 적어도 어느 정도 방지된다. 일 바람직한 예는 비해동되는 부분, 지방 및/또는 다른 비냉동된 물질보다 해동되는 부분에 더 큰 전력을 소산한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 그러한 에너지 소산의 불균질 분포는 상대적으로 저 소산률 또는 얼음에 주로 소산되는 주파수를 갖는 주파수에서 고 전력을 전달함으로써, 동시에 상대적으로 고 소산률 또는 물에 주로 소산되는 주파수를 갖는 주파수에서 저 전력을 전달함으로써(또는 심지어 전력이 전달되지 않음) 달성된다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 서로 다른 부하 부분(예컨대, 물과 얼음 또는 임의의 다른 이유, 즉 극성, 액체 함유량 및 물 함유량에 의해 서로 다른 서로 다른 소산률을 갖는 부하 부분)에 정해진 주파수의 소산은 다양한 요인, 즉 조성물, 사이즈, 형상, 위치, 캐비티 내에서의 방향 및 부하의 서로 다른 부분에서의 정확한 온도 및 상을 포함하는 요인에 의존함을 유념해야 한다. 서로 다른 조건 하에서, 정해진 주파수는 주로 물에, 주로 얼음에 또는 둘 모두에 소산될 수 있다. 하지만 본 발명자는 캐비티로부터 스펙트럼 정보를 획득하는 경우, 획득된 정보의 분석은 유용한 해동 프로토콜을 추론하기 위해 사용될 수 있고/있거나, 물 및/또는 얼음에서 발생할 수 있는 소산의 패턴을 반영할 수 있음을 발견하였다.

본 출원의 문맥에서, 용어 "스펙트럼 정보"는 서로 다른 주파수로 챔버 내의 RF 및/또는 챔버 내의 부하에 대한 상호작용 데이터를 의미하고, 예컨대 동시에 하나 이상의 캐비티 피드를 사용하여 일정하거나 변화하는 전력에서 주파수를 스위핑하고, 상기 하나 이상의 캐비티 피드에 의해 수선되는 반영된 전력을 측정하고, 선택적으로 각각의 주파수에서 실제적으로 전달 전력을 고려한다. 종종 하나의 피드가 전달하는 동시에 하나 이상의 다른 피드(또는 모든 다른 피드)는 반영되는 전력을 측정한다. 종종 프로세스는 하나 이상의 복수의 피드를 위해 반복된다. 비제한적인 예는 PCT 공개공보 WO07/096878에 설명되는 스펙트럼 이미지를 획득하는 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 제한 함수는 적은 양의 에너지가 상대적으로 고 소산률을 갖는 부분에 소산되고(또는 에너지가 전혀 소산되지 않음), 동시에 큰 양의 에너지가 상대적으로 저 소산률을 갖는 부분에 소산되도록 캐비티로 전달하기 위한 RF 전력을 계산하기 위해 사용된다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 함수는 단위부피 당 소산 에너지(또는 단위질량 당 소산 에너지)가 낮은 또는 중간 소산률을 갖는 부분과 비교하여 고 소산률을 갖는 부분에서 더 적도록 선택된다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 제한 함수는 적은 양의 에너지는 상대적으로 고 소산률을 갖는 주파수에 의해 부하에 소산되고(또는 에너지가 전혀 소산되지 않음), 동시에 큰 양의 에너지는 상대적으로 저 소산률을 갖는 주파수에 의해 부하에 소산되도록 캐비티 내로 전달되는 RF 전력을 계산하기 위해 사용된다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 부하의 부분이 해동되면 "높은 소산 부분(또는 주파수)"(또는 "중간 소산 부분(또는 주파수)")으로 재분류하기 위해, 가열은 자동적으로 및/또는 내재적으로 조절된다. 예컨대, 가열 세션 후 주파수 스캔 또는 스윕을 수행함으로써, 변경은 사용되는 적어도 몇몇 주파수의 소산률에서 명백해지고, 상기 주파수는 부하의 각각의 부분에서 변경되는 상과 함께 적어도 부분적으로 트레이드오프를 변경한다. 새로 획득된 스펙트럼 정보를 기반으로 전달 프로토콜을 재계산함으로써, 장치는 해동 진행을 위해 자기 조절될 수 있다(및/또는 작동 중 이동되면, 부하의 위치에서 변경됨).

본 발명의 예시적인 실시예에서, 각각의 주파수로 전달되는 에너지는,

고 소산률(예컨대, 70 % 이상 또는 80 % 이상)을 갖는 주파수로 부하에 소산 에너지의 양이 에너지의 50 % 또는 상대적으로 저 소산률(예컨대, 40 % 이하 또는 30 % 이하)를 갖는 주파수로 부하에 소산 에너지보다 적도록 선택된다. 종종 이것은 20 % 이하, 5 % 이하, 0.1 % 이하, 심지어 저 소산률을 갖는 주파수에서 소산 에너지의 0 %일 수 있다.

전술한 내용은 해동에 초점이 맞추어진 반면에, 다른 위상 변화 또는 전력 소산 및 가열률 간의 관계가 갑작스럽게 변경되는 상황 및/또는 열 폭주를 방지하기 위해 바람직한 상황에 적용될 수 있다(예컨대, 저 소산률 및 고 소산률 부분을 모두 포함하는 물체를 균일하게, 높고 낮은 비열 및/또는 높고 낮은 잠열을 각각 사용하여 균일하게 가열하도록 시도하는 경우). 종종 가열하기 위해 사용되는 동작 대역의 복수의 부분은 에너지가 전달되지 않는 주파수(또는 부분)를 포함하지 않는다. 선택적으로, 서로 다른 주파수는 소산률을 기반으로 그러한 다수의 부분에 할당된다. 하지만, 해동은 온도 변화에 필요한 에너지와 비교하여 위상 변화에 필요한 에너지의 양이 더 크기 때문에 특별한 관심의 대상이 되고, 음식은 종종 냉동으로 저장되거나 해동되어 제공 또는 준비됨을 고려해야 함을 유념해야 한다. 유사하게, 과열에 의해 손상될 수 있는 부분 및/또는 충분히 가열되지 않으면 해동되지 않는 부분은 선택적으로 또는 대안적으로 관심의 대상이 될 수 있다. 종종 서로 다른 부분은 임의의 다른 이유 때문에 서로 다르게 가열되는 것이 바람직할 수 있다.(예컨대, 하나의 부분은 가열(예컨대, 익힘)하지만 다른 부분은 가열하지 않도록 하거나, 또는 서로 다른 최종 온도에 도달하게 하기 위함).

또한 몇 가지 실시예에서 잠재적인 전략은 목표가 되는 부하 부분에 전력의 효과에 따라 단위부피 당 전력을 맞추고, 몇 가지 실시예에 따라 이것은 특정 주파수를 목표로 함으로써, 그 주파수에서의 소산에 따라 전력을 맞춤으로써, 단위부피 당 특정 전력 레벨을 직접적으로 확보하지 않더라도 직접적으로 달성된다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따라 제공되는, RF를 사용하여 부하를 가열하는 방법은,

(a) 과열 온도점을 갖는 부하를 제공하는 단계;

(b) 과열을 방지하기 위한 방식으로 상기 부하에 소산되도록 최대 전력을 선택하는 단계; 및

(c) 서로 다른 복수의 주파수로 상기 부하에 RF 전력을 적용하는 단계로서, 상기 전력은 서로 다른 주파수에서 서로 다르고, 모든 주파수에서 상기 최대 전력 이하인 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 선택하는 단계는, 가열의 속도와 가열의 균일성의 균형을 유지하는 단계를 포함한다. 종종, 선택되는 최대 전력은 주파수에서 소산률에 의해 배수가 된 임의의 정해진 주파수에서 장치에 의해 이용가능한 최대 전력일 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 위상 변화는 해동을 포함한다. 대안적으로 상기 위상 변화는 증발을 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 위상 변화는 부하 단위부분 내에 위상 변화를 유발하기 위한 전력의 효율성과 1 ℃ 만큼의 위상 변화되는 부하 단위부분의 온도를 증가시키기 위한 전력의 효율성 간에 적어도 1 : 20의 비를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 전력은 상기 적용하는 단계 중 상기 부하에서 열 폭주를 방지하기 위한 방식으로 선택되고 적용된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 최대 전력을 선택하는 단계는 부하의 평균 소산의 함수로서 최대 전력을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 최대 전력을 선택하는 단계는 부하의 스펙트럼 정보의 함수로서 최대 전력을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 전력이 적용되는 주파수에서 적용하도록 최소 전력을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 상기 복수의 주파수 각각을 위해 전력을 선택하는 단계를 포함한다. 선택적으로 전력을 선택하는 단계는 상기 RF 전력을 적용하여 사용되는 시스템의 광대역폭에서 전력에 대한 하나 이상의 주파수의 부-대역(sub-band)을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 상기 부하의 스펙트럼 정보를 검색하는 단계 및 상기 선택하는 단계와 상기 적용하는 단계 중 적어도 하나를 안내하기 위해 상기 정보를 사용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 RF 전력을 적용하는 단계는 상기 주파수에서의 소산률에 대해 반비례를 갖는 주파수로 전력을 적용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 하한 임계 레벨 아래의 소산률을 갖는 주파수로 전력을 적용하는 것을 방지하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 상한 임계 레벨 위의 소산률을 갖는 주파수로 전력을 적용하는 것을 방지하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 적용하는 단계는 상기 부하 내의 얼음을 확인하는 단계에 대응하고, 상기 확인하는 단계는 저 소산을 갖는 주파수에 의해 확인하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 확인하는 단계에서는 상기 부하의 질량이 보상된다. 선택적으로 또는 대안적으로, 확인하는 단계는 부하 타입에 의존하는 임계점에 따른다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 임의의 선행하는 청구항의 선택하는 단계 및 적용하는 단계를 수행하도록 구성되는 장치가 제공된다.

(a) 서로 다른 부분에서 서로 다른 소산률을 갖는 부하를 제공하는 단계;

(b) 부하를 가열할 때 적은 에너지(또는 전력)가 제 2 소산률로 소산되는 주파수에서보다 제 1 소산률로 소산되는 주파수로 전달되도록 주파수/전력 쌍을 설정하는 단계로서, 정해진 전달 사이클에서 상기 제 2 소산률은 상기 제 1 소산률 보다 높은 단계; 및

(c) 상기 부하를 가열하도록 상기 주파수/전력 쌍을 적용하는 단계를 포함한다.

(a) 서로 다른 부분에서 적용되는 전달되는 에너지 당 서로 다른 가열률(h/te)을 갖는 부하를 제공하는 단계;

(b) 부하를 가열할 때 부분의 단위부피 당 적은 전력이, 낮은 h/te를 갖는 부분에 대응하는 주파수보다 높은 h/te 비율을 갖는 부분에 대응하는 주파수로 전달되도록 주파수/에너지 쌍을 설정하는 단계; 및

(b) 부하를 가열할 때 서로 다른 전력 적용 프로토콜이 제 1 소산률로 소산되는 주파수 및 제 2 소산률로 소산되는 주파수로 적용되도록 상기 부하를 가열하도록 주파수/전력 쌍을 설정하는 단계; 및

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 적용하는 단계는 더 낮은 소산률을 갖는 부분을 위해 더 큰 전력을 적용하는 단계를 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 둘 이상의 전력 적용 프로토콜 간의 차이는 각각의 부하 부분에 소산되도록 부하의 양에 대하여 총 에너지의 양을 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 둘 이상의 전력 적용 프로토콜 간의 차이는 가열 속도와 균질성 간의 트레이드오프를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 설정하는 단계는 소산률과 관련된 세트로 주파수를 결합시키는 단계를 포함하고, 상기 설정하는 단계는 상기 세트에 따라 주파수/전력 쌍을 선택하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 상기 설정하는 단계는 세트마다 전력 레벨을 선택하는 단계를 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 결합시키는 단계는 상기 소산률 이외의 정보를 기반으로 결합시키는 단계를 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 적어도 하나의 세트는 복수의 불연속적인 주파수 범위를 포함하고, 적어도 하나의 주파수는 상기 범위 사이의 다른 세트에 속한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 결합시키는 단계는 적어도 세 개의 세트로 결합시키는 단계를 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 세트로 주파수를 결합시키는 단계는 기설정된 개수의 세트로 결합시킴으로써 수행된다. 선택적으로, 상기 기설정된 개수의 세트는 2 내지 10 개의 세트이다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 결합시키는 단계는 적어도 두 개의 세트로 결합시키는 단계를 포함하되, 각각의 세트는 복수의 주파수에 할당되는 상당한 양의 소산 에너지 또는 전력을 갖고, 상기 상당한 양은 세트에 할당된 가열 사이클에서 총 소산 전력의 적어도 7 %이다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 세트 중 적어도 두 개는 비-제로(non-zero)의 전달 전력을 갖고, 하나의 세트의 평균 소산 전력은 다른 세트의 적어도 두 배이다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 세트 중 적어도 두 개는 비-제로의 전달 전력을 갖고, 하나의 세트는 평균 소산 전력은 다른 세트의 적어도 5 배이다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 세트 중 적어도 두 개는 비-제로의 전달 전력을 갖고, 하나의 세트의 평균 소산 전력은 다른 세트의 적어도 10 배이다. 선택적으로 또는 대안적으로, 전달 전력을 위한 세트 또는 세트들은 동작 주파수의 적어도 5 %를 다룬다. 선택적으로 또는 대안적으로, 전달 전력을 위한 세트 또는 세트들은 동작 주파수의 적어도 20 %를 다룬다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 세트 중 적어도 두 개는 각각 적어도 10 %의 값의 소산률 범위에 대응한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 부하는 음식을 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 부하는 적어도 두 개의 음식 부분의 조합을 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 적용하는 단계는 상기 부하에서 위상 변화를 유발한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 적용하는 단계는 상기 부하의 적어도 한 부분에서 해동을 유발한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 가열 프로세스의 일부로서 (b) 및 (c)를 적어도 두 번 반복하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따라 또한 제공되는, RF를 이용하여 부하를 가열하는 방법은,

