CN109156052A - 微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法，明确地说用于加热所述装置的加热室内的至少一种产品。所述微波加热装置包括至少两个辐射部分，其中所述至少两个辐射部分适用于将微波辐射到加热室并且可根据多种操作配置而操作，所述多种操作配置在辐射的微波之间的频率和/或相移方面不同。可通过按若干操作配置依序地操作所述至少两个辐射部分来执行学习程序。针对这些操作配置而计算能量效率数据。可选择操作频率，所述选择基于能量效率数据。可将在所选择的操作频率下具有最大能量效率的操作配置视为参考操作配置。可通过按具有所选择的操作频率以及围绕参考操作配置的相应相移挑选的相应相移的操作配置依序地操作所述至少两个辐射部分来执行加热程序。每一所挑选的操作配置的相移可相对于参考操作配置的相应相移具有一相移距离，以使得在相移的空间中，参考操作配置被所挑选的操作配置围绕。

Description

微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法

相关申请的交叉引用

本申请主张2016年4月1日申请的第62/317,077号美国临时申请以及2017年1月24日申请的第15/414,075号美国申请的优先权，其中所述申请的全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本公开总的来说涉及电磁加热的领域。具体来说，本公开涉及微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法，明确地说，用于解冻和/或烹饪食品。

背景技术

当前，有许多用于加热食品(出于解冻和烹饪两个目的)的已知并且广泛使用的技术。

根据一些已知的加热技术，食品经由其外表面而接收热，其中外表面与外部加热元件或较高温度下的外部环境交换热。在这些技术中，食品内的热的流动是通过食品自身的温度梯度和热扩散率来确定。

根据其它已知的加热技术，热通过电磁场或电磁辐射而直接在食品内产生。其中，一些技术使用射频(RF)电介质加热，并且其它技术使用微波(MW)。传统地，射频电磁波处于1与300MHz之间的频带内，而微波处于300MHz与300GHz之间的频带内。明确地说，射频加热装置和微波加热装置是已知的，并且被广泛利用。

相比其它技术，使用射频或微波的电磁加热技术通常有益于实现较短的解冻或烹饪时间。

技术领域

本公开总的来说涉及电磁加热的领域。具体来说，本公开涉及微波加热装置以及用于操作微波加热装置的方法，明确地说，用于解冻和/或烹饪食品。

背景技术

当前，有许多用于加热食品(出于解冻和烹饪两个目的)的已知并且广泛使用的技术。

根据一些已知的加热技术，食品经由其外表面而接收热，其中外表面与外部加热元件或较高温度下的外部环境交换热。在这些技术中，食品内的热的流动是通过食品自身的温度梯度和热扩散率来确定。

根据其它已知的加热技术，热通过电磁场或电磁辐射而直接在食品内产生。其中，一些技术使用射频(RF)电介质加热，并且其它技术使用微波(MW)。传统地，射频电磁波处于1与300MHz之间的频带内，而微波处于300MHz与300GHz之间的频带内。明确地说，射频加热装置和微波加热装置是已知的，并且被广泛利用。

相比使用经由食品表面的热交换的技术，使用射频或微波的电磁加热技术通常有益于实现较短的解冻或烹饪时间。然而，许多已知电磁加热技术共同的问题涉及难以在食品内获得温度的足够均匀的分布。

此外，当同时加热食品的若干相同份量(或部分)时，遭遇到已知电磁加热技术的另一问题。在这些状况下，通常发生以下情形：这些份量的食品的温度在加热程序结束时彼此不相同，即，无法获得可接受的空间加热均匀性。

这些问题通常看起来对于微波加热装置来说更显著。

因此，期望获得一种特别是使用微波的加热技术，这允许在食品加热期间减小食品中和/或食品的不同份量之间的温度分布的非均匀性。

发明内容

具体来说，本公开涉及使用微波加热技术以加热至少一种产品的加热装置和方法。在特定使用模式中，至少一种产品是食品，并且加热希望解冻和/或烹饪食品和/或仅加热食品。然而，该加热装置和方法也可用于其它类型的产品。

在一些实例实施例中，微波加热装置可包括：加热室，用于接纳将被加热的至少一种产品；微波产生***，包含适用于将微波辐射到加热室的至少两个辐射部分；控制单元。微波产生***可产生具有相同频率和不同相位的相应微波，并经由至少两个辐射部分而辐射所述相应微波。因此，两个辐射部分中的一个可被视为参考辐射部分，而另一辐射部分(或若辐射部分不止两个，则其它辐射部分)的微波可相对于参考辐射部分的微波具有相应相移(或多个相移)。微波产生***的操作配置可由频率值和相移值(多个)定义。

在一些实例实施例中，微波产生***可包括四个辐射部分。因此，每一操作配置可由一频率值和三个相移值定义。操作配置的相位组合可被表示为相移的三维空间中的点。

控制单元可被配置成操作微波产生***，并改变由微波产生***辐射的微波的频率和相移(或多个相移)。因此，至少两个辐射部分可根据多种操作配置而操作，其中所述多种操作配置在所辐射的微波之间具有彼此不同的频率和/或相移(或多个相移)。反比于反射功率与辐射功率之比的能量效率与每一操作配置相关联。微波加热装置可包含反射功率检测***，并且控制单元可被配置成计算此能量效率。

