CN112969248A - 用于加热装置的控制方法及加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于加热装置的控制方法及加热装置。该加热装置包括用于放置待处理物的腔体电容和产生用于加热待处理物的电磁波信号的电磁波发生模块。控制方法包括：根据腔体电容的电容值确定待处理物的特征参数；根据特征参数控制电磁波发生模块工作。本发明的加热装置及其控制方法通过实现最优频率匹配的频率值来确定待处理物的特征参数，无需用户根据经验或经过测量手动输入待处理物的特征参数，而且特征参数的准确度高。

Description

用于加热装置的控制方法及加热装置

技术领域

本发明涉及食物处理领域，特别是涉及一种用于电磁波加热装置的控制方法及加热装置。

背景技术

食物在冷冻的过程中，食物的品质得到了保持，然而冷冻的食物在加工或食用前需要解冻。为了便于用户解冻食物，通常通过电磁波加热装置来解冻食物。

通过电磁波加热装置来解冻食物，不仅速度快、效率高，而且食物的营养成分损失低。但是，现有技术一般通过用户设定时间来判定解冻结束，不仅对用户提出了过高的要求，容易造成解冻结束的食物过冷或过热，而且由于微波对水和冰的穿透和吸收有差别，且食物内部物质分布不均匀，已融化的区域吸收的能量多，易产生解冻不均匀和局部过热的问题。

发明内容

本发明第一方面的一个目的是要提供一种用于电磁波加热装置的控制方法，其采用新的、更加优选的方法来确定待处理物的特征参数。

本发明第一方面的一个进一步的目的是要提高获取实现最优频率匹配的频率值的效率。

本发明另一个进一步的目的是要提高特征参数的准确度。

本发明第二方面的一个目的是要提供一种电磁波加热装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于加热装置的控制方法，所述加热装置包括用于放置待处理物的腔体电容和产生用于加热待处理物的电磁波信号的电磁波发生模块，其特征在于，所述控制方法包括：

根据所述腔体电容的电容值确定待处理物的特征参数；

根据所述特征参数控制所述电磁波发生模块工作。

可选地，所述根据所述腔体电容的电容值确定待处理物的特征参数的步骤包括：

控制所述电磁波发生模块产生预设初始功率的电磁波信号；

在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述腔体电容的最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值；

根据所述频率值确定待处理物的特征参数。

可选地，在所述根据所述频率值确定待处理物的特征参数的步骤之后还包括：

在所述备选频率区间的最小值与所述频率值之间重新确定实现最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值。

可选地，所述在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述腔体电容的最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值的步骤包括：

以二分法的方式在所述备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，逐步缩小实现最优频率匹配的频率逼近区间至最小逼近区间，并确定实现最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值。

可选地，所述以二分法的方式在所述备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，逐步缩小实现最优频率匹配的频率逼近区间至最小逼近区间的步骤包括：

调节所述电磁波信号的频率为所述频率逼近区间的最小值、中间值和最大值，获取各个频率对应的反映所述腔体电容的频率匹配度的匹配度参数；

比较所述各个频率的匹配度参数；

根据比较结果重新确定所述频率逼近区间；其中初始所述频率逼近区间为所述备选频率区间。

可选地，所述在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述腔体电容的最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值的步骤包括：

调节所述电磁波信号的频率以每次递增预设步长从所述备选频率区间的最小值增长至所述备选频率区间的最大值，并获取各个频率对应的反映所述腔体电容的频率匹配度的匹配度参数；

比较所述各个频率的匹配度参数；

根据比较结果确定实现最优频率匹配的频率值。

可选地，所述在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述腔体电容的最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值的步骤还包括：

