RU2720127C1 - Controlled microwave heating method and device - Google Patents

Controlled microwave heating method and device Download PDF

Info

Publication number
RU2720127C1
RU2720127C1 RU2019133301A RU2019133301A RU2720127C1 RU 2720127 C1 RU2720127 C1 RU 2720127C1 RU 2019133301 A RU2019133301 A RU 2019133301A RU 2019133301 A RU2019133301 A RU 2019133301A RU 2720127 C1 RU2720127 C1 RU 2720127C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microwave
heating
food product
infrared radiation
segments
Prior art date
Application number
RU2019133301A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Васильевич Лисиненко
Ирина Николаевна Лисиненко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "МАЙ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "МАЙ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "МАЙ"
Priority to RU2019133301A priority Critical patent/RU2720127C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2720127C1 publication Critical patent/RU2720127C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/66Circuits
    • H05B6/68Circuits for monitoring or control

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: present invention relates to food, chemical and related industries and can be used in controlled treatment of food product with ultrahigh frequency currents. Device for controlled microwave heating of a food product consists of heating chamber (202) with measuring module (205) installed therein, made with possibility of measuring infrared radiation at various sections of the surface of food (201) placed inside heating chamber (202), and control module (204), wherein heating chamber (202) is equipped with microwave field source, wherein measurement module (205) consists of several measuring segments, control module (204) is configured to receive values from each of the segments of the measurement module and control the inclusion of the microwave field source so, that the source was switched on provided that during the last measurement all measured values of infrared radiation on the segments of the measuring module are less than the first monitored value and provided that the difference between the largest and smallest measured values on such segments is less than the second monitored value, and was disconnected if one of said conditions or both conditions are not met.
EFFECT: ensuring uniformity of product heating in microwave field.
14 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к области пищевой, химической и смежными с ними отраслями промышленности и может быть использовано при контролируемой обработке пищевого продукта токами сверхвысокой частоты (сверхвысокочастотным излучением).The present invention relates to the field of food, chemical and related industries and can be used in the controlled processing of a food product by microwave currents (microwave radiation).

Уровень техникиState of the art

Как известно, ряд СВЧ-печей оборудуются контактным термометром для контроля нагрева продукта. Термометр помещают в середину продукта, при этом останавливая процесс, чтобы получить сигнал о достижении желаемой температуры внутри продукта. Измерение температуры без остановки процесса в этом случае невозможно, потому что происходит перегрев термометра из-за наведенных СВЧ-полем индукционных токов в его материале. При этом методе контроля нагрев поверхности часто приводит к локальному перегреву и ухудшению качества продукта. Альтернативным методом является бесконтактное измерение температуры поверхности с помощью инфракрасного (ИК) сенсора, при этом определение момента достижения желаемой температуры внутри продукта затрудняется. Это приводит к снижению равномерности нагрева, ухудшает качество получаемого продукта и повышает риски для безопасной эксплуатации оборудования. As you know, a number of microwave ovens are equipped with a contact thermometer to control the heating of the product. A thermometer is placed in the middle of the product, while stopping the process to get a signal that the desired temperature inside the product has been reached. Temperature measurement without stopping the process in this case is impossible, because the thermometer overheats due to induction currents induced by the microwave field in its material. With this control method, surface heating often leads to local overheating and poor product quality. An alternative method is the non-contact measurement of surface temperature using an infrared (IR) sensor, and it is difficult to determine when the desired temperature inside the product is reached. This leads to a decrease in the uniformity of heating, worsens the quality of the resulting product and increases the risks for the safe operation of the equipment.

На сегодняшний день, распространенный метод контроля температуры материала в СВЧ-камере — это использование термопары [1]. Но данный способ имеет несколько явных недостатков. Для осуществления контроля нужно непосредственное соприкосновение с обрабатываемым объектом, что имеет негативный характер для продуктов питания. Во вторых, на поверхности материала термопары происходит наведение внешней ЭДС, нагреву датчика и погрешности измерения. Как итог, данная методика измерения ограничена по спектру выполняемых задач ввиду низкой надежности и. В 2016 году был предложен и был представлен новый способ контактного контроля температуры с использованием U-образной герметичной трубки с закаченной газообразной средой [2] (Патент РФ №2607047 от 08.07.2016). Ранее [3, 4] для этих целей использовали керосиновые термометры, которые могли работать в СВЧ поле с достаточной точностью. Однако их невозможно использовать для измерения температуры внутри объекта, кроме того они инерционны. При проведении различных исследований по СВЧ обработке и сушке зерна [5, 6, 7] измерение температуры материала проводили при помощи термопар, но погружали их в продукт после прекращения действия СВЧ поля. Проведенные исследования показывают, что время нарастания температуры составляет не более 20-60 секунд. Время выравнивания температуры после прекращения действия СВЧ, в зависимости от влажности продукта может варьироваться от нескольких минут до десятков минут. При такой динамике процедура ввода термопар в исследуемый слой после прекращения действия СВЧ излучения приводит к существенным искажениям динамики и погрешностях измерения температуры при остывании объекта. Следует отметить, что упомянутые методы измерений температуры обрабатываемого продукта при СВЧ воздействии практиковались в частично заполненных СВЧ зонах (в установках резонаторного типа). В этом случае продукт занимал меньшую часть объёма СВЧ камеры. Поэтому, помещение металлических термопар в зону действия СВЧ приводило к их перегоранию.To date, a common method for controlling the temperature of a material in a microwave chamber is the use of a thermocouple [1]. But this method has several obvious disadvantages. To carry out control, direct contact with the processed object is necessary, which is negative for food products. Secondly, the external EMF is induced on the surface of the thermocouple material, the sensor heats up and the measurement error. As a result, this measurement technique is limited in the range of tasks due to the low reliability and. In 2016, a new method of contact temperature control was proposed and introduced using a U-shaped sealed tube with an injected gaseous medium [2] (RF Patent No. 2607047 of 08/08/2016). Earlier [3, 4], kerosene thermometers were used for these purposes, which could operate in the microwave field with sufficient accuracy. However, they cannot be used to measure the temperature inside the object, in addition, they are inertial. When conducting various studies on microwave processing and drying of grain [5, 6, 7], the temperature of the material was measured using thermocouples, but they were immersed in the product after the termination of the microwave field. Studies show that the rise time of the temperature is not more than 20-60 seconds. The time for temperature equalization after the termination of the microwave, depending on the moisture content of the product, can vary from several minutes to tens of minutes. With such dynamics, the procedure for introducing thermocouples into the studied layer after the termination of the microwave radiation leads to significant distortion of the dynamics and errors of temperature measurement during cooling of the object. It should be noted that the mentioned methods for measuring the temperature of the processed product under microwave exposure were practiced in partially filled microwave zones (in resonator-type installations). In this case, the product occupied a smaller part of the volume of the microwave camera. Therefore, the placement of metal thermocouples in the microwave range led to their burnout.

Эти недостатки присущи контактным методам измерения.These disadvantages are inherent in contact measurement methods.

