使用rf能量进行加热的装置和方法

专利名称：使用rf能量进行加热的装置和方法
技术领域：
本申请在其一些实施方案中一般关注在负载中的电磁(EM)能量的耗散，并且特别地关注使用EM能量用于融化、加热和/或烹饪。
背景技术：
在当今社会微波炉是普遍特征。然而，其限制是众所周知的。例如，这包括特别是对融化(或解冻)的不均勻加热和热量的缓慢吸收。事实上，普通的的微波炉当用于融化和均勻加热时，导致在食物中的一部分可正常加热或者部分地均勻烹饪，或者在另一部分均勻解冻之前过度烹饪。使用常规的微波炉来融化和加热对象一般承受在负载中不均勻和典型地不受控制的能量耗散的问题。发明概述本发明在一些实施方案中源于发明人的实现，S卩，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不均勻的温度分布，以及可能的热失控现象(其中在负载的一部分中温度的増加比其他部分中快得多)。具体而言，热失控能够导致以下情况较热的部分中的温度变化超过某一点就会导致在该部分中的温度改变速率増加，因此会连续地增加温度差。在本发明的一个示例性实施方案中，用以下三种方式中的一种或多种控制能量耗散。(a)减小最大耗散能量(例如以发射频率或MSE(将在以下对调制空间元件进行详细描述)中的全部或部分)；(b)以相比较于其中耗散率较高的频率而其中低耗散率较低的频率或MSE，导致更高效的能量耗散到负载中；和/或(c)足够紧密地监测负载以避免在监测动作之间的过度加热。可选地，较少的功率不同地耗散，特别是在其中热失控具有很大危险的负载的一部分，例如液体水部分中。在本发明的示例性实施方案中，不是使用/測量耗散速率，所测量的是耗散率(例如在输入和耗散之间的比率)，或者甚至规范化为耗散率，例如规范化为例如0到1的范围， 或者规范化为平均耗散率。在本发明的一个示例性实施方案中，耗散功率和耗散率的关系图是准高斯曲线， 而不是实际上反相关的。在较低耗散率上，可能期望耗散更多的功率，但是这种耗散受到较差耗散率的限制，即使使用了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)发射任何东西。中间水平受到两种趋势的影响，因此准高斯形状。在本发明的示例性实施方案中，假设每个频率或MSE表示一个负载部分或多个负载部分负载的相同部分可以吸收多个频率或MSE。在本发明的示例性实施方案中，假设ー个频率或MSE下的耗散与这些部分中的耗散是相适应的。在本发明的一个示例性实施方案中，最大施加的能量(hpl)是基于负载的频谱信息来计算的。可选地或可替代地，每个频率或MSE的功率水平选择是按照这些特性来选择的。可选地或可替代地，每个频率或MSE的功率选择是基于ー个频率或MSE子集的选择，其中将更多功率耗散到负载中。可选地或可替代地，对于每个频率或MSE而言，每个频率或 MSE的功率选择是基于对在频带上所有频率或MSE获得的频谱信息的分析，或者基于认为耦合到负载的所有频率或MSE上获得的频谱信息(例如没有具有高Q值的频帯，例如高于 0. 25%或 0. 5%或 )。在本发明的一个示例性实施方案中，分析频谱信息以区分融化和未融化的部分。 可选地，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对频率，通过MSE对 MSE的分析，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量分离冰和水。有吋，在两种模式之间存在重叠，其中在某种程度上频率或MSE耗散到负载的水和冰的两部分中。在本发明的一个示例性实施方案中，融化协议參数依赖于负载的尺寸和/或体积，例如对估计融化的含水/含冰物的方法的校正，该含水/含冰物可以是由大目标物中较大的绝对含冰物融化获得，和/或若其初始温度接近融化。在本发明的示例性实施方案中，对含水物/高耗散频率的识别是基于冰比水具有更低耗散的假设。可选地，相对和绝对的阈值用来检测这样的频率或MSE。可选地，提供了一个用于相对纯净的冰的阈值，在该阈值以上假设物质为冰和水的混合物。可选地，系统ー 般被设计成非负载部分具有较低的耗散，或者没有能力或非常少能量以预计在其中耗散的频率或MSE发射。可选地，提供了高阈值，在该阈值之上假设吸收物质是水，并且因此应发射较低功率或不发射功率，这导致低功率或无功率耗散到负载中。可选地，追踪中等耗散率频率或MSE，这是基于它们反映混合水冰部分的假设，这些部分可以全部融化和/或其中含水物具有失控的热事件的中等危险。可选地，这些中等频率或MSE接收中等功率水平。在本发明的一个示例性实施方案中，大冰块块(在所有频率或MSE上具有低耗散)未被过度补偿(例如不假设为水，并因此接收低功率)，这通过基于频谱信息检测存在大冰块，并且在这些频率或MSE上提供更多的能量，直到在频谱信息中开始出现小的冰块的指示为止。例如，在这些频率或MSE表示大冰块的情况中，以具有中等耗散率的频率或 MSE的能量发射不会减小到与具有高耗散率的频率或MSE的能量发射相同的程度。在本发明的示例性实施方案中，这些和/或其他參数(比如阈值、功率/频率比例和时间)依赖于负载的特性和/或所期望的加热效果。可选地，带有各种选项的表格存储在存储器中，并且用户能够选择。可选地或可替代地，根据用户的选择或自动选择提供并应用一系列功能。可选地或可替代地，使用试错法和/或作为负载中的平均耗的函数计算最大功率水平。在本发明的一个示例性实施方案中，最大应用功率水平和/或依赖功率水平的频率或MSE在融化或其他加热或能量应用过程中更新。可选地，在融化过程中，这种更新会发生多次(例如，实际上连续地，比如1000次/秒或2次/秒，或者甚至是每5秒或更多秒一次)。在本发明的一个示例性实施方案中，选择在扫描之间的时间和/或在扫描之间的耗散，以降低过度加热和/或热失控的危险。可选地，所使用的功率水平、阈值、扫描速率、 和/或其他參数依赖于有待避免的情況。在一个例子中，若少量的水被误认为使大量的冰 (因为以高功率辐射)，将扫描设置和/或hpl选择为使下一次扫描将会检测到这样的效果 (以使其不被误认为冰的方式的水増量所导致)。可选地，操纵负载和/或腔以改善频谱信息，例如以协助区分水和冰。这可允许计算关于发射的较高的功率水平(例如，平均的)和/或较高的耗散率(例如平均或最小的)，并且因此允许较快融化并且具有足够的质量。例如，负载在腔中的位置可以改变(例如，通过旋转或搅动其上放置负载的盘)，并且频谱信息在多个位置之间进行比较。可选地， 能量发射将随着定位的负载发生，使得所获得的频谱信息对于冰/水的区分而言是最有用的(例如具有最高的计算hpl)。在本发明的一个示例性实施方案中，在其中之前已应用功率的频率或MSE上耗散最小的低功率水平，以防止这些融化部分的冷却和/或重新冻结。可选地或可替代地，允许以在第一次和第二次获得频谱信息之间的给定频谱耗散到负载中的最大功率使得在基于频谱信息中的改变而停止功率之前融化部分将不会加热到远高于融化温度。在本发明的一个示例性实施方案中，不是应用精确的功率量，而是使用频繁的反馈。