在每次调节所述电磁波信号的频率后，获取所述电磁波发生模块输出的正向功率信号和返回所述电磁波发生模块的反向功率信号；

根据所述正向功率信号和所述反向功率信号计算该频率的所述匹配度参数。

可选地，所述根据所述频率值确定待处理物的特征参数的步骤包括：

根据所述频率值按照预设的对照表匹配对应的特征参数，所述对照表记录有所述频率值和所述特征参数的对应关系。

可选地，所述特征参数为重量和/或温度和/或加热至设定温度的加热时间和/或加热功率。

可选地，所述对照表中记录有不同初始温度下的对应关系，其特征在于，所述根据所述频率值按照预设的对照表匹配对应的特征参数的步骤包括：

获取待处理物的初始温度；

根据所述初始温度匹配所述对应关系，并进一步根据该对应关系结合实现最优频率匹配的频率值匹配对应的特征参数；其中

所述特征参数为重量和/或加热至设定温度的加热时间和/或加热功率。

可选地，所述对照表中记录有不同待处理物重量下的对应关系，其特征在于，所述根据所述频率值按照预设的对照表匹配对应的特征参数的步骤包括：

获取待处理物的重量；

根据所述重量匹配所述对应关系，并进一步根据该对应关系结合实现最优频率匹配的频率值匹配对应的特征参数；其中

所述特征参数为初始温度和/或加热至设定温度的加热时间和/或加热功率。

可选地，所述设定温度为-4～0℃；和/或

所述备选频率区间的最小值为32～38MHz；和/或

所述备选频率区间的最大值为42～48MHz。

可选地，反映所述腔体电容的频率匹配度的匹配度参数为回波损耗；且所述控制方法还包括：

判断所述频率值是否大于等于预设上限阈值；

若是，控制所述电磁波发生模块停止工作；

若否，控制所述电磁波发生模块以预设加热功率产生所述频率值的电磁波信号。

可选地，反映所述腔体电容的频率匹配度的匹配度参数为回波损耗；且所述控制方法还包括：

判断所述频率值是否小于等于预设下限阈值；

若是，控制所述电磁波发生模块停止工作；

若否，控制所述电磁波发生模块以预设加热功率产生所述频率值的电磁波信号。

可选地，所述控制方法还包括：

在所述频率值大于等于所述预设上限阈值时，向用户发送提示空载的视觉和/或听觉信号；和/或

在所述频率值小于等于所述预设下限阈值时，向用户发送提示超载的视觉和/或听觉信号。

根据本发明的第二方面，提供了一种加热装置，其特征在于，包括：

腔体电容，用于放置待处理物；

电磁波发生模块，配置为产生电磁波信号，用于加热所述腔体电容内的待处理物；以及

控制器，配置为用于执行以上任一所述的控制方法。

本发明的加热装置及其控制方法通过腔体电容的电容值来确定待处理物的特征参数，无需用户根据经验或经过测量手动输入待处理物的特征参数，而且特征参数的准确度高。特别地，本发明通过实现最优频率匹配的频率值来体现腔体电容的电容值，减少了腔体电容内的相应感测特征参数的感测装置，进而节约了成本，进一步地降低了特征参数的误差。

进一步地，本发明通过二分法在备选频率区间内确定实现最优频率匹配的频率值，可快速缩小最优频率值所在区间的范围，进而快速地确定最优频率值，缩短了确定待处理物的特征参数的所需时间，极大地提高了用户体验。

进一步地，本发明通过实现最优频率匹配的频率值结合对照表来确定待处理物的特征参数，即通过腔体电容的电容值范围来确定待处理物的特征参数，相比于直接测量腔体电容的电容值再根据电容值计算待处理物的特征参数，节约了增加测量装置的成本，而且本申请的发明人创造性地发现，通过电容值范围来确定特征参数，可包容测量装置的误差，获得准确度更高的特征参数，进而获得极佳的加热效果。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的加热装置的示意性结构图；

图2是图1中控制器的示意性结构图；

图3是根据本发明一个实施例的用于加热装置的控制方法的示意性流程图；

图4是根据本发明一个实施例的根据腔体电容的电容值确定待处理物的特征参数的示意性流程图；

图5是根据本发明一个实施例的在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，并确定实现腔体电容的最优频率匹配的电磁波信号的频率值的示意性流程图；

图6是根据本发明另一个实施例的在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，并确定实现腔体电容的最优频率匹配的电磁波信号的频率值的示意性流程图；

图7是根据本发明一个实施例的判断腔体电容是否空载或超载的示意性流程图；

图8是根据本发明一个实施例的用于加热装置的控制方法的详细流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的加热装置100的示意性结构图。参见图1，加热装置100可包括腔体电容110、电磁波发生模块120和控制器130。

具体地，腔体电容110可包括用于放置待处理物140的腔体和设置于腔体内的辐射极板。在一些实施例中，腔体内还可设置有接收极板，以与辐射极板组成电容器。在另一些实施例中，腔体可由金属制成，以作为接收极板与辐射极板组成电容器。

电磁波发生模块120可配置为产生电磁波信号，并与腔体电容110的辐射极板电连接，以在腔体电容110内产生电磁波，进而加热腔体电容110内的待处理物140。其中，电磁波发生模块120可包括可变频率源和功率放大器。