В тоже время, есть ряд разработок в области дистанционных методов измерения температуры, такие как использование дистанционных термометров и пирометров. В 2013 году было предложено использование пирометра для контроля температуры обрабатываемого образца. Основанием для создания метода послужило несколько факторов. В первую очередь это наличие энергетической яркости (интенсивности) нагретого тела. А также возможность работы с большим спектром температур и материалов [8]. Используя такие же принципы бесконтактного измерения, что и Ткаченко А. В., свое решение представил американский изобретатель Марк Робер, который разработал СВЧ-камеру с тепловизором. Изделие достаточно интересно и возможно в будущем имеет некоторые перспективы, но его высокая стоимость делает его бесполезным для повсеместного использования на сегодняшний день [9]. В перспективе возможно использовать методы автоматической обработки термограмм тепловизора для автоматизированного принятия решений о состоянии нагрева [10-14].At the same time, there are a number of developments in the field of remote temperature measurement methods, such as the use of remote thermometers and pyrometers. In 2013, it was proposed to use a pyrometer to control the temperature of the processed sample. The basis for the creation of the method was several factors. First of all, it is the presence of energy brightness (intensity) of a heated body. As well as the ability to work with a wide range of temperatures and materials [8]. Using the same principles of non-contact measurement as A. Tkachenko, American inventor Mark Robert, who developed a microwave camera with a thermal imager, presented its solution. The product is quite interesting and may have some prospects in the future, but its high cost makes it useless for widespread use today [9]. In the future, it is possible to use methods of automatic processing of thermograms of a thermal imager for automated decision-making on the state of heating [10-14].

Существующие бесконтактные термометры, пирометры и тепловизоры для использования в нашей изобретении обладают недостатками, а именно термометр дает усредненное значение по всей поверхности или измеряет температуру в одной локальной области, в то время как пирометры и тепловизоры обеспечивают избыточную детализацию тепловой картины поверхности объектов.Existing non-contact thermometers, pyrometers, and thermal imagers for use in our invention have disadvantages, namely, a thermometer gives an average value over the entire surface or measures temperature in one local area, while pyrometers and thermal imagers provide excessive detail of the thermal picture of the surface of objects.

В работах [10-14] специалисты предполагали использовать методы автоматической обработки термограмм тепловизора для автоматизированного принятия решений о состоянии нагрева, полагаясь на большую детализацию о температуре нагреваемых объектов.In [10–14], experts suggested using methods of automatic processing of thermograms of a thermal imager for automated decision-making about the state of heating, relying on greater detail about the temperature of the heated objects.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

В основу настоящего изобретения положена техническая задача создания простого и надежного средства для проведения процесса контролируемого СВЧ-нагрева продукта.The present invention is based on the technical task of creating a simple and reliable means for carrying out the process of controlled microwave heating of the product.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в равномерности нагрева продукта в СВЧ-поле.The technical result achieved by the implementation of the present invention is the uniformity of heating of the product in the microwave field.

В первом аспекте изобретения раскрыт способ контролируемого СВЧ-нагрева пищевого продукта, в котором осуществляют СВЧ-нагрев размещенного в камере нагрева пищевого продукта, при этом при СВЧ-нагреве включают и отключают источник СВЧ-поля и измеряют значения теплового ИК-излучения с поверхности пищевого продукта измерительным модулем, отличающийся тем, что упомянутый измерительный модуль состоит из нескольких измерительных сегментов, при этом измеренные значения ИК-излучения от каждого из таких сегментов принимают на контрольном модуле, при помощи которого затем управляют включением источника СВЧ-поля так, чтобы источник СВЧ-поля был включен при условии, что при последнем измерении все измеренные значения ИК-излучения на сегментах измерительного модуля меньше первого контролируемого значения для ИК-излучения и при условии, что разность между наибольшим и наименьшим измеренными значениями ИК-излучения на таких сегментах меньше второго контролируемого значения для ИК-излучения, и был отключен, если одно из упомянутых условий или оба условия не выполнены.In a first aspect of the invention, there is disclosed a method for controlled microwave heating of a food product, in which microwave heating of a food product placed in a heating chamber is carried out, wherein, when microwave heating, the microwave field source is turned on and off and the values of thermal IR radiation from the surface of the food product are measured measuring module, characterized in that the said measuring module consists of several measuring segments, while the measured values of infrared radiation from each of these segments are taken on the control mode the means by which the inclusion of the microwave field source is then controlled so that the microwave field source is turned on, provided that during the last measurement, all measured values of infrared radiation on the segments of the measuring module are less than the first controlled value for infrared radiation and provided that the difference between the largest and smallest measured values of IR radiation in such segments is less than the second controlled value for IR radiation, and was turned off if one of the above conditions or both conditions are not met.

Во втором аспекте изобретения раскрыто устройство для контролируемого СВЧ-нагрева пищевого продукта, состоящее из камеры нагрева с установленным в ней измерительным модулем, выполненным с возможностью измерения инфракрасного излучения на различных участках поверхности размещаемого внутри камеры нагрева пищевого продукта, и контрольного модуля, при этом камера нагрева снабжена источником СВЧ-поля, отличающееся тем, что измерительный модуль состоит из нескольких измерительных сегментов, контрольный модуль выполнен с возможностью приема значений от каждого из сегментов измерительного модуля и управления включением источника СВЧ-поля так, чтобы источник СВЧ-поля был включен при условии, что при последнем измерении все измеренные значения ИК-излучения на сегментах измерительного модуля меньше первого контролируемого значения для ИК-излучения и при условии, что разность между наибольшим и наименьшим измеренными значениями ИК-излучения на таких сегментах меньше второго контролируемого значения для ИК-излучения, и был отключен, если одно из упомянутых условий или оба условия не выполнены.In a second aspect of the invention, there is disclosed a device for controlled microwave heating of a food product, consisting of a heating chamber with a measuring module installed therein, configured to measure infrared radiation at various parts of the surface of the food product placed inside the heating chamber, and a control module, wherein the heating chamber equipped with a microwave field source, characterized in that the measuring module consists of several measuring segments, the control module is configured to receiving values from each of the segments of the measuring module and controlling the switching on of the microwave source so that the microwave source is turned on, provided that during the last measurement all the measured values of infrared radiation on the segments of the measuring module are less than the first controlled value for infrared radiation and provided that the difference between the largest and smallest measured values of IR radiation in such segments is less than the second controlled value for IR radiation, and was disabled if one of the above conditions or both conditions are not met.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность настоящего изобретения проиллюстрирована с ссылкой на чертежи, на которых: The essence of the present invention is illustrated with reference to the drawings, in which:

– на ФИГ.1 представлена блок-схема способа контролируемого СВЧ-нагрева пищевого продукта;- figure 1 presents a flowchart of a method of controlled microwave heating of a food product;

– на ФИГ.2 представлена блок-схема устройства контролируемого СВЧ-нагрева пищевого продукта;- figure 2 presents a block diagram of a device controlled microwave heating of a food product;

– на ФИГ.3 представлен график зависимости нагрева объекта и показаний измерительного модуля от времени контролируемого СВЧ-нагрева.- figure 3 presents a graph of the dependence of the heating of the object and the readings of the measuring module from the time of the controlled microwave heating.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретенияDescription of preferred embodiments of the invention

Обработка материалов с помощью СВЧ демонстрирует большое количество перспективных преимуществ по сравнению с традиционными технологиями нагрева, например, улучшенное качество изделия, сокращение времени процесса, экономию энергии и затрат на энергию благодаря более высокому КПД, снижение уровня загрязнения окружающей среды и расходов на содержание оборудования и повышение комфорта для пользователя СВЧ-аппарата.Microwave processing of materials demonstrates a large number of promising advantages compared to traditional heating technologies, for example, improved product quality, reduced process time, energy and energy costs due to higher efficiency, reduced environmental pollution and equipment maintenance costs and increased comfort for the user of the microwave device.