可选地或可替代地，应用功率的方法考虑到所适用的功率放大器的特性。发明人假设有如下详细描述的可能性中的一个或多个可导致或加剧不均勻的温度分布。然而，应注意在本文中所描述的方法也可以独立于这些前提来应用。此外，应注意根据本发明的一些实施方案，需要避免的不是不均勻的温度本身，而是过度加热或者在负载的有效部分中的过度加热的危险(例如0. 1 %、0. 5%、1 %、2%、5%、10%、或中等百分比，例如，依赖于应用、用户期望)。(a)非均勻的成分。实际的负载通常包括不同的物质(例如，在鸡肉部分中的脂肪、骨骼、皮肤、以及肌肉，或者在绞肉中的气泡，或者在虾包装中的虾之间形成的冰柱)，它们具有不同的比热(Cp)和/或不同的潜热(L)。在这种情况下，相等的耗散能量可导致不相等的温度(因为RF加热通常快于在物体内通过传导的热传递)。根据本发明的一些实施方案，在确定与这些不同的物质相关联的负载部分的功率水平吋，这是要考虑的内容(例如，使用预设的表格)。(b)非均勻的热状态和热传递行为。(在最开始或熔化过程中)负载可以在不同的位置具有不同的温度。这可能例如是由于在熔化开始之前非均衡的冷却(例如，若冻结不完全，内部比外部更热，者或反之亦然，若冷冻的对象简单地暴露到比其自身高的温度中， 则外部比内部更热)，或者由于在加热之前或加热期间，将负载的表面暴露于不同的环境 (可能在加热期间，热空气、内部和外部的对流、制冷板)，或者由于如上所述的非均勻成分或者由于负载的不规则形状(ー些部分比其他部分更薄)，或者由于负载的不规则的形状， 例如，因此不同的部分会具有不同的表面/体积比，或者上述中的两个或更多的組合。这可导致在一个或多个较冷部分开始发生相变很久之前，ー个或多个相对热的部分已经发生相变(甚至当负载100%均勻，以及耗散到其所有部分上的能量都相同时也如此)。在本发明的一个示例性实施方案中，加热协议在加热期间考虑这些非均勻的温度和/或热耗散。 可选地，这种考虑是自动将大多数功率引导至冰的部分。(c)依赖温度的加热。对于许多类型的物质而言，若在相变之后应用到物质上吋， 引起相变所期望的要的能量的量将导致温度的明显增加(例如，増加20°C、4(TC、或甚至 80°C )。因此，在冷冻物质中相等的能量耗散可导致在一个或多个较冷部分中已完成相变之前，一个或多个较热部分被过度加热。在本发明的一个示例性实施方案中，通过降低达到对多读加热敏感和/或功率/热的比率在其中指示为较快加热物质的区域中的功率来避免这种过度加热。要注意的是，上述加热有时也可应用到没有融化的负载的加热，无论有相变(例如，沸腾)或是没有相变(例如，升高负载的温度和/或将其维持在所期望的水平上)。应注意引用的施加电磁能量到其中的“对象”(也称为“负载”或“有待加热的对象”)不限于具体的形式。取决于本发明利用的具体的过程，“对象”或“负载”可以包括液体、固体、或气体。该对象还可以包括合成物或在不同相位的物质的混合物。因此，通过非限制的示例，术语“对象”包括如待解冻或烹饪的食物的这样的物质；待烘干的衣服或其他湿物质；待溶化的冷冻器官；待反应的化学品；待燃烧的燃料或其他可燃物质；待去水的含水物质，待膨胀的气体；待加热、沸腾或蒸发的液体，或期望甚至通常施加电磁能量的任何其他物质。根据本发明的示例性实施方案，若在未经受相变的部分中比在已经相变的部分中耗散明显更多的RF能量吋，至少在一定程度上避免不均勻或至少热失控。ー个具体的示例是在融化的部分中比在未融化的部分，脂肪和/或其他非冷冻的物质中耗散更多的功率。应注意，如在本文中使用，术语“RF或电磁能量”包括电磁频谱的任何或所有部分， 包括但不限干，射频(RF)、红外线(IR)、近红外线、可见光、紫外线等。在ー个具体的示例中，所施加的电磁能量可以包括具有波长在IOOkm到Imm的自由范围的RF能量，其频率分别是在IHz到300GHz。在一些其他的示例中，频带可以是在500MHz到1500MHz之间、或 700MHz到1200MHz之间、或800MHz到IGHz之间。微波和超高频(UHF)能量例如都在RF范围内。尽管在本文中结合RF能量的应用描述了本发明的示例，提供这些描述示出本发明的几个示例原理，并不旨在限制本发明到电磁频谱的任何具体的部分。在本发明的一个示例性实施方案中，能量耗散的这种不均勻分布的实现是通过以具有相对低耗散率的频率或MSE、或者以主要在冰中耗散的频率或MSE来发射高功率，同时以具有相对高耗散率的频率或MSE、或者以主要在水中耗散的频率或MSE来发射低(或者甚至是无)功率。根据本发明的一些示例性实施方案，要注意的是，给定频率或MSE在不同的负载部分(例如，水，以及在冰或出于任何其他原因具有不同的耗散率的负载部分中，包括例如极性、含脂肪量量和含水量)中的耗散依赖于许多因素，包括负载的成分、尺寸、形状、在腔内的位置和定向、以及在负载不同的部分中的精确温度和相位。在不同条件下，给定的频率或MSE可主要耗散在水中、主要耗散在冰中、或者二者中。然而，本发明人发现当从腔获得频谱信息吋，对所获得信息的分析可用于推演有用的融化协议，和/或可反映可在水中和/ 或冰中发生的耗散模式。
在本申请的背景中，术语“频谱信息”是指关于腔内RF在不同频率或MSE上的和 /或与腔内负载的交互数据，例如，毎次使用一个或多个腔馈源以恒定的或变化的功率来进行频率或MSE扫描，并且测量由所述ー个或多个腔馈源所所接收的反射功率，可选地考虑了以每个频率或MSE实际发射到腔中的功率。有吋，一个腔馈源在进行发射，而同时ー个或多个其他的馈源(或所有其他的馈源)測量反射功率。有时，为多个馈源中的ー个或多个重复该过程。非限制性的例子是获得如PCT公布W007/096878中所描述的频谱图像。在本发明的一个示例性实施方案中，使用抑制函数来计算发射到腔中的RF功率， 以便较少量的能量(或者完全没有能量)耗散到具有相对高的耗散率的部分中，同时较大量的能量将耗散到具有相对低的耗散率的部分中。在本发明的一个示例性实施方案中，选择该函数，以便与具有低或中等耗散率的部分相比，对于具有高消耗率的部分而言，每体积单位耗散的能量(或者每质量単位的耗散)较小。在本发明的一个示例性实施方案中，使用抑制函数来计算发射到腔中的RF功率，以便较少的能量(或者完全没有能量)以具有相对高的耗散率的频率或MSE耗散到负载中，同时较大量的能量以具有相对低的耗散率的频率或MSE耗散到负载中。在本发明的一个示例性实施方案中，加热自动地和/或固有地调节变为已融化(或已部分融化)的负载部分(或者増加了负载中的耗散率的频率或MSm，并由此重新划分为“高耗散部分(或频率或MSm”(或者“中等耗散部分(或频率或MSm”)。 例如，通过在加热会话之后执行频率或MSE扫描或扫频，在所使用频率或MSE中的至少ー些的耗散率上改变可能变得明显，这些改变与负载的对应部分中的相变至少部分地相关。通过基于新得到的频谱信息重新计算发射协议，设备本身能够调节融化进程(和/或负载在操作期间有所移动时的位置的改变)在本发明的一个示例性实施方案中，选择每个频率或MSE下的发射能量，使得将以具有高耗散率(例如，70%或更多，或者80%或更多)的频率或MSE耗散到负载中的能量的量可以为50%，或者小于以具有低耗散率(例如40%或者更少，30%或者更少)的频率或MSE耗散到负载中的能量。