光纤温度传感器、微波加热装置及其加热方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及于家用电器领域，更具体而言，涉及一种光纤温度传感器及一种微波 加热装置及一种微波加热装置的加热方法。
【背景技术】
[0002] 微波加热食物具有加热速度快、环保等优点，随着其越来越广泛的应用，微波加热 食品的质量也越来越受到人们的重视。微波加热由于在封闭环境下完成，不能实时观测被 加热食物的加热状态，因此经常发生欠加热或过加热的情况。在被加热食物处于封闭环境 下时，可以用温度来衡量其被加热状态，因此，研宄微波场下实现温度的精准测量方法，并 通过所测量温度数据来调整微波的功率，使被加热食物质量达到最佳状态，通过所测量的 温度数据来预估剩余加热时间，使微波加热过程更可控，具有重大的现实意义。
[0003]现有微波加热装置，如微波炉的温度探测手段主要是利用置于微波炉内的温度探 针来探测温度。温度探针一般有热敏电阻式、热电偶及红外温度传感器。其中热敏电阻和 热电偶式的温度探针由于金属器件，在微波环境下出现打火，受电磁干扰，精度不高，寿命 不长等问题。而红外温度传感器只能检测食物的表面温度，且测量精度受环境影响较大。
[0004] 同时，现有的烤箱内使用单点测温探针，而在微波加热不均匀的条件下，单点测温 不能反应被加热食物的整体加热状态。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一 种光纤温度传感器及一种微波加热装置及一种微波加热装置的加热方法。
[0006] 一种用于微波加热装置的光纤温度传感器，包括光收发装置、光纤连接线、光纤转 接头及测温探头，该光纤连接线连接该光收发装置及该光纤转接头，该测温探头连接该光 纤转接头，该测温探头包括多模光纤及位于该多模光纤的多个荧光物质。该光收发装置用 于发射多个激励光，每个激励光经该光纤连接线及该光纤转接头进入该测温探头并激发对 应的荧光物质发出荧光。该光收发装置用于接收该荧光并对该荧光进行信号解调以得到多 个温度信号。
[0007] 上述光纤温度传感器可实现在微波场下对被加热食物的精准测温，同时，测温探 头上荧光物质可分散设置在微波加热装置内不同的位置，因此，该光纤温度传感器能够实 现多点测温，能够使微波加热装置在微波加热不均匀条件下，对不同食物对象（重量、形 状、材质等）的精准控温和准确判断食物的整体加热状态。
[0008]在一个实施方式中，该光收发装置用于发射该多个激励光的脉冲在时域中不重 置。
[0009]在一个实施方式中，该温度信号由以下公式确定：Tn=fn(t'）=knXeH'，其中，Tn表示第n个荧光物质的温度信号，kn为常数，t'表示该荧光物质受激励后的时间常数。
[0010] 一种微波加热装置，包括控制器、光纤温度传感器及磁控管，该控制器连接该光纤 温度传感器及该磁控管，该光纤温度传感器包括光收发装置、光纤连接线、光纤转接头及测 温探头，该光纤连接线连接该光收发装置及该光纤转接头，该测温探头连接该光纤转接头， 该测温探头包括多模光纤及位于该多模光纤的多个荧光物质。该光收发装置用于发射多个 激励光，每个激励光经该光纤连接线及该光纤转接头进入该多模光纤并激励对应的荧光物 质发出荧光。该光收发装置用于接收该荧光并对该荧光进行信号解调以得到多个温度信 号。该控制器用于计算该多个温度信号的温度平均值，并根据该温度平均值与温度设定值 的关系及加热均匀性控制该磁控管工作。
[0011] 在一个实施方式中，该光收发装置用于发射该多个激励光的脉冲在时域中不重 置。
[0012] 在一个实施方式中，该温度信号由以下公式确定：Tn=fn(t'）=knXeH'，其中， Tn表示第n个荧光物质的温度信号，kn为常数，t'表示该荧光物质受激励后的时间常数。
[0013] 在一个实施方式中，当该温度平均值小于该温度设定值与预设值的差值时，若该 加热均匀性小于预设的第一值，该控制器用于控制该磁控管以第一功率工作。当该温度平 均值小于该差值时，若该加热均匀性大于预设的第二值，该控制器用于控制该磁控管以第 二功率工作，该第二值大于该第一值，该第二功率大于该第一功率。当该温度平均值大于该 差值时，若该温度平均值大于该温度设定值，该控制器用于控制该磁控管停止工作。当该温 度平均值大于该差值时，若该温度平均值小于该温度设定值，该控制器用于控制该磁控管 继续工作。
[0014] 在一个实施方式中，该加热均匀性由以下公式确定：
[0015]
，其中，P表示该加热均匀性，k为自然数且表示荧光物质的 数量，n= 1，. . .，k，ATn= ATn表示第n个荧光物质的测温点的温度变化值，Tn表 示第n个焚光物质的温度信号，T0表示加热开始时的温度，ATmax=max(ATn)，表示最大 的温度变化值，ATmin=min(ATn)，表示最小的温度变化值。
