[發(fā)明專利]一種基于溫度反饋和相控陣的實現(xiàn)微波加熱曲線的方法及設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811545404.3
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN110351918A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃卡瑪;朱鏵丞;楊陽;劉長軍;陳星
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H05B6/68
• 分類號: H05B6/68;H05B6/72
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 53113
• 代理人: 劉靜怡

本發(fā)明涉及微波加熱領(lǐng)域，是一種基于溫度反饋和相控陣的實現(xiàn)微波加熱曲線的方法及設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中加熱均勻性差和食品品質(zhì)差的問題。本發(fā)明包括微波饋入源，還包括用于調(diào)整微波輻射方向的天線裝置、用于反饋加熱腔體內(nèi)溫度的紅外溫度熱像反饋裝置和用于預(yù)設(shè)加熱溫度曲線、控制微波輻射方向和強度的智能控制模塊；所述智能控制模塊連接紅外溫度熱像反饋裝置和微波源；天線裝置通過同軸電纜連接微波饋入源；智能控制模塊包括預(yù)設(shè)加熱溫度曲線的加熱曲線存儲單元。本發(fā)明在保證加熱均勻性的前提下，可根據(jù)食材或者菜單都進行不同的加熱曲線加熱，提高食物口感，保持營養(yǎng)成分。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波加熱領(lǐng)域，特別是指一種基于溫度反饋和相控陣的實現(xiàn)微波加熱曲線的方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，微波能作為一種新型的高效率、清潔能源，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、日常生活等各個領(lǐng)域。

但微波加熱的應(yīng)用中存在被加熱物的加熱均勻性差和加熱食材的品質(zhì)差的問題；對于同時均勻加熱不同被加熱物的需求更加難以解決。

亟待出現(xiàn)一種可解決上述問題的新型的可預(yù)設(shè)加熱溫度曲線的均勻加熱的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于溫度反饋和相控陣的實現(xiàn)微波加熱曲線的方法及設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中加熱均勻性差和食品品質(zhì)差的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種基于溫度反饋和相控陣的實現(xiàn)微波加熱曲線的設(shè)備，包括微波源，還包括用于調(diào)整微波輻射方向的天線裝置、用于反饋加熱腔體內(nèi)溫度的紅外溫度熱像反饋裝置和用于預(yù)設(shè)加熱溫度曲線、控制微波輻射方向和強度的智能控制模塊；所述智能控制模塊連接紅外溫度熱像反饋裝置和微波源；所述天線裝置通過同軸電纜連接微波源；所述智能控制模塊包括預(yù)設(shè)加熱溫度曲線的加熱曲線存儲單元。

所述微波源為六路以上輸出、相位和功率可控的固態(tài)源。

進一步地，所述智能控制模塊包括：用于存儲訓(xùn)練后的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲單元；控制加熱時間、微波源功率和相位輸出的加熱單元；用于實時采集紅外溫度熱像反饋數(shù)據(jù)的溫度檢測單元。

進一步地，所述天線裝置為能夠形成相控陣波束的4×4貼片天線陣列；所述貼片天線陣列在2.41GHz～2.49GHz頻率范圍內(nèi)，S11<-10dB。

一種基于溫度反饋和相控陣的實現(xiàn)微波加熱曲線的方法，包括以下步驟：A、通過16單元天線陣列作為饋源對加熱腔體進行饋電，將加熱空間分成四個區(qū)域，仿真采集關(guān)于16個天線單元相位和對應(yīng)四個區(qū)域加熱溫度效果的數(shù)據(jù)，通過 FEM算法和相控陣理論建立指向性和多源相位值的對應(yīng)關(guān)系，并將結(jié)果存儲于智能控制模塊的存儲單元；B、給定一個短時間和功率對四個區(qū)域分別進行加熱，采集實時溫度數(shù)據(jù)；C、對采集的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行分析，智能控制模塊的加熱單元分別對四個區(qū)域進行加熱時間、微波源功率和相位進行控制，并對溫度進行實時監(jiān)控；D、根據(jù)實時采集的溫度數(shù)據(jù)，即當(dāng)前溫度反饋的數(shù)據(jù)T_c與溫升曲線函數(shù)T(t)在當(dāng)前時刻下的溫度T′_c做對比將溫差ΔT＝T′_c-T_c加入到四個區(qū)域的CNN算法中，作為輸入溫度T_i＝ΔT+T_p，T_p為前一時刻的采集溫度；E、動態(tài)輸出，調(diào)整還需加熱的時間、功率，以及相位。

進一步地，所述步驟B和C之間還包括步驟E：改變加熱的時間和功率分別對四個區(qū)域進行加熱，對于溫度數(shù)據(jù)進行實時反饋，通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進行學(xué)習(xí)。

本發(fā)明公開的一種基于溫度反饋和相控陣的實現(xiàn)微波加熱曲線的方法及設(shè)備，在保證加熱均勻性的前提下，可根據(jù)食材或者菜單都進行不同的加熱曲線加熱，提高食物口感，保持營養(yǎng)成分。

附圖說明