图2是图1中控制器130的示意性结构图。参见图2，控制器130可包括处理单元131和存储单元132。其中存储单元132存储有计算机程序133，计算机程序133被处理单元131执行时用于实现本发明实施例的控制方法。

特别地，处理单元131可配置为根据腔体电容的电容值确定待处理物的特征参数，并进一步根据特征参数控制电磁波发生模块120工作。

本发明的加热装置通过腔体电容的电容值来确定待处理物的特征参数，无需用户根据经验或经过测量手动输入待处理物的特征参数，而且特征参数的准确度高。

在本发明中，特征参数可根据实际应用的需要为重量、温度、加热至设定温度的加热时间、和加热功率中的一个参数或多个参数的组合。

电磁波发生模块120可由特征参数直接控制工作，也可由特征参数间接控制工作。例如，特征参数为重量，处理单元131配置为根据重量和待处理物的类别确定加热时间和加热功率，并控制电磁波发生模块120按照加热时间和加热功率工作。

在一些实施例中，处理单元131可配置为在获取到加热指令后，控制电磁波发生模块120产生预设初始功率的电磁波信号，在备选频率区间内调节电磁波发生模块120产生的电磁波信号的频率，并确定实现腔体电容110的最优频率匹配的电磁波信号的频率值，并进一步地根据实现最优频率匹配的频率值确定待处理物140的特征参数。

根据谐振频率计算公式f＝1/(2π·sqrt(L·C)，对于相同加热装置100而言(电感L保持不变)，当腔体电容110因放入不同待处理物140而发生电容值C变化，适用于该腔体电容110的谐振频率f也发生变化。

本发明的加热装置通过实现最优频率匹配的频率值来体现腔体电容110的电容值，减少了腔体电容内的相应感测特征参数的感测装置，进而节约了成本，进一步地降低了特征参数的误差。

在本发明中，腔体电容110的最优频率匹配是指相同加热装置下电磁波发生模块120分配给腔体电容110的输出功率的占比最大。

在本发明中，预设初始功率可为10～20W，例如10W、15W或20W，以在节约能源的同时，获得准确性高的实现最优频率匹配的频率值。

在本发明中，备选频率区间的最小值可为32～38MHz，最大值可为42～48MHz，以提高电磁波的穿透性，实现均匀加热。例如，备选频率区间为32～48MHz、35～48MHz、35～45MHz、38～45MHz、38～42MHz等。

在一些实施例中，处理单元131可配置为以二分法的方式在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，逐步缩小实现最优频率匹配的频率逼近区间至最小逼近区间，并进一步确定实现最优频率匹配的电磁波信号的频率值。

具体地，处理单元131可配置为调节电磁波信号的频率为频率逼近区间的最小值、中间值和最大值，分别获取各个频率对应的反映腔体电容110的频率匹配度的匹配度参数进行比较，根据比较结果重新确定频率逼近区间，如此循环直至频率逼近区间为最小逼近区间，调节电磁波信号的频率为最小逼近区间的最小值、中间值和最大值，分别获取各个频率对应的反映腔体电容110的频率匹配度的匹配度参数进行比较，根据比较结果确定最优频率值。其中，初始频率逼近区间可为前述备选频率区间。

本发明的加热装置100通过二分法在备选频率区间内确定实现最优频率匹配的频率值，可快速缩小最优频率值所在区间的范围，进而快速地确定最优频率值，缩短了确定待处理物140的特征参数的所需时间，极大地提高了用户体验。

需要说明的是，本发明中所述最小逼近区间并不是特定频率范围的区间，而是频率逼近区间的最小范围，即最优频率值的精度。在一些实施例中，最小逼近区间可为0.2～20KHz中的任一数值，例如0.2KHz、1KHz、5KHz、10KHz、或20KHz。

在另一些实施例中，处理单元131可配置为调节电磁波信号的频率以每次递增预设步长从前述备选频率区间的最小值增长至备选频率区间的最大值，并获取各个频率对应的反映腔体电容110的频率匹配度的匹配度参数进行比较，根据比较结果确定最优频率值。

在本发明中，预设步长可为0.1～10KHz，例如0.1KHz、0.5KHz、1KHz、5KHz、或10KHz等。

相邻两次调节电磁波信号的频率的时间间隔可为10～20ms，例如10ms、15ms、或20ms等。

在一些实施例中，加热装置100还可包括串联在腔体电容110与电磁波发生模块120之间的双向耦合器，用于实时监测电磁波发生模块120输出的正向功率信号和返回电磁波发生模块120的反向功率信号。

