[發(fā)明專利]一種智能微波加熱方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911031246.4
• 申請(qǐng)日: 2019-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN110708778B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐正明;洪濤;楊偉超;朱鏵丞;黃卡瑪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西華師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H05B6/02
• 分類號(hào): H05B6/02;H05B6/06;H05B6/64
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 高勇

本發(fā)明公開了一種智能微波加熱方法及裝置，其中加熱方法包括以下步驟：步驟S1：獲取被加熱物的幾何模型和屬性；步驟S2：根據(jù)所述被加熱物的幾何模型和類型，計(jì)算所述被加熱物的加熱頻率和加熱時(shí)間；步驟S3：根據(jù)所述加熱頻率和加熱時(shí)間對(duì)所述被加熱物進(jìn)行加熱。本發(fā)明所提供的智能微波加熱方法，自動(dòng)獲取所述被加熱物的幾何建模并判斷所述被加熱物的屬性，進(jìn)而計(jì)算出加熱頻率和加熱時(shí)間，充分考慮了被加熱對(duì)象隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化特性，提高了頻率選擇的準(zhǔn)確度，實(shí)現(xiàn)了智能化加熱過程，減少了加熱過程對(duì)人的依賴程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波加熱領(lǐng)域，特別是涉及一種智能微波加熱方法及裝置。

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(gè)領(lǐng)域。

現(xiàn)有微波爐存在被加熱物的加熱均勻性差的問題。為了解決該技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用中，通過變化的頻率微波對(duì)被加熱進(jìn)行加熱的方式來提高加熱均勻性(如變頻微波爐)，但其往往通過簡單地在一個(gè)頻段內(nèi)掃頻來實(shí)現(xiàn)變頻，仍然存在被加熱物微波吸收率低，即加熱效率低的問題。近期公示的《一種微波選頻加熱的裝置及其方法》通過設(shè)置微波調(diào)節(jié)裝置對(duì)加熱的頻率進(jìn)行選擇，在提高被加熱物加熱均勻性的同時(shí)可提高微波的吸收效率。該方法主要在對(duì)被加熱對(duì)象進(jìn)行幾何建模并輸入介電常數(shù)后，依賴于多物理場(chǎng)計(jì)算獲得其在一定頻率范圍內(nèi)的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、耗散功率和溫度，并將這些結(jié)果存入存儲(chǔ)器。隨后，通過微處理器選取S11＜-3dB所對(duì)應(yīng)的頻率，并啟動(dòng)頻率調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)微波加熱頻率。

現(xiàn)有技術(shù)主要有以下幾大不足：其一，被加熱對(duì)象的幾何建模過程需要手動(dòng)完成，要進(jìn)行具體的尺寸設(shè)置，過程相對(duì)繁瑣；其二，被加熱對(duì)象的介電特性需要手動(dòng)輸入，由于物質(zhì)的介電特性在加熱過程中會(huì)動(dòng)態(tài)變化，因此，在智能化程度差的同時(shí)，該方法一定程度上會(huì)使得計(jì)算結(jié)果與實(shí)際結(jié)果匹配度差。即，有可能選擇出來的加熱頻率未必是最優(yōu)化的微波頻率。其三，頻率的調(diào)節(jié)缺乏實(shí)時(shí)性。由于現(xiàn)有方法是通過預(yù)先計(jì)算獲得優(yōu)選頻率的，而隨著加熱的時(shí)間推移，當(dāng)預(yù)先選定的頻率與實(shí)際需要的優(yōu)選頻率出現(xiàn)偏差時(shí)，不能適時(shí)調(diào)整輸出頻率，進(jìn)而影響到加熱均勻性和效率的進(jìn)一步提升。

因此，如何有效提高微波加熱效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種智能微波加熱方法及裝置，用于提高微波加熱效率，提高加熱均勻性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種智能微波加熱方法，包括以下步驟：

步驟S1：獲取被加熱物的幾何模型和屬性；

步驟S2：根據(jù)所述被加熱物的幾何模型和類型，計(jì)算所述被加熱物的加熱頻率和加熱時(shí)間；

步驟S3：根據(jù)所述加熱頻率和加熱時(shí)間對(duì)所述被加熱物進(jìn)行加熱。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，所述加熱頻率有多個(gè)；

所述步驟S2還包括：根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的信息，計(jì)算所述被加熱物的若干加熱頻率，并獲得各所述加熱頻率的順序。

優(yōu)選的，所述步驟S3之后還包括：

獲取所述被加熱物的實(shí)時(shí)反射系數(shù)；

對(duì)比各時(shí)間點(diǎn)下的目標(biāo)反射系數(shù)和實(shí)時(shí)反射系數(shù)，根據(jù)兩者的差值實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加熱頻率。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，加熱頻率的計(jì)算方法包括：

按預(yù)設(shè)頻率步長，計(jì)算獲得所述被加熱物在預(yù)設(shè)頻率范圍內(nèi)的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、耗散功率、溫度和反射系數(shù)S11參數(shù)；

按照公式(1)計(jì)算出可用于衡量加熱均勻性的變異系數(shù)Cov：