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DS评分 极度不满
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经过数月的严格测试、反复测试和广泛调查,我们得出结论,微波炉的性能非常相似。我们评估了26种不同的型号,并使用标准化方法来测量加热均匀性。对于浅盘微波炉,我们采用了棉花糖“热图”和图像分析技术。对于深盘微波炉,我们使用热电偶阵列来绘制重新加热土豆泥的三维温度分布图。所有微波炉的加热结果几乎相同,任何细微的差异都归因于数据噪声。下图展示了土豆泥加热结果的一个代表性子集。您可以看到,无论购买价格、尺寸、功率控制、安装类型和制造质量如何,所有微波炉的性能都相当。进一步研究其他食物(白米饭、汤)和类似食物(聚碳酸酯)后,揭示了为什么所有微波炉的加热性能都相同。食物的特性——数量、形状、含水量和热性能——决定了加热结果,而不是微波炉本身。

测量的土豆泥温度数据的代表性子集。此处,我们绘制了本批次测试的各类微波炉的平均温度与购买价格的关系图。误差线表示平均值的标准差。所有微波炉的加热性能相同。

测量的土豆泥温度数据的代表性子集。此处,我们绘制了本批次测试的各类微波炉的平均温度与购买价格的关系图。误差线表示平均值的标准差。所有微波炉的加热性能相同。

鉴于这些结果,我们选择在微波炉评测中不包含加热均匀性评分。尽管我们努力根据加热性能区分不同型号,但所有 26 款微波炉的加热效果都堪称“尚可”,食物加热时会有一些局部过热和局部过温。微波炉这种成熟的产品类别已经存在超过 75 年,在很大程度上解决了微波加热的问题,但其固有的物理特性限制了其进一步的发展。您可以点击此处了解即使是逆变器功率控制电路也无法显著影响性能。

对于那些不想被各种选择弄得不知所措的消费者来说,这无疑是个好消息。由于所有微波炉加热食物的性能都差不多,你可以根据其他符合自身需求的因素来选择你的微波炉:

  • 尺寸:适合您的厨房并能容纳您使用的餐具。
  • 功率:加热食物的速度。
  • 设计:美学,如颜色、门机制和安装类型。
  • UI 和附加功能: 控制(按钮或拨盘)、室内照明、传感器和烹饪预设。

事实上,我们在每篇微波炉评测中都会测试这些方面!我们诚邀您使用我们的表格工具来比较这些功能,找到最适合您需求的微波炉。我们测试的微波炉价格范围从Insignia NS-MW09SS8的 90 美元到Breville Smooth Wave的 399 美元,再到松下NE-12523 商用微波炉的 1,200 美元不等。尽管价格区间很广,但所有型号的加热性能都相同,让您在选择时可以专注于预算和偏好的功能。

用微波炉加热棉花糖会让人产生加热不均匀的错觉

为什么几乎所有评价微波炉的人都使用棉花糖测试(我们也尝试过)

我们大多数评价微波炉的同事都会进行一些类似加热均匀度测试,测试内容是将棉花糖放在转盘上,观察其焦黄程度。用烤好的棉花糖作为“热图”似乎是一个不错的测试方法;它价格低廉、可重复,而且直观易懂。

事实上,如下图所示,我们尝试改进这项普遍使用的测试方法,使其在我们的测试台上使用,方法是将棉花糖以等间距的圆形图案放置在转盘上。接下来,我们选择将微波能量(以千瓦秒 (kWs) 表示)标准化为测试期间存在的棉花糖数量。转盘直径越大,放置的棉花糖就越多,因此烹饪时间也相对较长。同理,输出功率(单位时间的能量)越高的电器烹饪时间就越短。最后,我们对生成的棉花糖热图进行了精确控制的拍摄,然后使用图像分析技术自动提取未加热的棉花糖区域以及每个微波炉的焦化范围。

