CN111043632A - 一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、固态微波源输出一定频率和大小的功率给反馈装置；2)、比较反馈装置接收反射功率的大小，来判断各频点的功率吸收的程度；3)、调节固态微波源来实现特定的输出功率和输出频率。本发明基于非单频率工作的固态源微波炉，通过不同频率反射功率的提取，来选择合适的工作频率，从而大大提升微波炉的加热效率。

Description

一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法

技术领域

本发明涉及微波加热技术领域，具体涉及一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法。

背景技术

一般家用微波加热设备都是利用其内部的磁控管而非固态微波源，将电能转化为微波，微波以一定的振荡频率穿透食物。当微波被食物吸收时，由于食物内的含有一定量的水分，而水又是由极性分子组成，这种极性分子在微波场下相互作用，产生的热量使食物表面和内部同时加热，而且升温速度也快，从而实现了食物的快速烹饪。一般微波炉由炉体、炉腔、磁控管、波导、供电电源、炉门等组成。炉门不仅可以用来扼制微波的泄露，还可与炉腔构成一定空间的谐振腔，用于食物与微波场的相互作用。目前研究出的微波加热设备，例如微波炉，商业级产品基本都是内部加载2450MHz频率的磁控管来实现加热技术；工业级产品一般采用915MHz的频率。总的来说，它们都是采用单一微波源、单一频率对食物进行烹饪。这种单一的加热方式虽然在腔体可以激起多个模式的场，但是激起的模式场的个数毕竟有限，避免不了由于腔体内模式分布不均匀而出现加热不均匀的问题。

基于固态电路的微波炉，可以通过不同频率的灵活选择，从而达到最佳的加热效果，如已公开的专利CN109587861A。但是该专利描述的宽带微波源的输出频率只和所加热的物体的厚度有对应的映射关系，并且五种工作模式较为固定，无法通过反射功率的大小来自动选择特定的频率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明主要提供一种用于固态源的微波加热的频率智能选择技术。为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为采用宽带微波功率源，或者多个窄带或点频工作的微波固态源。功率源通过电缆或者波导等微波传输线，或者直接连接到发射天线，发射天线可以是一个或者多个。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法，包括以下步骤：

1)、固态微波源输出一定频率和大小的功率给反馈装置；

2)、比较反馈装置接收反射功率的大小，来判断各频点的功率吸收的程度；

3)、调节固态微波源来实现特定的输出功率和输出频率。

进一步地，步骤1)所述的反馈装置包括微波炉内置的定向耦合器、功率分配器或者微波能量接收天线。

进一步地，步骤2)具体是将反馈装置接收到的反射功率通过检波放大以及模拟和数字信号的转换、采样后，通过FPGA(Field Programmable Gate Array)或DSP***，对所有或者部分的反射功率进行比较，判断出哪个频点或频段的反射功率最小，就以该频点或频段进行加热。

进一步地，所述固态微波源为宽频带或者若干频点工作的微波固态源或者若干个微波固态频率源。

进一步地，所述固态微波源能够通过外部电路的调整来调节输出功率。

当被加热物体放入加热炉，首先控制微波功率源，自动从低频到高频，以低功率输出的方式，例如毫瓦级或者几瓦级别的功率进行扫描。反馈电路或者接收天线接收反射的微波能量。并且利用检波器等微波器件，输出模拟电压幅度值。

进一步地，输出的电压幅度值，经过模数转换器进行数字化处理后，找到特定的工作频点，例如幅度反射最小的工作频点。

进一步地，依据得到的特定工作频点，通过例如但不仅仅是选择不同工作频率的固态微波源的方法，对微波固态源进行幅度和频率调整，选择较高的输出功率，并开启发射。

当被加热的物体持续一段时间后，把固态源的幅度降低到较低的功率，并且再次从低频到高频，或者高频到低频，或者分段扫描，再次通过反射的功率选择工作频率，选定后再次在特定的频率条件下输出大功率，用于加热。