(a) 서로 다른 부분에서 적용되는 전력 당 서로 다른 가열률(h/p)을 갖는 부하를 제공하는 단계;

(b) 부하를 가열할 때 부분의 단위부피 당 적은 전력이, 낮은 h/p를 갖는 부분에 대응하는 주파수보다 높은 h/p 비율을 갖는 부분에 대응하는 주파수로 전달되도록 주파수/전력 쌍을 설정하는 단계; 및

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 임의의 선행하는 청구항의 선택하는 단계 및 적용하는 단계를 수행하도록 구성되는 장치가 제공된다. 선택적으로, 장치는 저장된 복수의 전력 적용 프로토콜을 갖고, 서로 다른 주파수의 세트에 서로 다른 프로토콜을 적용하도록 구성되는 메모리를 포함한다.

(a) 과열 온도점을 갖는 부하를 제공하는 단계;

(c) 서로 다른 복수의 주파수로 상기 부하에 RF 전력을 적용하는 단계로서, 상기 전력은 서로 다른 주파수에서 서로 다르고, 모든 주파수에서 상기 최대 전력 이하인 단계를 포함한다. 선택적으로, RF 전력을 적용하는 단계는 상기 부하에 위상 변화를 유발하는 단계를 포함한다. 선택적으로 상기 위상 변화는 해동을 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 상기 위상 변화는 증발을 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 전력은 상기 적용하는 단계 중 상기 부하에서 열 폭주를 방지하기 위한 방식으로 선택되고 적용된다. 선택적으로 또는 대안적으로, 최대 전력을 선택하는 단계는 부하의 평균 소산의 함수로서 최대 전력을 선택하는 단계를 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 최대 전력을 선택하는 단계는 부하의 스펙트럼 정보의 함수로서 최대 전력을 선택하는 단계를 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 최대 전력을 선택하는 단계는 임의의 정해진 주파수에서 캐비티에 장치에 의해 전달될 수 있는 상기 최대 전력의 함수로서 최대 전력을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 전력이 적용되는 주파수로 적용되도록 최소 전력을 선택하는 단계를 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 방법은 복수의 주파수 각각을 위한 전력을 선택하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 전력을 선택하는 단계는 상기 RF 전력을 적용하여 사용되는 시스템의 광대역폭에서 전력에 대한 하나 이상의 주파수의 부-대역(sub-band)을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 상기 부하의 스펙트럼 정보를 검색하는 단계 및 상기 선택하는 단계와 상기 적용하는 단계 중 적어도 하나를 안내하기 위해 상기 정보를 사용하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 상기 스펙트럼 정보를 검색하는 단계는 반복적으로 수행된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 RF 전력을 제공하는 단계는 소산에 대해 역관계를 갖는 주파수로 전력을 적용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 적용하는 단계는 상기 부하 내의 얼음을 확인하는 단계에 대응하고, 상기 확인하는 단계는 저 소산을 갖는 주파수에 따라 확인하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 확인하는 단계는 상기 부하의 질량이 보상된다. 선택적으로 또는 대안적으로, 확인하는 단계는 상기 부하 타입에 의존하는 임계점에 따른다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 적용하는 단계는 소산률 값의 정규화를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 전력을 적용하는 단계는 특정 주파수에 대한 실제 전력이 고정되지만, 시간 동안 전력이 적용되는 지속시간은 주파수들 간에 변경되고, 서로 다른 주파수에 대해 서로 다른 효과적인 모든 전력을 산출하도록, 정해진 시간 동안 서로 다른 전력의 모든 양을 적용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 전력을 적용하는 단계는 복수의 세트로 상기 복수의 주파수를 분류하는 단계 및 세트 당 적용되는 전력을 기반으로 적용되는 전력의 양을 변경하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예시적이고 비제한적인 실시예가 아래에 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 도면은 예시적인 것이며, 일반적으로 정확한 크기를 나타내지는 않는다. 서로 다른 도면의 동일한 또는 유사한 요소는 동일한 참조번호를 사용하여 참조된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 해동 장치의 작동 방법을 단순화한 흐름도이다.
도 3은 예시적인 결정 함수를 위한 상대적인 보상 대 정규화된 소산률의 그래프이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장치의 작동 방법을 단순화한 흐름도이다.
도 5는 평균 소산 함수로서 hpl 파라미터 값을 선택하는 방법을 도시한 차트이다.
도 6은 동일한 질량을 갖는 소고기 및 참치에 대해 평균 주파수 및 다양한 주파수에서 측정된 소산률을 도시한 차트이다.
도 7은 큰 닭고기 및 작은 닭고기에 대해 평균 및 다양한 주파수에서 측정된 소산률을 도시한 차트이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 서로 다른 소산률로 물질을 서로 다르게 가열하는 방법의 흐름도이다.
도 9는 도 3의 예시적이고 대안적인 예를 도시한다.
도 10은 밥과 닭고기의 혼합물에 대한 서로 다른 소산률을 도시한다.

개관

본 출원은 특히 RF(예컨대, 마이크로파 또는 UHF) 가열 분야에서 다수의 진보된 점을 설명한다. 편의를 위한 이러한 진보된 점은 일반적으로 독립적이거나, 선행기술 장치 및 방법과 함께 이용될 수 있거나, 또는 여기에서 설명되는 다른 진보된 점의 최적이 아닌 버전과 함께 이용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일 실시예의 구성에서 설명되는 진보된 점은 다른 실시예에서도 사용될 수 있고, 가능한 범위에서 다른 실시예의 상세한 설명에 추가적인 특징으로 도입하는 것이 고려되어야 한다. 실시예는 특정 발명의 요소를 강조하기 위해 단순화한 형상으로 설명된다. 더욱이, 본 발명의 몇 가지 또는 모든 실시예에서 공통되는 몇 가지 특징들은 "발명의 내용" 섹션에 설명될 수 있고, 또한 다양한 실시예의 발명의 상세한 설명 부분에서 고려될 수 있음을 유념해야 한다.

일반적인 불규칙한 부하에서 필연적으로 동일한 에너지의 소산을 제공하는 방법 및 장치는, 여기에서 참조로 도입되는 Ben-Shmuel 및 Bilchinsky이 출원한 PCT 출원 공개번호 WO07/096878('878)에 따른 것이다. 예시적인 실시예에서, '878에 따른 장치는 캐비티 내로 복수의 RF 주파수(주파수 대역 내의 모든 주파수)를 전달함으로써 획득되는 정보를 사용하여, 상기 주파수 대역에서 캐비티의 최대 S-파라미티를 획득하고, 그리하여 주파수의 함수로서 캐비티의 스펙트럼 정보(예컨대, 캐비티 내로의 에너지 소산)를 결정할 수 있다. 이 정보는 캐비티에서 요구되는 소산 패턴을 획득하기 위해 장치 내로 전달되어야 하는 각각의 편향 주파수의 전력을 추정하는데 사용된다.

일 옵션에서, 전력은 우선 부하 내로 소산하는 대역에서만 전달된다(표면 전류 또는 안테나 사이에서는 전달되지 않음). 이것은 예컨대, 효율성 η 및 전력 피드가 실질적으로 모든 전달되는 주파수에서 일정하게 수행될 수 있고, 부하의 구성요소는 고려하지 않고 부하 또는 캐비티의 필연적으로 동일한 에너지의 소산(주파수의 함수와 같음)을 하도록 한다.

물체의 해동 중, 물체 내의 얼음은 녹아서 물이 된다. 얼음 및 물은 RF 에너지에 대해 서로 다른 흡수도를 가지고, 결국 주파수의 함수로서 서로 다른 반사손실 및 커플링을 갖는다. 이것은 매칭 요소의 접합에 의해 매칭 또는 이후의 재매칭을 변경할 수 있고, 흡수 효율 최대 주파수는 변경될 수 있다. 선택적으로, 입력을 위해 선택된 주파수(획득된 정보를 바탕으로함)를 모니터링 함으로써, 특히 변화율, 모든 얼음이 물로 녹는 지점은 결정될 수 있고, 가열이 종료될 수 있다(만약 해동만이 요구되는 경우만 해당함).

예시적인 시스템

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 장치(10)를 개략적으로 도시한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 장치는 하나 이상의 세부적인 변화와 함께 WO07/096878에 설명된 바와 같이 구성되고 작동된다. 특히, 본 발명의 예시적인 실시예에서, 제어기는 전력 전달이 고흡수 부분(예컨대 해동된 부분, 더 극성인 부분 또는 저지방, 고수분이나 염분을 갖는 부분에 대응함)에는 방지되도록 구성되어, 과열의 위험이 감소한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 예컨대 상당히 낮은 전력이 해동되는 부분에 제공되고, 온도 변화에 필요한 전력 및 비해동 영역에서 해동에 필요한 전력은 유체 부분의 가열에 필요한 전력보다 훨씬 크기 때문에, 비슷한 전력 레벨을 제공하면 해동된 부분의 가열은 급격해지고, 비해동되는 부분의 가열/해동은 완만해진다.

도시된 바와 같이 장치(10)는 캐비티(11)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 캐비티(11)는 전도체, 예컨대 알루미늄과 같은 금속으로 만들어진 실린더형 캐비티이다. 하지만, 본 발명의 일반적인 방법론은 임의의 특정 공진기 캐비티 형상에 제한되지 않음이 이해될 것이다. 캐비티(11) 또는 전도체로 만들어진 임의의 다른 캐비티는 전자기파를 위한 공진기로 작동하되, 상기 전자기파는 다른 것들 중에서 캐비티의 형상에 의존할 수 있는 컷오프 주파수(예컨대, 500 MHz) 이상의 주파수를 갖는다. 예를 들면, RF 주파수의 광대역은, 예컨대 800 내지 1000 MHz에서 사용될 수 있다. 형상을 기반으로 하여 컷오프 주파수를 결정하는 방법은 통상의 기술로 알려져 있고, 사용될 수 있다.

부하(12)는 캐비티 내에 배치되고, 선택적으로 지지 부재(13)(예컨대, 종래의 전자레인지 플레이트) 위에 배치된다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 캐비티(11)는 하나 이상의 피드(14)(예컨대, 안테나)를 포함하되, 상기 피드(14)는 캐비티 내에 RF 에너지를 전달하는데 사용될 수 있다. 에너지는, 예컨대 솔리드 스테이트 증폭기의 사용을 포함하는 통상의 기술로 알려진 임의의 방법 및 수단을 사용하여 전달된다. 또한, 하나 이상의 피드(14), 때로는 모든 피드(14)는 RF 주파수의 정해진 대역에서 캐비티의 스펙트럼 정보를 획득하기 위해 가열 프로세스 중 한 번 이상 사용되어, 동작 대역에서 주파수의 함수로 캐비티의 스펙트럼 정보(예컨대, 캐비티 내로의 에너지 소산)를 결정한다. 아래에서 설명될 것과 같이, 이 정보는 제어기(17)에 의해 수집되고 처리된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 또한, 캐비티(11)는 하나 이상의 센서(15)를 포함한다. 이 센서는 제어기(17)에 추가적인 정보를 제공할 수 있는데(예컨대, 하나 이상의 IR 센서, 광섬유 또는 전기 센서에 의함), 그 정보에는 예컨대, 온도, 습도, 무게 등이 포함된다. 다른 옵션은 부하에 내장되거나 부착된 하나 이상의 내부 센서(예컨대, 광섬유 또는 WO07/096878에 개시된 TTT)를 사용하는 것이다.

