[发明专利]管理微波加热装置的方法以及微波加热装置

说明书

一种管理微波加热装置的方法：该微波加热装置能够基于具有微波频率范围内的第一基波频率的第一信号操作，其中当检测到微波加热装置(1)中存在第二信号时微波加热装置(1)的操作被中断或修改，所述第二信号具有谐波分量，所述谐波分量具有不同于基波频率的频率和高于临界参考值的强度。

相关申请的交叉引用

本申请要求如下申请的优先权：2016年9月26日提交的美国专利申请62/399,601及2017年9月25日提交的美国专利申请15/713,861，在此通过引用将其整体合并于本文中。

技术领域

本公开总体上涉及微波加热设备的领域。具体来说，本公开涉及使用固态发生器以确保微波产生的微波加热装置。更准确的，本公开涉及加热和烹饪食物的微波装置。

更详细地说，本公开涉及一种以防止和限制装置内部放电为目的的管理微波加热装置的方法，以及能够实施此方法的设备。

背景技术

构成本公开的主题事项的技术方案通常可应用于具有固态微波发生器的任何微波加热装置。然而本公开更好地涉及食物的加热。

众所周知，微波加热装置包括在其中能够放置被加热物品的加热室，在加热室中使用了一个或多个能够放射微波的辐射部分(或天线)。

后者通过固态信号发生器来产生，该信号发生器能够产生基波频率在微波范围内的正弦信号。正弦发生器通过供电电路与现有的辐射部分相连接，供电电路通常也包含了一个或多个功率放大器(也是固态类型)。特别的是，现有解决方案使用单个功率放大器向所有辐射部分供电，而其他方案使用多个功率放大器分别为一个或多个辐射部分供电。

辐射部分可使用任意方式制造：比如，它们可使用波导天线、偶极天线或贴片天线构成。

信号发生器和供电电路通常可根据多种操作配置来设置，每种操作配置都具有其本身的操作基频，以及在传输到每个辐射部分的信号之间具有相位与强度的任何差异。事实上，通过改变加热室中发射的不同信号的相位与强度，可以来控制与分配被加热物中的能量。在本公开全文背景下，术语“操作配置”主要指与加热室中各个辐射部分放射的微波相关联的所有参数组，比如基频，信号振幅与相位(绝对相位或者相对于参考相位的相对相位)。大致上，尽管传递到各个辐射部分的信号关于各自的基频甚至可能也不同，但在优选实施中，所有辐射部分每时每刻的操作频率都相同，尽管此频率会在加热循环中随着时间发生变化。

微波加热装置例如微波烤箱的有效烹饪阶段，加热室中需要大概几百瓦级别的功率来产生非常高峰值水平的电场。

因此，如果使用了金属支撑物，比如烤箱中通常会有的放在由不锈钢制成的滑动支撑搁架上的不锈钢或铝制托盘，则很有可能会发生电弧。尽管在微波烤箱中使用金属支撑物对物理学家来说似乎很奇怪，但这对于用传统的电烤箱和微波炉以相同方式进行烹饪的厨师来说是很正常的。

这些金属部分(托盘与支撑搁架)不是完全平坦的，这意味着托盘的下侧与格子的上侧之间会有很多随机分布的接触点。然而，在微波频率下，两个金属部分间的每一对接触点，连同所述金属部分间的空气间隙，可被描述成共振电路，其共振频率取决于每对接触点间的距离。

接下来很可能会出现如下情况：一对或多对接触点间的距离等于在烤箱中使用的微波频率下的基波波长的一半或四分之一的倍数。很不幸的，这种情况可被描述为一个等效共振电路，此电路具有与实际微波频率对应的共振频率。

众所周知，共振器包含空气间隙与金属部分，这导致其等效LC电路有相对高的Q因数。而Q因数也是共振电路电压峰值的乘法因数。这就意味着在给定的激发能量下，Q因数越高，共振器中的电压峰值越高。

在金属托盘放置在金属支撑搁架之上的情况下，两个接触点间的空气间隙可能非常薄，这导致了对电压峰值的不良绝缘。