我们尝试通过均匀分布棉花糖、根据棉花糖数量和微波功率调整烹饪时间以及使用图像分析技术来改进普遍存在的微波棉花糖测试。

我们尝试通过均匀分布棉花糖、根据棉花糖数量和微波功率调整烹饪时间以及使用图像分析技术来改进普遍存在的微波棉花糖测试。

虽然我们已经证明我们设计的棉花糖测试可以给出可重复的结果,而且乍一看,不同设备的结果也不同,但我们开始怀疑我们能否将这些结果推断到人们真正想在微波炉中加热的真实食物上。

烹饪室的垂直放置和棉花糖的数量会影响结果

我们首先探究了食物的厚度(以及盛放食物的盘子)如何影响加热均匀性。为了阐明这种联系,我们尝试在三台微波炉中进行棉花糖测试,并逐步增加转盘上方的垂直位置。如下图所示,添加垫片,使棉花糖盘子距离转盘 1 厘米,然后距离转盘 3 厘米,测试结果发生了显著变化。烹饪室内存在水平面,在这些水平面上,棉花糖的颜色会变深/变浅,受热均匀度也会随之变化。

烹饪室内的垂直定位极大地影响了棉花糖测试的结果,并表明食物厚度是一个非常重要的参数。

烹饪室内的垂直定位极大地影响了棉花糖测试的结果,这表明食物厚度是一个非常重要的参数。

接下来我们想知道棉花糖的数量会对测试结果产生什么影响。在正常测试中,转盘直径决定了放置的棉花糖的数量。如下图所示,我们在Panasonic NN-SN67HS中重复了棉花糖测试,但取下了最外圈的棉花糖。用微波炉加热五圈而不是六圈棉花糖会使上色更加均匀;最外圈的存在确实会影响里面棉花糖的加热方式。该图还显示了我们如何尝试使用 (i) 与正常测试相同的总能量(中间照片)以及 (ii) 使用与正常测试相同的每颗棉花糖的平均能量(最右边的照片)来加热较少数量的棉花糖。正如预期的那样,在相同的微波能量/烹饪时间下,加热的食物量较少,颜色会深得多。但是,不能通过考虑标准化的微波能量来直接补偿较少的材料量;最右边的照片显示了我们如何通过将平均能量保持在 1.3 kWs/棉花糖的恒定水平来获得非常浅的棉花糖。

食物量对微波炉加热均匀度的影响很大。松下NN-SN67HS的棉花糖在去除最外层一层之后,焦黄程度更均匀。整体焦黄程度受棉花糖数量影响,与标准化能量并无直接关系。

食物量对微波炉加热均匀性的影响很大。松下NN-SN67HS微波炉在去除最外层一圈后,烤出的棉花糖焦黄程度更均匀。整体焦黄程度受棉花糖数量影响,与标准化能量并无直接关系。

总而言之,这些额外的研究表明,食物的形状、摆放位置和数量会直接影响微波炉加热食物的均匀性。重要的是,这意味着人们无法通过查看棉花糖的热图来推断出生成该热图的微波炉在加热其他所有食物时的性能!

烹饪室内的水蒸气量影响加热均匀性

如今,众所周知,大多数微波炉仅产自全球少数几家工厂——美的集团负责为众多品牌生产微波炉。我们测试台上最终出现了两款这样的“徽章设计”型号:东芝 ML2-EM09PA(BS)Insignia NS-MW09SS8,它们拥有完全相同的内部组件(零件编号相同)。如下图所示,除了外观之外,这两款电器唯一可辨别的区别就是 Insignia 在门后增加了通风孔。有趣的是,东芝的 Insignia 微波炉产生的热图可以说是同类产品中最均匀的棉花糖状热图之一。相比之下,Insignia 的 Insignia 微波炉产生的热图可以说是最不均匀的!