有吋，这将是以具有低耗散率的频率或MSE耗散的能量的 20%或更少，5%或更少，0. 1%，甚至0%。虽然以上说明集中于融化，其可以被应用到其他的相变，或者应用到其中功率耗散与加热速率之间的关系突然改变的情況，和/或其中需要避免热失控的情况(例如，当尝试均勻地加热包含了低耗散率和高耗散率两部分的对象吋，分別与高和低比热、和/或高和低潜热相称)。此外，可以提供多个(例如，3、4、5或更多个)被不同加热的部分。有吋， 用于加热的工作频带中的多个部分不包括其中无能量发射频率或MSE(或部分)。可选地， 基于它们的耗散率将不同的频率或MSE分配给该多个部分。然而，要注意的是，由干与温度改变所期望的的能量相比相变需要更大的能量，并且考虑到食物通常被冷冻储存和提供或者准备融化，所以融化是尤其令人感兴趣的一点。相类似地，可能由过度加热而被破坏的部分和/或如果加热不足便不可接受的部分附加地或可替代地是令人感兴趣的。有吋，可能会出于任何其他的原因可能期望有区別地加热不同的部分(例如，加热(例如，烹调)一部分而不是另一部分，或者达到不同的最终温度)。还需要注意的是，虽然基本策略在一些实施方案中是按照功率在目标负载部分上的效果来调整每体积单位的功率，但是按照一些实施方案，则是通过将特定功率或MSE确定为目标和按照这些频率或MSE上的耗散来调整功率来直接实现这一点，而不直接确保每単位体积上一定的功率水平。根据本发明的一个示例性实施方案，提供了ー种使用RF加热负载的方法，包括(a)提供ー个负载，该负载具有过度加热温度点；(b)以避免过度加热的方式来选择有待耗散到负载中的最大功率，以及(c)以多个不同频率或MSE将RF功率应用到所述负载，所述功率在不同的频率或 MSE上是不同的并且在所有频率或MSE上都低于所述最大功率。在本发明的一个示例性实施方案中，所述选择包括在加热均勻性与加热速度之间进行折衷。有吋，所选择的最大功率可以是在任何给定频率或MSE上的设备可用的最大功率乘以该频率或MSE上的耗散率。可选地或可替代地，应用RF功率包括导致所述负载中的相变。可选地，所述相变包括融化。可替代地，所述相变包括蒸发。在本发明的一个示例性实施方案中，所述相变包括在导致在负载部分単位中的相变的功率的有效性和増加了通过1摄氏度已发生相变的负载部分単位的温度的功率的有效性之间至少1 20的比率。在本发明的一个示例性实施方案中，以在所述应用期间避免在所述负载中的热失控的方式来选择和应用所述功率。在本发明的一个示例性实施方案中，选择最大功率包括将最大功率选择为负载的平均耗散的函数。在本发明的一个示例性实施方案中，选择最大功率包括选择最大功率作为负载的频谱信息的函数。在本发明中的一个示例性实施方案中，所述方法包括选择最小功率以便在其中应用了功率的频率或MSE上进行应用。在本发明的一个示例性实施方案中，该方法包括为所述多个频率或MSE中的每ー 个选择ー个功率。可选地，选择功率包括在用于应用所述RF功率的系统的较宽的带带内给功率选择频率的一个或多个子频帯。在本发明的一个示例性实施方案中，该方法包括反复地检索所述负载的频谱信息并且使用所述信息来指导所述选择和所述应用中的至少ー个。在本发明的一个示例性实施方案中，应用所述RF功率包括在具有与一个频率下的耗散率成反比的耗散率的所述频率来应用功率。在本发明的一个示例性实施方案中，该方法包括避免在具有低于高阈值水平的耗散率的频率下应用功率。在本发明的一个示例性实施方案中，所述方法包括避免在具有高于高阈值水平的耗散率的频率下应用功率。在本发明的一个示例性实施方案中，所述应用响应于对所述负载中冰的识别，并且其中所述识别包括按照具有低耗散的频率进行识别。可选地，识别补偿了负载的质量。可选地或可替代地，识别是按照依赖于负载类型的阈值。根据本发明的一个示例性实施方案，提供了ー种装置，该装置被配置为执行如前述权利要求中任一项所述的选择和应用。根据本发明的一个示例性实施方案，提供了ー种使用RF加热负载的方法，包括(a)提供ー个负载，该负载在不同的部分上具有不同的耗散率；
(b)设定频率/能量对，使得在加热负载吋，在以第一耗散率耗散的频率下发射能量(或功率)小于在以第二耗散率耗散的频率下发射能量(或功率)，其中在给定发射循环内所述第二耗散率高于所述第一耗散率；以及(c)应用所述频率功率对以加热所述负载。根据本发明的一个示例性实施方案，提供了ー种使用RF加热负载的方法，包括(a)提供ー个负载，该负载具有被应用到不同部分上的每发射能量加热(h/te)的不同速率；(b)设定频率/能量对，以便在加热负载吋，在与具有高h/te速率的部分相对应的频率下发射的部分的每单位体积上的能量小于在与具有低h/te速率的部分相对应的频率下的发射的部分的每单位体积上的能量；以及(c)应用所述频率功率对以加热所述负载。根据本发明的一个示例性实施方案，提供了ー种使用RF加热负载的方法，包括(a)提供ー个负载，该负载在不同的部分上具有不同耗散率；(b)设定频率/功率对，使得在加热负载吋，不同的功率应用协议被应用到以第一耗散率耗散的频率下，并且被应用到以第二耗散率耗散的频率下；以及(c)应用所述频率/功率对以加热所述负载。在本发明的一个示例性实施方案中，所述应用包括为具有较低耗散率的部分应用更多功率。可选地或可替代地，在两个或更多功率应用协议之间的差异包括有待耗散在其对应的负载部分中的每负载量的能量的总量。可选地或可替代地，在两个或更多个功率应用协议之间的差异包括在加热速度和均勻性之间的折衷。在本发明的一个示例性实施方案中，所述设定包括将频率关联到与耗散率相关联的组；并且其中所述设定包括按照所述组来选择频率/功率对。可选地，所述设定包括选择每组的功率水平。可选地或可替代地，所述关联包括基于除所述耗散率之外的信息进行关联。可选地或可替代地，至少ー个组包括多个非连续的频率范围，其中至少ー个频率属于在所述范围之间的另一个组。可选地或可替代地，至少ー个组与冷冻物质相对应。可选地或可替代地，所述关联包括关联到至少三个組。可选地或可替代地，所述关联的频率或MSE 关联到组中是通过关联到预定数量的组来实现的。可选地，所述预定数量的组是在2组到 10组之间。在本发明的一个示例性实施方案中，所述关联包括关联到至少两个组中，所述至少两个组各自都具有被分配给其中多个频率的相当的量的耗散能量或功率，所述相当的量是在加热循环中被分配到组的整个耗散功率的至少7 %。可选地或可替代地，所述组中的至少两个组具有非零的发射功率，并且其中一个组的平均耗散功率是另ー个组的平均耗散功率的至少两倍。可选择的或可替代地，所述组中的至少两个组具有非零的发射功率，并且其中一个组的平均耗散功率是另ー个组的平均耗散功率的至少五倍。可选地或可替代地，所述组中的至少两个组具有非零的发射功率，并且其中一个组的平均耗散功率是另ー个组的平均耗散功率的至少十倍。可选地或可替代地，为其发射功率的ー个组或ー些组覆盖工作频率或MSE中的至少5%。可选地或可替代地，为其发射功率的ー个组或ー些组覆盖工作频率或MSE中的至少20%。可选地或可替代地，所述组中的至少两个组各自都与至少10%的数值的耗散率范围相对应。