处理单元131还可配置为在每次调节电磁波信号的频率后，获取电磁波发生模块120输出的正向功率信号和返回电磁波发生模块120的反向功率信号，并根据正向功率信号和反向功率信号计算匹配度参数。

匹配度参数可为回波损耗S11，其可根据公式S11＝-20log(反向功率/正向功率)计算获得，在该实施例下，回波损耗S11的数值越小，反映腔体电容110的频率匹配度越高，最小回波损耗S11对应的频率值为实现最优频率匹配的频率值。

匹配度参数也可为电磁波吸收率，其可根据公式电磁波吸收率＝(1-反向功率/正向功率)计算获得，在该实施例下，电磁波吸收率的数值越大，反映腔体电容110的频率匹配度越高，最大电磁波吸收率对应的频率值为实现最优频率匹配的频率值。

匹配度参数也可为其他可体现电磁波发生模块120分配给腔体电容110的输出功率的占比的参数。

在一些实施例中，存储单元132可存储有预先配置的对照表，该对照表记录有频率值和特征参数的对应关系。处理单元131可配置为根据实现最优频率匹配的频率值按照预设的对照表匹配对应的特征参数。

本发明的加热装置100通过实现最优频率匹配的频率值结合对照表来确定待处理物140的特征参数，即通过腔体电容110的电容值范围来确定待处理物140的特征参数，相比于直接测量腔体电容110的电容值再根据电容值计算待处理物140的特征参数，节约了增加测量装置的成本，而且本申请的发明人创造性地发现，通过电容值范围来确定特征参数，可包容测量装置的误差，获得准确度更高的特征参数，进而获得极佳的加热效果。

在一些进一步的实施例中，对照表中仅记录有一种对应关系，特征参数可由频率值按照对照表直接获得，以简化特征参数的获取流程。

在另一些进一步的实施例中，对照表中记录有不同初始温度下的对应关系。处理单元131可进一步配置为获取待处理物140的初始温度，根据该初始温度匹配对应关系，并进一步根据该对应关系结合频率值匹配对应的特征参数，以避免温度对腔体电容110的电容值影响，进一步提高特征参数的准确性。在该实施例中，特征参数可为重量、加热至设定温度的加热时间、和加热功率中的一个参数或多个参数的组合。

在又一些进一步的实施例中，对照表中记录有不同待处理物140重量下的对应关系。处理单元131可进一步配置为获取待处理物140的重量，根据该重量匹配对应关系，并进一步根据该对应关系结合频率值匹配对应的特征参数，以避免重量对腔体电容110的电容值影响，进一步提高特征参数的准确性。在该实施例中，特征参数可为初始温度、加热至设定温度的加热时间、和加热功率中的一个参数或多个参数的组合。

在一些实施例中，可变频率源可为压控振荡器，其输入电压与输出频率相对应。处理单元131可配置为根据压控振荡器的输入电压确定待处理物140的特征参数。

在一些实施例中，处理单元131可配置为在最优频率值大于等于预设上限阈值时，控制电磁波发生模块120停止工作，以避免待处理物140重量过小，导致可变频率源发热严重降低加热效率，并因发热过大引起安全隐患；在最优频率值小于等于预设下限阈值时，控制电磁波发生模块120停止工作，以避免待处理物140重量过大，加热效果过差。在本发明中，预设上限阈值可为备选频率区间的最大值或小于该最大值2～3MHz的频率值，预设下限阈值可为备选频率区间的最小值或大于该最大值2～3MHz的频率值。

当最优频率值大于预设下限阈值且小于预设上限阈值时，处理单元131可配置为控制电磁波发生模块120在预设加热时间内以预设加热功率产生最优频率值的电磁波信号，开始对待处理物140进行加热。其中预设加热时间和预设加热功率均由频率值按照预设的对照表匹配获得。

在开始对待处理物140进行加热后，处理单元131还可配置为在备选频率区间的最小值与频率值之间重新确定实现最优频率匹配的电磁波信号的频率值，并控制电磁波发生模块120产生新的最优频率值的电磁波信号，以提高加热效率，并简化控制流程。

本发明的加热装置100通过调节频率实现频率匹配，相比于通过开关器件调整电磁波发生模块120的负载匹配电路，避免了开关器件开闭时产生的杂散信号和噪音，避免了因个别开关器件损坏影响整套匹配电路，进而提高了加热装置100工作的稳定性，降低了加热装置100的成本。