根据本公开的一个方面，控制单元可被配置成按一种方式操作微波产生***，以使得可在至少一种产品的加热程序期间获得加热室内的微波分布的“微动”。此目的可通过以下方式来实现：依序按若干操作配置操作微波产生***，每一操作配置具有所选择的操作频率以及围绕参考操作配置的对应相移(多个)挑选的相应相移(多个)。换句话说，可通过相位旋转方法而产生虚拟微动。

实际上，由辐射部分发射的微波的相移的改变将需要加热室内的微波的干涉图案的改变，并且明确地说，增益性干涉位置和减损性干涉位置的偏移。因此，接收辐射功率的峰值的位置可通过使用具有不同相移的若干操作配置而在将被加热的产品上或产品的若干部分上移动。这有益于在加热室内产生电磁加热功率的较均匀的空间分布并且有益于在加热程序期间提高给予产品或产品的若干份量的电磁能量的空间均匀性。

本公开的一个方面涉及将用于加热程序中的操作配置的选择。

根据一些可能的使用方法，可针对位于加热室中的产品或产品的若干份量而获得取决于操作配置的能量效率的数据。所获得的数据可由控制单元处理，以选择操作频率和参考操作配置，其中参考操作配置是在所选择的操作频率下具有最大能量效率的操作配置。此外，加热程序的操作配置可被选择为具有所选择的操作频率以及围绕参考操作配置的对应相移挑选的相应相移的操作配置。更具体来说，每一所挑选的操作配置的相移可按一种方式相对于参考操作配置的相应相移具有相移距离，以使得在相移的空间中，参考操作配置被所挑选的操作配置围绕。

本发明者已通过实验验证，根据本文所述的方法而挑选的操作配置的使用可获得极好的空间加热均匀性，特别是在同时加热多个相同份量时。

应认为，针对每一频率，在操作配置改变时，能量效率通常在最小值与最大值之间具有相当平滑的趋势。因此，这些挑选加热程序的操作配置的方法可有益于微动微波分布而不在用于加热程序中的操作配置的能量效率之间产生任何显著差异。这有利于空间加热均匀性。

在一些实例实施例中，微波产生***可包括四个辐射部分，并且因此每一操作配置可由频率值和三个相移值定义。操作配置可被表示为相移的三维空间中的点。根据一种可能使用方法，针对加热程序而挑选的操作配置的点可以是相移的三维空间中的多面体的顶点，并且参考操作配置可以是所述多面体的体内点或中心点。在一种具体使用方法中，所挑选的操作配置是八种操作配置，并且其对应点是以参考操作配置的点为中心的立方体的顶点。

在其它实例实施例中，微波产生***可包括N个辐射部分，并且因此每一操作配置可由一频率值和(N-1)个相移值定义。根据一种可能使用方法，针对加热程序而挑选的操作配置的点可以是相移的(N-1)维空间中的超多面体的顶点，并且参考操作配置可以是所述超多面体的体内点或中心点，所述超多面体明确地说是超立方体。

根据一些可能使用方法，可根据在所选择的操作频率下的效率差来计算相移距离。效率差被定义为可在相同频率下针对操作配置而发现的最大能量效率与最小能量效率之间的差。更具体来说，相移距离可反比于效率差来计算。

根据一些可能使用方法，加热程序的操作频率可被选择为频率值，对于该频率值，效率差具有最小值。

在一些实例实施例中，控制单元可被配置成在至少一种产品已位于加热室内之后通过运行学习程序而获得能量效率数据。在学习程序期间，频率和相移改变以依序按若干操作配置操作至少两个辐射部分。针对每一频率，可挑选相移相互不同的数个操作配置并且可按这些所挑选的配置操作至少两个辐射部分。更具体来说，在学习程序期间，在一定范围内改变频率，并且针对每一频率，挑选相移相互不同的数个操作配置。

可针对学习程序对于所述若干操作配置中的每一种而计算能量效率，并且可保存所获得的能量效率的数据。以此方式，可针对加热室中的至少一个产品而获得取决于操作配置的能量效率的数据。

这有益于直接获得关于加热室中的至少一种产品与微波有多少程度的相互作用的信息以及当频率和/或相移改变时此相互作用如何改变的信息。实际上，在加热室中引入的每一产品具有与其它产品不同的特征。此外，与微波的相互作用取决于产品的形状及其在加热室中的位置。

明确地说，学习程序可允许针对将同时被加热的特定组的相同份量而将能量效率映射作为频率和相移的函数。学习程序有益于针对加热室中的该组相同份量而最佳地设定操作配置。学习程序的短持续时间不影响整个烹饪过程，并且学习程序可在烹饪期间不时地重复而无任何问题。