В традиционном процессе нагрева источниками нагрева служат, например, нагревательные элементы, сопротивления и инфракрасные лучи. Благодаря температурному излучению и/или конвективному теплообмену их энергия передается на поверхность материала и оттуда переходит в его внутреннюю часть. Теплопроводность, адсорбция и удельная теплоемкость материала определяют при этом процесс нагрева. Чувствительные материалы при определенных обстоятельствах не допускают высокую температуру, и если материал обладает еще и плохой теплопроводностью, то в этом случае неизбежен длительный процесс и перегрев материала, поэтому при производстве определенных изделий с применением традиционных технологий нагрева устанавливают границы.In a traditional heating process, heating sources are, for example, heating elements, resistances and infrared rays. Due to temperature radiation and / or convective heat transfer, their energy is transferred to the surface of the material and from there passes into its inner part. The thermal conductivity, adsorption and specific heat of the material determine the heating process. Sensitive materials under certain circumstances do not allow high temperature, and if the material also has poor thermal conductivity, then a long process and overheating of the material are inevitable, therefore, when producing certain products using traditional heating technologies, boundaries are set.

В распоряжении СВЧ-техники находятся, преимущественно, 4 частоты индуктивных статических измерительных установок (частота для промышленного применения, научно-исследовательского и медицинского радиооборудования), которые могут отличаться друг от друга в зависимости от правил конкретной страны. Самый высокий показатель частоты составляет 28000 или 30000 МГц, однако, промышленное и экономичное применение такой частоты в крупных масштабах еще не попало в поле зрения. Низкая частота в размере 915 МГц имеет определенные технические затраты, которые лишь в определенных случаях оправдывают свое применение. Бытовые СВЧ-печи, используемые во всем мире, имеют экономичную ”частоту” размером 2450 ± 50 МГц.At the disposal of microwave technology, there are mainly 4 frequencies of inductive static measuring systems (frequency for industrial applications, research and medical radio equipment), which may differ from each other depending on the rules of a particular country. The highest frequency indicator is 28,000 or 30,000 MHz, however, the industrial and economical use of such a frequency on a large scale has not yet come into view. The low frequency of 915 MHz has certain technical costs, which only in certain cases justify their application. Household microwave ovens used around the world have an economical “frequency” of 2450 ± 50 MHz.

СВЧ-нагрев отличается от традиционных систем нагрева за счет того, что тепло напрямую генерируется в объеме материала. В печи происходит диэлектрический нагрев веществ, содержащих полярные молекулы. Электрическая компонента электромагнитных волн усиливает движение молекул, обладающих дипольным моментом, и межмолекулярное трение приводит к увеличению температуры вещества. Скоростью распространения СВЧ является скорость света в вакууме или в воздухе. Если СВЧ-источник включен, то он непосредственно присутствует в нагреваемом теле и сразу же начинает преобразование энергии. При быстром отключении процесс нагрева сразу прекращается. Не существует длительных процессов нагрева и охлаждения печи. Неполярные материалы (например, воздух, тефлон, кварцевое стекло) не могут преобразовывать энергию и, тем самым, их не нагревают. Микроволны проникают через эти материалы, но не ослабевают при этом (без преобразования энергии). В общем, нагреваемый материал, который в состоянии провести преобразовании энергии, рассматривают в качестве «нагревателей», так как материал сам по себе представляет источник нагрева.Microwave heating differs from traditional heating systems due to the fact that heat is directly generated in the volume of the material. In the furnace, dielectric heating of substances containing polar molecules occurs. The electrical component of electromagnetic waves enhances the movement of molecules with a dipole moment, and intermolecular friction leads to an increase in the temperature of the substance. Microwave propagation speed is the speed of light in vacuum or in air. If the microwave source is turned on, it is directly present in the heated body and immediately begins the conversion of energy. With a quick shutdown, the heating process immediately stops. There are no long processes of heating and cooling the furnace. Non-polar materials (for example, air, Teflon, quartz glass) cannot convert energy and, therefore, they do not heat up. Microwaves penetrate these materials, but do not weaken at the same time (without energy conversion). In general, a heated material that is able to carry out energy conversion is considered as “heaters,” since the material itself is a heat source.

В процессе нагрева пищевых продуктов в СВЧ-поле, продукт, на начальном этапе быстро прогревается в поверхностном слое, толщина которого зависит от свойств продукта и параметров излучения. Дальнейший прогрев по всему объему зависит от теплопроводности продукта и происходящих в нем фазовых переходов (например, плавление льда или испарение воды, или денатурация белков), или конвективных процессов тепло-массопереноса парами воды в случае сыпучих продуктов. При интенсивной СВЧ-обработке поток тепловой энергии внутрь продукта может быть недостаточен для отбора тепла от прогреваемых поверхностных слоев, и происходит перегрев поверхности. Поскольку большинство СВЧ-магнетронов имеют один уровень интенсивности излучения, процесс СВЧ-нагрева зависит только от циклограммы включения-выключения источника СВЧ-нагрева – магнетрона, без возможности снизить интенсивность нагрева.In the process of heating food products in a microwave field, the product, at the initial stage, quickly warms up in the surface layer, the thickness of which depends on the properties of the product and radiation parameters. Further heating throughout the volume depends on the thermal conductivity of the product and the phase transitions occurring in it (for example, ice melting or water evaporation, or protein denaturation), or convective heat and mass transfer by water vapor in the case of bulk products. With intense microwave processing, the flow of thermal energy into the product may not be sufficient to remove heat from the heated surface layers, and the surface will overheat. Since most microwave magnetrons have one level of radiation intensity, the microwave heating process depends only on the on-off cyclogram of the microwave heating source - the magnetron, without the possibility of reducing the heating intensity.

Для целей настоящего изобретения под пищевым продуктом понимается значительная группа продуктов растительного или животного происхождения, употребляемых человеком в пищу или используемых для улучшения вкусовых и ароматических качеств продуктов питания. Такие продукты могут быть представлены зерном, крупами, мясными полуфабрикатами, специями, ягодами, фруктово-травяным сырьем, чаем, чайными листьями, полуфабрикатами чая, но не ограничиваются лишь этими примерами пищевых продуктов.For the purposes of the present invention, a food product is understood to mean a significant group of products of plant or animal origin, used by humans for food or used to improve the taste and aromatic qualities of food products. Such products may be presented by grain, cereals, meat semi-finished products, spices, berries, fruit and herbal raw materials, tea, tea leaves, tea semi-finished products, but are not limited to these examples of food products.

Под СВЧ-нагревом понимается процесс, в котором энергия с частотой от 300 МГц до 300 ГГц проникает в нагреваемый материал в качестве электромагнитной волны с длиной волны в диапазоне от 1 м до 1 мм, а затем преобразуется в тепло.Microwave heating refers to a process in which energy with a frequency from 300 MHz to 300 GHz penetrates into the heated material as an electromagnetic wave with a wavelength in the range from 1 m to 1 mm, and then is converted into heat.

