[发明专利]使用RF能量进行加热的设备和方法

说明书

本申请是申请日为2009年11月10日，申请号为200980154195.2，发明名称为“使用RF能量进行加热的设备和方法”的申请的分案申请。

相关申请

本申请在119(e)下要求于2008年11月10日所提交的第61/193,248号美国临时专利申请以及于2009年10月22日所提交的第61/253,893号美国临时专利申请的利益，并且本申请关于两个PCT申请，其代理参考号为：于2009年11月10日所提交的46672和47574，此处通过引用并入两个PCT申请的公开内容。

发明领域

本申请在其一些实施方式中一般关注在负载中的电磁(EM)能量的耗散，并且特别是关注使用EM能量用于融化、加热和/或烹饪。

发明背景

在现代社会中，微波炉是普遍存在的特征件。然而，其限制因素也是众所周知的。这些因素包括，例如，不均匀加热和对热的缓慢吸收，特别是融化(或化冻)。事实上，普通的微波炉当被用于融化和均匀加热时，导致在食物中的一部分可被正常地加热或者部分地均匀烹饪，或者在另一部分被均匀化冻之前被过度烹饪。使用常规的微波炉来融化和加热物体一般会有在负载中不均匀和一般不受控制的能量耗散的问题。

发明概述

本发明在其一些实施方式中源于发明人的实现，在融化期间进入负载的能量的相等耗散有时可能产生负载的非均匀温度分布，以及可能的热失控现象(其中在负载的一部分中温度的增加比其他部分中快得多)。特别是，热失控能够导致一种情况，在这种情况下较热部分中的温度改变超过某一点会导致在该部分中的温度改变速率增加，由此会连续不断地增加温度间隙。

在本发明的一个示例性实施方式中，以三种方式中的一个或多个来控制能量耗散：(a)减小最大耗散能量(例如，以传输频率中的全部或一部分)；(b)以与有高耗散的频率相比耗散速率低的频率，导致更高效的能量耗散进入负载；和/或(c)监控负载，其紧密地足以避免在监控动作之间的过度加热。可选择地，较少的功率被有区别地耗散，特别是在其中热失控是很大危险的负载的一些部分，例如液体水部分中。

在本发明的一个示例性实施方式中，代替使用/测量耗散速率，所测量的是耗散比率(例如，在输入和耗散之间的比率)或者甚至归一化的耗散率，其被归一化至例如0到1的范围，或者被归一化到平均耗散率。

在本发明的一个示例性实施方式中，耗散功率与耗散率关系的图示是类似高斯曲线的，而不是实质上逆相关的。在低耗散率上，可能期望耗散更多功率，但是这种耗散受到差耗散率的限制，即使使用最大可用功率设定也是如此。以最高的耗散率，可能期望不(或者非常少)传输任何东西。中间水平受到两种趋势的影响，因此是类似高斯形状。

在本发明的一个示例性实施方式中，假设每个频率代表一个负载部分或者一些负载部分。负载的相同部分可以吸收多个频率。在本发明的一个示例性实施方式中，假设按一频率的耗散与这些部分中的耗散是相称的。

在本发明的一个示例性实施方式中，最大的被施加能量(hpl)基于负载的频谱信息来计算。可选择地或可供选择地，按频率选择功率电平是按照这些特性来选择的。可选择地或可供选择地，按频率选择功率是基于对一个频率子集的选择，在所述频率子集中具有更多耗散到负载中的功率。可选择地或可供选择地，按频率选择功率，对于每个频率，是基于对在频带的所有频率上获得的频谱信息的分析，或者是基于在被认为是要耦合到负载的所有频率上获得的频谱信息(例如，没有具有高Q值的频带，例如高于0.25％或0.5％或1％)。

在本发明的一个示例性实施方式中，分析频谱信息以区分被融化和未被融化的部分。可选择地，这种区分是基于频谱信息的一般特性，而不是基于通过频率分析频率，例如，假设在冰与水之间的频谱耗散图像的双峰分布能够允许根据对预期的双峰分布的匹配按总额分离冰和水。有时，在两种模式之间有叠加，其中在某种程度上频率耗散是在负载的水和冰两部分中。

在本发明的一个示例性实施方式中，融化规程参数依赖于负载的尺寸和/或体积，例如对估算被融化的含水物/含冰物的方法的校正，所述含水物/含冰物可以是由大目标中较大的绝对含冰物融化所得，和/或如果其初始温度接近融化。