在一些实施例中，加热装置100还可包括交互模块，用于向用户发送视觉和/或听觉信号。处理单元131还可配置为最优频率值大于等于预设上限阈值时，控制交互模块向用户发送提示空载的视觉和/或听觉信号；在最优频率值小于等于预设下限阈值时，控制交互模块向用户发送提示超载的视觉和/或听觉信号，以提高用户体验。

图3是根据本发明一个实施例的用于加热装置100的控制方法的示意性流程图。参见图3，本发明的由上述任一实施例的控制器130执行的用于加热装置100的控制方法可包括如下步骤：

步骤S302：根据腔体电容的电容值确定待处理物的特征参数。其中，特征参数可根据实际应用的需要为重量、温度、加热至设定温度的加热时间、和加热功率中的一个参数或多个参数的组合。

步骤S304：根据特征参数控制电磁波发生模块工作。在该步骤中，电磁波发生模块120可由特征参数直接控制工作，也可由特征参数间接控制工作。例如，特征参数为重量，处理单元131配置为根据重量和待处理物的类别确定加热时间和加热功率，并控制电磁波发生模块120按照加热时间和加热功率工作。

本发明的控制方法通过腔体电容的电容值来确定待处理物的特征参数，无需用户根据经验或经过测量手动输入待处理物的特征参数，而且特征参数的准确度高。

图4是根据本发明一个实施例的根据腔体电容的电容值确定待处理物的特征参数的示意性流程图。参见图4，本发明根据腔体电容的电容值确定待处理物的特征参数可包括如下步骤：

步骤S402：控制电磁波发生模块120产生预设初始功率的电磁波信号。其中，预设初始功率可为10～20W，例如10W、15W或20W，以在节约能源的同时，获得准确性高的实现最优频率匹配的频率值。

步骤S404：在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，并确定实现腔体电容110的最优频率匹配的电磁波信号的频率值。其中，备选频率区间的最小值可为32～38MHz，最大值可为42～48MHz，以提高电磁波的穿透性，实现均匀加热。例如，备选频率区间为32～48MHz、35～48MHz、35～45MHz、38～45MHz、38～42MHz等。

步骤S406：根据频率值确定待处理物140的特征参数。

本发明的控制方法通过实现最优频率匹配的频率值来体现腔体电容的电容值，减少了腔体电容内的相应感测特征参数的感测装置，进而节约了成本，进一步地降低了特征参数的误差。

在一些实施例中，步骤S406可为根据频率值按照预设的对照表匹配对应的特征参数。其中，对照表记录有频率值和特征参数的对应关系。

在一些进一步的实施例中，对照表中仅记录有一种对应关系，在步骤S406中，特征参数可由频率值按照对照表直接获得，以简化特征参数的获取流程。

在另一些进一步的实施例中，对照表中记录有不同初始温度下的对应关系，步骤S406可包括如下步骤：

获取待处理物140的初始温度；

根据初始温度匹配对应关系，并进一步根据该对应关系结合频率值匹配对应的特征参数，以避免温度对腔体电容110的电容值影响，进一步提高特征参数的准确性。其中特征参数可为重量、加热至设定温度的加热时间、和加热功率中的一个参数或多个参数的组合。

在又一些进一步的实施例中，对照表中记录有不同待处理物140重量下的对应关系，步骤S406可包括如下步骤：

获取待处理物140的重量；

根据重量匹配对应关系，并进一步根据该对应关系结合频率值匹配对应的特征参数，以避免重量对腔体电容110的电容值影响，进一步提高特征参数的准确性。其中特征参数可为初始温度、加热至设定温度的加热时间、和加热功率中的一个参数或多个参数的组合。

本发明的控制方法通过实现最优频率匹配的频率值结合对照表来确定待处理物140的特征参数，即通过腔体电容110的电容值范围来确定待处理物140的特征参数，相比于直接测量腔体电容110的电容值再根据电容值计算待处理物140的特征参数，节约了增加测量装置的成本，而且本申请的发明人创造性地发现，通过电容值范围来确定特征参数，可包容测量装置的误差，获得准确度更高的特征参数，进而获得极佳的加热效果。