Блок-схема, иллюстрирующая последовательность операций в заявленном способе контролируемого СВЧ-нагрева пищевого продукта, представлена на ФИГ.1. Способ осуществляют следующим образом.A flowchart illustrating the sequence of operations in the claimed method of controlled microwave heating of a food product is shown in FIG. 1. The method is as follows.

На шаге 101 проводят измерение значений теплового ИК-излучения измерительным модулем 204 с поверхности пищевого продукта 201 (ФИГ.2). Пищевой продукт 201 может быть размещен в камере СВЧ-нагрева 202, например, на решетчатом поддоне 203 или иной пригодной для этого опорной статичной или подвижной конструкции, выполненной невосприимчивой к нагреву под воздействием СВЧ-поля. При этом размещаемый пищевой продукт 201 может характеризоваться произвольным исходным значением температуры. Например, значения ИК излучения на разных участках продукта 201 могут быть меньше или больше в сравнении с контролируемыми значениями. Также значения ИК излучения на разных участках поверхности продукта 201 могут распределяться неравномерно. В частности, размещаемый пищевой продукт 201 может быть помещен в упаковку, например, в тканевый мешок, или быть расфасованным в мелкую тару, в случае если пищевой продукт представлен чаем, то это могут быть чайные пакетики. Предпочтительно пищевой продукт 201 размещают внутри камеры нагрева так, чтобы по меньшей мере верхний слой продукта был полностью доступен для измерений измерительным модулем 204. Измерительный модуль 204 представляет собой многосегментную конструкцию, представленную инфракрасным датчиком температуры, измерительная матрица которого обладает разрешением 8*8 пикселей. Матрица 8*8 (64 элемента) выбрана, как минимально возможная для сбора информации о динамическом и топологическом распределении тепла на поверхности, исходя из положения о том, что для контроля работы магнетрона и эффективного предотвращения локальных перегревов продукта в объеме и на поверхности необходим анализ распределенной по поверхности динамики параметров скорости/ускорения нагревания-остывания Предпочтительно измерительный модуль 204 изолирован от воздействия СВЧ-поля, чтобы исключить его перегрев из-за наведенных СВЧ-полем индукционных токов в его материале. Для этого, в частности, измерительный модуль может быть размещен в изолированном от СВЧ-поля блоке, изготовленном из металлической сетки с шириной ячейки 1 мм.At step 101, the values of thermal IR radiation are measured by the measuring module 204 from the surface of the food product 201 (FIG. 2). The food product 201 can be placed in the microwave heating chamber 202, for example, on a trellised pallet 203 or other suitable supporting static or movable structure made insensitive to heating under the influence of a microwave field. In this case, the food product 201 to be placed may have an arbitrary initial temperature value. For example, the values of infrared radiation in different areas of the product 201 may be less or more in comparison with the controlled values. Also, the values of IR radiation at different parts of the surface of the product 201 may be unevenly distributed. In particular, the food product 201 to be placed can be placed in a package, for example, in a fabric bag, or packaged in small containers, if the food product is presented with tea, it can be tea bags. Preferably, the food product 201 is placed inside the heating chamber so that at least the top layer of the product is completely accessible for measurement by the measuring module 204. The measuring module 204 is a multi-segment structure represented by an infrared temperature sensor, the measuring matrix of which has a resolution of 8 * 8 pixels. The 8 * 8 matrix (64 elements) was selected as the smallest possible for collecting information on the dynamic and topological distribution of heat on the surface, based on the proposition that, to control the operation of the magnetron and effectively prevent local overheating of the product in volume and on the surface, analysis of the distributed over the surface of the dynamics of the parameters of the speed / acceleration of heating-cooling. Preferably, the measuring module 204 is isolated from the influence of the microwave field to prevent its overheating due to the induced by the microwave field tional currents in its material. For this, in particular, the measuring module can be placed in a block isolated from the microwave field made of a metal mesh with a cell width of 1 mm.

На шаге 102 и шаге 103 на контрольном модуле 205 принимают измеренные значения ИК-излучения от каждого из сегментов измерительного модуля 204 и последовательно проверяют выполнение первого и второго условий, в соответствии с которыми принимают решение о необходимости приведения в действие источника СВЧ-поля для осуществления СВЧ-нагрева пищевого продукта 201. Источник СВЧ-поля может быть представлен одним или несколькими согласованно действующими магнетронами. Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких ватт до десятков киловатт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме. Микроволны поступают в камеру СВЧ-нагрева по волноводу – каналу с металлическими стенками, отражающими СВЧ-излучение. At step 102 and step 103, the control module 205 receives the measured values of infrared radiation from each of the segments of the measuring module 204 and sequentially checks the fulfillment of the first and second conditions, in accordance with which they decide on the need to actuate the microwave field source for microwave - heating the food product 201. The source of the microwave field can be represented by one or more coordinated acting magnetrons. Magnetrons can operate at various frequencies from 0.5 to 100 GHz, with capacities from several watts to tens of kilowatts in continuous mode, and from 10 W to 5 MW in pulsed mode. Microwaves enter the microwave heating chamber through a waveguide — a channel with metal walls that reflect microwave radiation.

На шаге 102 проверяют соблюдение следующего условия:At step 102, verify compliance with the following conditions:

Tmax < Tctrl, где:Tmax <Tctrl, where:

Tmax – наибольшее значение ИК излучения, измеренное на поверхности пищевого продукта каким-либо из сегментов измерительного модуля 204;Tmax is the largest value of IR radiation measured on the surface of the food product by any of the segments of the measuring module 204;

Tctrl – первое контролируемое значение.Tctrl is the first monitored value.

Значение Tctrl может быть установлено пользователем. Превышение этого значения является нежелательным при нагреве пищевого продукта 201.The value of Tctrl can be set by the user. Exceeding this value is undesirable when heating food product 201.

На шаге 103 проверяют соблюдение следующего условия:At step 103, verify compliance with the following conditions:

Tmax – Tmin < ΔTctrl, гдеTmax - Tmin <ΔTctrl, where

Tmin – наименьшее значение ИК излучения, измеренное на поверхности пищевого продута каким-либо из сегментов измерительного модуля 204;Tmin is the smallest value of IR radiation measured on the surface of the food product by any of the segments of the measuring module 204;

ΔTctrl – второе контролируемое значение.ΔTctrl is the second monitored value.

Значение ΔTctrl может быть установлено пользователем. Это значение отражает наибольшую допустимую разность между значениями ИК излучения на разных участках поверхности пищевого продукта 201, т.е. наиболее приемлемую неравномерность прогрева. Превышение значения ΔTctrl также нежелательно при нагреве пищевого продукта 201.The ΔTctrl value can be set by the user. This value reflects the largest allowable difference between the values of IR radiation in different parts of the surface of the food product 201, i.e. the most acceptable uneven heating. Exceeding ΔTctrl is also undesirable when heating food 201.

В частности, при управлении включением источника СВЧ-поля исключают показания тех измерительных сегментов, на которых измеренные значения постоянны, т.е. не изменяются во времени. Это может происходить в том случае, если в зону, доступную для измерений измерительным модулем 204 попадает опорная поверхность, на которой размещен продукт 201, не нагреваемая под воздействием СВЧ-поля.In particular, when controlling the switching on of the microwave source, the readings of those measuring segments on which the measured values are constant, i.e. do not change over time. This may occur if the supporting surface on which the product 201 is placed, which is not heated by the microwave field, falls into the area accessible for measurement by the measuring module 204.

