光纖溫度傳感器、微波加熱裝置及其加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及于家用電器領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種光纖溫度傳感器及一種微波 加熱裝置及一種微波加熱裝置的加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微波加熱食物具有加熱速度快、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，隨著其越來越廣泛的應(yīng)用，微波加熱 食品的質(zhì)量也越來越受到人們的重視。微波加熱由于在封閉環(huán)境下完成，不能實(shí)時(shí)觀測被 加熱食物的加熱狀態(tài)，因此經(jīng)常發(fā)生欠加熱或過加熱的情況。在被加熱食物處于封閉環(huán)境 下時(shí)，可以用溫度來衡量其被加熱狀態(tài)，因此，研宄微波場下實(shí)現(xiàn)溫度的精準(zhǔn)測量方法，并 通過所測量溫度數(shù)據(jù)來調(diào)整微波的功率，使被加熱食物質(zhì)量達(dá)到最佳狀態(tài)，通過所測量的 溫度數(shù)據(jù)來預(yù)估剩余加熱時(shí)間，使微波加熱過程更可控，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]現(xiàn)有微波加熱裝置，如微波爐的溫度探測手段主要是利用置于微波爐內(nèi)的溫度探 針來探測溫度。溫度探針一般有熱敏電阻式、熱電偶及紅外溫度傳感器。其中熱敏電阻和 熱電偶式的溫度探針由于金屬器件，在微波環(huán)境下出現(xiàn)打火，受電磁干擾，精度不高，壽命 不長等問題。而紅外溫度傳感器只能檢測食物的表面溫度，且測量精度受環(huán)境影響較大。
[0004] 同時(shí)，現(xiàn)有的烤箱內(nèi)使用單點(diǎn)測溫探針，而在微波加熱不均勻的條件下，單點(diǎn)測溫 不能反應(yīng)被加熱食物的整體加熱狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明需要提供一 種光纖溫度傳感器及一種微波加熱裝置及一種微波加熱裝置的加熱方法。
[0006] 一種用于微波加熱裝置的光纖溫度傳感器，包括光收發(fā)裝置、光纖連接線、光纖轉(zhuǎn) 接頭及測溫探頭，該光纖連接線連接該光收發(fā)裝置及該光纖轉(zhuǎn)接頭，該測溫探頭連接該光 纖轉(zhuǎn)接頭，該測溫探頭包括多模光纖及位于該多模光纖的多個(gè)熒光物質(zhì)。該光收發(fā)裝置用 于發(fā)射多個(gè)激勵(lì)光，每個(gè)激勵(lì)光經(jīng)該光纖連接線及該光纖轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入該測溫探頭并激發(fā)對(duì) 應(yīng)的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光。該光收發(fā)裝置用于接收該熒光并對(duì)該熒光進(jìn)行信號(hào)解調(diào)以得到多 個(gè)溫度信號(hào)。
[0007] 上述光纖溫度傳感器可實(shí)現(xiàn)在微波場下對(duì)被加熱食物的精準(zhǔn)測溫，同時(shí)，測溫探 頭上熒光物質(zhì)可分散設(shè)置在微波加熱裝置內(nèi)不同的位置，因此，該光纖溫度傳感器能夠?qū)?現(xiàn)多點(diǎn)測溫，能夠使微波加熱裝置在微波加熱不均勻條件下，對(duì)不同食物對(duì)象（重量、形 狀、材質(zhì)等）的精準(zhǔn)控溫和準(zhǔn)確判斷食物的整體加熱狀態(tài)。
[0008]在一個(gè)實(shí)施方式中，該光收發(fā)裝置用于發(fā)射該多個(gè)激勵(lì)光的脈沖在時(shí)域中不重 置。
[0009]在一個(gè)實(shí)施方式中，該溫度信號(hào)由以下公式確定：Tn=fn(t'）=knXeH'，其中，Tn表示第n個(gè)熒光物質(zhì)的溫度信號(hào)，kn為常數(shù)，t'表示該熒光物質(zhì)受激勵(lì)后的時(shí)間常數(shù)。
[0010] 一種微波加熱裝置，包括控制器、光纖溫度傳感器及磁控管，該控制器連接該光纖 溫度傳感器及該磁控管，該光纖溫度傳感器包括光收發(fā)裝置、光纖連接線、光纖轉(zhuǎn)接頭及測 溫探頭，該光纖連接線連接該光收發(fā)裝置及該光纖轉(zhuǎn)接頭，該測溫探頭連接該光纖轉(zhuǎn)接頭， 該測溫探頭包括多模光纖及位于該多模光纖的多個(gè)熒光物質(zhì)。該光收發(fā)裝置用于發(fā)射多個(gè) 激勵(lì)光，每個(gè)激勵(lì)光經(jīng)該光纖連接線及該光纖轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入該多模光纖并激勵(lì)對(duì)應(yīng)的熒光物 質(zhì)發(fā)出熒光。該光收發(fā)裝置用于接收該熒光并對(duì)該熒光進(jìn)行信號(hào)解調(diào)以得到多個(gè)溫度信 號(hào)。該控制器用于計(jì)算該多個(gè)溫度信號(hào)的溫度平均值，并根據(jù)該溫度平均值與溫度設(shè)定值 的關(guān)系及加熱均勻性控制該磁控管工作。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施方式中，該光收發(fā)裝置用于發(fā)射該多個(gè)激勵(lì)光的脈沖在時(shí)域中不重 置。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施方式中，該溫度信號(hào)由以下公式確定：Tn=fn(t'）=knXeH'，其中， Tn表示第n個(gè)熒光物質(zhì)的溫度信號(hào)，kn為常數(shù)，t'表示該熒光物質(zhì)受激勵(lì)后的時(shí)間常數(shù)。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)該溫度平均值小于該溫度設(shè)定值與預(yù)設(shè)值的差值時(shí)，若該 加熱均勻性小于預(yù)設(shè)的第一值，該控制器用于控制該磁控管以第一功率工作。當(dāng)該溫度平 均值小于該差值時(shí)，若該加熱均勻性大于預(yù)設(shè)的第二值，該控制器用于控制該磁控管以第 二功率工作，該第二值大于該第一值，該第二功率大于該第一功率。當(dāng)該溫度平均值大于該 差值時(shí)，若該溫度平均值大于該溫度設(shè)定值，該控制器用于控制該磁控管停止工作。當(dāng)該溫 度平均值大于該差值時(shí)，若該溫度平均值小于該溫度設(shè)定值，該控制器用于控制該磁控管 繼續(xù)工作。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施方式中，該加熱均勻性由以下公式確定：