在一些实施例中，在步骤S406之后还可包括在备选频率区间的最小值与频率值之间重新确定实现最优频率匹配的电磁波信号的频率值的步骤。

本发明的控制方法通过调节频率实现频率匹配，相比于通过开关器件调整电磁波发生模块120的负载匹配电路，避免了开关器件开闭时产生的杂散信号和噪音，避免了因个别开关器件损坏影响整套匹配电路，进而提高了加热装置100工作的稳定性，降低了加热装置100的成本。

在一些实施例中，步骤S404可为以二分法的方式在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，逐步缩小实现最优频率匹配的频率逼近区间至最小逼近区间，并确定实现最优频率匹配的电磁波信号的频率值。

图5是根据本发明一个实施例的在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，并确定实现腔体电容110的最优频率匹配的电磁波信号的频率值的示意性流程图。参见图5，本发明一个实施例的在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，并确定实现腔体电容110的最优频率匹配的电磁波信号的频率值可包括如下步骤：

步骤S502：获取初始频率逼近区间。其中，初始频率逼近区间可为前述备选频率区间。

步骤S504：调节电磁波信号的频率为频率逼近区间的最小值、中间值和最大值，获取各个频率对应的反映腔体电容110的频率匹配度的匹配度参数。

步骤S506：比较各个频率的匹配度参数。

步骤S508：判断频率逼近区间是否为最小逼近区间。若是，执行步骤S510；若否，执行步骤S512。其中，最小逼近区间并不是特定频率范围的区间，而是频率逼近区间的最小范围，即最优频率值的精度。在一些实施例中，最小逼近区间可为0.2～20KHz中的任一数值，例如0.2KHz、1KHz、5KHz、10KHz、或20KHz。

步骤S510：根据比较结果确定实现最优频率匹配的电磁波信号的频率值。

步骤S512：根据比较结果重新确定频率逼近区间。返回步骤S504。

本发明的控制方法通过二分法在备选频率区间内确定实现最优频率匹配的频率值，可快速缩小最优频率值所在区间的范围，进而快速地确定最优频率值，缩短了确定待处理物140的特征参数的所需时间，极大地提高了用户体验。

在另一些实施例中，步骤S404可为调节电磁波信号的频率以每次递增预设步长从备选频率区间的最小值增长至备选频率区间的最大值，并获取各个频率对应的反映腔体电容110的频率匹配度的匹配度参数，比较各个频率的匹配度参数并根据比较结果确定实现最优频率匹配的频率值。即，通过遍历电磁波信号的可选频率，确定最优频率值。

图6是根据本发明另一个实施例的在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，并确定实现腔体电容110的最优频率匹配的电磁波信号的频率值的示意性流程图。参见图6，本发明另一个实施例的在备选频率区间内调节电磁波信号的频率，并确定实现腔体电容110的最优频率匹配的电磁波信号的频率值可包括如下步骤：

步骤S602：调节电磁波信号的频率f为备选频率区间的最小值f_min，获取该频率对应的反映腔体电容110的频率匹配度的匹配度参数。

步骤S604：判断当前频率f是否为备选频率区间的最大值f_max。若是，执行步骤S606；若否，执行步骤S608。

步骤S606：比较各个频率的匹配度参数。

步骤S608：根据比较结果确定实现最优频率匹配的电磁波信号的频率值。

步骤S610：调节电磁波信号的频率f增长预设步长k，获取该频率对应的反映腔体电容110的频率匹配度的匹配度参数。返回步骤S604。其中，预设步长k可为0.1～10KHz，例如0.1KHz、0.5KHz、1KHz、5KHz、或10KHz等。

在一些实施例中，获取匹配度参数可包括如下步骤：

在每次调节电磁波信号的频率后，获取电磁波发生模块120输出的正向功率信号和返回电磁波发生模块120的反向功率信号；其中，正向功率信号和反向功率信号可由串联在腔体电容110与电磁波发生模块120之间的双向耦合器测得。

根据正向功率信号和反向功率信号计算该频率的匹配度参数。

具体地，匹配度参数可为回波损耗S11，其可根据公式S11＝-20log(反向功率/正向功率)计算获得，在该实施例下，回波损耗S11的数值越小，反映腔体电容110的频率匹配度越高，最小回波损耗S11对应的频率值为实现最优频率匹配的频率值。

匹配度参数也可为电磁波吸收率，其可根据公式电磁波吸收率＝(1-反向功率/正向功率)计算获得，在该实施例下，电磁波吸收率的数值越大，反映腔体电容110的频率匹配度越高，最大电磁波吸收率对应的频率值为实现最优频率匹配的频率值。