대안적으로 또는 선택적으로, 캐비티(11)는 하나 이상의 필드 조정 요소(FAE)(16)를 포함할 수 있다. FAE는 캐비티의 스펙트럼 정보 또는 그로부터 유도될 수 있는 스펙트럼 정보에 영향을 줄 수 있는 캐비티 내의 임의의 요소이다. 따라서, FAE(16)는 예컨대, 캐비티(11) 내의 임의의 물체일 수 있는데, 임의의 물체에는 캐비티 내의 하나 이상의 금속 구성요소, 피드(14), 지지 부재(13) 및 심지어 부하(12)도 포함된다. FAE(16)의 위치, 방향, 형상 및/또는 온도는 제어기(17)에 의해 선택적으로 제어된다. 본 발명의 몇 가지 실시예에서, 제어기(17)는 여러 번의 연속적인 스윕을 수행하도록 구성된다. 각각의 스윕은 서로 다른 FAE 특성(예컨대, 하나 이상의 FAE 위치 또는 방향의 변화)에 따라 수행되어, 서로 다른 스펙트럼 정보가 추측될 수 있다. 그리하여, 제어기(17)는 획득된 스펙트럼 정보를 기반으로 FAE 특성을 선택할 수 있다. 그러한 스윕은 캐비티 내로 RF 에너지를 전달하기 전에 수행될 수 있고, 작동 중 캐비티 내에 발생하는 변화에 따라 전달 전력 및 주파수(그리고 또한 때때로 FAE 특성)를 조정하기 위해, 스윕은 장치(10)의 작동 중 여러 번 수행될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, FAE는 제어되고/제어되거나, 부하는 회전되거나 움직여서, 대부분의 유용한 스펙트럼 정보는 선택적인 조사(irradiation) 및/또는 예컨대 아래에서 설명될, hpl과 같은 방사 파라미터를 설정하기 위해 획득된다. 선택적으로 또는 대안적으로, 부하 및/또는 FAE는 주기적으로 조작하고/조작하거나, 획득된 스펙트럼 정보의 퀄리티 또는 다른 특성을 기반으로 한다. 선택적으로, 설정은 가장 높은 hpl이 선택되도록 선택된다.

제어기로의 예시적인 정보의 전달은 점선으로 도시된다. 실선은 제어기(17)에 의해 행해지는 제어를 나타낸다(예컨대, 피드(14)에 의해 전달 전력 및 주파수 및/또는 FAE(16)의 특성을 나타내는 전력 및 주파수). 정보/제어는 유선통신 및 무선통신을 포함하는 통상의 기술로 알려진 임의의 수단에 의해 전달될 수 있다.

예시적인 해동

도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 장치가 어떻게 냉동 부하(예컨대, 음식)를 해동하도록 작동될 수 있는지를 보여주는 흐름도(20)가 도시된다.

부하(12)가 캐비티(11)에 배치된 후, 스윕(21)이 수행된다. 스윕(21)은 한 번 이상의 스윕을 포함하고, 몇 번의 스윕의 평균을 획득하도록 하여, 보다 정확한 결과를 획득할 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 스윕(21)은 서로 다른 FAE 특성 또는 서로 다른 부하/플레이트 위치를 사용하여 반복될 수 있고/있거나(선택적으로 스윕은 각각의 구성에서 여러 번 수행될 수 있음), 전달/센싱을 위한 서로 다른 안테나를 사용하여 반복될 수 있다.

스윕 분석 결과의 정확성을 개선하기 위해, 예시적인 실시예에서, 각각의 주파수로 실질적으로 전달 전력의 양은 캐비티 내로 소산되는 전달된 에너지의 퍼센트를 추정하기 위해 계산에 포함된다. 주파수들 간의 전달 전력의 차이는, 예컨대 증폭기와 같은 장치 및/또는 장치 구성요소의 고유 특징일 수 있다.

우선 하나 이상의 스윕 결과가 획득되면, 분석(22)이 수행된다. 분석(22)에서, 해동 알고리즘은 스윕(21)이 획득되는 스펙트럼 정보를 기반으로 각각의 주파수로 전달되는 에너지의 양 및 전달 주파수를 정의하기 위해 사용된다(선택적으로 다른 입력 방법, 예컨대 기계 판독 태그, 센서 판독 및 사용자 인터페이스와 연결됨). 그 결과, 에너지(23)는 캐비티 내로 전달되고, 선택적으로 분석(22)에 의해 지시를 받을 수 있다. 선택적으로, 요구되는 소산 전력은 소산율에 의해 증가되는 최대 전력 이하의 예상 전력보다 낮다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 부하는 분당 약 120 번 스캔이 된다. 더 높거나(예컨대, 200/min 300/min), 더 낮은(예컨대, 100/min, 20/min, 2/min, 10/해동 시간, 3/해동 시간) 비율이 사용될 수 있고, 뿐만 아니라 일정하지 않은 샘플링 비율도 사용될 수 있다. 가끔 스캔 순서(예컨대, 한 번 이상의 스캔)는 0.5 초에 한 번씩 수행될 수 있거나, 5 초에 한 번씩 또는 임의의 다른 비율, 예컨대 더 높거나, 더 낮거나 또는 그 중간 비율로 수행될 수 있다. 더욱이, 스캔되는 동안 캐비티로 전달되는 에너지의 양 및/또는 부하로 소산 에너지의 양을 정의할 수 있다. 예컨대, 에너지의 양이 정해진 후에는(예컨대, 10 kJ 이하, 1 kJ 이하, 수백 J 또는 심지어 100 J 이하의 에너지가 부하 또는 부하의 정해진 부분(예컨대, 100 g 정도의 무게만큼 또는 부하의 50 % 정도의 퍼센트만큼)으로 전달되거나 소산됨), 새로운 스캔이 수행된다. 몇 가지 경우에서, 정보는 다른 수단, 예컨대 RF/바코드 판독 태그(예컨대, 앞선 스캐닝 정보 또는 해동 프리셋을 사용함)또는 온도 센서를 사용하여 제공된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 스위핑 비율은 스윕 간의 스펙트럼 정보의 변화 속도에 의존한다. 예컨대 소산의 변화 및/또는 주파수 변화(예컨대, 적분 합에서 10 % 변화)의 임계점은 서로 다른 스윕 비율과 서로 다른 변화 비율의 관계, 예컨대 테이블을 사용하여 제공된다. 다른 예에서, 결정되어야 하는 것은 스윕 간의 변화 비율이다(예컨대, 만약 스윕 간의 평균적인 변화가 최후 두 번의 스윕 간의 변화보다 작은 경우임). 그러한 변화는 가열 중 한 번 또는 한 번 이상의 스캔들 간의 시간 동안 조정하기 위해 사용될 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 시스템에서의 변화(예컨대, 플레이트의 움직임)는 스윕 비율에 영향을 줄 수 있다(일반적으로 대부분의 변화는 비율을 증가시키지만, 나머지의 변화는 비율을 감소시키거나 또는 비율에 영향을 주지 않음).

이 프로세스는 선택적으로 사용자에 의해 예정된 시간 동안 또는 프로세스가 종료될 때까지 반복된다. 대안적으로, 해동 프로세스는 자동적으로 종료될 수 있다(24). 각각의 스윕 후에 수행되는 단계(24)에서는, 각각의 에너지 전달 및/또는 프로세스의 임의의 다른 단계 전에, 해동이 정지될 수 있는지 또는 정지되어야 하는지 여부를 결정하기 위해 스윕 결과 및/또는 센서 판독이 사용된다. 예컨대 만약 위상 변화 완료가 검출되거나, 만약 물체의 온도가 정해진 온도보다 높게(예컨대, 5 ℃이상) 측정되면, 해동은 종료될 수 있다. 다른 예에서, 만약 부하로 소산되는 총 에너지가 요구되는 최종 온도로 해동하기 위해 필요한 예정된 에너지의 양(예컨대, 부하의 초기 온도 및 조성물을 고려함)에 도달한다면, 해동은 중지될 수 있다. 흐름도의 변경에는, 예컨대 가열(온도 상승과 함께 또는 온도 상승 없이) 및 건조를 포함하는, 임의의 다른 가열 프로세스가 사용될 수 있다. 그러한 경우에서, 또한 종료 지점은 다른 파라미터, 예컨대, 측정된 온도, 부하에 소산 에너지의 요구되는 총량, 습도 레벨 및 온도 변화의 비율 등에 의해 정의될 수 있다.

선택적으로, 해동을 위한 (주파수/에너지) 또는 (주파수/전력)의 쌍은, 부하에서 낮은 소산률을 갖는 주파수(예컨대, 대부분 고체 또는 얼음 부분)에서 에너지 소산을 증가시키고(또는 최대화함), 상대적으로 높은 소산률을 갖는 주파수(예컨대, 대부분 액체 또는 물과 같은 해동된 부분)에서 에너지 소산을 감소하도록 선택된다. 예컨대, 낮은 소산률에서 장치는 효율적인 전력 소산을 생산하도록 조절되는 동시에, 높은 소산률에서 장치는 소산될 수 있는 에너지보다 훨씬 적은 에너지를 소산하도록 조절될 수 있다. 때때로, 예컨대 각각의 주파수를 전달하는 시간이 고정되는 경우, (주파수/에너지) 쌍은 (주파수/실제 전력) 쌍일 수 있다. 여기에서 사용된 것과 같이, 전력은 반드시 시간의 직접적인 함수는 아니지만, 시간의 간접적인 함수일 수는 있다. 예컨대, 만약 정해진 시간 동안 고정된 전력이 사용되지만 전력이 적용되는 시간(예컨대, 1 내지 2초)이 변경된다면, 최종 결과는 특정 단위시간 동안 적용되는 에너지, 즉 전력이 서로 달라진다. 그리하여, 주파수/전력 쌍은 적용 프로토콜과 함께 주파수/에너지 쌍을 포함할 수 있다. 또한 하나의 프로토콜은 dr 값의 세트에 대해 결정되고, 이것은 주파수/전력 설정을 제공함으로써 구현될 수 있고, 동일한 주파수에 대해 시간 동안 달라질 수 있음을 주목해야 한다. 더욱이, 아래에서 설명될 것과 같이, 주파수/전력 쌍은 적용 프로토콜의 일부로서 결정되는 주파수에 따라 실제 할당되는 전력과 함께 주파수의 세트와 직접적으로 관련될 수 있다.

예시적인 해동 알고리즘은 선택된 동작 주파수 영역[f1, f2]에서 최대 소산률의 예정된 임계점(예컨대, 아래에서 설명될 것과 같이, 70 % 소산 또는 70 %로 정규화된 소산)보다 높은 소산률의 주파수에서 제로 전력(또는 에너지) 및 상기 주파수 영역의 다른 주파수에서 비-제로의 전력을 전달한다. 몇 가지 경우에서, 전력은 최대 또는 최소 어느 쪽이든 이원화된 방식으로 선택된다. 몇 가지 경우에서, 전력의 서로 다른 양(다른 주파수와 연관되거나 또는 독립적임)은 사이클에서 서로 다른 주파수를 위해 서로 다른 전달 시간을 허용함으로써 전달된다. 대안적으로, 중간 전력 레벨(또는 에너지 양)은, 예컨대 중간 소산 레벨을 갖는 부분을 위해 제공된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 전력이 주파수 또는 주파수 세트에 제공되는 경우, 이 전력 레벨은 중요하게 선택된다. 예컨대, 그러한 중요성은 스캐닝/전달 사이클을 제공하는 총 전력의 함수(예컨대, 5 %, 10 %, 20 %, 작거나, 더 크거나 또는 그 중간 값)로 측정될 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 이 중요성은 사이클에서 적어도 5 %의 부하 부분의 기온의 효과, 예컨대 적어도 0.1 ℃, 0.2 ℃, 0.5 ℃, 더 작거나, 중간이거나 또는 더 큰 기온 변화로 측정될 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 중요성은, 예컨대 사이클에서 또는 예컨대 30 초의 시간 동안 적어도 1 %, 3 %, 5 %, 10 %, 더 작거나, 중간이거나 또는 더 큰 양에 의해 스펙트럼 이미지(RMSE)를 변경하기에 충분한, 소산 전력에 의해 발생되는 위상 변화의 양을 기반으로 측정될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 장치는 메모리를 포함할 수 있으며, 상기 메모리는 저장된 복수의 임계값, hpl 값, 소산/전력 비, 소산/에너지 비 및/또는 다양한 부하 특성에 대한 파라미터를 가질 수 있다. 선택적으로, 장치 및/또는 사용자는 해동을 위해 초기 설정 또는 최종 설정과 같은 저장된 옵션들 사이에서 선택한다. 예컨대, 고정된 80 %의 hpl(각각의 주파수에서 증폭기의 최대 전력의 80 %)은 특정 무게의 얼린 소고기를 위해 사용될 수 있다.

예시적인 해동 알고리즘

예시적인 해동 알고리즘을 계속하여 설명한다. 선택된 동작 주파수[f1, f2]에서, 상한 전력 및 하한 전력(hpl, lpl)이 선택되고, 임의의 적용된 전력은 두 한계 사이에 유지된다.