换句话说，学习程序可实施自适应算法，其中所述自适应算法允许加热程序适应于特定组的将被加热的份量。学习程序中所获得的数据可用于挑选加热程序的操作配置：在加热程序期间，至少两个辐射部分根据已基于学习程序中所获得的数据而挑选的操作配置而依序操作。

在其它实例实施例中，针对此将被加热的具体份量或一组份量，能量效率数据已可供控制单元使用，而不需要学习程序。例如，已在之前的学习程序期间获得了相同份量或一组份量的这些数据，并进行保存，以使得控制单元可在需要对相同份量或一组份量进行加热时检索这些数据。在另一实例中，可已在微波加热装置的设置阶段获得并处理这些数据，并且将其保存为针对此特定份量或一组份量的具体食谱。因此，可针对每一份量或一组份量执行获得并处理能量效率数据的操作仅一次，并且可调用具体食谱以烹饪对应份量或一组份量。这些实例实施例可适用于在微波加热装置的加热室中应当放置在某些固定位置中的特定类型的份量。这可适用于例如快餐店等行业，在这些行业中，将被烹饪的产品的范围极其有限，并且可一直在加热室中放置在相同位置中的产品的份量在质量、形状和大小方面是标准化的。

附图说明

在已大体上描述本公开的主题之后，在下面以举例方式提供并且不限制本公开的范围的具体实施方式的详细描述中，其它特征和使用方法将变得明显。将参照附图，而附图是未必按比例绘制的示意图，在附图中：

图1是根据本公开的微波加热装置的实例实施例的示意图，其一些部件被简单地描绘为方框元件；

图2是根据本公开的微波加热装置的可能使用方法的框图；

图3是与根据本公开的微波加热装置的可能使用方法相关的示范性曲线图；

图4是根据本公开的选择程序的可能算法的框图；

图5是图4的选择程序的步骤的示意图；

图6是与图4的选择程序相关的示范性曲线图；

图7是与根据本公开的微波加热装置的实例实施例的可能使用方法的加热程序相关的示范性曲线图；以及

图8是与根据本公开的微波加热装置的另一实例实施例的可能使用方法的加热程序相关的示范性曲线图。

具体实施方式

根据本公开的微波加热装置的实例实施例被标记为附图标记1，并且示意性地图示在图1中。

图1示出加热装置1的若干部件以便使本说明书更容易理解。用虚线表示的一些部件仅为了表示其处于加热装置1的结构外部，以实现其功能表示。然而，此图不应被视为将用于生产用途的精确且详细的技术图。因此，图1并未示出加热装置1的所有部件，并且不应被视为忠实再现部件之间的标度和比例的附图。

微波加热装置1可用于加热至少一种产品9，明确地说，至少一种食品，例如，食物、菜肴、一片肉、蔬菜产品。根据一些使用模式，微波加热装置1可用于同时加热产品9的若干份量或部分。三个份量的食品以举例方式示出在图1中并被标记为91。在本说明书中，对“食品9”的任何引用应被理解为也表示将同时加热的若干份量91的产品。

根据一些使用模式，将被加热的食品9可以是冷冻(或深度冷冻)的食品，并且加热装置1可用于解冻此冷冻食品9。根据其它使用模式，装置1可用于烹饪食品9。

装置1包括支撑结构10，其中支撑结构10例如包括箱状壳体和/或支撑装置1的其它部件的框架。装置1还包括加热室12，其中加热室12被设计成接纳将被加热的至少一种食品9(明确地说，份量91)。例如，加热室12位于支撑结构10内。装置1可包括门(未示出)，其中门可交替地打开和关闭，在打开时允许访问加热室12，在关闭时在关闭的加热室12中执行食品9的加热。

装置1包括控制单元3和微波产生***20，其中微波产生***20包含至少两个辐射部分25。在图1中的实例实施例中，微波产生***20包括四个所述辐射部分25。在其它实例实施例中，辐射部分25可以是两个、三个或四个以上。

至少两个辐射部分25面向加热室12。微波产生***20被设计成产生微波，并且至少两个辐射部分25适用于将微波辐射到加热室12。

在一些实施例中，微波产生可由固态产生器进行。更具体来说，微波产生***20包括固态功率放大器22，其中固态功率放大器22中的每一个与相应辐射部分25连接。功率放大器22可例如由控制单元3相互独立地受到控制，以使得由功率放大器22中的每一个产生的信号可在频率、相位和振幅方面受到控制。所产生的信号由相应辐射部分25接收以辐射对应微波。因此，由辐射部分25辐射的微波可在频率、相位和/或功率方面改变。

微波频率的工作范围可处于300MHz与300GHz之间。明确地说，在一些实例实施例中，微波频率的工作范围可处于2400MHz与2500MHz之间。在一些实施例中，微波相位的工作范围可处于0°与360°之间。在一些实施例中，由每一功率放大器22提供的功率的最大值可以是200W。显然，在其它实例实施例中，较小或较大功率值是可能的。