匹配度参数也可为其他可体现电磁波发生模块120分配给腔体电容110的输出功率的占比的参数。

图7是根据本发明一个实施例的判断腔体电容110是否空载或超载的示意性流程图。参见图7，本发明的判断腔体电容110是否空载或超载可包括如下步骤：

步骤S702：判断是否最优频率值大于等于预设上限阈值。若是，执行步骤S704；若否，执行步骤S706。其中，预设上限阈值可为备选频率区间的最大值或小于该最大值2～3MHz的频率值，预设下限阈值可为备选频率区间的最小值或大于该最大值2～3MHz的频率值。

步骤S704：控制电磁波发生模块120停止工作，向用户发送提示空载的视觉和/或听觉信号，以避免待处理物140重量过小，导致可变频率源发热严重降低加热效率，并因发热过大引起安全隐患。

步骤S706：判断是否最优频率值小于等于预设下限阈值。若是，执行步骤S708；若否，执行步骤S710。

步骤S708：控制电磁波发生模块120停止工作，向用户发送提示超载的视觉和/或听觉信号，以避免待处理物140重量过大，加热效果过差。

步骤S710：控制电磁波发生模块120以预设加热功率产生实现最优频率匹配的频率值的电磁波信号。其中，预设加热时间和预设加热功率均由频率值按照预设的对照表匹配获得。

图8是根据本发明一个实施例的用于加热装置100的控制方法的详细流程图。参见图8，本发明的用于加热装置100的控制方法可包括如下详细步骤：

步骤S802：获取加热指令。

步骤S804：获取初始频率逼近区间和待处理物140的初始温度。

步骤S806：控制电磁波发生模块120产生预设初始功率的电磁波信号。

步骤S808：调节电磁波信号的频率为频率逼近区间的最小值、中间值和最大值，获取各个频率对应的正向功率信号和反向功率信号并计算回波损耗。

步骤S810：比较各个频率的回波损耗。

步骤S812：判断频率逼近区间是否为最小逼近区间。若是，执行步骤S816；若否，执行步骤S814。

步骤S814：根据比较结果重新确定频率逼近区间。返回步骤S808。

步骤S816：根据比较结果确定实现最优频率匹配的电磁波信号的频率值。执行步骤S818。

步骤S818：判断是否最优频率值大于等于预设上限阈值。若是，执行步骤S820；若否，执行步骤S822。

步骤S820：控制电磁波发生模块120停止工作，向用户发送提示空载的视觉和/或听觉信号。

步骤S822：判断是否最优频率值小于等于预设下限阈值。若是，执行步骤S824；若否，执行步骤S826。

步骤S824：控制电磁波发生模块120停止工作，向用户发送提示超载的视觉和/或听觉信号。

步骤S826：根据初始温度匹配对应关系，并结合频率值匹配对应的加热时间和加热功率。

步骤S828：控制电磁波发生模块120以加热功率产生最优频率值的电磁波信号。执行步骤S830和步骤S832。

步骤S830：在备选频率区间的最小值与前述频率值之间重新确定最优频率值，直至达到解冻时间。返回步骤S828，使电磁波发生模块120产生新的优选频率的电磁波信号。

步骤S832：判断加热是否已达到加热时间，即步骤S828的运行时间是否大于等于加热时间。若是，执行步骤S834；若否，返回步骤S828。

步骤S834：控制电磁波发生模块120停止工作。返回步骤S802，开始下一循环。

本发明的加热装置100及控制方法特别适用于食物解冻，尤其是将食物解冻至-4～0℃，即前述设定温度为-4～0℃，可获得更加准确的特征参数值。

在本发明的另一些实施例中，加热装置还可包括通过调节自身阻抗来调节电磁波发生模块的负载阻抗的匹配模块，通过匹配模块的阻抗值来体现腔体电容110的电容值。处理单元131可配置为根据实现最优负载匹配的匹配模块的阻抗值来确定待处理物的特征参数。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (16)

1.一种用于加热装置的控制方法，所述加热装置包括用于放置待处理物的腔体电容和产生用于加热待处理物的电磁波信号的电磁波发生模块，其特征在于，所述控制方法包括：

根据所述腔体电容的电容值确定待处理物的特征参数；

根据所述特征参数控制所述电磁波发生模块工作。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述腔体电容的电容值确定待处理物的特征参数的步骤包括：

控制所述电磁波发生模块产生预设初始功率的电磁波信号；在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述腔体电容的最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值；