하한 전력(lpl)은 부하 내의 소산이 유용하게 되는 충분히 높은 곳에서의 최소 전력 레벨이다. 예컨대, 15 %가 유용한 최소 소산으로 선택된다면, lpl은 전달될 수 있는 최대 전력의 15 %가 되도록 각각의 주파수가 조절될 것이다. 대안적으로, 모든 주파수 또는 임의의 전술한 사항의 조합을 위해 사전 선택된 저전력(예컨대, 60 와트 이하)으로 조절될 수 있다. 정해진 주파수에서 부하 내의 소산이 lpl 보다 낮다면, 그 주파수에서 전달 전력은 제로로 조절된다.

상한 전력 레벨(hpl)은 가장 높게 허용되는 소산 전력을 결정한다. 이것은 출력되는 최고 전력이 원치 않는 온도 영향을 방지하기 위해 억제됨을 의미한다. 게다가, 정해진 주파수에서 실제 출력되는 전력은 스펙트럼 정보에 따라 선택되어, 특히 원치 않는 영역은 선택적으로 조준될 수 있다. 선택적으로, 전력 레벨은 일반적으로 소산과 반비례 관계에 있다. 최고 오븐 전력을 감소시키는 것은 일반적으로 해동 시간을 길게 해야 할 것임에 주목해야 할 것이다. 몇 가지 경우에, 적용되는 전력 레벨은 다음과 같은 이원화된 기준을 갖는다: 저 소산 부분을 위한 hpl 및 고 소산 부분을 위한 몇 가지 다른 값(예컨대, 제로).

과도한 고 hpl의 사용은 부하 내에 허용될 수 없는 불규칙한 온도 소산을 유발할 수 있고, 열 폭주가 발생할 수 있다. 전력이 전달되는 부하가 민감할수록 (예컨대, 특정 동작 대역), 허용되는 hpl의 전력은 낮아질 것이다. 선택적으로, 동작 대역은 동작 대역이 얼음으로부터 물을 더 잘 구분하는 것에 의해 선택된다.

일반적으로, 민감한 부하를 위해, 낮은 hpl로 설정되는데, 그러한 hpl은 해동 시간 증가로 비용이 증가하지만 덜 민감한 부하를 위해서도 사용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 때로는 부하 내에 허용되는 해동 온도 분배(예컨대, ±15 ℃, ±15 ℃, ±5 ℃, ±2 ℃ 또는 더 일정함)를 제공하여 부하 각각을 위해 최고 hpl을 설정하는 것이 좋을 수 있다. 허용되는 해동 온도 분배는, 예컨대 하나 이상의 부하의 조합물, 그것의 과열에 대한 감도(예컨대, 손상이 유발되는지; 그 범위 및 가역성; 및 어떤 범위로 물질이 손상되는지 여부) 및 부하를 위해 의도하는 목적에 의존할 수 있다. 때로는 해동의 비율이 퀄리티보다 우선시 될 수 있고, 이러한 경우에 고 hpl이 사용될 수 있고, 해동 퀄리티는 차선이 될 수 있다. 선택적으로, 장치는 일정한 최대 온도 및/또는 해동의 비율 사이에서 사용자에게 선택 가능한 균형(예컨대, 손잡이 또는 데이터 입력)이 제공될 수 있다.

본 발명의 몇 가지 실시예에 따르면, 과열점의 방지는 해동, 가열 및/또는 에너지 소산의 균일성보다 적극적으로 선호될 수 있음을 유념해야 한다.

선택적으로, hpl이 충분히 낮게 설정되어 해동 섹션은 과도하게 가열되지 않고, 그 전에 각각의 주파수에서 가열이 정지되거나 감소될 것이다.

예시적인 hpl (고 전력 레벨) 결정 방법

hpl은 다양한 방식, 예컨대, 시행착오법에 의해 결정될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 몇 가지 hpl 설정은 부하 내에 허용되는 온도 분배, 해동을 제공하는 최대 hpl을 결정하도록 시도된다. 그러한 시도는 해동 중, 예컨대 매 스캔마다, 매 초마다, 매 분마다 또는 중간 시간의 척도에서 연속될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, hpl은 낮은 값에서 시작되어 점차 증가된다. 선택적으로, hpl은 품목 타입마다 설정된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 미리 설정된 hpl 값은 다양한 부하의 조합의 특성, 예컨대 하나 또는 둘 이상의 형상, 무게, 온도, 요구되는 효과 및/또는 물질 타입을 위해 제공된다. 선택적으로, 사용자는 그러한 특성을 선택할 수 있고, 장치는 그에 따라 hpl을 제안 및/또는 사용할 것이다.

선택적으로, hpl은 해동 중 주기적으로 업데이트된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, hpl은 부하 및/또는 캐비티의 변화의 도움으로 평가(최초 또는 진행중인 방식)되어 더욱 충분한 스펙트럼 정보가 획득된다. 일반적으로, 획득된 스펙트럼 정보가 더 우수하다면, 얼음과 물 사이에서 더 우수한 컷오프가 확인될 수 있고, 얼음 섹션을 위해 사용되는 더 높은 hpl을 허용하고, 동일한 품질에서 빠른 가열(예컨대, 균등함) 및/또는 동일한 비율에서 높은 품질을 허용한다.

대안적으로, 이론에 의해 제한하도록 의도되지 않지만, 부하의 감도는 부하의 해동되는 부분 및 냉동된 부분에서 에너지의 상대적인 소산을 기반으로 결정될 수 있다. 냉동된 부분 및 해동되는 부분에서의 소산은 상대적으로 유사하고(예컨대, 10 내지 15 %의 소산의 차이, 예컨대 40 % 및 50 % 사이의 소산 비율)(예컨대, 낮은 물 함유량 때문임), 샘플은 높은 감도를 갖는 것으로 간주된다(예컨대, 얼음과 물 사이의 소산은 보다 민감한 결정을 필요로 함). 해동되는 부분에서의 소산과 냉동된 부분에서의 소산 간의 불일치가 클수록 부하의 감도는 낮아진다. 따라서, hpl은 부하의 스펙트럼 정보를 획득함으로써, 그리고 동작 주파수 대역에서 최대 소산(d _max )과 최소 소산(d _min )을 비교함으로써 결정될 수 있다. d _min 와 d _max 간의 불일치가 클수록 부하의 감도는 작아지고, 더 높은 hpl이 선택적으로 사용될 수 있다.

중간 소산 주파수로 더 우수한 전력의 섹션이 제공된다면, hpl은 더 높게 허용될 수 있음을 유념해야 한다.

또한 대안적으로, 이론에 의해 제한하도록 의도되지 않지만, hpl은 각각의 주파수에서 부하 내에 소산될 수 있는 최대 전력(ep (f)) 및 ldl을 기반으로 결정될 수 있도록 제안된다. hpl은 주파수의 일부, 예컨대 부하 내로 소산되도록 고려되는 동작 대역 내의 모든 주파수 및 프리셋 임계점보다 작은 lpl < ep (f) < hpl을 위한 모든 주파수가 사용될 수 있도록 설정될 수 있다. 예컨대, 이 임계점은 10 %, 20 %, 30 % 또는 그 사이의 임의의 값으로 선택될 수 있다. 선택적으로, 이 방법은 장치가 일반적으로 최대 전력에서 제한되고, 실제로, hpl이 최대 전력에 근접할수록 서로 다른 근접한 주파수에서 서로 다른 전력 레벨을 제공하는 것이 덜 쉬워지는 실정(및/또는 경우)을 기반으로 한다. 선택적으로, 퍼센트는 퀄리티 및/또는 비율 사이의 요구되는 균형에 의존한다.

따라서, 해동 프로토콜은 하나의 hpl 값을 사용할 수 있다(예컨대, 유사한 감도를 갖는 부하가 제공되는 경우; 또는 낮은 hpl이 최대로 고려된 부하에 적합한 경우임). 대안적으로 프로토콜은 몇 개의 가능한 hpl 값 사이에서 선택하여 사용할 수 있다(예컨대, 다수의 프리셋 값 사이에서의 선택 또는 선택적으로 정해진 부하 및/또는 허용되는 포스트 해동 온도 분배에 대응하여 수동 또는 자동으로 값을 설정함). 결국, 프로토콜은 장치의 전력 능력 내의 임의의 값(예컨대, 자동적으로 계산되거나 수동적으로 선택됨)을 사용할 수 있다. 상대적으로 높은 hpl의 예는 300 와트 또는 그 주파수에서 증폭기로부터의 최대 전력의 80 %일 수 있다. 상대적으로 낮은 hpl의 예는 120 와트 또는 그 주파수에서 증폭기로부터의 최대 전력의 30 %일 수 있다. 그 사이의 값 또한 가능하다.

예시적인 소산 함수 dr (f) 의 결정

dr (f)는 주파수의 함수로서 소산 비율, 즉 부하 내에 소산되는 피드(예컨대, 피드 j) 각각을 통과하여 전달 전력의 퍼센트를 나타낸다. 이 함수는 0과 1 사이의 포텐셜 값을 갖고, 선택적으로 [수학식 1]에 도시된 바와 같이, 측정된 스펙트럼 정보를 사용하고, 측정된 전력을 기반으로 계산된다. 하지만, 여기에 언급된 바와 같이, 이원화된 함수 또는 비선형 함수 및/또는 비단조 함수가 사용될 수 있다(예컨대, 공장에서 결정되거나 교정 중 결정됨).

dr (f) 의 정규화

냉동된 부분(예컨대, 얼음) 내의 소산 비율은 해동되는 부분(예컨대, 액체/물)보다 상대적으로 낮지만, 많은 양의 얼음은 많은 소산을 보여줄 수 있다. 높은 소산 비율을 갖는(예컨대 액체/물) 주파수에서의 소산으로부터 낮은 소산 비율을 갖는(예컨대 얼음) 주파수로의 소산을 구분하기 위해, 관련된 질량의 영향을 줄이는 동시에, dr (f) 함수는 선택적으로 0과 1 사이의 범위 전체로 정규화된다. 이 정규화는 다른 경우, 즉 냉동된 부분과 해동되는 부분의 소산 간의 차이가 상대적으로 작아서 고려되지 않는 경우에도 유용할 수 있다. 정규화된 함수-dr' (f)-는 아래에 나타난 바와 같이, 보상하기 위해 사용될 수 있다.

선택적으로 몇 가지 경우에서, df' (f)는 사용되지 않고, 대신에 본래 dr (f)가 사용된다. 선택적으로, 장치는 대안적인 사용을 위한 두 가지의 프로토콜을 갖도록 구성된다. 두 가지 프로토콜 사이에서의 선택은 사용자의 입력(예컨대, 사용자 인터페이스 또는 기계 판독 태그) 또는 장치 내에서 판독하는 센서(예컨대, 무게 센서)를 기반으로 한다. 대안적으로 dr' (f)는 모든 부하를 위해 사용될 수 있다.

각각의 주파수(ep (f)로 나타냄)에서 부하 내에 소산될 수 있는 최대 전력은 선택적으로 아래와 같이 계산되고, P _maximum _j, _watt 는 각각의 주파수에서 증폭기로부터 가능한 최대 전력으로 주어진다.

상기 식을 사용하면, 보상 함수(codff (f))가 선택적으로 계산된다. 이 함수는 선택적으로, 예컨대 [수학식 4]에 나타난 바와 같이, df' (f)의 함수로서, 각각의 주파수에서 부하 내로 소산하는 에너지의 추가적인 양을 결정하는데 사용된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 주파수는 소산 비율에 따라 "얼음", "물" 및/또는 "혼합된 얼음/물"로 구별될 수 있다. 선택적으로, 더 높은 전력은 얼음 및 혼합된 얼음/물에 제공되고, 순수한 물에는 낮은 전력이 제공되거나 또는 전력이 제공되지 않는다.

선택적으로, 부하 부분이 얼음이 아니라고 가정함에 따라, 부하 내로 소산이 매우 낮아서 전력이 전달되지 않는 소산 임계점 아래로도 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 장치는 임의의 주파수에서 매우 낮은 고유의 소산 및 단지 몇몇 주파수에서 알려진 소산을 갖도록(그리하여 임계점이 상승될 수 있음) 설계된다.

