CN102235693B - 微波炉的解冻方法 - Google Patents

Abstract

一种微波炉的解冻方法，每一个对应的功率档开始之前都通过温度传感器的到食物的起始最低温度，同时确定基础运行功率和相应的功率档，在磁控管解冻运行的过程中，又通过当前时刻的最低温度和起始最低温度的差值不断调整磁控管的执行功率，使磁控管的功率时刻随解冻食物的实际情况不断发生变化，利用多个功率档的及时变换缓解食物表面和内部的温度差异，及时切换磁控管的火力，从而避免食物的过解冻。

Description

微波炉的解冻方法

技术领域

本发明属于微波炉的技术领域，具体涉及一种通过多取样点测量待解冻物体的多点温度，利用测量的起始最低温度与当前温度与起始温度差值得出执行功率常数，从而按食物实际情况切换功率档，确保物体能够得到最佳解冻效果的微波炉的解冻方法。

技术背景

微波炉是在电源接通后磁控管产生微波，并把这些微波照射在食物等被加热物上而烹调食物的装置。这样的微波炉可分为配备小型磁控管的家庭用微波炉和配备大型或多个磁控管的商业用微波炉。微波炉还可以根据加热食物的方式区分为家庭用微波炉一般采用旋转盛有食物的玻璃转盘方式，商业用微波炉主要采用散射照射微波的散射盘方式。商业用微波炉主要适用于使用率高的便利店以及要在短时间内烹调食物的食品店，所以一般需要较家庭用微波炉相对高的输出。

图1是微波炉的结构示意图。

如图1所示，微波炉包括由形成外观的外壳、炉腔20和位于炉腔20右侧方的电藏室30，还包括设在炉腔20前面的门40。在门40的外侧面的右端设有把手41，把手41的两端和门40用螺钉固定连接。外壳形成微波炉外观，同时还起到保护内部炉腔20的作用，因此外壳一般要用具有一定强度的钢板制作。外壳包括由同时盖住炉腔20的上面和两侧面的上面板11、保护下面的底板13、形成炉腔20前面的前面板15和保护炉腔20背面的后面板17。炉腔20是烹调食物等料理物的空间，由前方开口的四角形箱子构成，既可以从炉腔20的开口前方放入食物以及拿出烹调后的食物，在炉腔的上部设置有用于烤制食物的烧烤管21。炉腔20的右侧方有一定的空间，该空间是为设置电子部件的电藏室30，电藏室30内部设有变压器31、磁控管33、电容器37等多个电子部件。在电藏室30的前面设有控制板组件26。

另外，电藏室30的内部在变压器31和散热风扇35之间设有分隔板39。变压器31、散热风扇35、电容器37以及分隔板39固定在辅助面板的上面。辅助面板与底板13的上面之间相隔一定的距离。

在多个电子部件中，变压器31和磁控管33产生照射炉腔20内部的微波。电子部件在产生微波的过程中发热，所以当烹调食物的时候，电藏室30的温度上升。为了冷却变热的电藏室30而需要吸入外部空气，所以散热风扇35吸入外部空气。

微波炉的温度传感器中，传感器探头设置在微波炉的炉腔外，透过炉腔上形成的观测孔接收炉腔内食物发出的红外线信号并测量出食物温度，将温度信号转换为电信号输入到微波炉的控制器；传感器外壳容纳保护并固定传感器探头。

现有技术的微波炉的食物解冻过程中，传感器探头采用的是独立的多个取样点的测量方式，由多个取样点同时测量待解冻物体的温度，并且根据某一时刻托盘上待解冻物体的某一点最低温度即瞬时最低温度控制微波炉的解冻过程。通过判断瞬时最低温度的高低来改变微波炉的功率档，在实际的解冻过程中由于待解冻物体上各点在解冻过程中受热程度不同，所以各点的温度分布也是不均匀的，根据瞬时最低温度控制火力时容易出现高火档和低火档频繁切换的问题，致使托盘上的待解冻物体出现过解冻的情况。微波炉中的温度传感器始终在磁控管工作的情况下感知温度，所以经常会受到微波噪声的影响，容易发生错误的判断相应，影响到食物的解冻效果。另外，由于不同肉类的肉质不同，加热的效果也各不相同，这样更加造成解冻过程的情况复杂性。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的技术问题而提供一种通过多取样点测量待解冻物体的多点温度，利用测量的起始最低温度与当前温度与起始温度差值得出执行功率常数，从而按食物实际情况切换功率档，确保物体能够得到最佳解冻效果的微波炉的解冻方法。