На шаге 104 магнетрон включают, при этом включают только в том случае, если при последовательной проверке условий на шагах 102 и 103, оба условия выполнены.At step 104, the magnetron is turned on, and this is turned on only if, when sequentially checking the conditions at steps 102 and 103, both conditions are satisfied.

В случае, если пищевой продукт прогрет неравномерно, то при достижении значения Tctrl или ΔTctrl переходят к шагу 105, на котором магнетрон выключают, чтобы не допустить локальных перегревов, которые приводят к повреждению продукта 201 или его частей. Несмотря на то, что оба условия для контролируемых значений Tctrl и ΔTctrl могут быть невыполненными одновременно, для отключения магнетрона будет достаточно, если хотя бы одно из этих значений достигнуто при нагреве пищевого продукта 201.If the food product is heated unevenly, then when the Tctrl or ΔTctrl value is reached, go to step 105, where the magnetron is turned off to prevent local overheating, which will damage the product 201 or its parts. Despite the fact that both conditions for the controlled values of Tctrl and ΔTctrl may be unfulfilled at the same time, it will be sufficient to turn off the magnetron if at least one of these values is reached when the food product 201 is heated.

При проведении СВЧ-нагрева контрольный модуль 205 принимает значения от измерительного модуля 204 с определенной периодичностью, чтобы прерывать или возобновлять процесс СВЧ-нагрева. Так, при включении магнетрона на шаге 104 или его выключении на шаге 105 весь цикл нагрева повторяется, начиная с шага 101. Взаимодействие между модулями 204 и 205 может быть обеспечено в автоматическом режиме. СВЧ-нагрев может быть остановлен полностью при достижении некоторого условия, соблюдение которого проверяется на контрольном модуле 204. Например, такое условие может заключаться в достижении определенного значения для частоты включения/выключения источника СВЧ-поля: если частота его включения снижается, то СВЧ-нагрев останавливают полностью. Помимо этого, могут быть предусмотрены и другие условия для выхода из цикла СВЧ-нагрева, например, достижение заданного времени для проведения СВЧ-нагрева.When conducting microwave heating, the control module 205 takes values from the measuring module 204 with a certain frequency to interrupt or resume the microwave heating process. So, when you turn on the magnetron in step 104 or turn it off in step 105, the entire heating cycle is repeated, starting from step 101. The interaction between the modules 204 and 205 can be provided in automatic mode. Microwave heating can be completely stopped when a certain condition is met, the observance of which is checked on the control module 204. For example, such a condition can consist in reaching a certain value for the frequency of switching on / off the microwave source: if its frequency decreases, then microwave heating stop completely. In addition, other conditions may be provided for exiting the microwave heating cycle, for example, reaching a predetermined time for microwave heating.

В раскрываемом изобретении нет необходимости калибровки сенсоров ИК излучения измерительного модуля 204 к реальной температурной шкале для измерения абсолютных значений температуры на поверхности объектов. В качестве иллюстрации этого принципа на ФИГ.3 представлены графики зависимости температуры объекта от времени контролируемого СВЧ-нагрева, зафиксированные автономными термометрами (круглыми датчиками-”таблетками” без наведения ЭДС), размещенными в центре (кривая 301 на ФИГ.3) и в крайней зоне (кривая 302 на ФИГ.3) нагреваемого объекта, а также наибольшее значение Tmax среди показаний, зафиксированных сегментами измерительного модуля 204 (кривая 303 на ФИГ.3). Необходимо отметить, что показания автономных датчиков-термометров недоступны во время всего цикла СВЧ-нагрева, выгрузка данных происходит после проведения каждого технологического этапа.In the disclosed invention, there is no need to calibrate the IR sensors of the measuring module 204 to a real temperature scale to measure the absolute temperature values on the surface of objects. To illustrate this principle, FIG. 3 presents graphs of the temperature of the object versus the time of controlled microwave heating, recorded by autonomous thermometers (round “tablet” sensors without emf induction) located in the center (curve 301 in FIG. 3) and in the extreme zone (curve 302 in FIG. 3) of the heated object, as well as the highest value of Tmax among the readings recorded by segments of the measuring module 204 (curve 303 in FIG. 3). It should be noted that the readings of autonomous sensors-thermometers are not available during the entire cycle of microwave heating, the data are unloaded after each process step.

СВЧ-нагрев проводили в течение 15 минут. На первой минуте нагрева температура в центре нагреваемого объекта составляла 30°С, на краю нагреваемого объекта – 25°С. За 15 минут нагрева, температура ступенчато возрастала, что видно по постоянству температуры на некоторых участках. На пятнадцатой минуте нагрева температура в центре нагреваемого объекта составляет 83°С, на краю нагреваемого объекта составляет 78°С. При этом, максимальное значение ИК излучения среди элементов многосегментного измерительного модуля 204 колебалось от 25 до 45 единиц.Microwave heating was carried out for 15 minutes. In the first minute of heating, the temperature in the center of the heated object was 30 ° С, at the edge of the heated object - 25 ° С. After 15 minutes of heating, the temperature increased stepwise, as can be seen from the constant temperature in some areas. At the fifteenth minute of heating, the temperature in the center of the heated object is 83 ° C, at the edge of the heated object is 78 ° C. At the same time, the maximum value of IR radiation among the elements of the multi-segment measuring module 204 ranged from 25 to 45 units.

Во всех случаях достаточно проведение 2-3 технологических тестов для определения контрольных значений Tctrl и ΔTctrl по каждому из типов пищевых продуктов, размещая при этом 2 автономных термометра в центре и в крайней зоне объекта для контроля реальной достигнутой температуры. В дальнейшем значения Tctrl и ΔTctrl, получаемые из показаний многосегментного измерительного модуля 204, используются в технологической карте СВЧ обработки пищевого продукта данного типа уже без использования автономных термометров, размещенных в нагреваемом объекте.In all cases, it is enough to carry out 2-3 technological tests to determine the control values of Tctrl and ΔTctrl for each type of food product, while placing 2 autonomous thermometers in the center and in the extreme zone of the object to control the actual temperature reached. Subsequently, the values of Tctrl and ΔTctrl obtained from the readings of the multi-segment measuring module 204 are used in the technological map of the microwave processing of a food product of this type without the use of stand-alone thermometers located in the heated object.