큰 얼음 조각은 상대적으로 높은 소산을 가질 수 있음을 유념해야 한다. 선택적으로, 낮은 소산 주파수가 없고(또는 거의 없다면, 예컨대 임계점보다 낮음), 부하가 냉동된 부분이라면, 가장 낮은 소산 주파수는 얼음이라고 추정되고, 전력은 더 낮은 소산 주파수가 나타나고 더 작은 냉동 영역의 형성이 나타날 때까지 그러한 주파수로 제공된다.

dr (f) 의 예

[수학식 4]에 따른 함수에 대한 예는 도 3에 도시된다. 도시된 바와 같이, 두 개의 한계값이 설정된다. 프리셋 임계점보다 낮은 부하 내로 소산되는 주파수(예컨대, 도 3의 예에서 dr' (f) < 0.3)에서, ep (f)/dr (f)와 hpl (f)/dr (f) 사이의 최소값인 최대 허용 전력이 전달될 것이다. 프리셋 값 보다 큰 부하 내로 소산 되는 주파수(예컨대, 도 3의 예에서 dr' (f) > 0.8)에서, 에너지가 소산 되지 않을 것이다. 다른 모든 주파수에서(도 3의 예에서, 0.3 < dr' (f) <0.8) 전력 전달은 선택된 함수를 사용하여 계산될 것이다. 도 3의 경우는 일반적으로 선형 함수이지만, 선택적으로 다른 함수, 즉 비선형 함수(예컨대, 지수, 계단함수, 부분선형, 다항식 및/또는 일반적인 룩-업 테이블, 선택적으로 보간법을 사용함)가 dr' (f) 및 codff(f) 사이의 역상관을 제공하는데 사용될 수 있다. 선택적으로, 함수는 단순한 역함수보다 큰 범위로 낮은 소산 영역에 전력을 적용한다. 선택적으로, 함수는 부하에 인지된 손상의 위험을 기반으로 선택된다.

예시적인 실제 전력 계산

gl (f)는 가열되는 물체에 소산 전력으로서, 아래와 같이 각각의 주파수(ep (f)), hpl (f) 및 보상 함수(coeff (f))에서 부하에 소산될 수 있는 최대 전력을 고려한다.

각각의 주파수에서 부하에 요구되는 소산을 하기 위해, 증폭기(nopw (f))로부터 전달 전력 gl (f)을 사용하는 것은, 선택적으로 아래와 같이 계산될 수 있다.

nopw (f)는 아래와 같은 방정식에 대해 각각의 주파수에서 증폭기로부터 얻을 수 있는 최대 전력인 P _maximum _j, _watt _(f) 보다 항상 작을 것이다.

평균 소산을 사용한 hpl 의 계산

도 5는 동작 대역 또는 선택된 주파수에서 평균 소산률의 함수로서 계산되는 hpl을 도시한다. 선택적으로, 이것은 낮은 평균 소산이 높은 감도를 의미하는 것으로 추정되는 것을 기반으로 하고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 다른 함수, 예컨대 평균 소산에 대한 테이블 매칭 hpl도 사용될 수 있다.

그래프에 도시된 바와 같이, 낮은 평균 소산 비율은 부하의 높은 감도를 나타내고, 따라서 낮은 hpl이 지시된다. 선택적으로, 낮은 hpl 값은 lpl 보다 약간 높게 선택된다(최소 동작 범위를 제공하기 위함). 예컨대, 최소 hpl 값은 70 내지 120 와트(예컨대, 80 와트)일 수 있다. hpl의 최대 레벨은 최대로 가능한 증폭기 전력만큼 높거나 또는 그보다 약간 낮게 선택될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 평균 소산 비율이 프리셋 하한보다 낮은 경우, hpl은 허용되는 가장 낮은 hpl로 선택되고, 평균 소산 비율이 프리셋 상한보다 높은 경우, hpl은 허용되는 가장 높은 hpl로 선택된다. 평균 소산 비율에 대한 하한은 예컨대, 0.1 내지 0.3(예컨대, 0.2)일 수 있고, 동시에 상한은 예컨대, 0.5 내지 0.9(예컨대, 0.6)이다.

선택적으로, 평균 소산의 사이 값은 중간 hpl 값으로 지시된다. 도 5에서 평균 소산 비율의 중간 값에 대해 일반적으로 선형 트레이드오프가 도시되는 동시에, 선택적으로 다른 함수, 즉 비선형 함수(예컨대, 지수, 계단 함수, 다항식, 단계적 선형)가 평균 소산 비율 및 hpl 사이의 양의(positive) 트레이드오프를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

몇 가지 경우에서, 주파수 분포는 주파수 대역 내에 있으므로, 하나의 대역은 얼음(예컨대, 낮은 소산)과 매칭됨으로써 그리고 다른 대역은 물(예컨대, 높은 소산)과 매칭됨으로써 구별될 수 있다. 선택적으로, 대신에 또는 게다가, hpl, gl(f)의 계산은 제로로 설정되거나, 또는 낮은 lpl(또는 임의의 다른 낮은 프리셋 값)에서는 물과 관련된 대역 및 임의의 높은 프리셋 값(hpl, 가능한 최대 전력 또는 다른 설정)에서는 얼음과 관련된 대역으로 설정된다. 선택적으로, 물/얼음의 대역의 분류는 주기적으로 획득되는 스펙트럼 정보를 기반으로 추가적이고 주기적으로 업데이트된다.

hpl 및 gl (f)를 계산하는 특정한 방법이 설명되었지만, 그 방법에는 예컨대, 산술적으로 또는 논리적으로, 예컨대, 몇 가지 방법의 평균값을 사용하는 방법 또는 최소값, 최대값 또는 배수를 사용하는 방법들이 포함될 수 있다. 예컨대, dr(f)(또는 dr' (f))의 가우시안(Gaussian) 함수가 gl (f)를 계산하기 위해 사용될 수 있다.

예시적인 작동

이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 어떻게 장치(10)가 작동될 수 있는지를 나타낸 흐름도(40)가 도시된다.

스윕(41)은 도 2의 스윕(21)과 필연적으로 동일하다. 우선 하나 이상의 스윕 결과가 획득되고, 결정(42)이 수행된다. 결정(42) 단계에서, 결정이 된다; 즉, 둘 이상의 에너지 전달 프로토콜 사이에서 선택이 이루어지고, 선택적으로 작동 절차의 종료 여부가 선택된다. 이 결정은 아래의 하나 이상의 결정을 포함할 수 있다.

해동 프로토콜 - 해동 모드가 작동되는 경우, 결정(42)은 선택적으로 물 보다 얼음으로 더 많은 에너지를 소산할 것으로 예상되는(예컨대, 전술한 바와 같음) 주파수/전력 또는 주파수/에너지 쌍의 선택을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 해동은 하나 이상의 스펙트럼 이미지의 변화의 비율 흔적, 예컨대 온도 변화 비율(예컨대, 위상 변화 같이 빠른 온도 변화) 및/또는 온도에 의해 검출된다(예컨대, 센서를 사용함).

가열 프로토콜 A - 이 모드가 작동되는 경우, 결정(42)은 선택적으로, 적어도 다른 하나의 그룹에 의해서이기 보다, 정해진 절대적인 또는 상대적인 dr(또는 dr') 값 범위에 의해 특징지워지는 하나의 주파수의 그룹에 의해, 서로 다른 에너지 패턴을 소산할 것으로 예상되는 주파수/전력 또는 주파수/에너지 쌍의 선택을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 가열 사이클 당 고전력 또는 더 큰 에너지 양은 하나의 주파수의 그룹에 의해 소산되고(예컨대, 낮은 dr 또는 dr'를 갖기보다는, 비교적 높은 dr 또는 dr'을 가짐), 동시에 두 그룹에서 전력과 에너지의 비-제로의 양이 소산된다.

가열 프로토콜 B - 예시적인 실시예에서, 결정(42)은 다른 어떤 곳(예컨대, 표면 전류, 안테나 매칭 등)보다 물체에 더 많은 에너지를 소산할 것으로 예상되는 주파수/전력 쌍의 선택을 포함한다. 그러한 프로토콜의 비제한적인 예는 PCT 공개번호 WO07/096878 및 WO08/007368에 개시된다.

보온 프로토콜 - 예시적인 실시예에서, 결정(42)은 사이클에서 부하의 모든 부분에 완전히 동일한 에너지의 양을 소산할 것으로 예상되는 주파수/전력 또는 주파수/에너지 쌍의 선택을 포함한다. 선택적으로, 이 가열은 물체의 온도가 프리셋 온도(예컨대, 35 ℃ ± 2 ℃ 또는 45 ℃ ± 2 ℃)로부터 현저하게 벗어나지 않도록 제어된다. 예컨대, 이것은 온도 센서로부터 피드백을 사용하여 달성될 수 있거나, 임의의 정해진 시간 동안 소산이 허용되는 에너지를 제한함으로써 달성될 수 있다. 가열하는 물은 끓어서 증발이 될 수 있고, 그리하여 증발을 위해 소산 전력을 이용할 수 있고, 동시에 다른 부분은 증발 없이 가열이 될 수 있다.

프로토콜 선택 - 예시적인 실시예에서, 프로토콜은 자동적으로 작동 모드를 변경할 수 있다(예컨대, 일단 위상 변화가 완료되면 해동이 종료 및/또는 가열이 시작되거나, 해동 결정 방식을 선택함). 이것은 센서로부터의 입력 및/또는 주파수 스윕에서 획득된 정보에 의존할 수 있고/있거나, 명령을 기반으로 할 수 있다(예컨대, 정해진 단계에서 부하에 소산하는 에너지의 양). 결정은 작동을 종료하거나 또는 하나의 프로토콜(예컨대, 해동)로부터 다른 프로토콜(예컨대, 보온)로 변경할 수 있다.

센서 입력을 위한 예는 온도의 센서를 포함한다. 하나 이상의 센서에 의해 감지되는 온도(또는 계산되는 온도, 예컨대 평균 온도) 또는 모든 센서에서의 온도는 미리 정의된 온도에 도달하면, 장치는 가열 프로토콜로 변경하도록 결정될 수 있다. 예컨대, 감지된 온도가 해동이 완료되었음을 나타낸다면, 장치는 가열의 정지, 요리의 시작, 감지된 온도의 유지 중 어느 하나의 프로토콜로 변경될 수 있다(예컨대, 부하의 부분은 여전히 냉동 상태라면 확실한 완전 해동 및/또는 재결정화 방지를 위해, 그리고 부하를 서빙 준비 온도로 유지하기 위함).

때때로, 해동의 완료를 나타내는 기결정된 온도는 어는 점보다 약간 높다(예컨대, 2 내지 15 ℃). 감지된 온도가 부하의 외부 온도인 경우(예컨대, IR 센서의 사용에 의함), 기결정된 온도는 때로는 내부 센서를 사용하는 경우보다 약간 높게(예컨대, 8 내지 10 ℃) 선택될 수 있고, 해동 종료에서 안쪽 온도는 바깥 온도보다 낮다(특히 장치가 따뜻한 내부를 제공하는 경우 그러함). 다른 대안적인 실시예에서, 장치 내부가 시원하다면, 내부 온도는 외부 온도를 초과할 것으로 예상될 수 있고, 그러한 경우, 해동의 종료를 나타내는 판독하는 센서 온도는 낮아질 수 있다(예컨대, 4 내지 8 ℃). 때때로(예컨대, 복수의 내부 센서가 사용되는 경우), 적은 온도 범위(예컨대 4 내지 6 ℃)가 선호될 수 있다.

또한, 결정(42)은 작동 전 또는 작동 중 제공될 수 있는 사용자 입력의 몇 가지 형태를 기반으로 할 수 있다. 입력은 하나 이상의 사용자 인터페이스를 통해, 그리고 기계 판독 태그, 예컨대 바코드 또는 RFID를 사용하여 제공될 수 있다. 사용자 입력은 결정의 절차로 간주되는 정보 및/또는 트리거(trigger), 예컨대 소산, 위상 변화, 온도 변화 및/또는 온도 변화율에서의 하나 이상의 에너지의 양을 포함할 수 있다.

결정(42)이 완료되면, 에너지 전달 단계(43)에서 선택된 주파수/전력 또는 주파수/에너지 쌍으로 에너지가 전달될 수 있다. 선택적으로, 결정에서 작동이 종료되면, 장치는 부하에 에너지를 전달하지 않고, 사용자에게 통지할 수 있다(예컨대, 소리, 빛 또는 임의의 다른 형태의 통신을 사용하는 것에 의함). 그러한 경우, 장치는 자동적으로 작동이 종료될 수 있다. 이것은 사용자에게 통지함으로써 달성될 수 있다(예컨대, 빛, 소리 또는 메시지 표시에 의해, 또는 원격 장치, 예컨대 휴대폰 또는 컴퓨터로 전자 메시지를 전달하는 것에 의함).

에너지 전달(43)은 일정 시간 동안(미리 정의되거나 센서 피드백을 기반으로 함) 지속될 수 있고, 자동적으로 종료될 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 전달(43)은 반복되는 스윕(41) 뒤에 수행되어, 가열 중 발생되는 변화(예컨대, 위상 변화 또는 새로운 스펙트럼 정보)에 따라 장치의 작동을 조정한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 각각의 단계에서의 장치의 작동은 사용자에 의해 수동으로 종료될 수 있다.