本发明为解决现有技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本发明的微波炉的解冻方法，其中微波炉的传感器探头采用多个取样点同时对食物温度进行测量，包括以下步骤：温度传感器、控制器等硬件进行初始化；通过传感器探头的多取样点测量出微波炉托盘上待解冻食物的形状大小和位置；通过传感器探头测量食物温度，并比较得出食物的起始最低温度；根据食物起始最低温度设定基础运行功率和功率档，对食物进行解冻加热；每秒采集解冻食物温度，得出当前食物的最低温度，通过比较得出当前时刻最低温度与该功率档加热运行前的食物起始最低温度的差值；通过由起始最低温度确定的最低温度常数和由上述温差确定的温差常数得出执行功率常数，执行功率常数与当前的基础运行功率之积即为下一时刻的执行功率；根据食物温度状况不断变化执行功率为食物加热直至当前功率档完成；磁控管暂停工作，温度传感器重新采集当前食物的最低温度作为新的起始最低温度，重新确定新的基础运行功率和功率档，在新的功率档内继续相应变化执行功率为食物加热，该功率档完成后再进入下一功率档，重复加热步骤直至食物达到解冻的要求，解冻完成。

本发明还可以采用如下技术措施：

各取样点排列在食物托盘的一条直径上。

温度传感器开始工作，通过多个取样点测量待解冻物体的多点温度，未覆盖或未完全覆盖到待解冻物体的取样点的测量结果不具备代表性、予以剔除。

在每个功率档开始工作时，根据温度传感器测量出的物体的最低温度Tmin1、Tmin2……所在的温度区间来设定此时对应的微波炉的基础运行功率，基础运行功率在对应功率档所包括的范围内。

功率档的区间为基础运行功率的数值上下浮动3-7％。

执行功率常数由该功率档起始最低温度与最低温度常数之积、当前最低温度和起始最低温度差值与温差常数之积的和构成。

微波炉在解冻加热过程中具有多个功率档，待解冻食物的翻面步骤设置于两个相邻功率档之间。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的微波炉的解冻方法中，微波炉的传感器探头采用多个取样点同时对食物温度进行测量，各取样点排列在食物托盘的一条直径上，使传感器探头尽量多的取样点全部落在食物上，确保温度传感器的反馈温度差在可接受的误差范围内。完全覆盖在食物上的取样点越多，食物上各点的温度分布状况就可以越全面地得到，也就越接近于食物加热的实际状况，从而对加热过程进行精确的控制。在微波炉的解冻过程中，每一个对应的功率档开始之前都通过温度传感器的到食物的起始最低温度，同时确定基础运行功率和相应的功率档，在磁控管解冻运行的过程中，又通过当前时刻的最低温度和起始最低温度的差值不断调整磁控管的执行功率，使磁控管的功率时刻随解冻食物的实际情况不断发生变化，利用多个功率档的及时变换缓解食物表面和内部的温度差异，及时切换磁控管的火力，从而避免食物的过解冻。在每个功率档开始运行之前温度传感器采集食物的最低温度作为起始最低温度，在解冻运行中的每时刻最低温度都与起始最低温度进行对比，执行功率由起始最低温度和当前最低温度同时决定，可以减少微波炉控制算法对不同肉质和不同炉体的控制误差，提高***稳定性，也有利于降低采用高性能温度传感器的生产成本。由一次性动作直接完成解冻，在解冻中随时对微波炉的解冻功率和解冻时间进行适应性的调整。

附图说明

图1是微波炉的结构示意图；

图2是本发明的微波炉的解冻方法的流程图。

具体实施方式

以下参照附图和实施例对本发明进行详细说明：

图2是本发明的微波炉的解冻方法的流程图。

如图2所示，本发明的本发明的微波炉的解冻方法，其中微波炉的传感器探头采用多个取样点同时对食物温度进行测量，各取样点排列在食物托盘的一条直径上。解冻开始时温度传感器、控制器等硬件进行初始化；传感器开始工作，通过多个取样点同时测量所处的托盘直径上各点的温度，并且根据各点间的温度差异判断出落在物体上的取样点个数，未覆盖或未完全覆盖到物体的取样点的测量结果不具备代表性、予以剔除，记录下此时完全覆盖在物体上的各取样点的位置及温度信息，将其定义为0°测量结果；当托盘转过5°，温度传感器通过多个取样点同时测量此时托盘直径上各点的温度，并且根据各点间的温度差异判断出落在物体上的取样点个数，未覆盖或未完全覆盖到物体的取样点的测量结果不具备代表性、予以剔除，记录下此时完全覆盖在物体上的各取样点的位置及温度信息，将其定义为5°测量结果；此后依次记录下在托盘旋转一周的过程中每转过5°的各取样点的位置及温度信息，从而得出目标物体的温度分布状况以及物体的形状和大小；当托盘完成360°旋转回到0°起始位置并开始第二周旋转时，直接调用第一周0°位置时的取样点位置，不考虑当初已经剔除的所有取样点数据，从而通过传感器探头的多取样点测量出微波炉托盘上待解冻食物的形状大小和位置。