在本发明的一个示例性实施方案中，所述负载包括食物。可选地或可替代地，所述负载包括至少两个食物部分的組合。可选地或可替代地，所述应用导致所述负载的相变。可选地或可替代地，所述应用导致所述负载中至少一部分的融化。在本发明的一个示例性实施方案中，所述方法包括重复(b)和(C)至少两次作为加热过程的一部分。根据本发明的一个示例性实施方案，还提供了 ー种使用RF加热负载的方法，包括(a)提供ー个负载，该负载具有被应用到不同部分上的每功率加热(h/p)的不同速率；(b)设定频率/功率对，使得在加热负载吋，在与具有高h/p速率的部分相对应的频率下发射的部分的每单位体积上的功率小于在与具有低h/p速率的部分相对应的频率下发射的部分的每单位体积上的功率；以及(c)应用所述频率功率对以加热所述负载。根据本发明的一个示例性实施方案还，提供了ー种装置，该装置被配置为执行如前述权利要求中任一项所述的选择和应用。可选地，所述装置包括一个存储器，该存储器具有存储在其中的多个功率应用协议，并且被配置为将不同的协议应用至不同的频率組。根据本发明的一个示例性实施方案，还提供了 ー种使用RF加热负载的方法，包括(a)提供ー个负载，该负载具有在过度加热温度点；(b)以避免过度加热的方式选择有待在负载中耗散的最大功率；以及(c)在多个不同的频率下将RF功率应用到所述负载，所述功率在不同的频率下有所不同并且在所有频率下低于所述最大功率。可选地，应用RF功率包括导致所述负载中的相变。可选地，所述相变包括融化。可选地或可替代地，所述相变包括蒸发。在本发明的一个示例性实施方案中，所述相变包括在导致在负载部分単位中的相变的功率的有效性和増加了负载部分単位的温度的功率的有效性之间至少1 20的比率， 所述负载部分単位通过1摄氏度发生相变。在本发明的一个示例性实施方案中，以避免所述负载在所述应用期间热失控的方式选择和应用所述功率。可选地或可替代地，选择最大功率包括选择最大功率作为负载的平均耗散的函数。可选地或可替代地，选择最大功率包括选择最大功率作为负载的频谱信息的函数。可选地或可替代地，选择最大功率包括选择最大功率作为可在任何给定频率下由设备发射到腔中的最大功率的函数。在本发明的一个示例性实施方案中，所述方法包括选择最小功率以在其上应用了功率的频率或MSE上进行应用。可选地或可替代地，所述方法包括为所述多个频率或MSE 中的每ー个选择功率。可选地，选择功率包括在应用所述RF功率的系统的较宽的带宽内给功率选择频率或MSE的一个或多个子频率。在本发明的一个示例性实施方案中，所述方法包括检索所述负载的频谱信息，并且使用所述信息指导所述选择和所述应用中的至少ー个。可选地，反复执行所述频谱信息的检索。在本发明的一个示例性实施方案中，应用所述RF功率包括在与一个频率或MSE上的耗散逆相关的所述频率或MSE上应用功率。在本发明的一个示例性实施方案中，所述方法包括避免在具有低阈值水平以下的耗散率的频率或MSE上应用功率。在本发明的一个示例性实施方案中，所述方法包括避免在具有高阈值水平以上的耗散率的频率或MSE上应用功率。在本发明的一个示例性实施方案中，所述应用响应于对所述负载中的冰的识別， 并且其中所述识别包括按照具有低耗散的频率或MSE进行识別。可选地，识别补偿了负载的质量。可选地或可替代地，识别是按照依赖于负载的类型的阈值。在本发明的一个示例性实施方案中，所述应用包括耗散率数值的规范化。在本发明的一个示例性实施方案中，应用功率包括持续ー个给定的时间段应用不同的合计的功率的量，使得针对某一频率或MSE的实际功率固定，但是在时间段内应用该功率的持续时间在频率或MSE之间变化，产生针对不同频率或MSE的不同有效合计功率。在本发明的一个示例性实施方案中，应用功率包括将多个所述频率或MSE分为多个组，并且基于每组所应用的功率来改变所应用的功率的量。在本公开中，已经结合频率和/或调制空间元件描述了许多概念。在一些实施方案中，频率可以包括在ー个或多个用来确定或操纵ー个调制空间元件的參数之中。总之，因此，根据频率描述的与本公开的实施方案相关的概念还可以更总体上延伸到包括使用调制空间元件的实施方案。一些示例性实施方案可以包括一种用于施加EM能量到负载的设备。该设备可以包括至少ー个处理器，该处理器被配置为接收指示针对多个调制空间元件中的每ー个的耗散能量的信息并且基于所接收的指示耗散能量的信息将若干该多个调制空间元件分组为至少两个子集。该处理器还可以被配置为将ー种功率输送协议与该至少两个子集中的每ー 个相关联，其中该功率输送协议在子集之间不同，并且根据每个功率输送协议调节施加到负载的能量。其他的示例性实施方案可以包括一种用于施加EM能量到负载的方法。该方法可以包括接收指示针对多个调制空间元件中的每ー个耗散的能量的信息；并且基于所接收的指示耗散能量的信息将若干该多个调制空间元件分组为至少两个子集；将ー种功率输送协议与该至少两个子集中的每ー个相关联，其中该功率输送协议在子集之间不同，并且根据每个功率输送协议调节施加到负载的能量。另ー个示例性实施方案可以包括一种用于施加能量到具有多个子组件的负载的设备。该设备可以包括至少ー个处理器，该处理器被配置为确定与每个子组件相关联的能量耗散特征值；以及基于能量耗散特征值调节到物质的能量传递，以便促使第一类型的子组件比第二类型的子组件吸收更多的能量。这些子组件例可以在物质的相位(例如冻结和融化)上彼此不同。另ー个示例性实施方案可以包括一种用于施加能量到具有第一物质相位和第二物质相位的物质的设备。该设备可以包括至少ー个处理器，该处理器被配置为调节EM能量的应用以选择性地施加能量到具有第一物质相位的物质的第一部分，并且选择性地限制施加到具有第二物质相位的物质的第二部分的能量。附图简要说明
下面根据附图来描述本发明的示例性非限制性实施方案。这些附图是说明性的，并且一般不按照精确的比例。在不同的图中的相同或相类似的元件，其使用相同的参考数字来进行引用。

