使用RF辐射的物体加工状态感测制造技术

本申请涉及使用RF辐射的物体加工状态感测。一种用于在置于能量施加区域中的物体的加工期间施加RF能量来检测该物体的加工状态的方法可以包括在加工期间将RF能量施加到该物体上。该方法还可以包括接收计算出的RF反馈，该反馈与该物体的一种或多种加工状态相关；以及在该加工期间监测该计算出的RF反馈以检测该物体的一种或多种加工状态。

Object state sensing using RF radiation

The invention relates to an object processing state sensing using RF radiation. A method for applying a RF energy to detect the processing state of an object during processing of an object placed in an energy application area may include applying RF energy to the object during processing. The method may also include receiving the calculated RF feedback, the feedback associated with one or more processing state of the object; and in the process during the monitoring of the calculated RF feedback to detect the objects of one or more processing state.

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2012年8月30日，申请号为201280047184.6，发明名称为“使用RF辐射的物体加工状态感测”的申请的分案申请。本申请要求于2011年8月31日提交的美国临时专利申请号61/529,361的优先权权益，并且还要求于2012年3月19日提交的美国临时专利申请号61/612,961的优先权权益，这两个临时申请全文结合在此。
本申请涉及一种用于施加电磁能量的装置和方法。更具体地说，但非排他地，所披露的实施例可以涉及一种用于在射频范围中施加电磁能量来确定或检测正被加工的物体的加工状态的装置和方法。
技术介绍
电磁(EM)波已经被用于各种应用中以将能量供应给物体。例如在射频(RF)辐射的情况下，RF能量可以使用磁控管来供应，该磁控管典型地被调谐到一个单一频率以便仅在该频率供应RF能量。用于供应RF能量的常用装置的示例为微波炉。典型的微波炉在或在约2.45GHz的一个单一频率下供应RF能量。其他设备已经被用于加工物体。例如，常规的烤箱可以用于烹饪、加热以及干燥物体。其他加工设备可以用于化学生产、产品制造、材料制造等领域。在这些领域或设备中的每一者中，可能存在监测一个或多个过程的进展的需要。本披露的几个示例性方面的概述本专利技术的一些示例性方面可以针对用于施加RF能量来检测并且感测放置在一个能量施加区域中待加工(例如，待加热)的一个物体的一种或多种加工状态的方法和设备。物体可以通过施加多种类型的能量而被加工，例如对流加热、红外(IR)辐射(加热)等。除了施加对流和/或IR加热之外，也可以施加RF能量以与IR和/或对流加热同时或替代IR和/或对流加热加工物体。任选地，RF能量可以在IR和/或对流加热之前和/或之后施加。在加工期间物体可能发生的变化可以被称为物体的一种加工状态。一个物体的多种加工状态的一些示例可以包括：该物体的物理特性(例如，温度、压力、流率，相位等)、该物体的化学特性(例如，pH、化学成分等)，并且如果物体为一种食品，那么一个物体的加工状态可以包括：该物体的烹饪和/或煮熟状态(例如，解冻、发酵、完全烘焙/烹熟等)。在加工期间物体的变化可以影响介电行为以及该物体对RF能量施加的响应。任选地响应于一次RF能量施加，从能量施加区域接收的一个或多个RF反馈可能与物体的一种或多种加工状态相关。RF反馈可以在物体的加工期间被监测以便检测物体的一种或多种加工状态。在一些实施例中，用于施加RF能量来检测一个物体的一种或多种加工状态的一种设备可以被提供为一个附加装置，该装置可以被安装在一个加工设备中(例如，它可以被安装在烹饪烤箱中，例如：常规的微波(MW)炉、通过对流进行操作的一个烹饪烤箱，或用于将热量施加到一个物体上的任何其他装置；并且可以指示物体的烹饪状态)。该附加装置可以在加工设备的制造场所进行安装或可以在一个稍后的阶段(例如，在购买之后)进行安装。在一些实施例中，用于检测一个物体的一种或多种加工状态的一个附加装置可以配备有一个或多个辐射元件。可替代地或另外地，该装置可以连接到安装在加工设备中的一个或多个辐射元件或传感器上并且可以使用元件或传感器来接收RF反馈。一些另外的实施例可以包括用于施加RF能量以在一种食品的烹饪期间检测置于一个能量施加区域中的该食品的一个烹饪状态的一种设备和方法。在烹饪期间，RF能量可以被施加到该食品上。烹饪该食品可以在一个烹饪设备中执行，该烹饪设备诸如：一个烹饪烤箱、一个炉子、使用一个IR灯来加热的一个烤箱、一个煎锅、一个RF烤箱(例如，一个微波炉)或包括其烹饪设备中的两者或更多者的一个设备。RF反馈可以(例如，通过一个控制器)从能量施加区域被接收。RF反馈可能与食品的一种或多种加工状态相关，例如，温度(例如，该项目是冷冻还是解冻、烘焙)、煮熟的程度、水分常数、烹饪状态(发酵、烹熟、烘焙等)。RF反馈可以在烹饪过程期间被监测以便任选地基于相关性检测食品的加工状态。在一些实施例中，一个计算出的RF反馈(下文将进行论述)可以在烹饪过程期间被监测，以便任选地基于该计算出的RF反馈与食品的加工状态之间的相关性来检测食品的加工状态。在一些实施例中，控制器可以根据接收到的RF反馈计算计算出的RF反馈。一些示例性实施例可以包括用于施加RF能量以在一个物体的加工期间检测置于一个能量施加区域中的该物体的一种加工状态的一种设备和方法。在加工期间，RF能量可以在多个激励设置(例如，如下文所论述的频率、相位、振幅)处被施加到物体上。与物体的一种或多种加工状态相关的RF反馈或一个计算出的RF反馈可以被接收。在物体的加工期间，RF反馈或计算出的RF反馈可以被监测以便任选地基于相关性检测物体的加工状态。在一些实施例中，RF反馈可以包括一个计算出的RF反馈。计算出的RF反馈可以使用对从能量施加区域接收的一个原始RF反馈进行的数学运算来计算。用于施加RF能量来检测置于一个能量施加区域中的一个物体的一种加工状态的一种方法和设备可以包括在加工期间将RF能量施加到该物体上。响应于RF能量施加，原始RF反馈可以(例如，通过一个控制器)任选地从被配置成用于接收RF信号的一个检测器中接收。一个计算出的RF反馈可以基于与原始RF反馈参数(例如，S参数、在一个或多个频率处的DR值等)相关联的至少两个值进行计算。计算出的RF反馈可以与物体的一种或多种加工状态相关。计算出的RF反馈可以在加工期间被监测以便检测物体的一种或多种加工状态。本专利技术的一些示例性实施例披露了用于确定一个物体的一种加工状态与RF反馈之间的相关性的一种方法和设备。确定相关性可以在物体的加工期间进行。对物体的一种或多种加工状态的一个指示可以在物体的加工期间被接收。该指示可以从至少一个传感器中接收和/或由一个用户检查并且从一个用户界面中接收。RF能量可以被施加到一个能量施加区域中并且在物体的加工期间RF反馈可以从该能量施加区域中接收(响应于RF能量施加)。RF反馈与物体的一种或多种加工状态之间的相关性可以(通过一个控制器)被确定。一些其他示例性方法和设备可以包括在置于一个能量施加区域中的一个物体的加工期间施加RF能量以检测该物体的一种加工状态。在加工期间，任选地使用包括至少一个辐射元件的一个RF能量施加单元，RF能量可以被施加到物体上，该RF能量施加单元被配置成用于将能量施加到物体上以便产生RF反馈。与物体的一种或多种加工状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对用于加工位于能量施加区域中的物体的能量施加进行控制的方法，所述方法包括：在从所述能量施加区域接收到的RF反馈满足标准之前的第一时间段期间，根据第一协议引起对所述能量施加区域的能量施加，并且然后在从存在所述物体的所述能量施加区域接收到的RF反馈满足所述标准之后的第二时间段期间，根据第二协议引起能量施加。

