Dispositivo y método para controlar energía.

Un método para irradiar una carga (12), método que incluye:

seleccionar una pluralidad de diferentes frecuencias;

seleccionar respectivas duraciones durante las cuales la correspondiente dicha pluralidad de frecuencias estransmitida; e

irradiar una carga (12) con emergía en dicha pluralidad de diferentes frecuencias en dichas respectivasduraciones;

el método caracterizado por

obtener información de disipación de dicha carga (12);

establecer la energía deseada a ser disipada en la carga (12) en cada una de dicha pluralidad defrecuencias de acuerdo con dicha información de disipación; y

seleccionar dichas respectivas duraciones de acuerdo con dicha energía deseada.

Dispositivo y método para controlar energía.

Campo de la invención La presente solicitud, en algunas realizaciones de la misma, se refiere en general a la disipación de energía electromagnética (EM) en una carga y, más en particular pero no exclusivamente, al calentamiento por RF, por ejemplo energía de microondas o UHF para descongelar, calentar y cocer.

Antecedentes de la invención El calentar objetos usando radiación de alta frecuencia está ampliamente extendido y comprende los hornos microondas (MW) domésticos usados comúnmente, así como hornos comerciales que usan energía MW, principalmente en combinación con otros medios de calentamiento, tales como vapor, aire caliente y elementos de calentamiento por infrarrojos.

Entre los muchos problemas asociados a los hornos MW está una falta de uniformidad en el calentamiento, lo cual a menudo da como resultado puntos calientes y puntos fríos que reflejan la onda estacionaria en el interior de la cavidad. Muchos de los intentos para mejorar la uniformidad en tales dispositivos incluyeron el incrementar el número de modos en el interior de la cavidad (por ejemplo, mediante el modo agitación y/o moviendo la carga durante el calentamiento) .

En algunos casos, en los que se usaban múltiples frecuencias, los dispositivos fueron configurados para medir la eficiencia de la transferencia de energía a la cavidad en diferentes frecuencias transmitidas y, entonces, transmitir la energía a la carga sólo en frecuencias que tuvieran una eficiencia relativamente elevada, con la intención de que se debiera incrementar la eficiencia de la transferencia de energía a la carga.

Calentar un objeto cambia sus características de disipación en diferentes frecuencias. Por ejemplo, una frecuencia que es disipada en la carga a una tasa antes de calentar puede disipar a una tasa diferente (más alta o más baja) después de que tenga lugar algún calentamiento o movimiento de la carga.

Los antecedentes de la técnica son proporcionados por los documentos de patente de EE.UU. US 4 196 332 A, internacional WO 02/23953 A1, internacional WO 91/07069 A1 y de EE.UU. 2 896 828 A.

El documento de patente de EE.UU. US 4 196 332 A describe un horno microondas de frecuencia controlada que tiene una cavidad de horno, una fuente microondas con agilidad de frecuencia para energizar la cavidad del hormo, un detector para detectar la absorción de energía en una carga a varias frecuencias de fuente dentro de un ancho de banda y un circuito de control para ajustar la fuente de microondas en frecuencias según se determine por los niveles de absorción de potencia. Las frecuencias a las cuales la cavidad del horno es energizada son seleccionadas mediante el sistema de control para obtener una reflexión de energía baja de la cavidad y para obtener uniformidad de calentamiento mediante la superposición de diferentes patrones de calentamiento producidos por las diferentes frecuencias de funcionamiento.

El documento de patente internacional WO 02/23953 A1 describe un horno microondas y un método para calentar una carga que está colocada dentro del mismo. Un modo predeterminado en la cavidad del horno microondas es alimentado por medio de un puerto de alimentación asociado el cual está dispuesto para alimentar esencialmente sólo el modo pretendido, siendo esencialmente impedida la alimentación de un modo distinto del modo predeterminado pretendido.

El documento de patente internacional WO 91/07069 A1 describe un aparato de ondas en radiofrecuencia que incluye un aplicador el cual proporciona múltiples modos de procesamiento secuenciados. Los modos en el aplicador son seleccionados para adaptarse a cada etapa del procesado de un material. El aparato puede incluir múltiples intensidades la cuales acoplan las ondas de radiofrecuencia al aplicador por medio de sondas.