图1示意性地描绘了根据本发明的示例性实施方案的一个装置；图2是根据本发明的实施方案的一种对融化设备进行操作方法的简化流程图；图3是针对示例性判定函数的相对补偿与规范化的耗散率的关系图；图4是按照本发明的另一个实施方案对设备进行操作方法的简化流程图；图5是示出了一种选择hpl参数值作为平均耗散的函数的方法的图表；图6是显示了平均的且以改变的频率用于具有相同质量的牛肉和金枪鱼的、所测量的耗散率的图表；图7显示了平均的、且以改变的频率用于大块鸡肉和用于小块鸡肉的、所测量的耗散率的图表；图8是根据本发明的一个示例性实施方案的一种有区别地加热具有不同耗散率的物质的方法的流程图；图9显示了图3中例子的一种示例性替代方案；图10显示了针对米饭和鸡肉混合物的不同耗散率；图11是根据本发明的示例性实施方案的一种施加电磁能量到负载的设备的图解；图12示出了根据本发明的实施方案的耗散率频谱(虚线)和输入能量频谱(实线)；图13示出了根据本发明的实施方案的耗散率频谱；图14示出了根据本发明的示例性实施方案的一个装置；以及图15示出了一个示例性调制空间。示例性实施方案的详细说明MM本申请尤其是描述了在用RF加热(例如，微波或UHF)的加热装置领域中的大量改进。然而，为方便起见，这些改进在各种装置和方法的背景中一起进行了描述，这些改进中的每一个通常都是独立的并且能够使用现有技术中的装置或方法(如果适用的话)来实现，或者使用本文中所描述的其他改进的非最优版本来实现。此外，在本发明的一个实施方案的背景中所描述的改进能够用在其他实施方案中，并且应当视为尽可能被结合作为在其他实施方案的描述中的可选特性。这些实施方案以稍微简化的形式来展现以强调某些发明性的元素。此外，要注意的是，对于本发明的一些或全部实施方案而言共同的一些特性可能已在标题为“发明概述”章节中进行了描述，且应当被视为是各种实施方案的详细描述的一部分。一种用于在一般不规则的负载上提供基本上相等的能量耗散的方法和设备根据的是通过引用结合在此的Ben-Shmuel和BilchinskyC 878)的PCT公布W007/096878。在示例性实施方案中，一个按照‘878的设备使用了通过将多个RF频率(所有均在一个频带内)发射到腔中以获得在该频带内的腔的全部S参数从而得到的信息，由此能够确定腔的频谱信息(例如，进入腔中的能量耗散)作为频率的函数。这种信息被用于推演(如果有的话)扫描频率中的每一个应当以哪个功率被发射到设备中，以便获得在该腔中所期望的耗散模式。一个选择是，仅发射主要在负载上耗散的频带内的功率(并且无表面电流或者在天线之间)。这能够被执行例如使得效率□与与馈入功率的乘积对于所有被发射频率或MSE而言是基本上恒定的，并且其允许在负载或腔中基本上相等的能量耗散(作为频率或MSE的函数)，而无论负载的成分如何。在对象融化期间，对象中的冰融化成水。对于RF能量而言，冰和水具有不同的吸收率，这导致了不同的回波损耗，并且结合作为频率的函数。这可改变匹配，并且在通过对匹配元件进行调整而实现重新匹配之后，吸收效率峰值的频率可以改变。可选地，通过监控(基于所得到的信息)被选择用于输入的频率并且特别是改变速率，在其上所有冰都融化成水的点能够被确定，并且结束加热(如果仅需要融化)。更具体地，不同的物质(或具有变化的特性的物质)典型地具有可变的吸收特性(例如由于是由具有不同相位的多个物质或一个物质组成)。此外，吸收特性通常是对象中的物质的温度和/或相位的函数。因此，随着对象的温度和/或相位改变，对象的吸收特性可以改变，该改变的速率和大小可以取决于在对象中的一个或多个物质的特性。此外，对象的形状也与其在具体的频率下的吸收特征相关。不规则形状的对象例如可以展现为不规则的电磁能量吸收。所有这些因素使得控制在对象中的电磁能量的吸收更困难。示例件系统图1示意性地描绘了根据本发明的示例性实施方案的一个装置10。在本发明的一个示例性实施方案中，如W007/096878中所描述的来构建并操作该设备，并且具有以下详细描述的改变中的一个或多个。具体而言，在本发明的一个示例性实施方案中，将控制器配置为使得避免功率发射达到高吸收部分(例如，与已融化部分、或多个极性部分、或者具有较低的含脂肪量或较高的含水量或含盐量的部分相对应)以便降低过度加热的危险。额外地或可替代地，例如，将明显较低的功率提供至已解冻的部分，因为温度改变和未融化区域的融化所期望的要的功率远高于液体部分加热需要的功率，因此提供相似的功率水平将导致对已融化部分的失控加热，并且仅轻微地加热/融化未融化部分。如图所示，设备10包括一个腔11。如图所示，腔11是由导体制成的圆柱形的腔，例如金属，比如铝。然而，应当理解的是，本发明的一般方法不限于任何具体的谐振腔形状。腔11或者由导体制成的任何其他腔操作为用于具有截止频率(例如，50MHZ)以上的频率的电磁波的谐振器，其尤其是可以依赖于腔的几何形状。例如，可使用宽频带的RF频率，例如800-1000MHZ。基于几何形状确定截止频率的方法在本领域中是众所周知的，并且可以使用。将负载12放入腔内，可选地放在支撑构件13(例如，常规的微波炉盘)上。在本发明的一个示例性实施方案中，腔11包括一个或多个馈源14(例如，天线或辐射元件)，其可用于将RF能量发射入腔中。使用任何在本领域中公知的方法和装置来发射能量，包括例如使用固态放大器。馈源14中的一个或多个，以及有时全部馈源还能够为了获得在给定RF频带内腔的频谱信息在加热过程中使用一次或多次，以便确定该腔的频谱信息(例如，进入腔中的能量耗散)作为在工作频带中的频率的函数。该信息由控制器17收集并处理，正如下面将详细描述的一样。控制器17可以包括至少一个处理器，该处理器被配置为执行与本公开的实施方案相关联的指令。如在本文中使用，术语“处理器”可以包括执行在一个输入或多个输入中的逻辑操作。例如，这样的一个处理器可以包括一个或多个集成电路、微芯片、微控制器、微处理器、中央处理单元(CPU)的所有或部分、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、或适用于执行指令或执行逻辑操作的其他电路。腔11可以包括或在一些情况中定义一个能量应用区域。这样的能量应用区域可以空穴、位置、区域、或电磁能量可以施加的区域。其可以包括一个洞，或可以填充或部分地填充有液体、固体、气体、离子体、或其组合。仅通过示例，能量应用区域可以包括允许电磁波的存在、传播、和/或共振的封闭罩的内部、部分封闭罩的内部、开放的空间、固体、或部分固体。用于本公开的目的，所有这种能量应用区域可以称为腔。若对象的至少一部分定位在区域中或对象的某个部分接收到输送的电磁辐射，那么该对象(a/k/a负载)被视为“在能量应用区域中”如在本文中使用，术语“辐射元件和天线”可以广泛地指任何结构，从该结构中可以辐射和/或接收电磁能量，而不管该结构是否原本设计为辐射或接收能量，并且不管该结构是否用于任何附加的功能。例如，辐射元件或天线可以包括孔形/槽形天线，或包括共同地、或同时、或以受控的动态相位差(例如相控阵天线)发射的多个终端的天线。根据一些示例性实施方案，馈源14可以包括供应能量到电磁能量应用区域的电磁能量发射器(在本文中称为“发射天线”)、从区域接收能量的电磁能量接收器(在本文中称为“接收天线”)、或发射器和接收器两者的组合。供应到发射天线的能量可以导致由发射天线放射的能量(在本文称为“入射能量”)。入射能量可以输送到能量应用区域，并且其量可以是与由能量源供应到天线的能量的量相等。入射能量的部分可以由对象耗散(在本文中称为“耗散能量”)。另一部分可以在发射天线反射(在本文中称为“反射能量”)。反射能量例如可以包括由对象和/或能量应用区域造成的失配所导致的反射回到发射天线的能量。反射能量还可以包括由发射天线的端口保留的能量(即由天线放射的能量不会流到该区域中)。入射能量的剩余部分(而不是反射能量和耗散能量)可以发射到不同于发射天线的一个或多个接收天线(在本文中称为“发射能量”)。