一种半导体微波加热方法、系统和烹饪装置与流程

本发明涉及微波控制领域，特别涉及一种半导体微波加热方法、系统和烹饪装置。

背景技术：

半导体微波烹饪装置具有功率，频率和相位可变的特点，在工作过程中可以通过修改这些参数改变微波的分布，因此可以更均匀的加热食物，满足消费者的需求。目前的半导体微波烹饪装置，比如半导体微波炉，为了保证加热能力和加热速度，通常都选用较大的加热功率，一般在650W～1500W之间，如果要带烤箱功能，加热功率会更大，这种半导体微波烹饪装置只能加热非密封的食物，例如蔬菜、稀饭等，不能直接加热带壳食物，如果要加热只能将带壳食物的外壳破坏，因此应用范围小，使用起来也十分不方便，降低了消费者的使用感受。

技术实现要素：

本发明提供了一种半导体微波加热方法、系统和烹饪装置，解决了现有技术中难以对带壳食物进行加热的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种半导体微波加热方法，包括以下步骤：

步骤1，判断待加热食物是否为带壳食物，若是，则进入步骤2，若否，则进入常规加热模式；

步骤2，获取带壳食物的种类和重量，并根据所述带壳食物的种类和重量，生成对应的加热功率；

步骤3，采用所述加热功率对带壳食物进行加热，直到食物温度达到预设的目标温度。

本发明的有益效果是：本发明根据待加热食物是否为带壳食物选择不同的加热方式，当待加热食物为非带壳食物时，采用常规加热模式进行加热，比如根据非带壳食物的种类、重量和加热时间，选择650W～1500W之间的加热功率进行加热；当待加热食物为带壳食物时，根据带壳食物的种类和重量，选择合适的小功率对带壳食物进行加热，不仅免去了去壳处理的麻烦，方便消费者使用，而且避免了食物内部压力过大造成爆开现象以及加热不熟或者加热过度的现象，实现了对带壳食物的加热效果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，步骤1中，根据用户的加热指令判断待加热食物是否为带壳食物，或者通过摄像头获取待加热食物的图像，然后将所述待加热食物的图像与预先存储的标准图像进行匹配，根据匹配结果判断所述待加热食物是否为带壳食物。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案可以在烹饪装置的控制面板或者与烹饪装置相连接的用户智能终端上设置带壳食物加热按键或者非带壳食物加热按键，根据用户输入的不同加热指令判断待加热食物是否为带壳食物，或者通过摄像头获取待加热食物的图像，然后采用自动匹配的方法判断所述待加热食物是否为带壳食物，方式灵活，更加符合用户的需求。

进一步，所述步骤2包括以下具体步骤：

步骤2中，获取用户手动输入的带壳食物的种类和/或重量，或者根据所述匹配结果生成带壳食物的种类，并通过重量传感器自动采集带壳食物的重量；步骤2中，生成对应的加热功率包括以下具体步骤：

S201，查询预设的食物种类、重量和加热功率的对应关系表，获取所述带壳食物对应的总加热功率；

S202，根据烹饪装置中加热源的数量，生成每个加热源的加热功率；总加热功率为每个加热源加热功率之和。

进一步，所述总加热功率的取值范围为1*η～200*η，单位为W，其中η为烹饪装置的加热效率。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，当用户加热指令中包括带壳食物种类和/或重量时，可以自动对所述种类和/或重量进行采集，当加热指令中不包括带壳食物重量和/或重量时，可以采用自动匹配的方法获取带壳食物的种类以及通过传感器获取带壳食物的重量。同时，所述对应关系表在烹饪装置出厂前的测试过程中已经得到，且固化在烹饪装置的应用程序中，应用本加热方法时可以方便直接的对所述对应关系表进行调用，从而获取对应的加热功率。本进一步技术方案中，可以利用多个加热源，且加热源分别采用相同的加热功率对待加热食物进行加热，从而更进一步保证了加热过程中，食物受热的均匀性，提高了加热效果。本进一步技术方案中，总加热功率的取值范围为(1W～200W)*η，即采用一个较小的功率对带壳食物进行加热，避免了食物内部压力过大造成爆开现象，实现了对带壳食物的加热效果。

进一步，所述步骤3具体为：采用所述加热功率对待加热食物进行加热，加热过程中，通过温度传感器实时采集所述待加热食物的表面温度，直到食物表面温度达到预设的目标温度后，结束加热过程。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，通过温度传感器时刻检测待加热食物的表面温度，从而当食物表面温度达到预设的目标温度后，直接结束加热过程，控制方法简单。

