[發(fā)明專利]一種用于基于固態(tài)源的微波爐頻率智能選擇方法

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• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111043632A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設計）人: 陳海東;羅澤文;車文荃;薛泉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F24C7/08
• 分類號: F24C7/08;H05B6/68
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;陳偉斌

本發(fā)明公開了一種用于基于固態(tài)源的微波爐頻率智能選擇方法，其特征在于，包括以下步驟：1)、固態(tài)微波源輸出一定頻率和大小的功率給反饋裝置；2)、比較反饋裝置接收反射功率的大小，來判斷各頻點的功率吸收的程度；3)、調(diào)節(jié)固態(tài)微波源來實現(xiàn)特定的輸出功率和輸出頻率。本發(fā)明基于非單頻率工作的固態(tài)源微波爐，通過不同頻率反射功率的提取，來選擇合適的工作頻率，從而大大提升微波爐的加熱效率。

技術領域

本發(fā)明涉及微波加熱技術領域，具體涉及一種用于基于固態(tài)源的微波爐頻率智能選擇方法。

背景技術

一般家用微波加熱設備都是利用其內(nèi)部的磁控管而非固態(tài)微波源，將電能轉化為微波，微波以一定的振蕩頻率穿透食物。當微波被食物吸收時，由于食物內(nèi)的含有一定量的水分，而水又是由極性分子組成，這種極性分子在微波場下相互作用，產(chǎn)生的熱量使食物表面和內(nèi)部同時加熱，而且升溫速度也快，從而實現(xiàn)了食物的快速烹飪。一般微波爐由爐體、爐腔、磁控管、波導、供電電源、爐門等組成。爐門不僅可以用來扼制微波的泄露，還可與爐腔構成一定空間的諧振腔，用于食物與微波場的相互作用。目前研究出的微波加熱設備，例如微波爐，商業(yè)級產(chǎn)品基本都是內(nèi)部加載2450MHz頻率的磁控管來實現(xiàn)加熱技術；工業(yè)級產(chǎn)品一般采用915MHz的頻率。總的來說，它們都是采用單一微波源、單一頻率對食物進行烹飪。這種單一的加熱方式雖然在腔體可以激起多個模式的場，但是激起的模式場的個數(shù)畢竟有限，避免不了由于腔體內(nèi)模式分布不均勻而出現(xiàn)加熱不均勻的問題。

基于固態(tài)電路的微波爐，可以通過不同頻率的靈活選擇，從而達到最佳的加熱效果，如已公開的專利CN109587861A。但是該專利描述的寬帶微波源的輸出頻率只和所加熱的物體的厚度有對應的映射關系，并且五種工作模式較為固定，無法通過反射功率的大小來自動選擇特定的頻率。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明主要提供一種用于固態(tài)源的微波加熱的頻率智能選擇技術。為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術方案為采用寬帶微波功率源，或者多個窄帶或點頻工作的微波固態(tài)源。功率源通過電纜或者波導等微波傳輸線，或者直接連接到發(fā)射天線，發(fā)射天線可以是一個或者多個。

本發(fā)明至少通過如下技術方案之一實現(xiàn)。

一種用于基于固態(tài)源的微波爐頻率智能選擇方法，包括以下步驟：

1)、固態(tài)微波源輸出一定頻率和大小的功率給反饋裝置；

2)、比較反饋裝置接收反射功率的大小，來判斷各頻點的功率吸收的程度；

3)、調(diào)節(jié)固態(tài)微波源來實現(xiàn)特定的輸出功率和輸出頻率。

進一步地，步驟1)所述的反饋裝置包括微波爐內(nèi)置的定向耦合器、功率分配器或者微波能量接收天線。

進一步地，步驟2)具體是將反饋裝置接收到的反射功率通過檢波放大以及模擬和數(shù)字信號的轉換、采樣后，通過FPGA(Field Programmable Gate Array)或DSP系統(tǒng)，對所有或者部分的反射功率進行比較，判斷出哪個頻點或頻段的反射功率最小，就以該頻點或頻段進行加熱。

進一步地，所述固態(tài)微波源為寬頻帶或者若干頻點工作的微波固態(tài)源或者若干個微波固態(tài)頻率源。

進一步地，所述固態(tài)微波源能夠通過外部電路的調(diào)整來調(diào)節(jié)輸出功率。

當被加熱物體放入加熱爐，首先控制微波功率源，自動從低頻到高頻，以低功率輸出的方式，例如毫瓦級或者幾瓦級別的功率進行掃描。反饋電路或者接收天線接收反射的微波能量。并且利用檢波器等微波器件，輸出模擬電壓幅度值。

進一步地，輸出的電壓幅度值，經(jīng)過模數(shù)轉換器進行數(shù)字化處理后，找到特定的工作頻點，例如幅度反射最小的工作頻點。