В результате было создано устройство по принципу СВЧ-печи с системой бесконтактного измерения температуры на базе ИК-датчика с матрицей 8*8, без необходимости применения сложной и дорогой системы тепловизора и алгоритмов, оперирующих комплексными параметрами по типу локализации/скорости/ускорения нагревания-остывания. Предложенные в заявленном способе контролируемого СВЧ-нагрева пищевого продукта алгоритм анализа показаний матрицы ИК-датчика и схема управления магнетроном на основе этого алгоритма показали, что возможно создать устройство СВЧ-нагрева с высокой энергоэффективностью и повышенным контролем при термической обработке без использования технологии “инверторных СВЧ печей”. Принципиально следует отметить, что разработанный алгоритм оперирует всего двумя параметрами, вычисляемыми на основе показаний матрицы ИК-датчика – наибольшее значение и разница между наибольшим и наименьшим значениями среди элементов матрицы. Предложенные операции контроля и управления обеспечивают равномерный прогрев объекта по всему объему без локальных перегревов, что было подтверждено размещением температурных датчиков-«таблеток» в различных частях нагреваемых объектов. В результате было получено удобное устройство, которое сможет решить задачу термической обработки эффективнее в сравнении с решениями, известными из предшествующего уровня техники.As a result, a device was created on the principle of a microwave oven with a non-contact temperature measurement system based on an IR sensor with an 8 * 8 matrix, without the need for a complex and expensive thermal imager system and algorithms that operate with complex parameters such as localization / speed / acceleration of heating-cooling . The algorithm for analyzing the readings of the IR sensor matrix and the magnetron control circuit based on this algorithm proposed in the claimed method for controlled microwave heating of a food product showed that it is possible to create a microwave heating device with high energy efficiency and increased control during heat treatment without using the technology of “inverter microwave ovens” " In principle, it should be noted that the developed algorithm operates with only two parameters calculated on the basis of the readings of the IR sensor matrix — the largest value and the difference between the largest and smallest values among the matrix elements. The proposed monitoring and control operations ensure uniform heating of the object throughout the volume without local overheating, which was confirmed by the placement of temperature sensors, "tablets" in different parts of the heated objects. As a result, a convenient device was obtained that can solve the heat treatment problem more efficiently in comparison with solutions known from the prior art.

Перечень позиций на чертежахThe list of items in the drawings

101101 Шаг измерения температурных значений на поверхности пищевого продукта The step of measuring the temperature values on the surface of the food product 102102 Шаг проверки соблюдения первого условия «Tmax < Tctrl»The step of verifying compliance with the first condition "Tmax <Tctrl" 103103 Шаг проверки соблюдения второго условия «Tmax - Tmin < ΔTctrl»The step of verifying compliance with the second condition "Tmax - Tmin <ΔTctrl" 104104 Шаг включения магнетронаThe step of turning on the magnetron 105105 Шаг выключения магнетронаMagnetron Shutdown Step 201201 Пищевой продуктFood product 202202 Камера СВЧ-нагреваMicrowave heating chamber 203203 Решетчатый поддонGrate pan 204204 Контрольный модульControl module 205205 Измерительный модульMeasuring module 206206 МагнетронMagnetron 207207 ИК-излучениеIR radiation 301301 Кривая температуры в центре нагреваемого объектаThe temperature curve in the center of the heated object 302302 Кривая температуры в крайней зоне нагреваемого объектаTemperature curve in the extreme zone of the heated object 303303 Кривая значений Tmax, зафиксированных измерительным модулемCurve of Tmax values recorded by the measuring module

Список источниковList of sources

1. Будников Д.А. Контроль температуры зерна в СВЧ камере // Технические науки в России и за рубежом: материалы II Междунар. науч. конф. — г. Москва, ноябрь 2012. Изд-во Буки-Веди. 2012. — С. 66-68.1. Budnikov D.A. Control of grain temperature in a microwave chamber // Engineering in Russia and abroad: materials of the II Intern. scientific conf. - Moscow, November 2012. Publishing house Buki-Vedi. 2012 .-- S. 66-68.

2. Студенцов В.Н., Москвин Р.Ю., Пятаев И.В., Устройство для измерения температуры материала, нагреваемого в электромагнитном поле СВЧ - Патент РФ №2607047 от 08.07.2016.2. Studentsov V.N., Moskvin R.Yu., Pyatayev I.V., Device for measuring the temperature of a material heated in an electromagnetic field of a microwave - Patent RF №2607047 of 08/08/2016.

3. Лыков А.В. Исследование процесса сушки в поле высокой частоты [Текст] / А.В. Лыков, Г.А. Максимов // Тепло-и массообмен в капиллярно-пористых телах. – Л., М.: Госэнергоиздат, 1957. – С. 133-142.3. Lykov A.V. Investigation of the drying process in a high frequency field [Text] / А.V. Lykov, G.A. Maksimov // Heat and mass transfer in capillary-porous bodies. - L., M .: Gosenergoizdat, 1957. - S. 133-142.

4. Максимов Г.А. Исследование процессов тепло- и массообмена при внутреннем источнике [Текст]: автореф. дис. д-ра техн. наук / Г.А. Максимов; МТИПП. – М., 1956. – 35 с.4. Maksimov G.A. The study of heat and mass transfer at an internal source [Text]: author. dis. Dr. tech. sciences / G.A. Maximov; MTIPP. - M., 1956. - 35 p.

5. Вендин С.В. Обработка семян электромагнитным полем [Текст]: дис. ...докт. техн. наук: 05.20.02 / С.В. Вендин. – Москва, 1994. – 463 с.5. Vendin S.V. Treatment of seeds with an electromagnetic field [Text]: dis. ... doc. tech. Sciences: 05.20.02 / S.V. Wendin. - Moscow, 1994 .-- 463 p.

6. Бабенко А.А. Распространение электромагнитного импульса при СВЧ обработке [Текст] / А.А. Бабенко, С.В. Вендин // Моделирование и автоматизация технологических процессов сельскохозяйственного производства: сб. науч. тр. / МИИСП имени В.П. Горячкина.– М.: 1992. – С. 105-109. 6. Babenko A.A. The propagation of an electromagnetic pulse during microwave processing [Text] / A.A. Babenko, S.V. Wendin // Modeling and automation of technological processes of agricultural production: Sat. scientific tr / IIISP named after V.P. Goryachkina. - M .: 1992. - S. 105-109.

7. Пахомов В.И. Оптимизация тепловой обработки фуражного зерна СВЧ-энергией [Текст] / В.И. Пахомов, В.Д. Каун // Мех. и электр. с.-х. – 2000. – №9. – С. 8-10.7. Pakhomov V.I. Optimization of heat treatment of feed grain with microwave energy [Text] / V.I. Pakhomov, V.D. Kaun // Fur. and electric. S.-kh. - 2000. - No. 9. - S. 8-10.

8. Ткаченко А.В. Дистанционное измерение температуры в поле СВЧ // Россия молодая: передовые технологии – в промышленность! — Издательство: Омский государственный технический университет (Омск), 2013.8. Tkachenko A.V. Remote temperature measurement in the microwave field // Young Russia: advanced technologies - into the industry! - Publisher: Omsk State Technical University (Omsk), 2013.

9. Nick Lavars, Thermal vision microwave shows when your food is cooked just right. [Электронный ресурс] - адрес доступа URL: https://newatlas.com/thermal-vision-microwave/36068/. дата обращения 29.12.2017.9. Nick Lavars, Thermal vision microwave shows when your food is cooked just right. [Electronic resource] - access address URL: https://newatlas.com/thermal-vision-microwave/36068/. appeal date 12/29/2017.

10. Семенцов С.Г., Гриднев В.Н., Сергеева Н.А. Тепловизионные методы оценки влияния температурных режимов на надежность электронной аппаратуры // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Приборостроение. 2016. №1 (106). С. 3-14.10. Sementsov S.G., Gridnev V.N., Sergeeva N.A. Thermal imaging methods for assessing the influence of temperature conditions on the reliability of electronic equipment // Bulletin of Moscow State Technical University. N.E. Bauman. Series: Instrument Making. 2016. No1 (106). S. 3-14.