进一步，所述步骤3包括以下具体步骤：

S301，获取待加热食物的初始温度和目标温度；

S302，计算已知重量的待加热食物在所述加热功率下，从所述初始温度上升到所述目标温度所需的加热时间；

S303，采用所述加热功率，对待加热食物持续加热所述加热时间后，结束加热过程。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，通过待加热食物的初始温度、目标温度、食物重量、加热功率等参数，直接计算出需要的加热时间。本方案省略了采用温度传感器进行检测的步骤，不仅降低了成本而且控制过程更加简单，同时避免了加热不熟或者加热过度的现象，实现了对带壳食物的加热效果。

依据本发明另一方面，提供了一种半导体微波加热系统，包括判断模块、识别模块、加热功率获取模块和控制模块，

所述判断模块用于判断待加热食物是否为带壳食物，若是，则将判断结果发送给识别模块，若否，则进入常规加热模式；

所述识别模块用于获取带壳食物的种类和重量；

所述加热功率获取模块用于根据所述带壳食物的种类和重量，生成对应的加热功率；

所述控制模块用于采用所述加热功率对带壳食物进行加热，直到食物温度达到预设的目标温度。

进一步，所述判断模块用于根据用户的加热指令判断待加热食物是否为带壳食物，或者通过摄像头获取待加热食物的图像，然后将所述待加热食物的图像与预先存储的标准图像进行匹配，根据匹配结果判断所述待加热食物是否为带壳食物；

所述识别模块用于获取用户手动输入的带壳食物的种类和/或重量，或者根据所述匹配结果生成带壳食物的种类，并通过重量传感器自动采集带壳食物的重量。

进一步，加热功率获取模块包括：

存储单元，用于存储预设的食物种类、重量和加热功率的对应关系表；

查询单元，用于查询所述对应关系表，获取所述带壳食物对应的总加热功率；

第一计算单元，用于根据烹饪装置中加热源的数量，生成每个加热源的加热功率；总加热功率为每个加热源加热功率之和。

进一步，所述控制模块用于采用所述加热功率对带壳食物进行加热，加热过程中，通过温度传感器实时采集所述带壳食物的表面温度，直到食物表面温度达到预设的目标温度后，结束加热过程。

进一步，所述控制模块包括：

温度获取单元，用于获取待加热食物的初始温度和目标温度；

第二计算单元，用于计算已知重量的待加热食物在所述加热功率下，从所述初始温度上升到所述目标温度所需的加热时间；

控制单元，用于采用所述加热功率，对待加热食物持续加热所述加热时间后，结束加热过程。

为了解决本发明的技术问题，还提供了一种烹饪装置，包括所述的半导体微波加热系统。

进一步，所述烹饪装置为微波炉。

附图说明

图1为本发明一种半导体微波加热方法的流程示意图；

图2为本发明一种半导体微波加热系统的结构示意图；

图3为本发明一种烹饪装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明半导体微波加热方法的流程示意图，包括以下步骤：

步骤1，判断待加热食物是否为带壳食物，若是，则进入步骤2，若否，则进入常规加热模式；

步骤2，获取带壳食物的种类和重量，并根据所述带壳食物的种类和重量，生成对应的加热功率；

步骤3，采用所述加热功率对带壳食物进行加热，直到食物温度达到预设的目标温度。

以下通过实施例1和实施例2对上述方法进行具体说明。

实施例1

本实施例中，使用四源半导体微波炉作为烹饪装置，用户通过微波炉的操作面板选择待加热食物为带壳食物，并输入带壳食物为鸡蛋，鸡蛋重量为60g，初始温度T₀＝5℃、目标温度T₁＝100℃，通过查询对应关系表，得到60g鸡蛋对应的加热功率为80W*η，本实施例中，所述四源半导体微波炉的加热效率为50％，因此采用的加热功率为40W。因为本实施例中烹饪装置包括4个加热源，因此每个加热源分别采用10W的小加热功率进行加热。

本实施例，根据食物加热所需的总能量，计算食物加热所需的加热时间，完成烹饪，其中食物加热需要的总能量：

Q＝C×M×(T₁-T₀)………………………………………….①

食物的加热时间为：

t＝Q/P……………………………………………………………….②

其中，Q为食物所需的总能量/J，C为食物的比热容/J/(Kg·℃)，M为食物的重量/kg，T₁为食物的末温/℃，T₀为食物的初温/℃，P为加热功率/w，η为微波炉的加热效率/％，t为加热时间/s。

