结合制冷改善温差的射频微波解冻系统的制作方法

1.本发明涉及解冻技术领域，具体地，涉及一种结合制冷改善温差的射频微波解冻系统。


背景技术：

2.射频微波解冻加热是一种将射频微波能量以电磁场进入被解冻加热极性可受热物体内部，使物体内外同时解冻加热升温的方式，可以实现快速解冻加热。
3.但由于电磁场的能量趋肤效应，会导致靠近物体表面的温度升温更快，随时间变大导致内外温差变大，出现“尖角过热效应”和“热偏移马太效应”。
4.在射频微波快速解冻基础上，如何有效改善被解冻加热物体的内外温度均匀性，提高食材品质，是当前面临的问题。
5.专业术语解释：
6.射频：广义的射频，是指频率从300khz～300ghz。
7.狭义的射频，指其中频率低端的300k～300mhz(300mhz是米波长)，也叫高周波。
8.微波：是广义射频中高段部分的频率，从300mhz～300ghz,
9.固态：半导体晶体管(开始用于射频微波解冻解热设备，产生射频微波大功率源)，区别于真空电子管(最先出现的解冻解热设备中采用)。


技术实现要素：

10.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种结合制冷改善温差的射频微波解冻系统。
11.根据本发明提供的一种结合制冷改善温差的射频微波解冻系统，所述方案如下：
12.一种结合制冷改善温差的射频微波解冻系统，所述系统包括：微控制器、射频微波发生器、射频微波施加装置、冷气发生器、冷气施加装置以及食材解冻加热腔体装置；
13.所述微控制器同时控制射频微波发生器和冷气发生器；
14.所述射频微波施加装置连接于所述射频微波发生器，并向所述食材解冻加热腔体装置施加微波进行解冻；
15.所述冷气施加装置连接于所述冷气发生器，并向所述食材解冻加热腔体装置施加冷气进行制冷。
16.优选地，所述冷气施加装置外包覆有保温材料。
17.优选地，所述冷气施加装置与所述食材解冻加热腔体装置连通，且朝向所述食材解冻加热腔体装置的出风口处设置有小孔，所述小孔的数量为一个或多个。
18.优选地，所述射频微波发生器和射频微波施加装置，分布在所述食材解冻加热腔体上下两侧。
19.优选地，所述食材解冻加热腔体装置包括立式解冻柜和固态分布式流水线。
20.优选地，所述立式解冻柜解冻加热时间的后半段，温度接近零度时，开始施加冷气
并逐渐加大。
21.优选地，所述固态分布式流水线中，冷气施加装置的出风口位于所述食材解冻加热腔体装置的后半段腔体上，传送带靠近传输出口时，冷气逐渐加大。
22.优选地，所述食材解冻加热腔体装置的开门形式为：立式解冻柜正开门形式或隧道式流水线侧开门形式。
23.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
24.1、本发明相对现有技术中的射频和微波解冻加热设备，额外增加了足够冷气量的制冷装置，改善了解冻均匀性/温差；
25.2、本发明相比现有集中式的真空电子管射频微波解冻设备，采用固态分布式，降低了能量密度，增加了相应的解冻腔数量保持单位功率产能不变，改善了解冻均匀性/温差。
附图说明
26.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
27.图1为解冻结合制冷降低外表面和内部温差示意图；
28.图2为射频微波解冻结合制冷的隧道流水线装置侧面示意图；
29.图3为射频微波解冻结合制冷的立式解冻柜正面示意图。
30.附图标记：
31.微控制器1
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射频微波发生器2
32.射频微波施加装置3
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冷气发生器4
33.冷气施加装置5
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食材解冻加热腔体装置6
34.传送带7
具体实施方式
35.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