11. Семенцов С.Г., Гриднев В.Н., Сергеева Н.А. Исследование влияния температурных режимов на надежность электронной аппаратуры тепловизионными методами // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2016. №2. С. 6-10.11. Sementsov S.G., Gridnev V.N., Sergeeva N.A. Investigation of the influence of temperature conditions on the reliability of electronic equipment by thermal imaging methods // Proceedings of the international symposium Reliability and quality. 2016. No2. S. 6-10.

12. Гриднев В.Н., Сергеева М.Д., Чебова А.И. Линейные модели распознавания тепловизионных изображений неисправностей электронных ячеек // Контроль. Диагностика. 2014. №8. С. 57-66.12. Gridnev V.N., Sergeeva M.D., Chebova A.I. Linear models for recognizing thermal imaging images of malfunctions of electronic cells // Control. Diagnostics. 2014. No8. S. 57-66.

13. Панфилова С.П., Власов А.И., Гриднев В.Н., Червинский А.С. Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2007. №6 (72). С. 42-49.13. Panfilova S.P., Vlasov A.I., Gridnev V.N., Chervinsky A.S. Non-contact thermal control of electronic computing means // Technology and design in electronic equipment. 2007. No6 (72). S. 42-49.

14. Панфилова С.П., Власов А.И., Гриднев В.Н., Червинский А.С. Бесконтактный тепловой контроль изделий электронной техники // Производство электроники. 2007. №3. С. 25-30.14. Panfilova S.P., Vlasov A.I., Gridnev V.N., Chervinsky A.S. Non-contact thermal control of electronic equipment // Production of electronics. 2007. No3. S. 25-30.

Claims (14)

1. Способ контролируемого СВЧ-нагрева пищевого продукта, в котором осуществляют СВЧ-нагрев размещенного в камере нагрева пищевого продукта, при этом при СВЧ-нагреве включают и отключают источник СВЧ-поля и измеряют значения теплового ИК-излучения с поверхности пищевого продукта измерительным модулем, отличающийся тем, что упомянутый измерительный модуль состоит из нескольких измерительных сегментов, при этом измеренные значения ИК-излучения от каждого из таких сегментов принимают на контрольном модуле, при помощи которого затем управляют включением источника СВЧ-поля так, чтобы источник СВЧ-поля был включен при условии, что при последнем измерении все измеренные значения ИК-излучения на сегментах измерительного модуля меньше первого контролируемого значения для ИК-излучения и при условии, что разность между наибольшим и наименьшим измеренными значениями ИК-излучения на таких сегментах меньше второго контролируемого значения для ИК-излучения, и был отключен, если одно из упомянутых условий или оба условия не выполнены.1. A method of controlled microwave heating of a food product, in which microwave heating of the food product placed in the heating chamber is carried out, while the microwave source is turned on and off by microwave heating and the values of thermal IR radiation from the surface of the food product are measured by a measuring module, characterized in that the said measuring module consists of several measuring segments, while the measured values of infrared radiation from each of these segments are taken on the control module, with which then They are turned on by turning on the microwave field source so that the microwave field source is turned on, provided that during the last measurement all the measured values of infrared radiation on the segments of the measuring module are less than the first controlled value for infrared radiation and provided that the difference between the largest and smallest the measured values of infrared radiation in such segments are less than the second controlled value for infrared radiation, and was disabled if one of the above conditions or both conditions are not met. 2. Способ по п.1, в котором пищевой продукт размещают внутри камеры нагрева так, чтобы по меньшей мере верхний слой продукта был полностью доступен для измерений измерительным модулем.2. The method according to claim 1, in which the food product is placed inside the heating chamber so that at least the top layer of the product is completely accessible for measurement by the measuring module. 3. Способ по п.1, в котором при управлении включением источника СВЧ-поля исключают показания тех измерительных сегментов, на которых измеренные значения постоянны во времени.3. The method according to claim 1, in which when controlling the inclusion of a microwave source, the readings of those measuring segments in which the measured values are constant in time are excluded. 4. Способ по п.1, в котором первое контролируемое значение представлено установленным пользователем значением ИК-излучения, превышение которого является нежелательным при нагреве пищевого продукта.4. The method according to claim 1, in which the first controlled value is a user-set value of infrared radiation, the excess of which is undesirable when heating the food product. 5. Способ по п.1, в котором второе контролируемое значение представлено установленным пользователем значением для разности между наименьшим и наибольшим значениями ИК-излучения на разных участках поверхности пищевого продукта, и превышение этой разности является нежелательным при нагреве пищевого продукта.5. The method according to claim 1, in which the second controlled value is a user-set value for the difference between the smallest and largest values of infrared radiation in different parts of the surface of the food product, and exceeding this difference is undesirable when heating the food product. 6. Способ по п.1, в котором завершают СВЧ-нагрев пищевого продукта в зависимости от частоты включения источника СВЧ-поля.6. The method according to claim 1, in which complete microwave heating of the food product, depending on the frequency of inclusion of the source of the microwave field. 7. Устройство контролируемого СВЧ-нагрева пищевого продукта, состоящее из камеры нагрева с установленным в ней измерительным модулем, выполненным с возможностью измерения инфракрасного излучения на различных участках поверхности размещаемого внутри камеры нагрева пищевого продукта, и контрольного модуля, при этом камера нагрева снабжена источником СВЧ-поля, отличающееся тем, что измерительный модуль состоит из нескольких измерительных сегментов, контрольный модуль выполнен с возможностью приема значений от каждого из сегментов измерительного модуля и управления включением источника СВЧ-поля так, чтобы источник СВЧ-поля был включен при условии, что при последнем измерении все измеренные значения ИК-излучения на сегментах измерительного модуля меньше первого контролируемого значения для ИК-излучения и при условии, что разность между наибольшим и наименьшим измеренными значениями ИК-излучения на таких сегментах меньше второго контролируемого значения для ИК-излучения, и был отключен, если одно из упомянутых условий или оба условия не выполнены.7. A device for controlled microwave heating of a food product, consisting of a heating chamber with a measuring module installed in it, configured to measure infrared radiation at different parts of the surface of the food product placed inside the heating chamber, and a control module, while the heating chamber is provided with a microwave source fields, characterized in that the measuring module consists of several measuring segments, the control module is configured to receive values from each of the segments of the measuring module and controlling the inclusion of the microwave field source so that the microwave field source is turned on, provided that during the last measurement all the measured values of infrared radiation on the segments of the measuring module are less than the first controlled value for infrared radiation and provided that the difference between the largest and smallest measured values of infrared radiation in such segments is less than the second controlled value for infrared radiation, and was disabled if one of the above conditions or both conditions are not met. 8. Устройство по п.7, в котором источник СВЧ-поля представлен одним или несколькими согласованно действующими магнетронами.8. The device according to claim 7, in which the source of the microwave field is represented by one or more coordinated acting magnetrons. 9. Устройство по п.7, в котором измерительный модуль изолирован от воздействия СВЧ-поля.9. The device according to claim 7, in which the measuring module is isolated from exposure to a microwave field. 10. Устройство по п.7, в котором каждый измерительный сегмент измерительного модуля представлен инфракрасным датчиком температуры.10. The device according to claim 7, in which each measuring segment of the measuring module is represented by an infrared temperature sensor. 11. Устройство по п.10, в котором измерительная матрица инфракрасных датчиков обладает разрешением 8*8 пикселей.11. The device according to claim 10, in which the measuring matrix of infrared sensors has a resolution of 8 * 8 pixels. 12. Устройство по п.7, в котором первое контролируемое значение для ИК-излучения является установленным пользователем значением, превышение которого является нежелательным при нагреве пищевого продукта.12. The device according to claim 7, in which the first monitored value for infrared radiation is a user-set value, the excess of which is undesirable when heating the food product. 13. Устройство по п.7, в котором второе контролируемое значение является установленным пользователем значением для разности между наименьшим и наибольшим значениями на разных участках поверхности пищевого продукта, и превышение этой разности является нежелательным при нагреве пищевого продукта.13. The device according to claim 7, in which the second controlled value is a user-set value for the difference between the smallest and greatest values in different parts of the surface of the food product, and exceeding this difference is undesirable when heating the food product. 14. Устройство по п.7, в котором контрольный модуль дополнительно выполнен с возможностью автоматического завершения СВЧ-нагрева в зависимости от значения частоты включения источника СВЧ-поля.14. The device according to claim 7, in which the control module is additionally configured to automatically complete microwave heating, depending on the frequency of switching on the microwave source.
RU2019133301A 2019-10-21 2019-10-21 Controlled microwave heating method and device RU2720127C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133301A RU2720127C1 (en) 2019-10-21 2019-10-21 Controlled microwave heating method and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133301A RU2720127C1 (en) 2019-10-21 2019-10-21 Controlled microwave heating method and device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2720127C1 true RU2720127C1 (en) 2020-04-24