这两款微波炉的棉花糖测试结果不同,但其内部组件完全相同,只是增加了通风孔。通过更换磁控管,我们得出结论,这种差异并非源于该组件的制造公差。堵塞新增的通风孔后,结果非常相似,这表明烹饪室内的水蒸气量会影响加热均匀性。

这两款微波炉的棉花糖测试结果不同,但其内部组件完全相同,只是增加了通风孔。通过更换磁控管,我们得出结论,这种差异并非源于该组件的制造公差。堵塞新增的通风孔后,结果非常相似,这表明烹饪室内的水蒸气量会影响加热均匀性。

我们最初假设磁控管(产生微波的真空管)的制造公差过大是导致本次测试性能差异的原因。然而,如上图所示,更换相同零件号的磁控管并没有改变最终的棉花糖状热图。注意:请勿在家中尝试;微波炉内有高压电容器,这可能极其危险!除非您是熟练的技术人员,否则请勿盖上微波炉盖子

因此,棉花糖测试中性能的差异似乎是由于 Insignia 型号增加了通风孔造成的。事实上,当我们用胶带盖住这些孔(并将胶带贴在东芝的同一区域以进行测量)并再次运行棉花糖测试时,得到的热图非常相似。显然,这些通风孔是为了防止窗户起雾而设计的;用胶带堵住它们会导致窗户内表面明显积聚更多水分。这意味着当这些通风孔被堵住时,烹饪腔中会残留更多水蒸气,而增加的湿度会影响棉花糖的加热。由于烹饪腔内的水分来自被加热的食物,而这些食物的水分含量很可能与棉花糖不同,我们再次得出结论,不能根据棉花糖热图推断微波炉对其他浅盘食物的加热性能。

食物的热特性决定了加热的均匀性

由于烹饪室内的水蒸气含量对加热均匀性影响巨大,我们接下来尝试了一种模拟材料,这种材料不含水,在微波炉加热时也不会产生水蒸气——1/8英寸厚的Lexan聚碳酸酯。下图展示了Lexan的红外热图像,该图像被切割成与转盘直径相同的尺寸,并以36千瓦的高功率加热。由于Lexan的热导率极低且不产生水蒸气,因此在我们测试的四台微波炉中,Lexan的加热曲线都呈现出明显的环状图案。也就是说,Lexan内部的温度梯度与微波炉最大能量峰谷的位置完全吻合(圆对称性源于转盘相对于驻波的旋转)。在拍摄红外图像之前,这些热量基本上不会传导到Lexan的其他区域。有趣的是,Lexan内部温度环的位置和强度与棉花糖测试得出的环状图案并不匹配。

食物的热特性决定了它在微波炉中加热的均匀程度。聚碳酸酯是一种极端模拟材料,它不产生水蒸气,导热性极低;它总是以圆形模式加热。冷藏白米饭含水量高,导热性也相对较高,因此在微波炉中加热相当均匀。白米饭的加热模式与棉花糖测试的结果完全不符。

食物的热特性决定了它在微波炉中加热的均匀程度。聚碳酸酯是一种极端模拟材料,它不产生水蒸气,导热性极低;它总是以圆形模式加热。冷藏白米饭含水量高,导热性也相对较高,因此在微波炉中加热相当均匀。白米饭的加热模式与棉花糖测试的结果完全不符。

接下来,我们用真正的食物白米进行了测试,白米处于材料热性能谱的另一端。虽然白米还是固体,但它含水量高,空隙率也大(我们假设水蒸气可以轻松穿过)。我们将 6 杯煮熟后冷藏的白米铺在四个微波炉的转盘上,并以高功率加热,平均能量为每平方厘米转盘 0.33 千瓦。这些大米实验的结果列在上图中棉花糖和 Lexan 加热实验的结果旁边。红外图像显示,米饭表面在所有四个微波炉中都加热得相当均匀,温度探头测量结果显示,米饭的体积也加热得相当均匀。