根据所述频率值确定待处理物的特征参数。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述根据所述频率值确定待处理物的特征参数的步骤之后还包括：

在所述备选频率区间的最小值与所述频率值之间重新确定实现最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述腔体电容的最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值的步骤包括：

以二分法的方式在所述备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，逐步缩小实现最优频率匹配的频率逼近区间至最小逼近区间，并确定实现最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述以二分法的方式在所述备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，逐步缩小实现最优频率匹配的频率逼近区间至最小逼近区间的步骤包括：

调节所述电磁波信号的频率为所述频率逼近区间的最小值、中间值和最大值，获取各个频率对应的反映所述腔体电容的频率匹配度的匹配度参数；

比较所述各个频率的匹配度参数；

根据比较结果重新确定所述频率逼近区间；其中初始所述频率逼近区间为所述备选频率区间。

6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述腔体电容的最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值的步骤包括：

调节所述电磁波信号的频率以每次递增预设步长从所述备选频率区间的最小值增长至所述备选频率区间的最大值，并获取各个频率对应的反映所述腔体电容的频率匹配度的匹配度参数；

比较所述各个频率的匹配度参数；

根据比较结果确定实现最优频率匹配的频率值。

7.根据权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，所述在备选频率区间内调节所述电磁波信号的频率，并确定实现所述腔体电容的最优频率匹配的所述电磁波信号的频率值的步骤还包括：

在每次调节所述电磁波信号的频率后，获取所述电磁波发生模块输出的正向功率信号和返回所述电磁波发生模块的反向功率信号；

根据所述正向功率信号和所述反向功率信号计算该频率的所述匹配度参数。

8.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述频率值确定待处理物的特征参数的步骤包括：

根据所述频率值按照预设的对照表匹配对应的特征参数，所述对照表记录有所述频率值和所述特征参数的对应关系。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，

所述特征参数为重量和/或温度和/或加热至设定温度的加热时间和/或加热功率。

10.根据权利要求8所述的控制方法，所述对照表中记录有不同初始温度下的对应关系，其特征在于，所述根据所述频率值按照预设的对照表匹配对应的特征参数的步骤包括：

获取待处理物的初始温度；

根据所述初始温度匹配所述对应关系，并进一步根据该对应关系结合实现最优频率匹配的频率值匹配对应的特征参数；其中

所述特征参数为重量和/或加热至设定温度的加热时间和/或加热功率。

11.根据权利要求8所述的控制方法，所述对照表中记录有不同待处理物重量下的对应关系，其特征在于，所述根据所述频率值按照预设的对照表匹配对应的特征参数的步骤包括：

获取待处理物的重量；

根据所述重量匹配所述对应关系，并进一步根据该对应关系结合实现最优频率匹配的频率值匹配对应的特征参数；其中

所述特征参数为初始温度和/或加热至设定温度的加热时间和/或加热功率。

12.根据权利要求9-11中任一所述的控制方法，其特征在于，

所述设定温度为-4～0℃；和/或

所述备选频率区间的最小值为32～38MHz；和/或

所述备选频率区间的最大值为42～48MHz。

13.根据权利要求2所述的控制方法，特征在于，反映所述腔体电容的频率匹配度的匹配度参数为回波损耗；且所述控制方法还包括：

判断所述频率值是否大于等于所述预设上限阈值；

若是，控制所述电磁波发生模块停止工作；

若否，控制所述电磁波发生模块以预设加热功率产生所述频率值的电磁波信号。

14.根据权利要求2所述的控制方法，特征在于，反映所述腔体电容的频率匹配度的匹配度参数为回波损耗；且所述控制方法还包括：

判断所述频率值是否小于等于预设下限阈值；

若是，控制所述电磁波发生模块停止工作；

若否，控制所述电磁波发生模块以预设加热功率产生所述频率值的电磁波信号。

15.根据权利要求13或14所述的控制方法，特征在于，还包括：

在所述频率值大于等于所述预设上限阈值时，向用户发送提示空载的视觉和/或听觉信号；和/或

在所述频率值小于等于所述预设下限阈值时，向用户发送提示超载的视觉和/或听觉信号。

16.一种加热装置，其特征在于，包括：

腔体电容，用于放置待处理物；

电磁波发生模块，配置为产生电磁波信号，用于加热所述腔体电容内的待处理物；以及

控制器，配置为用于执行权利要求1-15中任一所述的控制方法。

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