在一些实施例中，微波产生***20可被设计成产生具有相同频率和不同相位的相应微波，并经由至少两个辐射部分而辐射所述相应微波。

在具有两个辐射部分的一个实例实施例中，两个辐射微波可具有相互不同的相位。因此，一个辐射部分可被视为参考辐射部分，并且由另一辐射部分辐射的微波可相对于由参考辐射部分辐射的微波具有相移。

在具有两个以上辐射部分的其它实例实施例中，辐射微波可具有相互不同的相位。因此，一个辐射部分可被视为参考辐射部分，并且由其它辐射部分中的每一个辐射的微波可相对于由参考辐射部分辐射的微波具有相应相移。在具有四个辐射部分25的图1的具体实例实施例中，定义了三个相移。

频率值和相移值(多个)识别或定义微波产生***20的操作配置。换句话说，操作配置是微波产生***20工作在的频率和相位的组合。在具有四个辐射部分25的具体实例实施例中，每一操作配置由一频率值和三个相移值定义。

除由频率和相位定义的操作配置之外，微波产生***20的操作条件还包含辐射部分25被设定在的功率水平。

控制单元3可被配置成操作微波产生***20，并改变由微波产生***20产生的微波的频率和相移。换句话说，控制单元3可被配置成设定多种操作配置，微波产生***20可根据所述多种操作配置而操作。此外，控制单元3可调整每一辐射部分25的功率水平。明确地说，辐射部分25可按相同功率水平操作，即，由辐射部分25辐射的微波可全部具有相同功率。

在微波加热装置1的使用期间，辐射功率与由辐射部分25辐射的微波相关联，并且辐射功率部分地由位于加热室12内的将被加热的食品9吸收。辐射功率的被吸收的份额转化为食品9中的热，而辐射功率的剩余份额由加热室12反射。

在一些实施例中，微波加热装置1包括反射功率检测***，其中反射功率检测***被配置成检测由加热室12反射的辐射功率的份额。更具体来说，反射功率检测***可包括多个检测器27，对每一辐射部分25配有一个检测器27。每一检测器27可适用于检测由加热室12返回到相应辐射部分25的微波功率。

例如，每一检测器27可以是定位在功率放大器22与相应辐射部分25之间的电力检测器。此外，可针对每一辐射部分25而检测或测量辐射功率(或前向功率)。例如，反射功率检测***和辐射功率检测器可包含在微波加热装置1的电子电路中。

在一些实施例中，控制单元3可与反射功率检测***连接(并且也与辐射功率检测器连接)，并且可被配置成计算反比于反射功率与辐射功率之比的能量效率。例如，辐射功率(P_rad)可被计算为由辐射部分25辐射的各个功率的总和；反射功率(P_ref)可被计算为由检测器27检测到的各个反射功率的总和。能量效率(Eff)用百分比表示可如下计算：Eff＝(1-P_ref/P_rad)*100。

控制单元3可被配置成针对微波产生***20的每一操作配置而计算能量效率值。

如图2示意性地示出，可在希望加热和/或烹饪食品9的加热程序120之前执行希望“了解”食品9的学习程序100。可在学习程序100之后并在加热或烹饪程序120之前执行选择程序110，以便基于学习程序100中所获得的结果针对后续加热程序120而选择操作条件。控制单元3可被配置成运行这些程序。

根据一些使用方法，学习程序100可具有评估加热室12中的食品9如何与微波相互作用的基本功能，以便允许有利地设定微波产生***20的参数，所述设定针对具体食品9而定制。换句话说，学习程序100可以是旨在测试食品9并识别加热室12中的食品9的最好加热条件的检查。应注意，学习程序100应在将被加热的食品9处于加热室12内时被执行。因此，食品9应在开始学习程序100之前位于加热室12中。

基本上，学习程序100可包含通过按不同相位和不同频率依序操作辐射部分25(但同时按相同频率操作所有辐射部分25)根据多种不同操作配置而将微波施加到食品9。

在学习程序100期间，控制单元3可按在相应范围内改变的频率和相移(多个)而操作微波产生***20，并且可针对对应操作配置中的每一种来计算能量效率。换句话说，依序分析数种配置，并且针对每一配置而计算能量效率。

例如，频率可按10MHz的频率步长在2400MHz与2500MHz之间的范围内改变。在其它实施例中，频率可在300MHz与300GHz之间的范围内改变。针对每一频率，可通过按一相位步长在相应相位范围内改变相移来挑选相位的数种组合。更具体来说，相位范围是处于0°与360°之间的某一间隔，并且相位步长在所述间隔内可以是恒定的。例如，相位步长是45°。应当认为，相移0°等同于相移360°，因而，应仅考虑对应操作配置一次。

针对所挑选的操作配置获得的能量效率的数据可被电子保存以便允许进行后续处理。例如，数据被保存为数据矩阵，其中所述数据矩阵含有所有所挑选的操作配置以及对应的能量效率值。例如，图3示出三维空间，其中能量效率根据三个相移而按灰度映射。