因此计算出60g鸡蛋从5℃升温到100℃需要的总热量为：Q＝3400×0.06×(100-5)＝19380J，公式中C为牛奶的比热容，取值为3400J/(kg·℃)，M为鸡蛋的重量。因加热功率为40W，可以得到总的加热时间t＝19380÷40＝484s，因此，控制每个加热源以10W的加热功率，分别加热484s，即可完成烹饪过程，最后鸡蛋凝固状态好，无爆开，鸡蛋中心温度99.6℃，达到较好的烹饪效果。

实施例2

本实施例中，使用两源半导体微波炉作为烹饪装置，用户通过微波炉的操作面板输入待加热食物为带壳食物，并输入带壳食物为栗子，栗子重量为100g，初始温度T₀＝25℃、目标温度T₁＝100℃，通过查询对应关系表，得到100g栗子对应的加热功率为40W*η，本实施例中，所述两源半导体微波炉的加热效率为50％，因此采用的加热功率为20W。因为本实施例中烹饪装置包括2个加热源，因此每个加热源分别采用10W的小加热功率进行加热。

根据上述实施例1中的公式可以计算出100g栗子从25℃升温到100℃需要的总热量为：Q＝1200×0.1×(100-25)＝9000J，公式中C为栗子的比热容，取值为1200J/(kg·℃)，M为栗子的重量。因加热功率为20W，可以得到总的加热时间t＝9000J÷20＝450s，因此，控制每个加热源以10W的加热功率，分别加热450s，即可完成烹饪过程，最后栗子完全熟透，无爆开，栗子中心温度100.3℃，达到较好的烹饪效果。

如图2所示，为本发明一种半导体微波加热系统的结构示意图，包括判断模块、识别模块、加热功率获取模块和控制模块，

所述判断模块用于判断待加热食物是否为带壳食物，若是，则将判断结果发送给识别模块，若否，则进入常规加热模式；

所述识别模块用于获取带壳食物的种类和重量；

所述加热功率获取模块用于根据所述带壳食物的种类和重量，生成对应的加热功率；

所述控制模块用于采用所述加热功率对带壳食物进行加热，直到食物温度达到预设的目标温度。

本实施例中，所述判断模块用于根据用户的加热指令判断待加热食物是否为带壳食物，或者通过摄像头获取待加热食物的图像，然后将所述待加热食物的图像与预先存储的标准图像进行匹配，根据匹配结果判断所述待加热食物是否为带壳食物；

所述识别模块用于获取用户手动输入的带壳食物的种类和/或重量，或者根据所述匹配结果生成带壳食物的种类，并通过重量传感器自动采集带壳食物的重量。

本实施例中，加热功率获取模块包括：存储单元，用于存储预设的食物种类、重量和加热功率的对应关系表；查询单元，用于查询所述对应关系表，获取所述待加热食物对应的总加热功率；第一计算单元，用于根据烹饪装置中加热源的数量，计算每个加热源的加热功率；总加热功率为每个加热源加热功率之和，从而控制每个加热源按照对应的加热功率对待加热食物进行加热。

本实施例中，所述控制模块用于采用所述加热功率对待加热食物进行加热，加热过程中，通过温度传感器实时采集所述待加热食物的表面温度，直到食物表面温度达到预设的目标温度后，结束加热过程。在其他实施例中，所述控制模块包括：温度获取单元，用于获取待烹饪食物的初始温度和目标温度；第二计算单元，用于计算已知重量的待烹饪食物在所述加热功率下，从所述初始温度上升到所述目标温度所需的加热时间；控制单元，用于采用所述加热功率，对待加热食物持续加热所述加热时间后，结束加热过程。

如图3所示，为本发明一种烹饪装置的结构示意图，包括以上所述的半导体微波加热系统。本实施例中，所述烹饪装置为微波炉，在其他实施例中，所述烹饪装置可以是其他利用微波进行加热的装置。

本发明根据待加热食物是否为带壳食物选择不同的加热方式，当待加热食物为带壳食物时，根据带壳食物的种类和重量，选择合适的小功率对带壳食物进行加热，不仅免去了去壳处理的麻烦，方便消费者使用，而且避免了食物内部压力过大造成爆开现象以及加热不熟或者加热过度的现象，实现了对带壳食物的加热效果。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。