추가적인 예시적인 작동

전술한 바와 같이, 물질은 둘 이상의 부분(예컨대, 셋 이상), 즉 단위질량(부피) 당 서로 다른 에너지의 양 및/또는 서로 다른 균일성/효율 비로 가열하는 것이 바람직할 수 있는 부분 및/또는 서로 다른 소산률이 관찰되는 부분을 포함할 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 이와 같은 대부분의 부분 또는 모든 부분은 냉동되지 않은 물질 또는 가열 중 위상 변화하는 물질이다. 예컨대, 비교적 고지방인 물질의 부분은 비교적 저지방인 물질의 부분 및/또는 비교적 고수분 물질의 부분 또는 이들의 혼합된 부분과 함께 가열될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 전력이 물체에 적용되는 경우, 물체의 부분은 소산률에 따라 구분되어, 구분된 부분 각각을 위해 사용되는 전력(또는 에너지) 적용 프로토콜을 유도한다. 그 부분들은 물리적으로 분리되거나 또는 혼합될 수 있음을 유념해야 한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 전력이 부하에 적용되는 경우, 전달된 주파수는 부하 내의 소산률에 따라 구분되어, 구분된 주파수의 그룹 각각을 위해 사용되는 전력(또는 에너지) 적용 프로토콜을 유도한다. 때때로, 서로 다른 적어도 두 개의 주파수의 그룹은 다르게 전달되어, 상당한 에너지의 양이 상기 적어도 두 개의 그룹의 모든 주파수에 의해 소산된다.

도 8은, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 부하에 서로 다른 소산률을 갖는 주파수를 사용하여 물질을 서로 다르게 가열하는 방법의 흐름도이다.

802에서는, 스펙트럼 정보가 선택적으로 획득된다. 선택적으로 또는 대안적으로, 가열되는 물체 일부의 전자기 특성은 카메라를 사용하여 또는 정보 관련 태그를 사용하여, 예컨대 수동으로 입력된다. 대안적으로, 해동과 같은 몇 가지 프로토콜에 대한 예를 들면, 물 및 얼음의 주파수는 시간보다 앞서 적용될 수 있다.

804에서는, 다양한 "동작" 주파수는 의도하는 가열을 유용하게 하는 것과 관련하여 선택적으로 확인된다. 선택적으로 또는 대안적으로, 시스템에서 사용되는 주파수는, 예컨대 증폭기의 능력 및/또는 높은 Q 인자 또는 극히 저 소산률(예컨대, 10 % 이하)에서 작동하지 않는 것과 같은 다른 고려사항을 기반으로 결정된다.

806에서는, 소산률 값은 선택적으로 정규화되어, 예컨대 최대 관측 소산은 100 % 값으로 주어지고, 최소 관측 소산률은 0 % 값으로 주어진다. 정규화는 선택적으로, 예컨대 전술한 해동 예와 같이 선형이다.

808에서는, 동작 주파수는 소산률(dr) 또는 정규화된 소산률(dr') 및/또는 가열률에 따라 분류된다. 선택적으로, 주파수는 임계점에 따라 밀집된다. 선택적으로, 그러한 임계점은 전술한 바와 같은 정보 입력을 고려하여 제공될 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 주파수는 소산률에 따라 밀집될 수 있다. 선택적으로, 소산률 분포는 물체를 확인 및/또는 물체의 조성물 및/또는 물질의 상의 확인을 제공하기 위해 사용된다. 선택적으로, 추가적인 입력, 예컨대 카메라 또는 무게 저울 및/또는 습도/온도 센서 및/또는 수동적으로 또는 판독 태그(예컨대, RFID)에 의해 제공되는 정보가 사용된다. 예컨대, 주파수와 관련하여 확인되는 2, 3, 4, 5 또는 그 이상의 서로 다른 소산률 세트가 있을 수 있다. 선택적으로, 제 1 세트에서의 전력은 비-제로의 전달과 함께 제 2 세트의 적어도 2, 3, 4, 7, 10, 20개, 그보다 작거나 또는 중간 인자이다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 세트 또는 선택적으로 모든 세트는 총 작동 대역폭의 5 %, 10 %, 20 %, 그보다 작거나 또는 중간 대역폭 퍼센트를 갖는다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 세트 및 선택적으로 모든 세트는 소산률 값의 적어도 5 %, 10 %, 20 %, 그보다 작거나 또는 중간 스팬의 소산률에 대응하며, 예컨대, 세트는 45 내지 55 % 범위의 소산률에 대응한다.

몇 가지 경우에, 서로 다른 부분 타입 또는 위치와 관련된 소산률의 범위 사이에서 오버랩이 있다. 때때로, 정해진 주파수 또는 주파수의 그룹은 부하의 고 소산률 부분 및 부하의 저 소산률 부분 둘 모두에 소산되어, 주파수는 전체 소산률의 중간으로 표시된다. 몇 가지 실시예에서, 그러한 오버랩에서의 주파수는 전혀 사용되지 않는다. 선택적으로 또는 대안적으로, 그러한 주파수는 분리된 카테고리에 지정된다. 본 발명의 몇 가지 실시예에서, 특정 부분으로 전달 전력(또는 가열)의 양을 증가시키고/증가시키거나 사용되는 주파수의 수를 감소시키고, 동시에 될 수 있는 한 균질성을 감소시키는 것은 중요한 일임을 유념해야 한다. 이것은 서로 다른 부분에 전력 또는 가열을 서로 다르게 적용하는 것을 주요 목적으로 하여 간섭은 필요로 하지 않는다. 또한, 이것은 서로 다른 세트로 적용되는 프로토콜에 영향을 줄 수 있다. 예컨대, 프로토콜은 한 세트에 대해 제공되는 전력의 양과 관련하여 정의될 수 있고, 이 전력 레벨은 예컨대 주파수 변화의 용이함, 특정 부분과의 문제에서 주파수 확인의 신뢰성을 기반으로 더 많은 또는 더 적은 주파수 사이에 분포될 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 하나의 부분의 하나의 주파수 세트는 서로 다른 프로토콜을 할당할 목적으로 다수의 세트로 나누어질 수 있다(및/또는 다른 세트와 결합됨). 이것은 요구되는 균질성 레벨 및/또는 가열 속도를 제공하기 위해 유용할 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 두 개의 세트가 결합될 수 있다. 선택적으로, 세트 및 주파수의 조합은 가열 중 변경될 수 있다. 선택적으로, 물체의 가열 프로토콜은 주파수의 조합을 세트로 재고려하기 위한 시점을 포함한다.

몇 가지 실시예에서, 주파수 세트인 그룹의 수는 예컨대 2 내지 10 개의 그룹 또는 2 내지 4 개의 그룹의 주파수로 고정되고, 그룹 각각은 서로 다른 가열 프로토콜로 부하에 에너지를 전달하기 위해 사용된다.

810에서는, 서로 다른 전력 적용 프로토콜은 각각의 세트와 관련된다. 전력 적용 프로토콜은, 예컨대 하나 이상의 최대 전력, 최소 전력, 다른 세트 또는 세트 내의 다른 주파수와 관련된 전력, 최대 가열률, 최소 가열률, 상대적인 가열률(예컨대, 세트들 사이에서 또는 세트 내의 주파수들 사이에서임), 세트 당 전력, 세트 내의 각각의 주파수 당 전력, 정해진 세트 또는 세트 내의 주파수에 의해 부하에 소산 전력, 전력 적용의 시간 프로파일, 비-최대 전력 달성 방법(예컨대, 증폭 인자, 주파수 각각의 지속시간 세트 및/또는 세트의 조합에서 반복 횟수), 가열 균질성 대 속도 간의 균형, 전력 적용 사이의 정지 시간 프로파일 및/또는 주파수들 사이의 전력 적용 사이클링을 포함할 수 있다. 장치는 내부에 그러한 다수의 프로토콜이 저장된 메모리를 포함할 수 있다. 프로토콜은 현저하게 달라질 수 있는데, 예컨대 음식의 한 부분이 해동되면서 다른 부분은 익혀지고 구워질 수 있다.

일 예에서, 더 높은 소산률에서는 아주 적은 전력(또는 에너지)이 전달되거나 전력(또는 에너지)이 전달되지 않고, 선택적으로 더 낮은 소산률에서는 균질한 전달이 있다. 선택적으로, 중간 소산률에서는, 예컨대 해동 적용에 대해 전술한 바와 같이, 불연속적인 감소 함수(선택적으로 소산률의 30 % 또는 50 %에서 단계 함수)가 있다.

또 다른 예에서, 음식의 한 부분은 최대 전력으로 빠르게, 될 수 있는 한 더 불균질하게 가열되면서, 다른 소산 특징을 갖는 음식의 다른 부분은 느리게 및/또는 낮은 온도로, 그리고 선택적으로 더 균일하게 가열된다.

812에서는, 전력 적용 프로토콜이 적용된다. 그리고 나서 프로세스는 반복될 수 있다. 몇 가지 실시예에서, 획득한 스펙트럼 정보 및/또는 할당한 프로파일은 모든 전달 스윕에서 및/또는 동일한 주파수로 적용될 필요는 없다. 가열 세션들 사이의 스윕의 비율은 고정될 수 있고, 예컨대 전술한 바와 같이 예시적인 해동 프로세스와 연결하여 가열 중 변경될 수 있다.

상기 서술 내용은 관련된 주파수를 세트로 설명하고 있는 반면에, 실제로는 그렇게 할 필요 없이, 차라리 서로 다른 전력 적용 프로토콜을 위한 임계점을 설정하는 것은 내제적으로 그러한 세트를 설명하고, 기본 주파수에 의해 주파수 상에 적용되기 위한 전력 적용 프로토콜의 결정을 허용한다. 또한 몇 가지 경우에서, 얼만큼의 전력이 적용되는지 및 어떤 프로토콜이 적용되는지의 결정은 개별적인 주파수보다 세트로 지시되고, 세트에 의한 전력의 할당 후 결정되는 주파수/전력 쌍을 고려한 결정과 함께 수행된다.

전술한 바와 같이, 전력이 주파수와 관련되는 경우 주파수에서 전달되는 에너지에서, 전력은 반드시 변경하는 수단을 필요로 하지 않는다. 차라리, 전력은 총 전력이고, 예컨대, 더 긴 전달 시간에 의해 영향을 받을 수 있다. 선택적으로, 실제 전달 전력은 시스템의 증폭 능력에 따라, 예컨대 증폭기의 고효율 지점에 따라 또는 증폭을 변경하기 위해 결리는 시간에 따라 선택된다. 실제 전력은 임의의 주파수에서 최대 전력에 의존하는 것이 가능하다. 선택적으로 또는 대안적으로, 사용하기 위한 주파수의 선택은 이용 가능한 증폭에 따라 만들어지고, 낮은 증폭에 의한 주파수는 선택적으로 회피된다.

다수의 음식 가열 실험의 예

몇 가지 음식 또는 음식 타입의 소산 특성은 다양한 조건 및 주파수로 알려져 있다. 예컨대 1971년 Bengtsson, N.E & Risman P.O의 "Dielectric properties of food at 3 GHz as determined by a cavity perturbation technique . II . Measurements on food materials ." J. Microwave Power 6: 107-123을 참조한다. 그러한 알려진 값(음식 또는 임의의 다른 부하에 대한 값) 또는 플레이트(또는 부하) 조합에 대해 서로 다른 주파수에서 소산률을 평가 또는 측정하기 위해 다양한 기술을 사용하는 것은, 선택적으로 서로 다른 물체(예컨대, 식료품)에 서로 다른 가열을 제공하기 위해 사용되고, 예컨대, 아래의 예에 나타난 바와 같이, 서로 다른 부하의 상대적인 가열을 조절하는 것을 목표로 한다.

가열 프로세스 둘 모두는 800 내지 1000 MHz 동작 대역을 갖는 900 와트 장치를 사용하여 수행되고, 실질적으로 WO07/096878('878)에 따라 구성되고 작동된다.

밥 및 익지 않은 닭다리는 함께 종래의 가정용 플레이트에 넣어지고, 아래의 프로토콜 중 하나에 따라 가열되었다.

프로토콜 1 : 가열은 상대적으로 고 소산률을 갖는 주파수에 제한되지만, 완전히 균일한 에너지 전달은 전달되는 모든 주파수에서 수행된다. 이러한 특정 프로토콜에서, ep (f)가 보통 소산률과 관련이 있기 때문에, 균질한 양의 에너지(또는 전력)의 전달은 가장 높은 ep (f)를 갖는 주파수의 30 %에서 수행된다. 게다가 전달은 상기 주파수의 30 %의 가장 낮은 ep (f)의 적어도 80 %를 갖는 모든 주파수에서 수행된다. 또한, 여기에서 설명되는 다른 프로토콜에서, 부분들에 대응하는 세트로 주파수를 분리하는 것은 임계점보다는 퍼센트에 따를 수 있다.