此外，由于学习程序100，针对每一频率，可获得取决于配置(即，取决于相位或相移)的能量效率的趋势的曲线图，如图5所示。图3和图5的曲线图是专门针对加热室12中的食品9，并且也取决于微波加热装置1的技术特征。

明确地说，控制单元3可被配置成按所挑选的操作配置操作微波产生***20，以针对所挑选的操作配置中的每一种而计算能量效率，并将所获得的数据保存到电子数据存储装置中。在可能的使用方法中，可筛选在学习程序100中获得的数据以便舍弃不与一个或更多个额外要求相符的任何操作配置，因此之后的选择程序110的操作配置可比学习程序100的操作配置更少。

根据一种使用方法，所获得的数据可经由处理算法而在选择程序110中被处理，以挑选可用于加热食品9的多种操作配置。

根据本公开的一个方面，选择程序110可基本上如下所述：选择操作频率，选择所述操作频率下的参考操作配置，并且围绕所述参考操作配置挑选多种操作配置。

本文中结合图4的框图而描述用于选择操作频率的一种可能处理算法。针对所获得的数据中的每一频率，在操作200中，可分析能量效率数据，以挑出具有最大能量效率的操作配置以及具有最小能量效率的操作配置。可将效率差(ΔEff)计算为在相同频率下的最大能量效率(Max Efficiency)与最小能量效率(Min Efficiency)之间的差(也参见图5)。在操作210中，可将操作频率选择为使效率差最小化的频率值。因此，当运行所述算法时，控制单元3被配置成选择对应于最大能量效率与最小能量效率之间的最小差的操作频率(参见图6)。

可采用其它处理算法来选择操作频率。例如，可考虑效率差的相同频率下的标准偏差和/或最大能量效率，从而定义取决于频率的数学函数。可通过将数学函数最小化或最大化来选择操作频率。

在操作210中选择操作频率之后，可在操作220中将参考操作配置选择为在所选择的操作频率下具有最大能量效率的操作配置。并且可基于在学习程序100中获得的数据来进行此选择。

在操作230中，可选择加热程序120的多种操作配置，它们全部具有所挑选的操作频率，但具有围绕参考操作配置的相应相移挑选的相移。因此，针对加热程序120而挑选的操作配置可具有相同频率并且在至少一个相移上相互不同。

明确地说，每一所挑选的操作配置的相移可相对于参考操作配置的相应相移具有一定的相移距离，以使得在相移的空间中，参考操作配置被所挑选的操作配置围绕。因此，加热程序120可遵循围绕参考操作配置的相位微动方法。

换句话说，任何所挑选的操作配置的每一相移与参考操作配置的对应相移之间的差的绝对值可等于预设定的值，其中所述预设定的值是相移距离。

例如，图7表示具有微波产生***20的微波加热装置，该微波产生***20包含三个辐射部分25。因此，每一操作配置可由一频率值和两个相移值定义，其中所述两个相移值例如被计算为第一辐射部分和第二辐射部分的相位与第三辐射部分的相位的差。

操作配置对应于相移的二维空间中的点。针对加热程序而挑选的操作配置对应于可以是此二维空间中的多边形的顶点的点(被标记为附图标记320、330、340、350)，参考操作配置对应于所述多边形的内部点(明确地说，中心点，被标记为附图标记310)。图7示出针对加热程序120，参考操作配置310***作配置320、330、340、350围绕。在具体实例中，所挑选的操作配置320、330、340、350是四种，并且可对应于正方形的顶点，而参考操作配置310可对应于正方形的中心。在所选择的操作频率下具有最小能量效率的配置也被示出，并被标记为附图标记300。

根据另一实例，图8表示具有微波产生***20的微波加热装置，该微波产生***20包含四个辐射部分25。因此，每一操作配置可由一频率值和三个相移值定义，其中所述三个相移值例如被计算为第一辐射部分、第二辐射部分和第三辐射部分的相位与第四辐射部分的相位的差。

操作配置对应于相移的三维空间中的点。针对加热程序120而挑选的操作配置对应于可以是此三维空间中的多面体的顶点的点(被标记为附图标记420、430、440、450、460、470、480、490)，参考操作配置对应于所述多面体的体内点(明确地说，中心点，被标记为附图标记410)。图8示出针对加热程序120，参考操作配置410***作配置420、430、440、450、460、470、480、490围绕。在具体实例中，所挑选的操作配置420、430、440、450、460、470、480、490是八种，并且可对应于立方体的顶点，而参考操作配置410可对应于立方体的中心。在所选择的操作频率下具有最小能量效率的配置也被示出，并被标记为附图标记400。

此方面可概括为具有微波产生***20的微波加热装置，该微波产生***20包含任何数量N个辐射部分25，其中N大于等于2。在此状况下，每一操作配置可由一频率值和N-1个相移值定义。操作配置对应于相移的(N-1)维空间中的点。针对加热程序120而挑选的操作配置可对应于可以是相移的(N-1)维空间中的超多面体的顶点的点，并且参考操作配置可对应于所述超多面体的体内点(明确地说，中心点)。明确地说，所挑选的操作配置可以是2^{N -1}种，并且超多面体可以是超立方体。参考操作配置可对应于超立方体的中心。