因此，供应到发射天线的入射能量(“I”)可以包括耗散能量(“D”)、反射能量(“R”)、及发射能量(“T”)的所有，它们之间关系可以使用如下公式表示I =D+R+ Σ Tit)根据本发明的某些方面，该一个或多个发射天线可以输送电磁能量到能量应用区域。通过发射天线输送到区域中的能量(在本文中称为“输送能量”或“d”)可以是天线放射的入射能量减去在相同的天线反射的能量。即，该输送的能量可以是从发射天线流到该区域的净能量，即d = I-D0或者，该输送能量还可以表示为耗散能量和发射能量的总和，即d = R+T。在本发明的一个示例性实施方案中，腔11还包括一个或多个传感器15。这些传感器可以为控制器17提供额外地信息，其中包括例如温度(例如，通过一个或多个顶传感器、光纤或电子传感器)、湿度、重量，等等。另一个选择是使用一个或多个被嵌入或者附加到负载上的内部传感器(例如，如W007/096878中所公开的光纤或TTT)。可替代地或额外地，腔11可包括一个或多个场调节元件(FAE) 16。FAE是可影响腔的频谱信息或从腔推导出频谱信息的腔中的任何元件。因此FAE 16可以例如是腔11中任何对象，其包括在腔内的金属元件、馈源14、支撑结构13以及甚至负载12中的一个或多个。FAE 16的位置、定向、形状、和/温度可选地受到控制器17的控制。在本发明的一些实施方案中，控制器17被配置为执行若干连续的扫频。根据不同FAE性质(例如，改变一个或多个FAE的位置或定向)执行每次扫频，使得可以推演出不同的频谱信息。控制器17随后可基于所获得的频谱信息选择FAE性质。这些扫频可以在RF能量发射到腔中之前执行，并且这些扫频可以在设备10工作期间执行若干次，以便调节发射功率和频率(并且有时也调节FAE性质)，使之适应在操作期间腔中发生的改变。在本发明的一个示例性实施方案中，FAE受到控制，和/或负载旋转或移动，以便取得关于选择性辐射和/或关于辐射参数比如hpl的设定的最有用的频谱信息，例如如以下所描述的。可选地或可替代地，负载和/或FAE被周期性地操纵和/或基于所取得频谱信息的质量或其他性质。可选地，选择允许选择最高hpl的设置。虚线描绘了到控制器的信息的示例性传送。直线描绘了由控制器17施加的控制(例如，有待由馈源14发射和/或指示FAE 16的特性的功率和频率)。可以通过本领域公知的任何手段来发射信息和/或控制，包括有线通信和无线通信。示例件融仆,将注意力转向图2，其描绘了流程图20，该流程图显示了按照本发明的示例性实施方案设备10可如何工作以融化冷冻负载(例如，食物)。在将负载12放入腔11之后，执行扫频21。扫频21可包括一次或多次扫描，允许获得若干扫描的平均值，由此获得更精确的结果。额外地或可替代地，扫频21根据不同的FAE性质或不同的负载/盘子的位置来重复(可选地，扫描按每个配置执行若干次)和/或使用用于发射/感测的不同天线。为了改进扫描结果分析的精确度，在一个示例性实施方案中，以每个频率实际发射的功率的量(例如，如果以不同频率发射的功率不相同)要包括在计算中，以便推演被耗散在腔中的发射能量的百分比。这种在频率之间功率发射的差异可以例如是设备和/或设备组件比如放大器的固有特性。一旦获得了一个或多个扫频结果，执行分析22。在分析22，使用融化算法以基于在扫频21获得的频谱信息确定发射频率和在每个频率发射能量的量(可选地结合其他输入方法，如机器可读标签、传感器读数或用户接口)。因此，可选地如分析22指示，发射能量23到腔中。可选地，所期望的耗散功率低于所期望的功率，该所期望的功率低于最大功率乘以耗散率。在本发明的示例性实施方案中，在一分钟扫描负载120次。可以使用更高(例如200/分、300/分)或更低(例如，100/分、20/分、2/分、10/融化时间、3/融化时间)以及不均勻的采样速率。有时，可以每0.5秒一次或每5秒一次或以任何的速率(如更高或更低)执行扫描序列(例如一个或多个扫描)。此外，在扫描之间的时间段可以由有待发射到腔的能量的量和/或有待耗散到负载的能量的量来定义。例如，在给定的能量的量(例如IOkJ或更少或IkJ或更少或几百个焦耳或甚至100J或更少)被发射或耗散到负载或负载的给定的部分(例如IOOg的重量或如负载的50%的百分比)，可以执行新的扫描。在一些情况中，使用其他的手段提供该信息，如RF/条形码可读标签(例如，具有先前的扫描信息或融化预设)或使用温度传感器。
在本发明的示例性实施方案中，扫频的速率取决于在扫频之间的频谱信息中的变化的速率，例如可以提供在损耗和/或频率中的变化的阈值(例如在总和整体上的10%的变化)或与不同的扫频速率相关联的不同的变化速率，例如使用表格。在另一个示例中，所确定的是在扫频之间的变化的速率(例如，若在扫频之间的平均变化少于在上两个扫频之间的变化)。这样的变化可以用来在加热过程中调节在扫描之间的时间段一次或超过一次。可选地或可替代地，在系统中的变化(例如，盘的移动)会影响扫频速率(典型地大部分变化增加了速率，而少部分或没有变化降低速率)。该过程可选地重复持续预定的时间段，或者直到用户将其结束为止。可选地，融化过程可以自动结束对。在对，其可以在每次扫频之后、在每次能量发射之前和/或在该过程的任何其他阶段上执行，扫频结果和/或传感器读数被用于确定融化是否可结束或者是否应当结束。例如，如果检测到相变完成或者如果测量到对象的温度在给定温度以上(例如，外部温度5°C或更高)，融化可以结束。在另一个例子里，如果耗散到负载中的总能量达到能量的预定的量，即融化到所期望的最终温度的能量(例如，考虑负载的初始温度和成分)。则融化可结束。对流程图的修改可用于任何其他的加热过程，包括例如加热(有或没有温度提升)以及烘干。在这些情况下，结束点也可以通过其他参数来定义，所述参数包括测量温度、在负载中耗散的能量的所期望的总量、湿度水平、温度改变速率，等等。可选地对用于融化的(频率/能量)或(频率/功率)对进行选择，以增加(或甚至是最大化)以具有低耗散率的频率耗散在负载(例如，主要是固体或冰的部分)中的能量，并且降低(甚至是最小化)以具有相对高的耗散率的频率耗散(例如，主要是已融化部分，比如液体或水)的能量。例如，以低耗散率，设备将被设定成产生有效率的功率耗散(例如，作为可能的最大功率可能性的因素)，而以高耗散率，设备将被设定成耗散掉比可能会耗散的少得多的量。有时，比如当固定了用于发射每个频率的时间时，(频率/能量)对可以是(频率/实际功率)对。如本文中所使用的，功率不必是时间的直接函数，但可以是时间的间接函数。例如，如果在给定的时间段内(比如一分钟内)使用了固定的功率，但是应用该功率的持续时间发生了改变(例如，从1秒到2秒)，则最终结果是每个确定时间单位所应用的能量中的差值，其是功率。因此，频率/功率对能够包括具有应用协议的频率/能量对。还应当注意的是，一旦决定了用于一组dr值的协议，则其可以通过随着时间改变通过提供频率/功率设定来实现，该设定能够针对相同的频率随着时间而改变。另外，如下所述，频率/功率对可直接与一组频率相关联，其中为频率分配的实际功率被决定为应用协议的一部分。