프로토콜 2 : 최대 전달은 약 30 % 또는 정규화된 소산률(dr')을 갖는 주파수에서 수행되고, 80 % 또는 보다 정규화된 소산률을 갖는 주파수에서는 전달이 되지 않는다. 사용되는 정확한 함수를 보여주는 그래프는 도 9에 도시된다.

온도는 가열 전(T_o) 및 가열 후(T₁; ΔT = T₁ - T_o)에서 측정되었다. 닭고기에서 몇 가지 부위가 조사되고, 가열 후 몇 가지 온도 변화가 관찰되었다. 밥에서는 어디를 조사하던 온도가 동일했다. 그 결과는 아래 테이블로 요약된다.

프로토콜	플레이트 조성	T_o(℃)	T₁(℃)	ΔT
1	100 g 닭고기	12	70 - 77	58 - 65
1	160 g 밥	11	47	36
2	105 ㅎ 닭고기	14	66 - 70	52 - 56
2	160 ㅎ 밥	11	72	61

상기 표에 나타난 바와 같이, 프로토콜 1에서 닭고기는 밥보다 훨씬 더 높게 가열된 반면에, 프로토콜 2에서 가열은 두 음식 간에 보다 균일해졌고, 밥이 닭고기보다 약간 더 가열되었다. 어떤 결과도 환경에 따라(예컨대, 사용자의 선호도) 바람직 할 수 있음을 유념해야 한다.

도 10은 상기 프로토콜 2에 대해 보여주는 가열 실험이며, 서로 다른 주파수에서 밥 & 닭고기 플레이트를 위한 장치 캐비티에서 측정된 정규화된 소산률을 도시한 차트이다. 가열 프로세스 및 부하의 상태 및/또는 위치가 가열 중 변하기 때문에, 측정되는 소산률도 변경될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제 1 근사값은, 더 높은 소산률 주파수에서 대부분의 에너지가 부하의 고 소산률 부분(이 예에서는 닭고기임)에서 소산되고, 더 낮은 소산률 주파수에서 대부분의 에너지가 부하의 저 소산률 부분(이 예에서는 밥임)에서 소산된다.

따라서, 프로토콜 1이 사용되는 경우, 가열은 주로 고 소산률 주파수에서 일어나서 주로 닭고기가 가열되었고; 프로토콜 2가 사용되는 경우, 가열은 주로 저 소산률 주파수에서 일어나서 닭고기보다 밥이 약간 더 가열되었다(하지만, 중간 소산률 주파수에서도 다양한 양이 사용됨).

예시적인 변화

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기의 방법들은 특정 온도에 도달하는 것을 방지하기 위해서뿐만 아니라, 선택적으로 또는 대안적으로 온도 대역에서 시간을 최소화하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 몇 가지 온도가 만약 유지된다면, 박테리아 성장 또는 음식 부패를 촉진할 수 있다. 예컨대, 상기 방법들은 온도 대역의 하한에는 도달하지 않지만, 모든 부하에 의해, 게다가 온도의 상한이 통과될 때까지 적용되는 상대적으로 빠른 가열에 의해 접근되는 것을 확실히 하기 위해 사용될 수 있다.

상기 방법들은 완전한 방사 프로파일을 결정하기 위한 방법으로 설명된 반면에, 상기 방법들은 또한 다르게 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 hpl 계산은, 예컨대 가열 손실을 방지하기 위한 안전한 측정처럼, 다른 방사 프로파일이 선택된 후 적용되는 한계치로 사용될 수 있다. 또 다른 예에서, 주파수 대역은 물이 끓는 것을 방지하기 위해 물에 전달되는 파전력을 갖지 않도록 선택될 수 있고, 이 선택은 주파수/전력 세트의 다른 결정된 방법에 적용된다.

선택적으로, 부분이 목표에 도달 및/또는 해동된 후, 에너지 제공은 정지하지 않고(또는 몇 가지 경우에서 lpl로 설정됨), 차라리 부분이 재결정화되지 않고/않거나 요구되는 온도에서 유지되는 것을 확실히 하도록 선택된다. 여기에서 알 수 있듯이, 부분이 해동되면, 부분에 요구되는 온도 결과를 갖도록 하는 전력 레벨은 물리적인 고려사항을 형성하도록 또는 룩 업 테이블을 사용하여 계산될 수 있다.

사례

아래의 비제한적인 예는 본 발명의 몇 가지 예시적인 실시예의 적용에 대해 설명하지만, 여기에 본 발명이 필연적으로 제한되지는 않는다. 아래의 실험에서, 하나의 냉동 물체는 하나씩, 0.9 kW에서 작동하고 실린더 형상 캐비티에 세 개의 입력 안테나를 갖는 오븐의 캐비티에 해동하기 위해 배치되었고, 스펙트럼 정보가 획득되었다.

도 6은 냉동(-20 ℃) 소 등심의 790 gr 부분(점선)에서 획득된 스펙트럼 정보 및 냉동(-20 ℃) 참치의 790 gr 부분(실선)에서 획득된 스펙트럼 정보를 도시한다. 또한 스펙트럼 정보로부터 계산된 평균 소산(일점쇄선)은 고기에서 약 0.5 및 생선에서 약 0.17로 도시된다. 점선은 hpl(일반적으로 장치의 함수이며, 부하의 함수는 아님)에 대해 허용되는 최대값 및 최소값을 나타낸다. 소산률이 얼음, 물 또는 얼음/물을 나타내는 위치에서의 몇 가지 예가 도시된다.

도 7은 냉동(-20 ℃) 닭고기 1,250 gr(점선)에서 획득된 스펙트럼 정보 및 냉동(-20 ℃) 닭고기 450gr(실선)에서 획득된 스펙트럼 정보를 도시한다. 또한 스펙트럼 정보로부터 계산된 평균 소산(일점쇄선)은 큰 닭고기에서 0.55, 작은 닭고기에서 0.29로 도시된다.

그래프에 도시된 바와 같이, 각 주파수에서 소산뿐만 아니라 평균 소산은 특히 부하의 조성(예컨대, 서로 다른 지방/단백질/수분 비율을 갖는 고기 vs 생선) 및 사이즈(흡수가 상대적으로 적은 주파수에서 RF 에너지를 흡수하는 더 많은 물을 갖는 큰 닭고기)에 영향을 받는다.

종합

아래의 표는 RF 오븐과 그 방법을 설명한 출원 및 공개공보의 리스트이고, 여기에서 설명된 방법 및 장치와 함께 사용될 수 있다.

발명의 명칭	국가	출원번호
DRYING APPARATUS AND METHODS AND ACCESSORIES FOR USE THEREWITH	PCT	IL2008/000231
ELECTROMAGNETIC HEATING	PCT	IL2007/000235
FOOD PREPARATION	PCT	IL2007/000864
RF CONTROLLED FREEZING	PCT	IL2007/001073
A METHOD AND A SYSTEM FOR A MODULAR DEVICE	미국	61/064,201
DYNAMIC IMPEDANCE MATCHING IN RF RESONATOR CAVITY	미국	12/230,431
ELECTROMAGNETIC HEATING	미국	12/153,592

상기 서술에서, 서로 다른 주파수는 전달되는 서로 다른 전력을 갖는 것으로 설명되었다. 그러한 전력의 차이는, 서로 다른 최대 전력, 서로 다른 듀티 사이클 및/또는 서로 다른 비율(예컨대, 전력은 고정된 진폭으로, 하지만 서로 다른 주파수를 위해 펄스들 사이에서의 서로 다른 비율 및/또는 지연으로 공급됨) 및/또는 서로 다른 효율(예컨대, 더 많은 전력이 피드로 다시 반사되는 구성에서 전달됨) 중 하나 이상을 포함하는 몇 가지 타입에 의한 것일 수 있다. 또 다른 예에서, 전력은 스윕에서 제공되고, 각각의 스윕 전력은 주파수에서 전달되는 총 전력에 의존하는지 여부와 상관없이 그 주파수에서 제공된다, 또 다른 예에서, 전력은 다수의 주파수 펄스로서 제공되고, 각각의 펄스는 다수의 주파수에서의 전력을 포함한다: 각각의 펄스 내의 주파수 및/또는 펄스 내의 주파수에 대한 전력의 진폭은 요구되는 평균 전력를 적용하기 위해 선택될 수 있다.

일반적으로, 용어 "전력"은 시간 동안(예컨대, 스윕 사이) 평균으로 제공되는 전력을 설명하기 위해 사용된다.

달리 정의되지 않더라도, 여기에서 사용된 모든 기술적인 용어 및/또는 과학적인 용어는 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 같은 동일한 의미를 갖는다. 비록 여기에서 설명된 것과 유사하거나 동일한 방법 및 물질은 본 발명의 실시예의 수행 또는 테스트에서 사용될 수 있지만, 예시적인 방법 및/또는 물질이 아래에서 설명된다. 분쟁이 있는 경우, 정의를 포함하는 특허 명세서에 의해 조절될 것이다. 게다가, 물질, 방법 및 예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 필연적으로 제한하지 않는다.

본 발명의 실시예의 방법 및/또는 시스템의 구현은 수동, 자동 또는 그 조합으로 선택되는 과제를 수행 및 완성하는 것을 포함할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법 및/또는 시스템의 실시예의 실제적인 수단 및 장치에 따라, 몇몇 선택된 과제는 작동 시스템을 사용하여 하드웨어에 의해, 소프트웨어에 의해, 펌웨어에 의해 또는 그 조합에 의해 구현될 수 있다.

예컨대, 본 발명의 실시예에 따라 선택된 과제를 수행하는 하드웨어는 칩 또는 회로로 구현될 수 있다. 소프트웨어도 마찬가지로, 본 발명의 실시예에 따라 선택되는 과제는 임의의 적절한 작동 시스템을 사용하는 컴퓨터에 의해 수행되는 복수의 소프트웨어 명령으로서 구현될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 여기에서 설명되는 방법 및/또는 시스템의 예시적인 실시예에 따른 하나 이상의 과제는 복수의 명령을 수행하기 위한 컴퓨터 플랫폼과 같은 데이터 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 선택적으로, 데이터 프로세스는 저장 명령 및/또는 데이터 및/또는 저장 명령 및/또는 데이터를 위한 비휘발성 스토리지, 예컨대 자기 하드디스크 및/또는 이동식 매체를 포함한다. 선택적으로, 네트워크 연결도 제공된다. 선택적으로, 디스플레이 및/또는 키보드 또는 마우스와 같은 사용자 입력 장치도 제공된다.

용어 "예시적인"은 "예, 사례 또는 실례"의 의미로 여기에서 사용된다. "예시적인"으로 설명된 임의의 실시예는 필연적으로 다른 실시예보다 선호되거나 바람직하다고 해석되지 않고/않거나, 다른 실시예로부터의 특징의 도입을 배제하지 않는다.

용어 "선택적으로"는 "몇 가지 실시예에서 제공되고, 다른 실시예에는 제공되지 않음"의 의미로 여기에서 사용된다. 본 발명의 임의의 특정 실시예는 복수의 "추가적인" 특징이 모순되지 않는다면 그 특징을 포함할 수 있다.

여기에서 사용된 용어 "약"은 ±10을 말한다.

용어 "포함한다", "포함하는", "갖는" 및 이들의 활용은 "포함하되 이에 제한되지 않음"을 의미하다.

용어 "~로 구성되는"은 "포함하되 이에 제한됨"을 의미한다.

용어 "필수적으로 구성하는"은 조합, 방법 또는 구조물이 추가적인 구성요소, 단계 및/또는 부분을 포함할 수 있지만, 추가적인 구성요소, 단계 및/또는 부분이 청구된 조합, 방법 또는 구조물의 기본적이고 새로운 특성을 실질적으로 바꾸지 않는 경우만을 의미한다.

여기에서 사용된, 단수의 형태 "하나의" 및 "상기"는 문맥이 명백하게 다른 뜻을 나타내지 않는 한, 복수를 포함한다. 예컨대, 용어 "화합물" 또는 "적어도 하나의 화합물"은 그 혼합을 포함하는 복수의 집합을 포함할 수 있다.

본원 전체를 통해, 본 발명의 다양한 실시예는 범위 형태 내에 존재할 수 있다. 그 범위 형태 내의 설명은 단지 편리함 및 간결함을 위한 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 확고하게 제한하는 것으로 해석되는 것이 아님이 이해되어야 한다. 따라서, 범위의 설명은 범위 내의 개별적인 숫자의 값뿐만 아니라 특정하게 개시되는 가능한 모든 부분 범위를 갖는 것으로 고려되어야 한다. 예컨대, 1 내지 6과 같은 범위의 서술은 1 내지 3, 1 내지 4, 1 내지 5, 2 내지 4, 2 내지 6, 3 내지 6 등과 같은 특정하게 개시된 부분 범위뿐만 아니라, 1, 2, 3, 4, 5 및 6과 같은 범위 내의 개별적인 숫자를 갖는 것으로 고려되어야 한다. 이것은 범위의 폭에 관계없이 적용된다.