根据用于挑选加热程序120的操作配置的一种模式，可如下计算其中的每一个的相移：phase_shift_i＝ref_phase_shift_i±phase_dist_i，

其中phase_shift_i是操作配置的第i个相移，ref_phase_shift_i是参考操作配置的第i个相移，ref_phase_shift_i是针对第i个相移而挑选的相移距离。可考虑相移值的所有可能组合以产生加热程序120的操作配置的集合。

为了获得正方形、立方体或超立方体，phase_dist_i针对所有相移具有相同值。

在一些实施例中，控制单元3可被配置成以一种方式根据针对所选择的操作频率的效率差来计算相移距离，以使得相移距离反比于效率差。较小效率差将需要围绕参考配置的的较大相移距离和较宽相位微动，而较大效率差将需要较小相移距离以及较窄相位微动。

根据一些具体算法，可将相移距离(以度为单位)计算为90度与所选择的操作频率下的效率差(作为用百分比表示的效率的差)之间的差：phase_dist＝90°-ΔEff。

本文中，结合图6和图7来描述选择程序110的实例。从被作用至特定产品9或一组产品份量91的学习程序100得到的最低效率差是在可被选为加热程序120的操作频率的2470MHz的频率下发现的。此频率下的效率差是18％，因此相移距离是：90-18＝72度。例如，图7表示具有三个辐射部分25的加热装置1，其中可定义两个相移。在140度的phase_shift₁以及160度的phase_shift₂下发现针对2470MHz的所选择频率的最大效率差。这些值表示参考操作配置(ref_phase_shift₁；ref_phase_shift₂)。因此，在68度(即，140–72)下或212度(即，140+72)下选择加热操作配置的phase_shift₁，在88度(即，160–72)下或232度(即，160+72)下选择加热操作配置的phase_shift₂。因此，加热程序120的操作配置的相移值是：(68；232)、(212；232)、(212；88)、(68；88)。

在已在选择程序110中挑选所述多种操作配置之后，至少两个辐射部分25可在加热程序120期间依序按所述多种操作配置操作。根据一些使用模式，在加热程序120期间，选择的操作配置中的每一种可作用相同的时间，即，总加热时间可在所选择的操作配置之间相等地划分。

根据一些实施例，控制单元3可被配置成按在学习程序100与加热程序120之间改变的可调整的功率操作微波产生***20。明确地说，学习程序100中的辐射功率可小于加热程序120中的辐射功率。换句话说，在学习程序100期间，加热室12可被馈送具有极小功率(例如，20W的总功率)的微波，即，功率放大器22可按减小的功率(例如，每个功率放大器5W)操作。这可有益于避免食品9在学习程序100期间的显著加热或烹饪。学习程序100可持续几秒，这与若干分钟的整个烹饪时间相比是可忽略的时间。在加热程序120期间，加热室12可被馈送具有大功率的微波，例如，功率放大器22可按200W的功率操作。

在其它实施例或使用模式中，避免学习程序100期间的显著加热或烹饪不是那么重要。例如，在一些状况下，学习程序100期间的加热可有益于缩短总烹饪时间。因此，在那些状况下，学习程序100可按与加热程序120中一样大的功率被执行。

在一些使用方法中，加热程序120可暂停至少一次以重复学习程序100，以使得加热程序120可按更新的操作配置继续。换句话说，学习程序100和加热程序120针对加热室12中的相同产品9而交替重复多次，每一加热程序120基于在先前学习程序100中获得并在选择程序110中处理的数据。这有益于使加热程序120适应于食品9在加热或烹饪期间改变的物理特性。

如上所述，控制单元3可被配置成运行学习程序100、选择程序110和加热程序120。为了执行这些任务，控制单元3可包含处理电路31，其中处理电路31可被配置成结合如本文所述对本文所述的各种部件或模块执行控制而与这些部件或模块形成接口、控制这些部件或模块或以其它方式协调这些部件或模块的操作。控制单元3可利用处理电路31以将电子控制输入提供到微波产生***20和/或反射功率检测***的一个或更多个功能单元，接收、发送和/或处理与一个或更多个功能单元相关联的数据，并执行对于实现如本文所述的控制微波产生***20和/或反射功率检测***(或其部件)的操作的能力来说必要的通信。

在一些实施例中，处理电路31可被体现为芯片或芯片组。换句话说，处理电路31可包括一个或更多个物理封装件(例如，芯片)，所述物理封装包含处于结构组件(例如，基板)上的材料、部件和/或导线。结构组件可对结构组件上所包含的部件电路提供物理强度、尺寸的节省和/或电气相互作用的限制。处理电路31可因此在一些状况下被配置成将本发明的实施例实施在单个芯片上或实施为单个“片上***”。因此，在一些状况下，芯片或芯片组可构成用于执行用于提供本文所述的功能的一个或更多个操作的构件。