一种示例性融化计算法是在所选择的工作频率范围[f” f2]中以具有在最大耗散率的预定阈值(例如，70%的耗散率或70%的规范化耗散，如下所解释)以上的耗散率的频率来发射零功率(或能量)并且在该范围中的其他频率下发射非零功率。在一些情况下，以二元方式选择功率，即不是最大就是最小。在一些情况下，通过允许在一个循环中不同频率有不同发射时间来发射不同的功率量(相对于其他频率，或绝对)。可替代地，提供中等的功率水平(或能量的量)，例如具有中等的耗散水平的部分。在本发明的一个示例性实施方案中，当功率被提供至一频率或频率组时，该功率水平被选择为是有重要意义的。例如，这种重要性能够被测量作为在扫描/发射循环中所提供的全部功率的函数(例如，S^uo^do^、或较小、或较大、或中等的值)。可选地或可替代地，这种重要性能够被测量作为在一个循环中负载的至少5%的部分的温度上的作用，例如，至少0. 1°C、0. 2°C、0. 5°C或较小的、或中等的、或较高的温度改变。可选地或可替代地，能够基于由耗散功率所导致发生相变的量来测量该重要性，例如该耗散功率例如足以改变光谱图像(RMSE)，该改变为在一个循环或比如30秒的时间段中至少l^d^j^i、10%、或较小的、或中等、或较大的量。在本发明的一个示例性实施方案中，所述设备包括其上存储了多个阈值、hpl值、耗散/功率比例、耗散/能量比率、和/或用于各种负载特性的参数的存储器。可选地，设备和/或用户在这些被存储的选项之间进行选择，作为关于融化的初始设定或最终设定。例如，(在每个频率下放大器的最大功率的)80%的固定hpl可被用于一定重量的冷冻牛肉。示例件融化算法以下是一种示例性融化算法。在所选择的工作范围[f1;f2]中，选择高边界功率和低边界功率(hpl，lpl)，并且在这些边界之间维持任何所施加的能量。边界低功率水平(Ipl)是最小的功率水平，其中在负载上的耗散高得足以是有用的。例如，如果选择15%为最小的有用耗散，Ipl将为每个频率设定为是可发射的最大功率的15%。可替代地，可以在一预先选择的低功率上为所有频率(例如，60瓦特或更低)或上述内容的任意组合对其进行设定；如果负载中的耗散在一个给定的频率下低于lpl，则在该频率下的发射功率将被设定到零。边界高功率水平(hpl)确定了最高的可允许耗散功率。这意味着被输出的最高功率受到抑制以避免不希望出现的热效应。此外，以给定频率输出的实际功率可按照频谱信息进行选择，具体而言，可选地确定未融化区域为目标。可选地，功率水平一般与耗散反相关。如可以注意到的，降低最大的烤炉功率一般将延长融化时间。在一些情况下，所应用的功率水平满足一种二元标准用于低耗散部分的hpl，以及用于高耗散区域的一些其他的值(比如零)。使用非常高的hpl可导致在负载中不可接受的不均勻温度分布，并可导致热失控。负载对发射功率(例如，在某工作频带上)越敏感，可接受hpl的功率将越低。可选地，按照哪个工作频带更好地区分水和冰来选择工作频带。一般来说，为敏感的负载设定低hpl，尽管代价是增加了融化时间，但是这种hpl还可被用于较不敏感的负载。但是，有时可能优选的是为每个负载设定最高hpl，该最高hpl将在负载上提供可接受的融化后温度分布(例如，士 15°C、士 10°C、士5°C、士2°C或者甚至更加均勻)。该可接受的融化后温度分布能够依赖于例如负载成分中的一个或多个、对过度加热的敏感性(例如，是否导致损坏；其扩展性和可逆性；以及到什么程度物质损坏)、以及试图加热负载的目的。要注意的是，有时优选的是融化速度而不是质量，在这种情况下使用较高的hpl，并且融化后质量将是次优的。可选地，设备被提供具有在一致性、最大温度、和/或融化速率之间的用户可选择的折衷(例如，旋钮或数据输入)。要注意的是，按照本发明的一些实施方案，主动优选的是防止热点而不是融化、加热、和/或能量耗散的一致性。可选地，hpl被设定得足够低，以至于已融化部分将不会在以其相关频率进行的加热停止或降低之前过度加热。确定hpl (高功率水平)的示例性方法
hpl可以通过各种方式来确定，例如通过试错法。在本发明的一个示例性实施方案中，尝试了若干hpl设定，以确定在融化后的负载上提供可接受的温度分布的最大hpl。这些尝试可在融化期间继续，例如，在每次扫描时执行、每秒执行、或每分钟执行、或以中等的时间段执行。在本发明的一个示例性实施方案中，hpl开始于低值，并且逐步地增加。可选地，hpl根据项目的类型设定。在本发明的一个示例性实施方案中，预设的hpl值被提供用于负载特性的各种组合，比如形状、重量、温度、所期望的效果、和/或物质类型中的一个或两个或更多。可选地，用户能够选择这些特性，并且设备将相应地建议和/或使用hpl。可选地，hpl在融化期间周期性地更新。在本发明的一个示例性实施方案中，借助于负载和/或腔的改变估算hpl (最初地或以不间断的方式)，从而得到更有用的频谱信息。一般来说，如果所得到的频谱信息更好，则可以识别在冰和水之间更好的分离点，允许更高hpl用于冰块，并且允许以相同的质量(例如，均勻性)更快加热，和/或以相同的速度以更高的质量加热。可选地，并且同时不希望受理论的约束，提议可基于在负载的已融化和冻结部分中的能量的相对耗散来确定负载的敏感性。当冻结部分和已融化部分中的耗散相对相似(例如，10%-15%耗散差异，比如在40%与50%耗散率之间)(例如，由于低含水量)，该样本被视为有高敏感性(例如，在冰和水之间的差别要求更敏感的确定)。在已融化部分和冻结部分中的耗散之间的不一致性越大，负载的敏感性越低。因此，可以通过获得负载的频谱信息并且比较在工作频带中的最大耗散(Clmax)和最小耗散(dmin)来确定hpl。在(1_与(1_之间的差越大，则负载的敏感性越低，并且应当可选地使用的hpl越高。要注意的是，如果提供了对中等耗散频率的更好的功率选择，则可允许更高的
hpl ο还可选地，并且同时不希望受理论的约束，提议可基于能够在每个频率(印(f))和Idl上耗散到负载中的最大功率来确定hpl。hpl可被设定使得所使用频率的部分，例如在工作频带中的所有频率(例如，跨800-1000 MHz的频带)(或其他的频率组)，其被认为耗散到负载中，并且其中Ipl < ep(f) < hpl将小于预设的阈值。例如，该阈值可被选择为10%或20%或30%或其之间的任何值。可选地，该方法是基于设备一般被限制在最大功率中的实现(和/或这种情况)，并且实际上，hpl越接近最大功率，可能越不容易地在不同的近似的频率下提供不同的功率水平。可选地，百分比依赖于所期望的在质量和/或速度之间的折衷。因此，融化协议可使用单个hpl值(例如，如果专用于具有相似敏感性的负载；或者将适用于大多数预期负载的低hpl)。可替代地，该协议可使用在若干可能的hpl值之间的选择(例如，在一些预设值之间的选择，或手动地或自动地将其设定为与给定负载和/或可接受的融化后温度分布相对应)。最终，该协议可以使用该装置中的功率能中内的任何值(例如自动计算或手动选择)。一个相对高的hpl的例子可以是300瓦特或者在该频率下放大器的最大功率的80%。一个相对低的hpl的例子可以是120瓦特或者在该频率下放大器的最大功率的30%。中间值也是有可能的。耗散函数dr(f)的示例性确定dr(f)表示作为频率的函数的耗散率，即通过每个馈源(例如，馈源j)发射的、被耗散在负载中的功率的百分比。该函数具有在0与1之间的可能值，并且可选地如公式1所示被计算，这基于所测量的功率并使用所测量的频谱信息。然而，正如此处所述，可以使用二元函数或非线性函数和/或非单调函数(例如，在在工厂或在校准过程中确定)。