如此反复，直到加热完成。本发明的突出特点是利用反射的功率大小，来选择特定的工作频率，从而使得加热过程中始终是低反射频率在作用，从而提高加热效率。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：能够基于反馈装置接收到的信号功率，选择加热效果最好的信号的频率，进而调节固态微波源的发射频率，实现加热的高效化。

附图说明

图1为本实施例一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法原理图；

图2为本实施例利用接收天线来获得反馈功率的工作原理图；

图3为本实施例工作时序图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示的一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法，包括以下步骤：

1)、固态微波源输出一定频率和大小的功率给反馈装置；所述的反馈装置包括微波炉内置的定向耦合器、功率分配器或者微波能量接收天线。所述固态微波源为宽频带或者若干频点工作的微波固态源或者若干个微波固态频率源。

2)、比较反馈装置接收反射功率的大小，来判断各频点的功率吸收的程度；具体是反馈装置接收到的反射功率通过检波放大以及模拟和数字信号的转换、采样后，进入到FPGA或DSP***，***对所有或者部分的反射功率进行比较，判断出哪个频点或频段的反射功率最小，然后就以该频点或频段进行加热

3)、调节固态微波源来实现特定的输出功率和输出频率。所述固态微波源能够通过外部偏置电路中阻容元件的数值的调整来调节输出功率。

如图2所示的利用接收天线来获得反馈功率的工作原理图，包括以下步骤：

1)固态微波源通过发射喇叭输出一定频率和大小的功率给接收天线。所述固态微波源为宽频带或者若干频点工作的微波固态源或者若干个微波固态频率源。

2)接收天线(或者接受喇叭)将信号接收后对其进行检波并放大，进而进行模拟数字转换并采样，即可得到反馈功率，并通过宽带微波固态放大器将功率和频率发送给发射喇叭。

如图3所示，为本实施例工作时序图，工作时序具体为：

(1)将被加热物体放置在食物台上，固态微波源输出一定频率的小功率信号。所述固态微波源为宽频带或者若干频点工作的微波固态源或者若干个微波固态频率源；

(2)接收天线(或者接受喇叭)接收到反馈的功率后，进行包括检波放大、模拟数字转换和采样等步骤的数字化处理后，将得到的功率大小进行存储；

(3)调整固态微波源输出频率，重复步骤(1)和步骤(2)，直到完成所有频点。对存储的功率大小进行比较，选择反馈功率最小值所对应的频率，进而选定此频率作为固态微波源输出频率，通过宽带微波固态放大器加大输出功率进行加热；

(4)加热过程中，不断重复步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)，进而确保始终以反馈功率最小的频率作为固态微波源的输出功率，进而实现高效率加热；

(5)加热完成后，关闭加热装置。

本发明的方法是在加热的过程中，预先发射一定频率和大小的功率，通过接收反射功率的大小，对功率大小进行比较，选择功率最小值所对应的频率，最后通过功率和频率的调节来实现特定的工作频率。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、固态微波源输出设定频率和功率给反馈装置；

2)、比较反馈装置接收反射功率的大小，来判断各频点的功率吸收的程度；

3)、调节固态微波源来实现特定的输出功率和输出频率。

2.根据权利要求1所述的一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法，其特征在于，步骤1)所述的反馈装置包括微波炉内置的定向耦合器、功率分配器或者微波能量接收天线。

3.根据权利要求1所述的一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法，其特征在于，步骤2)具体是将反馈装置接收到的反射功率通过检波放大以及模拟和数字信号的转换、采样后，通过FPGA(Field Programmable Gate Array)或DSP***，对所有或者部分的反射功率进行比较，判断出哪个频点或频段的反射功率最小，就以该频点或频段进行加热。

4.根据权利要求1所述的一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法，其特征在于，所述固态微波源为宽频带或者若干频点工作的微波固态源或者若干个微波固态频率源。

5.根据权利要求1所述的一种用于基于固态源的微波炉频率智能选择方法，其特征在于，所述固态微波源能够通过外部电路的调整来调节输出功率。

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