[0015]
，其中，P表示該加熱均勻性，k為自然數(shù)且表示熒光物質(zhì)的 數(shù)量，n= 1，. . .，k，ATn= ATn表示第n個(gè)熒光物質(zhì)的測溫點(diǎn)的溫度變化值，Tn表 示第n個(gè)焚光物質(zhì)的溫度信號(hào)，T0表示加熱開始時(shí)的溫度，ATmax=max(ATn)，表示最大 的溫度變化值，ATmin=min(ATn)，表示最小的溫度變化值。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施方式中，該微波加熱裝置包括顯示面板，該控制器用于控制該顯示面 板顯示該溫度平均值及/或剩余加熱時(shí)間。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施方式中，該微波加熱裝置還包括燒烤管，該控制器還用于根據(jù)該溫度 平均值與溫度設(shè)定值的關(guān)系及加熱均勻性控制該燒烤管工作。
[0018] -種微波加熱裝置的加熱方法，包括以下步驟：
[0019] S1 :控制器設(shè)置溫度設(shè)定值，及根據(jù)該溫度設(shè)定值控制磁控管工作；
[0020] S2:光纖溫度傳感器獲取多個(gè)溫度信號(hào)，該控制器計(jì)算該多個(gè)溫度信號(hào)的溫度平 均值；及
[0021] S3:該控制器根據(jù)該溫度平均值與該溫度設(shè)定值的關(guān)系及加熱均勻性控制該磁控 管工作。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施方式中，步驟S3包括以下步驟：
[0023]S31:該控制器判斷該溫度平均值是否大于該溫度設(shè)定值與預(yù)設(shè)值的差值，若是， 進(jìn)入步驟S32,若否，進(jìn)入步驟S33;
[0024]S32:該控制器判斷該溫度平均值是否大于該溫度設(shè)定值，若是，進(jìn)入步驟S34,若 否，進(jìn)入步驟S35 ;
[0025] S33:該控制器判斷該加熱均勻性小于預(yù)設(shè)的第一值還是大于預(yù)設(shè)的第二值，若該 加熱均勻性小于該第一值，進(jìn)入步驟S36,若該加熱均勻性大于該第二值，進(jìn)入步驟S37,該 第二值大于該第一值；
[0026] S34 :該控制器控制該磁控管停止工作；
[0027] S35 :該控制器控制該磁控管繼續(xù)工作；
[0028] S36 :該控制器控制該磁控管以第一功率工作；
[0029] S37 :該控制器控制該磁控管以第二功率工作，該第二功率大于該第一功率。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施方式中，步驟S1包括：控制器根據(jù)該溫度設(shè)定值控制燒烤管工作；
[0031] 步驟S34包括：該控制器控制該燒烤管停止工作；
[0032] 步驟S35包括：該控制器控制該燒烤管繼續(xù)工作；
[0033] 步驟S36包括：該控制器控制該燒烤管以第三功率工作；
[0034] 步驟S37包括：該控制器控制該燒烤管以第四功率工作，該第四功率大于該第三 功率。
[0035] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0036] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施方式的描述中將 變得明顯和容易理解，其中：
[0037] 圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的光纖溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的光纖溫度傳感器的熒光物質(zhì)時(shí)間常數(shù)與溫度函數(shù) 關(guān)系圖；
[0039] 圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的光纖溫度傳感器的激勵(lì)光、熒光的波形圖；
[0040] 圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的光纖溫度傳感器的工作原理框圖；
[0041] 圖5是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的微波加熱裝置的模塊示意圖；
[0042] 圖6是本發(fā)明另一較佳實(shí)施方式的微波加熱裝置的模塊示意圖；
[0043] 圖7是本發(fā)明再一較佳實(shí)施方式的微波加熱裝置的模塊示意圖；
[0044] 圖8是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的微波加熱裝置的加熱方法的流程示意圖；
[0045] 圖9是本發(fā)明另一較佳實(shí)施方式的微波加熱裝置的加熱方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0047] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而 不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定 有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)所述特征。在本發(fā) 明的描述中，"多個(gè)"的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
[0048] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安 裝"、"相連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或 一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接或可以相互通信；可以是直接相連，也可以 通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0049] 下