在磁控管开始第一功率档的工作之前，通过传感器探头的各个取样点测量食物温度，并比较得出食物的最低温度，将此最低温度记作起始最低温度Tmin1；根据食物起始最低温度设定基础运行功率Plbase1和功率档，开始按照基础运行功率对食物进行解冻加热；在食物的加热过程中，温度传感器在每一秒都采集解冻食物各点的温度，并且将各温度进行比较，得出当前食物的最低温度，通过比较可以得出当前时刻最低温度与第一功率档加热运行前的食物起始最低温度Tmin1的差值，这个差值就是食物在这段时间内的最低温度变化量，将此温度差值记作ΔT；通过由起始最低温度Tmin1确定的最低温度常数K11和由上述温差确定的温差常数K12得出执行功率常数K1，执行功率常数K1由第一功率档起始最低温度Tmin1与最低温度常数K11之积、当前最低温度和起始最低温度差值ΔT与温差常数K12之积的和构成，即K1＝Tmin1×K11+ΔT×K12；执行功率常数K1与当前的基础运行功率Plbase1之积即为下一时刻的执行功率P1，即P1＝Plbase1×K1；根据传感器得到的食物温度状况不断变化执行功率P1为食物加热直至第一功率档完成；第一功率档完成后，磁控管暂停工作，温度传感器重新采集当前食物的最低温度作为新的第二功率档的起始最低温度Tmin2，通过由起始最低温度Tmin2确定的最低温度常数K21和由上述温差确定的温差常数K22得出执行功率常数K2，执行功率常数K2由第二功率档起始最低温度Tmin2与最低温度常数K21之积、当前最低温度和起始最低温度差值ΔT与温差常数K22之积的和构成，重新确定新的基础运行功率Plbase2和功率档，在新的功率档内继续相应变化执行功率P1为食物加热，重复进行加热、温度判断与火力切换，通常执行过第二功率档的加热解冻后，需要对加热食物进行翻面处理。

在待加热食物翻面后，进入第三功率档的工作步骤，通过传感器探头的各个取样点测量翻面后的食物温度，并比较得出食物的最低温度，将此最低温度记作起始最低温度Tmin3；根据食物起始最低温度设定基础运行功率Plbase3和功率档，开始按照基础运行功率对食物进行解冻加热；在食物的加热过程中，温度传感器在每秒都采集解冻食物各点的温度，并且将各温度进行比较，得出当前食物的最低温度，通过比较可以得出当前时刻最低温度与第三功率档加热运行前的食物起始最低温度Tmin3的差值，这个差值就是食物在这段时间内的最低温度变化量，将此温度差值记作ΔT；通过由起始最低温度Tmin3确定的最低温度常数K31和由上述温差确定的温差常数K32得出执行功率常数K3，执行功率常数K3由第三功率档起始最低温度Tmin3与最低温度常数K31之积、当前最低温度和起始最低温度差值ΔT与温差常数K32之积的和构成，即K3＝Tmin3×K31+ΔT×K32；执行功率常数K3与当前的基础运行功率Plbase1之积即为下一时刻的执行功率P1，即P1＝Plbase3×K3；根据传感器得到的食物温度状况不断变化执行功率P1为食物加热直至第三功率档完成；第三功率档完成后，磁控管暂停工作，温度传感器重新采集当前食物的最低温度作为新的第四功率档的起始最低温度Tmin4，通过由起始最低温度Tmin4确定的最低温度常数K41和由上述温差确定的温差常数K42得出执行功率常数K4，执行功率常数K4由第二功率档起始最低温度Tmin4与最低温度常数K41之积、当前最低温度和起始最低温度差值ΔT与温差常数K42之积的和构成，重新确定新的基础运行功率Plbase4和功率档，在新的功率档内继续相应变化执行功率P1为食物加热，重复进行加热、温度判断与火力切换，直至待解冻物体的解冻加热完成，微波炉的工作结束。

在每个功率档开始工作时，根据温度传感器测量出的物体的最低温度Tmin1、Tmin2……所在的温度区间来设定此时对应的微波炉的基础运行功率，基础运行功率在对应功率档所包括的范围内。以全功率运行为100％，功率档的区间为基础运行功率的数值上下浮动5％，在基础运行功率±5％范围之内都属于对应的功率档。如第一基础运行功率为全功率的80％，则第一功率档为75-85％，第二基础运行功率为60％，则第二功率档为55-65％，第三基础运行功率为40％，则第三功率档为35-45％，第四基础运行功率为10％，则第四功率档为5-15％。

微波炉在解冻加热过程中具有多个功率档，待解冻食物的翻面步骤设置于两个相邻功率档之间。每种功率档即功率档都具有固定的最小执行时间，即便最低温度发生变化进入到不同的温度区间，也要在完成当前正在进行的最小执行时间后才可以更换到不同的功率等级。