在实例实施例中，处理电路31可包含处理器312和存储器314(例如，易失性或非易失性存储器)的一个或更多个实例，所述处理器312和存储器314可与装置接口33和用户接口35通信或以其它方式控制装置接口33和用户接口35。因此，处理电路31可被体现为电路芯片(例如，集成电路芯片)，所述电路芯片(例如，通过硬件、软件或硬件与软件的组合)被配置成执行本文所述的操作。

装置接口33可包含实现与其它装置的通信的一个或更多个接口机构。在一些状况下，装置接口33可以是被配置成经由内部和/或外部通信机构而从与处理电路31通信的装置或部件(例如，***部件)接收数据和/或将数据传输到所述装置或部件的任何构件，例如以硬件或硬件和软件的组合体现的装置或电路。因此，例如，装置接口33可还包含用于从微波产生***20和/或反射功率检测***和/或一个或更多个传感器接收数据的装置和/或构件。

可按若干方式来修改并调适本公开的主题，而不偏离本公开的范围。本发明的所有细节可替代为所使用的其它技术上等同的元件和材料，并且各种部件的形状和尺寸可根据要求来改变。因此，明显的是，上文所述的实例实施例是非限制性的，并且其它实施例是可能的，而仍被随附权利要求书涵盖。此外，虽然本说明书和附图描述元件和功能的组合的实例，但明显的是，具有元件和功能的不同组合、在任何状况下都被本公开的教示涵盖的实施例是可能的。

还应注意，参照上文所述的实例实施例而描述的优点和益处未必存在于被本公开的教示涵盖的所有可能实施例中。本说明书所使用的具体术语是以通用且描述的含义来使用，而不是出于限制的目的来使用。

Claims (23)

1.一种微波加热装置，包括：

-加热室，被设计成接纳至少一种将被加热的产品；

-微波产生***，被设计成产生微波并包含适用于将微波辐射到所述加热室的至少两个辐射部分，辐射功率与所述辐射微波相关联并在使用中与正由所述加热室反射的辐射功率的份额相关联；以及

-控制单元；

所述微波产生***被配置成经由所述至少两个辐射部分而辐射具有相同频率和不同相位的相应微波，其中所述辐射部分中的一个可被视为参考辐射部分，并且由其它辐射部分辐射的所述微波可相对于由所述参考辐射部分辐射的所述微波具有相应相移，所述频率和相移的值定义所述微波产生***的操作配置，能量效率与每一操作配置相关联，所述能量效率反比于反射功率与辐射功率之比；

所述控制单元被配置成操作所述微波产生***，并改变由所述微波产生***辐射的所述微波的所述频率和所述相移；

所述控制单元被配置成获得取决于与所述至少一种将被加热的产品相关的操作配置的能量效率的数据；

所述控制单元被配置成运行选择程序，其中：

选择操作频率，所述频率选择基于所述获得的能量效率的数据；

选择参考操作配置，所述参考操作配置是在所述所选择的操作频率下具有最大能量效率的所述操作配置；

挑选多种操作配置，每一操作配置具有所述所选择的操作频率以及在所述参考操作配置的所述相应相移周围挑选的相应相移，所述多种操作配置中的每一操作配置的所述相移相对于所述参考操作配置的所述相应相移具有一相移距离，以使得在所述相移的空间中，所述参考操作配置被所述多种操作配置围绕；

所述控制单元被配置成运行加热程序，其中所述微波产生***按在所述选择程序中挑选的所述多种操作配置依序地操作。

2.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中所述微波产生***包含三个辐射部分，每一操作配置由一频率值和两个相移值定义，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置对应于所述相移的二维空间中的点，所述点是所述相移的所述二维空间中的多边形的顶点，所述参考操作配置对应于所述多边形的内部点或中心点。

3.根据权利要求2所述的微波加热装置，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置有四种，并且所述多边形是正方形。

4.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中所述微波产生***包含四个辐射部分，每一操作配置由一频率值和三个相移值定义，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置对应于所述相移的三维空间中的点，所述点是所述相移的所述三维空间中的多面体的顶点，所述参考操作配置对应于所述多面体的体内点或中心点。

5.根据权利要求4所述的微波加热装置，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置有八种，并且所述多面体是立方体。

6.根据权利要求1所述的微波加热装置，其中所述微波产生***包含N个辐射部分，每一操作配置由一频率值和N-1个相移值定义，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置对应于所述相移的(N-1)维空间中的点，所述点是所述相移的所述(N-1)维空间中的超多面体的顶点，所述参考操作配置对应于所述超多面体的体内点或中心点。

7.根据权利要求6所述的微波加热装置，其中在所述选择程序中挑选的所述操作配置有2^(N-1)种，并且所述超多面体是超立方体。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的微波加热装置，其中所述控制单元被配置成挑出在所述所选择的操作频率下具有最大能量效率的操作配置以及在所述所选择的操作频率下具有最小能量效率的操作配置；并且