【技术特征摘要】
2011.08.31 US 61/529,361;2012.03.19 US 61/612,9611.一种用于对用于加工位于能量施加区域中的物体的能量施加进行
控制的方法，所述方法包括：
在从所述能量施加区域接收到的RF反馈满足标准之前的第一时间段
期间，根据第一协议引起对所述能量施加区域的能量施加，并且然后
在从存在所述物体的所述能量施加区域接收到的RF反馈满足所述标
准之后的第二时间段期间，根据第二协议引起能量施加。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述标准包括所述RF反馈的阈值。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，指示用于加工所述物体的指
令的数据从与所述物体相关联的机器可读元件读取，并且所述能量施加根
据所述指令进行控制。
4.如权利要求1到3中的任一项所述的方法，其中所述指令包括所述
第一协议和所述第二协议中的至少一者。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述第一协议和所述第二协议中的
所述至少一者包括从多个激励设置中选择至少一个激励设置，并且在所选
定的至少一个激励设置下施加RF能量。
6.如权利要求4或5所述的方法，其中所述第一协议和所述第二协议
中的所述至少一者包括用于在多个激励设置下施加RF能量的多个参数。
7.如权利要求4到6中的任一项所述的方法，其中所述第一协议和所
述第二协议中的所述至少一者为默认协议，并且其中指示指令的所述数据
包括用以使用所述默认协议的指令。
8.如权利要求1到7中的任一项所述的方法，其中所述标准从机器可
读元件中读取。
9.如权利要求1到8中的任一项所述的方法，包括：使从机器可读元
件中读取的所述数据与存储在存储器中的信息相关联。
10.如权利要求9所述的方法，包括通过通信网络访问所述存储器。
11.如权利要求1到10中的任一项所述的方法，其中所述RF反馈包
括指示由所述物体可吸收的EM能量的值。
12.如权利要求1到11中的任一项所述的方法，其中所述能量施加包
括RF能量施加。
13.如权利要求1到12中的任一项所述的方法，其中所述能量施加包
括以下项中的至少一项：IR能量施加或通过对流加热的能量施加。
14.如权利要求1到13中的任一项所述的方法，包括：基于从所述能
量施加区域中接收的RF反馈来确定所述物体的初始加工状态。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一协议基于所确定的所述
物体的初始加工状态来选定。
16.如权利要求14或15所述的方法，其中所述物体的初始加工状态
基于从机器可读元件中读取的数据来确定。
17.如权利要求1到16中的任一项所述的方法，其中所述第二协议包
括终止所述能量施加。
18.如权利要求1到17中的任一项所述的方法，包括识别所述物体。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述第一协议根据所述物体的身
份来选定。
20.如权利要求1到18中的任一项所述的方法，包括：将所述RF反
馈与所述物体的在EM能量施加期间变化的加工状态相关。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述物体的在EM能量施加期间
变化的加工状态由以下项中的一项或多项来指示：温度、水分、湿度、压
力、化学成分、体...

【专利技术属性】
技术研发人员：莎伦·哈达德，阿夫纳·李伯曼，伊加尔·雅里，尤沃·本海姆，马克西姆·布瑞森，艾利尔得·西尔科夫，阿米海·朗，
申请(专利权)人：高知有限公司，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛;BM