磁控管在工作时及时根据执行功率更改工作状态，如果磁控管在某一运行周期内收到减少功率的控制信号时，其实际运行功率已经超出执行功率的数值，则立即停止该工作周期的运行，并且在下一个运行周期中减少执行功率的数值，以对这个周期的功率过大给予补偿。相反地，如果在某一工作周期的末尾收到需要增大功率的信号，而当前工作周期又无法提供足够的磁控管工作时间时，则在下一周期提高执行功率对该周期的功率不足提出补偿。

本发明的微波炉的解冻方法中，微波炉的传感器探头采用多个取样点同时对食物温度进行测量，各取样点排列在食物托盘的一条直径上，使传感器探头尽量多的取样点全部落在食物上，确保温度传感器的反馈温度差在可接受的误差范围内。完全覆盖在食物上的取样点越多，食物上各点的温度分布状况就可以越全面地得到，也就越接近于食物加热的实际状况，从而对加热过程进行精确的控制。在微波炉的解冻过程中，每一个对应的功率档开始之前都通过温度传感器的到食物的起始最低温度，同时确定基础运行功率和相应的功率档，在磁控管解冻运行的过程中，又通过当前时刻的最低温度和起始最低温度的差值不断调整磁控管的执行功率，使磁控管的功率时刻随解冻食物的实际情况不断发生变化，利用多个功率档的及时变换缓解食物表面和内部的温度差异，及时切换磁控管的火力，从而避免食物的过解冻。在每个功率档开始运行之前温度传感器采集食物的最低温度作为起始最低温度，在解冻运行中的每时刻最低温度都与起始最低温度进行对比，执行功率由起始最低温度和当前最低温度同时决定，可以减少微波炉控制算法对不同肉质和不同炉体的控制误差，提高***稳定性，也有利于降低采用高性能温度传感器的生产成本。由一次性动作直接完成解冻，在解冻中随时对微波炉的解冻功率和解冻时间进行适应性的调整。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种微波炉的解冻方法，其中微波炉的传感器探头采用多个取样点同时对食物温度进行测量，其特征在于包括以下步骤：温度传感器、控制器硬件进行初始化；通过传感器探头的多取样点测量出微波炉托盘上待解冻食物的形状大小和位置；通过传感器探头测量食物温度，并比较得出食物的起始最低温度；根据食物起始最低温度设定基础运行功率和功率档，对食物进行解冻加热；每秒采集解冻食物温度，得出当前食物的最低温度，通过比较得出当前时刻最低温度与该功率档加热运行前的食物起始最低温度的差值；根据食物温度状况不断变化执行功率为食物加热直至当前功率档完成；磁控管暂停工作，温度传感器重新采集当前食物的最低温度作为新的起始最低温度，重新确定新的基础运行功率和功率档，在新的功率档内继续相应变化执行功率为食物加热，该功率档完成后再进入下一功率档，重复加热步骤直至食物达到解冻的要求，解冻完成；微波炉在解冻加热过程中具有多个功率档，待解冻食物的翻面步骤设置于两个相邻功率档之间；每种功率档即功率档都具有固定的最小执行时间，即便最低温度发生变化进入到不同的温度区间，也要在完成当前正在进行的最小执行时间后才可以更换到不同的功率等级。

2.根据权利要求1所述的微波炉的解冻方法，其特征在于：通过由起始最低温度确定的最低温度常数和由每秒采集解冻食物温度，得出当前食物的最低温度，通过比较得出当前时刻最低温度与该功率档加热运行前的食物起始最低温度的差值确定的温差常数得出执行功率常数，执行功率常数与当前的基础运行功率之积即为下一时刻的执行功率。

3.根据权利要求1所述的微波炉的解冻方法，其特征在于：各取样点排列在食物托盘的一条直径上。

4.根据权利要求2或3所述的微波炉的解冻方法，其特征在于：温度传感器开始工作，通过多个取样点测量待解冻物体的多点温度，未覆盖或未完全覆盖到待解冻物体的取样点的测量结果不具备代表性、予以剔除。

5.根据权利要求1所述的微波炉的解冻方法，其特征在于：在每个功率档开始工作时，根据温度传感器测量出的物体的最低温度Tmin1、Tmin2……所在的温度区间来设定此时对应的微波炉的基础运行功率，基础运行功率在对应功率档所包括的范围内。

6.根据权利要求5所述的微波炉的解冻方法，其特征在于：功率档的区间为基础运行功率的数值上下浮动3-7％。

7.根据权利要求1所述的微波炉的解冻方法，其特征在于：执行功率常数由该功率档起始最低温度与最低温度常数之积、当前最低温度和起始最低温度差值与温差常数之积的和构成。