其中所述控制单元被配置成根据效率差来计算所述相移距离，所述效率差是在所述所选择的操作频率下的所述最大能量效率与所述最小能量效率之间的差，所述相移距离反比于所述效率差。

9.根据权利要求8所述的微波加热装置，其中所述控制单元被配置成如下计算所述相移距离：

相移距离＝90°–效率差，

其中所述相移距离是以度为单位，并且所述效率差是用百分比表示的效率的差。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的微波加热装置，包括反射功率检测***，所述反射功率检测***被配置成检测由所述加热室反射的所述辐射功率的份额，

所述控制单元被配置成通过运行其中频率在一定范围内改变的学习程序而获得能量效率的数据，并且针对每一频率，挑选数种操作配置，这些操作配置的相移彼此不同，所述控制单元被配置成按所述所挑选的配置操作所述微波产生***并针对所述所挑选的操作配置中的每一种而计算所述能量效率。

11.一种用于操作微波加热装置的方法，所述微波加热装置包括加热室以及适用于将微波辐射到所述加热室的至少两个辐射部分，其中所述至少两个辐射部分可按多种操作配置操作，所述多种操作配置在所述辐射微波之间的频率和/或相移方面不同，能量效率与每一操作配置相关联，

所述方法包括：

将至少一种产品定位在所述加热室中；

根据操作配置，获得与所述加热室中的所述至少一种产品相关的能量效率的数据，所述所获得的数据与多个频率相关；

处理所述所获得的数据以选择操作频率和参考操作配置，所述参考操作配置是在所述所选择的操作频率下具有最大能量效率的所述操作配置；以及

挑选用于加热所述至少一种产品的多种操作配置，所述所挑选的操作配置具有所述所选择的操作频率以及在所述参考操作配置的所述相应相移周围挑选的相移，每一所挑选的操作配置的所述相移相对于所述参考操作配置的所述相应相移具有一相移距离，以使得在所述相移的空间中，所述参考操作配置被所述所挑选的操作配置围绕。

12.根据权利要求11所述的方法，包括：

挑出在所述所选择的操作频率下具有最大能量效率的操作配置以及在所述所选择的操作频率下具有最小能量效率的操作配置；

将效率差计算为在所述所选择的操作频率下的所述最大能量效率与所述最小能量效率之间的差；以及

根据所述效率差来计算所述相移距离，所述相移距离反比于所述效率差。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述相移距离是如下计算：

相移距离＝90°–效率差，

其中所述相移距离是以度为单位，并且所述效率差是用百分比表示的效率的差。

14.根据权利要求11到13中任一项所述的方法，其中所述微波加热装置包括四个辐射部分，并且被设计成同时将具有相应相移的四个微波辐射到所述加热室，每一操作配置由一频率值和三个相移值定义，以使得所述操作配置对应于所述相移的三维空间中的点，

其中用于加热所述至少一种产品的所述操作配置被挑选为所述相移的所述三维空间中的多面体的顶点，并且所述参考操作配置对应于所述多面体的体内点或中心点。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述所挑选的操作配置有八种，并且所述多面体是立方体。

16.根据权利要求11到13中任一项所述的方法，其中所述微波加热装置包括N个辐射部分，并且被设计成同时将具有相应相移的N个微波辐射到所述加热室，每一操作配置由一频率值和(N-1)个相移值定义，以使得所述操作配置对应于所述相移的(N-1)维空间中的点，

其中用于加热所述至少一种产品的所述操作配置被挑选为所述相移的所述(N-1)维空间中的超多面体的顶点，并且所述参考操作配置对应于所述超多面体的体内点或中心点，明确地说，所述超多面体是超立方体。

17.根据权利要求11到16中任一项所述的方法，其中能量效率的数据是通过学习程序获得，其中所述至少两个辐射部分按若干操作配置依序操作，并且能量效率是针对所述若干操作配置中的每一种而计算出。

18.根据权利要求11到17中任一项所述的方法，其中加热程序通过按所述所挑选的操作配置依序操作所述至少两个辐射部分来被执行。

19.根据权利要求18所述的方法，其中在所述加热程序期间，每一操作配置作用相等时间，总加热时间在所述操作配置之间相等地划分。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中能量效率的数据是通过学习程序获得，其中所述至少两个辐射部分按若干操作配置依序地操作，并且针对所述若干操作配置中的每一种而计算能量效率，

在所述学习程序中辐射的所述微波的功率小于在所述加热程序中辐射的所述微波的功率。

21.根据权利要求18、19或20所述的方法，其中能量效率的数据是通过学习程序获得，其中所述至少两个辐射部分按若干操作配置依序地操作，并且针对所述若干操作配置中的每一种而计算能量效率；以及

其中所述学习程序和所述加热程序针对所述相同的至少一种产品而交替重复多次，每一加热程序基于在所述先前学习程序中获得的所述数据。

22.根据权利要求11到21中任一项所述的方法，其中产品的若干份量或部分位于所述加热室内，并且同时经历所述方法。

23.一种微波加热装置，被配置成通过根据权利要求11到22中任一项所述的方法来操作。