36.本发明实施例提供了一种结合制冷改善温差的射频微波解冻系统，参照图1所示，射频微波解冻加热食材，食材的尖角部分和靠近外表面部分吸收的射频微波能量高于中心内部，表现出外部温度高于内部。随时时间延长，食材温度升高，尤其在食材接近冰点零度时，尖角过热和热偏移马太效应愈加明显，食材内外温差进一步拉大。
37.为了削减内外温差，本发明通过在射频微波(频率为915mhz微波或40.68mhz/27.12mhz的射频高周波)对物体解冻加热的同时，通过制冷设备制冷给物体表面施加足量冷气，并在解冻加热的过程中，在不同时间、设备不同部位，控制不同的冷量释放，以达到优化的能量消耗和解冻效果的最佳点。
38.该系统包括：微控制器、射频微波发生器、射频微波施加装置、冷气发生器、冷气施加装置以及食材解冻加热腔体装置；微控制器同时控制射频微波发生器和冷气发生器，射
频微波施加装置连接于射频微波发生器，并向所述食材解冻加热腔体装置施加微波进行解冻；冷气施加装置连接于所述冷气发生器，并向食材解冻加热腔体装置施加冷气进行制冷。
39.具体地，冷气施加装置外包覆有保温材料。冷气施加装置朝向食材解冻加热腔体装置的出风口处设置有小孔，小孔的数量为一个或多个。
40.射频微波发生器和射频微波施加装置，分布在食材解冻加热腔体上下两侧。食材解冻加热腔体装置包括立式解冻柜和固态分布式流水线。
41.立式解冻柜解冻加热时间的后半段，温度接近零度时，开始施加冷气并逐渐加大。固态分布式流水线中，冷气施加装置的出风口位于所述食材解冻加热腔体装置的后半段腔体上，传送带靠近传输出口时，冷气逐渐加大。
42.食材解冻加热腔体装置的开门形式为：立式解冻柜正开门形式或隧道式流水线侧开门形式。
43.接下来，对本发明进行更具体的说明。
44.本发明实施例提供的一种结合制冷改善温差的射频微波解冻系统，该系统具体包括：微控制器1、射频微波发生器2、射频微波施加装置3、冷气发生器4、冷气施加装置5以及食材解冻加热腔体装置6。其中，通过所述微控制器1同时控制射频微波发生器2和冷气发生器4，射频微波施加装置3连接于射频微波发生器2，并向食材解冻加热腔体装置6施加微波进行解冻；冷气施加装置5连接于冷气发生器4，并向食材解冻加热腔体装置6施加冷气进行制冷。根据不同解冻食材和不同食材重量，通过数字控制器控制冷量释放。
45.参照图2和图3所示，食材解冻加热腔体装置6包括流水线和柜体。解冻腔中放置待解冻加热食材，解冻腔开门的形式可以是隧道式流水线侧开门形式，也可以是立式解冻柜正开门形式。
46.本实施例中的射频微波施加装置3为波导，冷气施加装置5为导风管道。冷气进入导风管道，导风管道外包覆保温材料，减少冷量消耗，而且冷气有足够的通量让冷气释放到食材表面。冷气进口设置成m2小孔，使微波泄露符合相关标准，小孔的数量可以是1个或者n(n＞1)个。
47.参照图2所示，在固态分布式更多腔体的隧道式流水线的位置后半段才产生并施加冷气并逐渐加大，节省前段的冷量能耗。食材放置于食材解冻腔内,射频微波源分布在腔体上下两侧，对食材进行加热。食材解冻加热腔体装置6内设置有传送带7，食材随着传送带7移动到解冻腔右侧时，对食材表面施加冷气。冷气进风口在解冻腔后半段腔体上。食材表面降温后再经传送带运出解冻腔。
48.固态分布式中，固态指的是半导体晶体管，是发射射频微波源的器件，区别于真空电子管。固态天然的功率小，适合多个小功率模块通过多个腔体集成实现大功率(与电子管相同的总功率)，正好匹配冷气分时间分部位进入腔体。而真空电子管本身功率大，要想实现分部位分时间施加冷气，必须增加多个分布器，增加额外成本。
49.参照图3所示，立式解冻柜解冻加热时间的后半段接近零度时，才产生并施加冷气并逐渐加大，节省前段的冷量能耗。例如控制释放冷量的时间占整体解冻时间的1/3、1/4、1/5。
50.本发明实施例提供了一种结合制冷改善温差的射频微波解冻系统，相比射频和微波解冻加热设备，额外增加了足够冷气量的制冷装置，改善了解冻均匀性/温差。在解冻柜
解冻加热时间的后半段接近零度时，才产生并施加冷气并逐渐加大，节省前段的冷量能耗。在固态分布式更多腔体的隧道式流水线的位置后半段，才产生并施加冷气并逐渐加大，节省前段的冷量能耗。
51.本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
52.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。