Finalmente, el documento de patente de EE.UU. 2 895 828 A describe un método de calentamiento y un aparato electrónico que implica el uso de dos fuentes de energía de ondas electromagnéticas de ultra-alta frecuencia distintas y relacionadas.

Resumen de la invención La presente invención es un método de irradiar una carga según se define en la reivindicación 1 de las reivindicaciones adjuntas. También se proporciona un aparato según se define en la reivindicación 11.

De acuerdo con algunas realizaciones se proporciona un aparato y un método para irradiar una carga con un espectro de frecuencias de irradiación. La irradiación es realizada transmitiendo diferentes cantidades de energía en diferentes frecuencias. La cantidad de energía transmitida en cada frecuencia es controlada mediante, al menos, variar la duraciones respectivas durante las cuales se transmiten las correspondientes frecuencias.

De acuerdo con un aspecto de las presentes realizaciones, se proporciona un método de irradiar una carga en el cual se suministran diferentes cantidades de energía en diferentes frecuencias variando las respectivas duraciones durante las cuales se transmiten las frecuencias correspondientes. Por lo tanto, una frecuencia de la cual se requiere mucha energía se transmite durante una cantidad de tiempo más larga y una frecuencia de la cual se requiere una energía pequeña es transmitida durante una cantidad de tiempo más corta.

El irradiar la carga puede ser realizado en una cavidad de resonancia.

El irradiar la carga puede ser controlado para obtener un patrón de disipación de energía predeterminado en la carga. El irradiar la carga puede se realizado a un nivel de transmisión de energía fijado. El irradiar la carga puede ser realizado a un nivel de transmisión de potencia máximo para cada una de las

frecuencias transmitidas respectivamente. El mantener el amplificador trabajando a una potencia máxima de diseño

permite que se usen amplificadores más baratos. El irradiar la carga puede ser controlado para limitar la cantidad máxima de energía proporcionada a cada una de las diferentes frecuencias.

El irradiar la carga puede ser controlado para limitar la cantidad total de energía proporcionada a las diferentes frecuencias durante un período de transmisión.

Un período de transmisión puede ser un ciclo de transmisión o un ciclo de trabajo. El irradiar la carga puede ser controlado para limitar las duraciones totales durante las cuales las frecuencias individuales son transmitidas.

El irradiar la carga puede ser controlado para maximizar la energía posible en cada una de las frecuencias transmitidas. Al menos dos frecuencias son transmitidas en al menos dos potencias distintas de cero diferentes. El método puede comprender: irradiar la carga con el espectro de frecuencias de irradiación; medir un espectro acoplado y reflejado (espectro RC) resultante;

inferir información de disipación actual de la carga en vista del espectro RC; y establecer el espectro de frecuencias de irradiación para concordar con la información de disipación en la cual el establecimiento comprende el transmitir diferentes cantidades de energía en frecuencias diferentes mediante la variación de las respectivas duraciones durante las cuales son transmitidas las correspondientes frecuencias.

El método puede comprender:

irradiar la carga con el espectro de frecuencias de irradiación, de tal forma que la energía es absorbida por la carga; medir un espectro RC resultante; inferir información de disipación actual de la carga en vista del espectro RC; y modificar el espectro de frecuencias de irradiación para concordar con la información de disipación en la cual la modificación comprende el transmitir diferentes cantidades de energía en frecuencias diferentes mediante la variación de las respectivas duraciones durante las cuales son transmitidas las correspondientes frecuencias. Las frecuencias pueden estar dispuestas en serie para formar un ciclo de trabajo. El método puede comprender el realizar el ciclo de trabajo de forma repetitiva.

Las frecuencias son variadas dentro del ciclo de trabajo. El método puede comprender el activar/desactivar frecuencias de forma diferencial sobre las repeticiones del ciclo de trabajo para variar las duraciones totales de irradiación en las respectivas frecuencias de irradiación de la carga.