权利要求
1.一种施加EM能量到负载的设备，该设备包括至少ー个处理器，该处理器被配置为接收指示针对多个调制空间元件中的每ー个的耗散能量的信息；基于所接收的指示耗散能量的信息，将若干该多个调制空间元件的分组为至少两个子集；将功率输送协议与该至少两个子集中的每ー个相关联，其中该功率输送协议在子集之间不同；以及根据每个功率输送协议调节施加到负载的能量。
2.如权利要求1所述的设备，其中，该处理器被配置为基于与调制空间元件相关联的耗散率将调制空间元件分组为多个子集。
3.如权利要求1所述的设备，其中，每个子集与调制空间元件的高耗散组、调制空间元件的中等耗散率、以及调制空间元件的低耗散组中的至少ー个相关联，并且其中该处理器被配置为调节施加到负载的能量，以便通过高耗散组比通过低耗散组在负载中耗散ー个更低量的能量。
4.如权利要求3所述的设备，其中，该处理器被配置为调节施加到负载的能量，以便通过中等耗散组在负载中耗散的能量比通过高耗散组更高并且比低耗散组更低。
5.如权利要求1所述的设备，其中，该处理器被配置为通过控制该多个调制空间元件的至少ー个扫频来接收指示由负载所耗散的能量的信息。
6.如权利要求1所述的设备，其中，该多个调制空间元件中的每ー个与在ー个能量应用区域中的一种场模式相关联。
7.如权利要求1所述的设备，其中，指示耗散能量的信息包括反射能量的ー种指示。
8.如权利要求1所述的设备，进一歩包括一个用于接收负载的腔和用于将EM能量指引到负载的至少ー个辐射元件。
9.如权利要求8所述的设备，进一歩包括通过该至少ー个辐射元件用于供应EM能量到负载的ー个EM能量发生器。
10.如权利要求2所述的设备，其中，该至少一个处理器被配置为以至少约每分钟120 次的速率为至少一个子集确定耗散率。
11.如权利要求2所述的设备，其中，该至少一个处理器被配置为以少于约每分钟120 次的速率为至少一个子集确定耗散率。
12.如权利要求1所述的设备，其中，该多个调制空间元件中的每ー个是由频率、相位、 及振幅中的至少两者的值所定义的。
13.如权利要求1所述的设备，其中，该多个调制空间元件中的每ー个是由频率、相位、 及振幅的值所定义的。
14.如权利要求1所述的设备，其中，该多个调制空间元件中的每ー个仅在频率、相位及振幅之一中彼此不同。
15.如权利要求1所述的设备，其中，该多个调制空间元件中的每ー个仅在频率中彼此不同。
16.一种施加EM能量到负载的方法，该方法包括接收针对多个调制空间元件中的每ー个的耗散能量的信息；基于所接收的指示耗散能量的信息将若干该多个调制空间元件分组为至少两个子集；将ー种功率输送协议与该至少两个子集中的每ー个相关联，其中该功率输送协议在子集之间不同；以及根据每个功率输送协议调节施加到负载的能量。
17.如权利要求16所述的方法，其中，基干与这些调制空间元件相关联的耗散率将这些调制空间元件分组为多个子集。
18.如权利要求16所述的方法，其中，每个子集与调制空间元件的高耗散组和调制空间元件的低耗散组中的至少ー个相关联，并且其中在调节施加到负载的能量的过程中，以便通过高耗散组比通过低耗散组在负载中吸收更低量的能量。
19.如权利要求16所述的方法，其中，接收信息包括对该多个调制空间元件进行扫频以确定与每个调制空间元件相关联的ー个耗散值。
20.一种用于施加能量到具有多个子组件的负载的设备，该设备包括 至少ー个处理器，该处理器被配置为确定与每个子组件相关联的能量耗散特征值；以及基于能量耗散特征值调节到物质的能量传递，以便促使ー种第一类型的子组件比ー种第二类型的子组件吸收更多能量。
21.如权利要求20的设备，其中，该第一类型的子组件包括ー个第一物质相位，并且其中该第二类型的子组件包括ー个第二物质相位，并且其中该处理器被配置为以便促使包含该第一物质相位的子组件比包含该第二物质相位的子组件吸收更多的能量。
22.如权利要求21的设备，其中，该处理器被配置为在包括不同物质相位的子组件之间区分。
23.如权利要求20的设备，其中，能量耗散特征值是吸收能量和反射能量中的至少ー 个的指示符。
24.如权利要求21的设备，其中，第一类型的相位是固体，并且第二类型的相位是液体。
25.如权利要求M的设备，其中，该固体包括冰。
26.如权利要求M的设备，其中，该液体包括水。
27.如权利要求20的设备，其中，能量耗散特征的至少ー个包括耗散率。
28.如权利要求21的设备，其中，该处理器被配置为调节能量传递以便促使第一物质相位到第二物质相位的转换，并且其中该处理器进ー步被配置为当该转换基本上完成时终止能量传递。
29.如权利要求20的设备，其中，调节能量传递，该处理器进ー步被配置为接收指示针对多个调制空间元件中的每ー个由负载耗散的能量的信息；将ー种功率发射协议与该多个调制空间元件的至少两个子集中的每ー个相关联，其中该功率输送协议在子集之间不同；以及根据每个功率发射协议调节施加到负载的能量。
30.如权利要求20所述的设备，进一歩包括一个用于接收负载的腔和用于将EM能量指引到负载的至少ー个辐射元件。
31.如权利要求30所述的设备，进一歩包括通过该至少ー个辐射元件用于供应EM能量到负载的ー个EM能量发生器。
32.一种用于将能量施加到物质上的设备，该物质具有ー个第一物质相位和ー个第二物质相位，该设备包括至少ー个处理器，该处理器被配置为调节EM能量的应用以选择性地施加能量到具有第一物质相位的物质的第一部分，并且选择性地限制施加到具有第二物质相位的物质的第二部分的能量。
33.如权利要求32所述的设备，其中，该处理器被配置为接收指示可由物质吸收的能量的信息，以选择多个场模式用于发射能量到负载，并且用于选择性地将多个功率水平值分配到该多个场模式中的每ー个。
34.如权利要求32所述的设备，其中，该第一部分包括固体，并且第二部分包括不同于固体的形式的物质，并且其中该处理器被配置为选择性地施加到第一部分的能量的量不同于施加到第二部分的能量的量。
全文摘要
施加EM能量到负载的设备可以包括至少一个处理器，该处理器被配置为接收指示针对多个调制空间元件中的每一个的耗散能量的信息，并且基于所接收的指示耗散能量的信息将若干该多个调制空间元件的分组为至少两个子集。该处理器还可以被配置为将一种功率输送协议与该至少两个子集中的每一个相关联，其中该功率输送协议在子集之间不同并且根据每个功率输送协议调节施加到负载的能量。
文档编号H05B6/68GK102598851SQ201080050439
公开日2012年7月18日 申请日期2010年5月12日 优先权日2009年11月10日
发明者丹妮拉·阿兹莫尼, 亚历山大·比尔钦斯基, 平夏斯·艾森格, 艾兰·本-什穆尔, 阿米特·拉贝尔 申请人:高知有限公司