[0016] 在一个实施方式中，该微波加热装置包括显示面板，该控制器用于控制该显示面 板显示该温度平均值及/或剩余加热时间。
[0017] 在一个实施方式中，该微波加热装置还包括烧烤管，该控制器还用于根据该温度 平均值与温度设定值的关系及加热均匀性控制该烧烤管工作。
[0018] -种微波加热装置的加热方法，包括以下步骤：
[0019] S1 :控制器设置温度设定值，及根据该温度设定值控制磁控管工作；
[0020] S2:光纤温度传感器获取多个温度信号，该控制器计算该多个温度信号的温度平 均值；及
[0021] S3:该控制器根据该温度平均值与该温度设定值的关系及加热均匀性控制该磁控 管工作。
[0022] 在一个实施方式中，步骤S3包括以下步骤：
[0023]S31:该控制器判断该温度平均值是否大于该温度设定值与预设值的差值，若是， 进入步骤S32,若否，进入步骤S33;
[0024]S32:该控制器判断该温度平均值是否大于该温度设定值，若是，进入步骤S34,若 否，进入步骤S35 ;
[0025] S33:该控制器判断该加热均匀性小于预设的第一值还是大于预设的第二值，若该 加热均匀性小于该第一值，进入步骤S36,若该加热均匀性大于该第二值，进入步骤S37,该 第二值大于该第一值；
[0026] S34 :该控制器控制该磁控管停止工作；
[0027] S35 :该控制器控制该磁控管继续工作；
[0028] S36 :该控制器控制该磁控管以第一功率工作；
[0029] S37 :该控制器控制该磁控管以第二功率工作，该第二功率大于该第一功率。
[0030] 在一个实施方式中，步骤S1包括：控制器根据该温度设定值控制烧烤管工作；
[0031] 步骤S34包括：该控制器控制该烧烤管停止工作；
[0032] 步骤S35包括：该控制器控制该烧烤管继续工作；
[0033] 步骤S36包括：该控制器控制该烧烤管以第三功率工作；
[0034] 步骤S37包括：该控制器控制该烧烤管以第四功率工作，该第四功率大于该第三 功率。
[0035] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0036] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将 变得明显和容易理解，其中：
[0037] 图1是本发明较佳实施方式的光纤温度传感器的结构示意图；
[0038] 图2是本发明较佳实施方式的光纤温度传感器的荧光物质时间常数与温度函数 关系图；
[0039] 图3是本发明较佳实施方式的光纤温度传感器的激励光、荧光的波形图；
[0040] 图4是本发明较佳实施方式的光纤温度传感器的工作原理框图；
[0041] 图5是本发明较佳实施方式的微波加热装置的模块示意图；
[0042] 图6是本发明另一较佳实施方式的微波加热装置的模块示意图；
[0043] 图7是本发明再一较佳实施方式的微波加热装置的模块示意图；
[0044] 图8是本发明较佳实施方式的微波加热装置的加热方法的流程示意图；
[0045] 图9是本发明另一较佳实施方式的微波加热装置的加热方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0046] 下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0047] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而 不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定 有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发 明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0048] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安 装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或 一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以 通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本 领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0049] 下