En el método, la activación diferencial se puede llevar a cado mediante el desactivar una frecuencia para algunos de los ciclos o cambiarla a una potencia inferior para algunos de los ciclos. De acuerdo con un segundo aspecto de las presentes realizaciones se proporciona un método para irradiar una

carga con un espectro de frecuencias de irradiación, teniendo la carga información de disipación la cual varía como una función de un estado de disipación... [Seguir leyendo]

1. Un método para irradiar una carga (12) , método que incluye: seleccionar una pluralidad de diferentes frecuencias; seleccionar respectivas duraciones durante las cuales la correspondiente dicha pluralidad de frecuencias es transmitida; e irradiar una carga (12) con emergía en dicha pluralidad de diferentes frecuencias en dichas respectivas duraciones; el método caracterizado por

obtener información de disipación de dicha carga (12) ;

establecer la energía deseada a ser disipada en la carga (12) en cada una de dicha pluralidad de frecuencias de acuerdo con dicha información de disipación; y seleccionar dichas respectivas duraciones de acuerdo con dicha energía deseada.

2. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, que comprende, además: definir una cantidad máxima de potencia que puede disiparse en una carga en una unidad de tiempo en cada frecuencia dicha como una función de la información de disipación en esa frecuencia y una potencia máxima disponible desde una fuente de potencia en esa frecuencia.

3. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicho irradiar dicha carga (12) es controlado para obtener un patrón de disipación de energía predeterminado en dicha carga (12) .

4. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho irradiar

dicha carga (12) es controlado para limitar la cantidad de energía máxima provista en cada una de dichas diferentes frecuencias. 5. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho irradiar

dicha carga (12) es controlado para limitar la cantidad de energía total provista en dichas diferentes frecuencias

durante un período de transmisión. 6. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho irradiar dicha carga (12) es controlado para limitar las duraciones dichas.

7. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos dos frecuencias son transmitidas a al menos dos potencias distintas de cero diferentes..

8. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende: irradiar dicha carga (12) con un espectro de frecuencias de irradiación; medir un espectro acoplado y reflejado (espectro RC) resultante;

inferir información de disipación actual de dicha carga (12) en vista de dicho espectro RC; y establecer el espectro de frecuencias de irradiación para concordar con dicha información de disipación en el que dicho establecer comprende transmitir diferentes cantidades de energía en diferentes frecuencias variando las respectivas duraciones durante las cuales son transmitidas las correspondientes frecuencias.

9. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende:

irradiar dicha carga (12) con dicho espectro de frecuencias de irradiación, de tal forma que la energía sea absorbida por dicha carga (12) ; medir un espectro RC resultante; inferir información de disipación actual de dicha carga (12) en vista de dicho espectro RC medido; y modificar el espectro de frecuencias de irradiación para concordar con dicha información de disipación en el que dicho modificar comprende transmitir diferentes cantidades de energía en diferentes frecuencias variando las respectivas duraciones durante las cuales son transmitidas las correspondientes frecuencias.

10. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichas frecuencias están dispuestas en una serie para formar un ciclo de trabajo.

11. Un aparato (10) para irradiar una carga (12) , aparato que comprende:

al menos una alimentación (14) de energía para transmitir energía a una cavidad (11) para resonar en la presencia de dicha carga (12) en una pluralidad de frecuencias; y

un controlador (17) para seleccionar las respectivas duraciones durante las cuales son transmitidas las 5 correspondientes frecuencias;

el aparato caracterizado porque dicho controlador (17) está configurado para obtener información de disipación de la carga (12) , para establecer la energía deseada a ser disipada en la carga (12) en dicha pluralidad de frecuencias diferentes de acuerdo con dicha información de disipación y para seleccionar dichas duraciones de acuerdo con dicha energía deseada.

12. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 11, en el que dicho controlador (17) está configurado para llevar a cabo dicha selección de forma repetida.

13. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 11, en el que dicho controlador (17) está configurado para irradiar dicha carga (12) con un espectro de frecuencias de irradiación de acuerdo con dichas respectivas duraciones, para medir un espectro acoplado y reflejado (espectro RC) resultante, para inferir información de disipación actual de dicha carga en vista de dicho espectro RC, y establecer el espectro de frecuencias de irradiación para concordar con dicha información de disipación.

14. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 11, en el que dicho controlador (17) está configurado para activar/desactivar frecuencias de manera diferencial sobre repeticiones de un ciclo de trabajo de dichas frecuencias, para variar por ello la duración total de las respectivas frecuencias en dicho irradiar dicha carga (12) .

15. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 11, en el que dicho controlador (17) está configurado además para compensar las frecuencias que tienen disipación de energía baja mediante asignar más tiempo para tales frecuencias.