Family

ID=70415378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019133301A RU2720127C1 (en) 2019-10-21 2019-10-21 Controlled microwave heating method and device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2720127C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743212C1 (en) * 2020-03-30 2021-02-16 Игорь Владимирович Рябов Method of creating infrared medium for preparation of products, device for implementation thereof and source of infrared radiation used in device (embodiments)
RU217044U1 (en) * 2022-10-25 2023-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернатива" HEATING DEVICE FOR INDIVIDUAL FOOD RATIONS

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2099727C1 (en) * 1996-01-11 1997-12-20 Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета им.А.Н.Туполева Process measuring distribution of thermal field of heating by shf radiation and device for its implementation
US5811768A (en) * 1996-02-23 1998-09-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for sensing whether food disposed on a raisable tray of a microwave oven contacts a heater
RU2149520C1 (en) * 1999-01-18 2000-05-20 Научно-производственное объединение "Тест-Радио" Лтд Superhigh-frequency furnace
US7867533B2 (en) * 2006-07-19 2011-01-11 Frito-Lay Trading Compnay GmbH Process for making a healthy snack food
WO2013010601A1 (en) * 2011-07-15 2013-01-24 Cfs Bakel B. V. Heat-treatment device comprising a shielded microwave-radiometry-antenna
RU2668610C2 (en) * 2016-09-09 2018-10-02 Общество с ограниченной ответственностью "Нано Инвест" Automated high-frequency system for sealing radioactive wastes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2099727C1 (en) * 1996-01-11 1997-12-20 Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета им.А.Н.Туполева Process measuring distribution of thermal field of heating by shf radiation and device for its implementation
US5811768A (en) * 1996-02-23 1998-09-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for sensing whether food disposed on a raisable tray of a microwave oven contacts a heater
RU2149520C1 (en) * 1999-01-18 2000-05-20 Научно-производственное объединение "Тест-Радио" Лтд Superhigh-frequency furnace
US7867533B2 (en) * 2006-07-19 2011-01-11 Frito-Lay Trading Compnay GmbH Process for making a healthy snack food
WO2013010601A1 (en) * 2011-07-15 2013-01-24 Cfs Bakel B. V. Heat-treatment device comprising a shielded microwave-radiometry-antenna
RU2668610C2 (en) * 2016-09-09 2018-10-02 Общество с ограниченной ответственностью "Нано Инвест" Automated high-frequency system for sealing radioactive wastes

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
. Effect of microwave heating on phenolic compounds of prickly pear (Opuntia ficus-indica L.) seeds. Al Juhaimi, F.; O&uml;zcan, M.M.; Uslu, N.; Ghafoor, K.; Babiker, E.E. In: Journal of Food Processing and Preservation. Feb. 2018, vol.42, no.2, e13437 (5 pp.), Journal Paper *
Effect of microwave heating on phenolic compounds of prickly pear (Opuntia ficus-indica L.) seeds. Al Juhaimi, F.; O&uml;zcan, M.M.; Uslu, N.; Ghafoor, K.; Babiker, E.E. In: Journal of Food Processing and Preservation. Feb. 2018, vol.42, no.2, e13437 (5 pp.), Journal Paper. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743212C1 (en) * 2020-03-30 2021-02-16 Игорь Владимирович Рябов Method of creating infrared medium for preparation of products, device for implementation thereof and source of infrared radiation used in device (embodiments)
RU217044U1 (en) * 2022-10-25 2023-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернатива" HEATING DEVICE FOR INDIVIDUAL FOOD RATIONS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI86023B (en) FOERFARANDE FOER VEHICLE STABILIZATION.
Chua et al. A comparative study between intermittent microwave and infrared drying of bioproducts
Jiao et al. Improvement of radio frequency (RF) heating uniformity on low moisture foods with Polyetherimide (PEI) blocks
US9585419B2 (en) Apparatus and method for dehydration using microwave radiation
EP3503680B1 (en) Object processing state sensing using rf radiation
Mousa et al. Microwave vacuum drying of banana slices
EP0268379B1 (en) Heating &amp; drying apparatus for moist fabric
KR950029680A (en) Automatic cooking control method and apparatus of microwave oven
RU2720127C1 (en) Controlled microwave heating method and device
US5697291A (en) Method and apparatus for microwave enhanced pasteurization and enzyme inactivation of continuously flowing product
US20170142785A1 (en) Microwave heating system
Wang et al. Influence of mashed potato dielectric properties and circulating water electric conductivity on radio frequency heating at 27 MHz
Hazervazifeh et al. Energy economy and kinetic investigation of sugar cube dehydration using microwave supplemented with thermal imaging
EP2773163A1 (en) Microwave oven and method to control automatically the heating and/or cooking of food in said microwave oven
Singh et al. A computation-driven, energy-efficient and hybrid of microwave and conventional drying process for fast gooseberry candy production
JPH01134893A (en) Microwave oven
Giordano Theoretical and experimental analysis of microwave heating processes
WO2024048797A1 (en) Drying device, drying method, and freeze-dried product manufacturing method
RU2142701C1 (en) Heated tray
JP2017162668A (en) Microwave heater
TW202315460A (en) Method for the treatment of products in a microwave treatment device and microwave treatment device
Regier et al. Alternative heating technologies
Hashimoto et al. Effects of assistance of high frequency dielectric and infrared heating on vacuum freeze drying characteristics of food model
Tran et al. Study on drying of bitter gourd slices based on halogen dryer. Res
Campañone et al. Microwave heating equipment for the food industry