숫자 범위가 본원에 지시된 경우는 언제나, 지시되는 범위 내의 임의의 인용되는 숫자(분수 또는 정수)를 포함하는 것을 의미한다. 용어 "~ 사이의 범위"는 의 첫 번째 지시된 숫자와 두 번째 지시된 숫자 및 "~로부터 ~ 까지의 범위"의 첫 번째 지시된 숫자와 두 번째 지시된 숫자는 서로 호환하여 사용 가능하고, 첫 번째 지시된 숫자와 두 번째 지시된 숫자, 그 사이의 모든 분수 및 정수를 포함하는 것을 의미한다.

여기에서 사용된 용어 "방법"은, 화학적, 약리학적, 생물학적, 생화학적 및 의학적 기술의 전문가에 의해 알려지거나 용이하게 발명 가능한 방식, 수단 기술 및 절차를 제한하지 않고 포함하는 정해진 과제를 달성하기 위한 방식, 수단, 기술 및 절차를 말한다.

여기에서 사용된 용어 "간주"는 폐기함, 실질적으로 억제됨, 조건의 진행이 느리거나 반대로됨, 실질적으로 개량된 임상적이거나 심미적인 조건의 증상 또는 실질적으로 개량된 임상적이거나 심미적인 조건의 증상을 막음을 포함한다.

개별적인 실시예의 문맥에서 명확함을 위해 설명된 본 발명의 특정 특징은 하나의 실시예에서 조합으로 제공될 수도 있음이 인식된다. 반대로, 하나의 실시예의 문맥에서 간략화를 위해 설명된 본 발명의 다양한 특징은 개별적으로, 적절한 부-조합(sub-combination)으로 또는 적절한 본 발명의 임의의 다른 설명된 실시예로 제공될 수도 있다. 다양한 실시예의 문맥에서 설명된 특정 특징은, 실시예가 그 요소 없이는 작동이 되지 않는 경우가 아닌 한, 실시예의 필수적인 특징으로 고려되지 않는다.

비록 본 발명은 특정 실시예의 결합으로 설명되고 있지만, 많은 대안, 수정 및 변경은 통상의 기술자에게 명백할 것임이 분명하다. 따라서, 첨부된 청구항의사상 및 넓은 범위에 따라 그러한 모든 대안, 수정 및 변경을 포함하도록 의도된다.

본 명세서에서 언급된 모든 공개공보, 특허 및 특허출원은, 각각의 개별적인 공개공보, 특허 또는 특허출원이 명확하게 그리고 개별적으로 참조로써 여기에서 도입되는 것으로 지시된다면, 동일한 범위에서 본 명세서에 참조로써 전체적으로 여기에 도입된다. 게다가, 본원에서의 임의의 참조의 인용 및 증거는, 그러한 참조가 본 발명의 선행기술로서 인용될 수 있는 것으로 받아들인다고 해석되지 않는다.

본 발명은 실시예의 세부적인 서술을 사용하여 설명되고 있지만, 그 실시예는 예로써 제공되는 것에 불과하며 본 발명의 범위을 제한하려고 의도되지 않는다. 설명된 실시예는 서로 다른 특징을 포함하지만, 본 발명의 모든 실시예에서 필요로하는 모든 것을 포함하지는 않는다. 본 발명의 몇 가지 실시예는 단지 몇 가지 특징 또는 가능한 특징의 조합을 이용한다. 설명된 본 발명의 실시예 및 설명된 실시예에서 언급된 특징의 서로 다른 조합을 포함하는 본 발명의 실시예의 변경은 통상의 기술자에 의해 발생될 것이다.

본 발명이 해동에 대해 주로 설명된 반면에, 가능하다면 고주파수에서의 본 발명의 방법은 굽고 요리하거나, 임의의 다른 형태의 가열(부엌에만 제한되지 않음), 또는 종래의 전자레인지 영역의 주지된 약점을 위해 사용될 수 있다. 일 예에서, 치즈 페이스트리를 가열하는 경우, 치즈는 기름이 풍부한 페이스트리보다 빨리 가열되고, 상기에 전술한 방법은 가열을 확실히 하기 위해서 적용될 수 있다. 또 다른 예는 더 소산되는 내용물(예컨대, 고기, 치즈, 야채)을 갖는 샌드위치를 가열하는 것이고, 이러한 방식은 샌드위치를 가열하고 내용물은 가열하지 않는다(단지 내용물을 해동함). 다른 예는 생선 및 샐러드(예컨대, 생선/고기는 가열하지만, 야채는 가열하지 않음) 또는 고기 또는 생선 및 밥/파스타(예컨대, 생선보다 밥을 더 가열하거나 또는 역으로 가열함)를 포함한다.

10: 장치 11: 캐비티
12: 부하 13: 지지 부재
14: 피드 15: 센서
16: 필드 조정 요소(FAE) 17: 제어기

Claims

(a) 서로 다른 부분에서 서로 다른 소산률을 갖는 부하를 제공하는 단계;
(b) 상기 부하를 가열할 때 서로 다른 전력 적용 프로토콜이 제 1 소산률로 소산되는 주파수 및 제 2 소산률로 소산되는 주파수로 적용되도록 주파수/전력 쌍을 설정하는 단계; 및
(c) 상기 부하를 가열하도록 상기 주파수/전력 쌍을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF를 사용하여 부하를 가열하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 적용하는 단계는, 더 낮은 소산률을 갖는 부분에 대해 더 많은 전력을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
둘 이상의 전력 적용 프로토콜 간의 차이는 각각의 부하 부분에서 소산될 부하의 양 당 총 에너지의 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
둘 이상의 전력 적용 프로토콜 간의 차이는 가열 속도와 균질성 간의 트레이드오프(tradeoff)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 설정하는 단계는, 소산률과 관련된 세트로 주파수를 결합시키는 단계를 포함하고,
상기 설정하는 단계는, 상기 세트에 따라 주파수/전력 쌍을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항에 있어서,
상기 설정하는 단계는, 상기 세트마다 전력 레벨을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,
상기 결합시키는 단계는, 상기 소산률 이외의 정보를 기반으로 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 세트는 복수의 불연속적인 주파수 범위를 포함하고, 적어도 하나의 주파수는 상기 범위 사이의 다른 세트에 속하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 세트는 냉동된 물질에 대응하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합시키는 단계는, 적어도 세 개의 세트로 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세트로 주파수를 결합시키는 단계는, 기설정된 개수의 세트로 결합시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 11항에 있어서,
상기 기설정된 개수의 세트는 2 내지 10 개의 세트인 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합시키는 단계는, 적어도 두 개의 세트로 결합시키는 단계를 포함하되, 각각의 세트는 복수의 주파수에 할당되는 상당한 양의 소산 에너지 또는 전력을 갖고,
상기 상당한 양은 세트에 할당된 가열 사이클에서의 총 소산 전력의 적어도 7 %인 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세트 중 적어도 두 개는 비-제로(non-zero)의 전달 전력을 갖고, 하나의 세트의 평균 소산 전력은 다른 세트의 적어도 두 배인 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세트 중 적어도 두 개는 비-제로의 전달 전력을 갖고, 하나의 세트의 평균 소산 전력은 다른 세트의 적어도 5 배인 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세트 중 적어도 두 개는 비-제로의 전달 전력을 갖고, 하나의 세트의 평균 소산 전력은 다른 세트의 적어도 10 배인 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
전력이 전달되기 위한 세트 또는 세트들은 동작 주파수의 적어도 5 %를 다루는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
전력이 전달되기 위한 세트 또는 세트들은 동작 주파수의 적어도 20 %를 다루는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 5항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세트 중 적어도 두 개는 각각 적어도 10 %의 값의 소산률 범위에 대응하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부하는 음식을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부하는 적어도 두 개의 음식 부분의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 1항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적용하는 단계는 상기 부하에서 위상 변화를 유발하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 1항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적용하는 단계는 상기 부하의 적어도 일부에 해동을 유발하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 1항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서,
가열 프로세스의 일부로서 (b) 및 (c)를 적어도 두 번 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
(a) 서로 다른 부분에서 적용되는 전력 당 서로 다른 가열률(h/p)을 갖는 부하를 제공하는 단계;
(b) 상기 부하를 가열할 때, 부분의 단위부피 당 더 낮은 전력이, 낮은 h/p를 갖는 부분에 대응하는 주파수보다 높은 h/p 비율을 갖는 부분에 대응하는 주파수로 전달되도록 주파수/전력 쌍을 설정하는 단계; 및
(c) 상기 부하를 가열하도록 상기 주파수/전력 쌍을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF를 사용하여 부하를 가열하는 방법.
제 1항 내지 제 25항 중 어느 한 항의 선택하는 단계 및 적용하는 단계를 수행하도록 구성되는 장치.
제 26항에 있어서,
서로 다른 주파수의 세트에 서로 다른 프로토콜을 적용하도록 구성되는 복수의 전력 적용 프로토콜이 저장된 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
(a) 과열 온도점을 갖는 부하를 제공하는 단계;
(b) 과열을 방지하기 위한 방식으로 상기 부하에 소산되도록 최대 전력을 선택하는 단계; 및
(c) 서로 다른 복수의 주파수로 상기 부하에 RF 전력을 적용하는 단계로서, 상기 전력은 서로 다른 주파수에서 서로 다르고, 모든 주파수에서 상기 최대 전력 이하인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF를 사용하여 부하를 가열하는 방법.
제 28항에 있어서,
상기 RF 전력을 적용하는 단계는, 상기 부하에 위상 변화를 유발하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 29항에 있어서,
상기 위상 변화는 해동을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 29항에 있어서,
상기 위상 변화는 증발을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 29항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 변화는, 부하 단위부분 내에 위상 변화를 유발하기 위한 전력의 효율성과 1 ℃ 만큼의 위상 변화되는 부하 단위부분의 온도를 증가시키기 위한 전력의 효율성 간에 적어도 1 : 20의 비를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 32항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력은, 상기 적용하는 단계 중 상기 부하에서 열 폭주를 방지하기 위한 방식으로 선택되고 적용되는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 33항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최대 전력을 선택하는 단계는, 상기 부하의 평균 소산의 함수로서 최대 전력을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 34항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최대 전력을 선택하는 단계는, 상기 부하의 스펙트럼 정보의 함수로서 최대 전력을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 35항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최대 전력을 선택하는 단계는, 임의의 정해진 주파수에서 상기 부하를 포함하는 캐비티에 장치에 의해 전달될 수 있는 상기 최대 전력의 함수로서 최대 전력을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 36항 중 어느 한 항에 있어서,
전력이 적용되는 주파수로 적용하도록 최소 전력을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 37항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 주파수 각각을 위한 전력을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 38항에 있어서,
상기 전력을 선택하는 단계는, 상기 RF 전력을 적용하여 사용되는 시스템의 광대역폭에서 전력에 대한 하나 이상의 주파수의 부-대역(sub-band)을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 39항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부하의 스펙트럼 정보를 검색하는 단계; 및
상기 선택하는 단계 및 상기 적용하는 단계 중 적어도 하나를 안내하기 위해 상기 정보를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 40항에 있어서,
상기 스펙트럼 정보를 검색하는 단계는 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 41항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 RF 전력을 적용하는 단계는, 소산에 대해 역관계를 갖는 주파수로 전력을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 42항 중 어느 한 항에 있어서,
하한 임계 레벨 아래의 소산률을 갖는 주파수로 전력을 적용하는 것을 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 43항 중 어느 한 항에 있어서,
상한 임계 레벨 위의 소산률을 갖는 주파수로 전력을 적용하는 것을 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 44항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적용하는 단계는 상기 부하 내의 얼음을 확인하는 단계에 대응하고,
상기 확인하는 단계는 저 소산을 갖는 주파수에 의해 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 45항에 있어서,
상기 확인하는 단계는 상기 부하의 질량이 보상되는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 45항에 있어서,
상기 확인하는 단계는 상기 부하 타입에 의존하는 임계점에 따르는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 47항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적용하는 단계는 소산률 값의 정규화를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 48항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력을 적용하는 단계는, 특정 주파수에 대한 실제 전력이 고정되지만, 시간 동안 전력이 적용되는 지속시간은 주파수들 간에 변경되고, 서로 다른 주파수에 대해 서로 다른 효과적인 모든 전력을 산출하도록, 정해진 시간 동안 서로 다른 전력의 모든 양을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.
제 28항 내지 제 29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력을 적용하는 단계는:
복수의 세트로 상기 복수의 주파수를 분류하는 단계; 및
세트 당 적용되는 전력을 기반으로 적용되는 전력의 양을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하를 가열하는 방법.