从白米饭加热实验中可以得出两个重要结论。首先,这种食物的加热均匀性与棉花糖测试或Lexan测试的加热均匀性完全不符。例如,制作出颜色最不均匀的棉花糖的微波炉——Cuisinart CMW-100——却能均匀地加热米饭。其次,温度测量值的数值差异,放在味觉测试的背景下来看,其实微不足道。所有微波炉加热的米饭都有一些热的地方和一些温的地方,我们一致认为,食用这种米饭的感觉都是一样的。

总而言之,棉花糖测试无法预测真实食物(米饭)的加热方式,也无法预测真实食物是否会被所有微波炉等效加热。

微波炉深盘加热均匀度也受食物控制

所以,我们大多数同事用来测试微波炉浅盘加热性能的棉花糖热图并不能反映微波炉加热真实食物的效果。我们的测试表明,食物的特性决定了加热的均匀性,并且所有微波炉加热浅盘食物的效果都相同。接下来的问题是,所有微波炉加热深盘食物时的表现都一样吗?

为了阐明这些电器加热深盘食物的性能,我们设计了如下图所示的测试。测试包括一个典型的1升矩形玻璃食品储存容器,其中装有冷藏土豆泥,用350千瓦的微波能量加热。然后使用13个温度探头收集食物的空间温度梯度。最后,根据收集到的数据构建三维热图。

我们设计的测试程序是为了阐明微波炉的深盘加热性能。

我们设计的测试程序是为了阐明微波炉的深盘加热性能。

所有土豆泥的温度分布在统计上都是等价的

下图展示了我们测试的每台微波炉加热土豆泥容器后测得的平均温度。图中的误差线表示每个数据集(26个温度探头测量值)的标准差。从整体来看,所有微波炉加热的土豆泥质量都相当。首先,测量到的土豆泥平均温度在统计上是一致的。其次,每台微波炉加热的土豆泥容器中都存在过热和过冷的区域,正如数据集中较大的标准差所示。

以上是在每台测试微波炉中以 100% 功率加热后测得的土豆泥温度平均值。误差线表示与平均值的一个标准差。所有微波炉制作的土豆泥在统计上均相当。

 以上是在每台测试微波炉中以 100% 功率加热后测得的土豆泥温度平均值。误差线表示与平均值的一个标准差。所有微波炉制作的土豆泥在统计上均相当。

尤其有趣的是,所有在烹饪室顶部装有“模式搅拌器”的微波炉型号,比如LG MVEM1825F,都无法制作出更均匀加热的土豆泥。如下图所示,模式搅拌器是一个金属叶轮,微波从叶轮上反射。叶轮的持续旋转意味着微波以变化的角度反射,驻波不那么稳定(高能区域在烹饪室周围移动)。我们测试的商用电器是松下 NE-12523,它分割微波功率,使微波从烹饪室的底部和顶部输出,并包含两个这样的模式搅拌装置,但它却无法制作出更均匀的土豆泥。

模式搅拌器会反射微波,并在烹饪室内移动由此产生的驻波,但这并不能使土豆泥加热得更均匀。即使是我们测试过的商用松下 NE-12523,其微波输出方式为上下,也无法使食物加热均匀。

反射微波并移动烹饪腔内产生的驻波的模式搅拌器,无法制作出更均匀加热的土豆泥。即使是我们测试过的商用松下 NE-12523,其微波输出方式为上下,也无法制作出均匀加热的食物。

我们在深盘加热测试中得出的最后一个观察结果是,所有微波炉加热的土豆泥内部热区和冷区的位置都非常相似。下图显示的是典型的三维土豆泥热图(取自GE JES1072SHSS)。这些结果表明,物理特性和土豆泥的传热特性最终决定了最终的温度梯度。记录到的最高温度出现在玻璃储存容器的角落。原因有四:

  1.  玻璃对微波几乎是透明的。因此,电器发出的能量会穿过食物储存容器,穿透土豆泥的表面。
  2. 玻璃是良好的热能绝缘体,可以限制微波炉内食物向周围空气的热量传递。
  3. 微波能量只能穿透设备中加热的食物约1至3厘米。事实上,微波炉工作频率2.45 GHz的选择是为了平衡穿透力和吸收力。因此,只有土豆泥最外层几厘米的水分子(以及其他极性成分)会吸收微波能量、振动,从而被加热。
  4. 土豆泥的导热性也很差;它们的导热系数约为0.5 W/m•K,并且是半固体(实际上是“胶体悬浮液”),因此不会发生自然对流传热。因此,热能往往会停留在土豆泥的表面,而中心却很冷。
这是土豆泥测试的典型结果。热点出现在玻璃储存容器的角落,微波穿透食物表面时,玻璃起到了隔绝热量的作用,防止热量从食物传递出去。

这是土豆泥测试的典型结果。热点出现在玻璃储存容器的角落,微波穿透食物表面时,玻璃起到了隔绝热量的作用,防止热量从食物传递出去。

担心你仍然不相信我们,我们用微波炉煮汤

细心的读者会注意到,在上一节中,所有导致土豆泥加热效果普遍不佳的特征都与微波炉本身无关。这是因为我们购买的所有微波炉(以及您遇到的任何微波炉)都具有相同的基本属性:一个输出频率为 2.45 GHz(在政府机构为工业、科学和医疗用途预留的无线电波段内)的磁控管,一个反射并容纳微波(从而形成驻波)的烹饪室,以及一些使食物相对于驻波移动的装置(几乎总是转盘,除非您购买的是带有模式搅拌器的商用型号)。因此,无论是在松下、Insignia 还是东芝微波炉中,您的食物最终都会经历相同的物理控制体验。无论如何,为了获得最佳效果,您都必须在将食物从电器中取出后进行搅拌。

我们可以强调一点,所有微波炉的加热性能都相同,事实上,你用微波炉加热的食物将决定加热的均匀性,最终测试结果会决定加热的均匀性。下图展示了 Breville Smooth Wave(可能被误认为是“最佳”结果)和Toshiba EM131A5C-BS(可能被误认为是“最差”结果)微波炉收集的三维土豆泥热图。当用同一个玻璃食品储存容器加热冰豌豆汤和冰鸡肉面汤时,两台微波炉的加热结果会变得难以区分。虽然鸡汤(主要成分是水,含有一些脂肪和溶解固体)的导热系数与土豆泥相差不大,约为 0.6 W/m•K,但其粘度要低得多。随着粘度降低,食物内部会因加热时密度变化而发生自然对流。本质上,食物会部分混合。总而言之,与我们所有其他测试一样,结果很大程度上取决于被加热的食物。任何可察觉的性能差异都只是数据中的噪音。

微波炉的深盘加热性能可能会让人误以为是“最好”和“最差”的土豆泥。随着加热食物粘度的降低和对流传热的增加,这两个模型得出的结果相同。

微波炉的深盘加热性能可能会让人误以为是“最好”和“最差”的土豆泥。随着加热食物粘度的降低和对流传热的增加,这两个模型得出的结果相同。

爆米花怎么样?肉类解冻怎么样?

对于许多人来说,微波炉就是一台爆米花机。而且它确实非常擅长这项任务!但是,您会注意到我们的微波炉评测没有包括爆米花测试。再次强调,这是故意的,我们做出这个决定有两个原因。(i)我们希望我们已经说服了您,所有微波炉的加热性能基本相同,这适用于爆米花的制作!(ii)每批爆米花的特性存在自然差异(例如,玉米粒的水分含量),这使得我们无法设计有意义的性能测试。如下图所示,如果您查看一包微波爆米花的背面或我们测试的许多微波炉的用户手册,您会注意到,您被指示在微波炉旁边等候,并在爆裂间隔减慢到 2 到 3 秒之间时手动结束加热循环。此外,即使是大多数带有烹饪传感器的微波炉,例如松下 NN-SN67HS,当你按下专用的“爆米花”按钮时,也不会使用该传感器(那个爆米花按钮通常只是一个计时器!)。总而言之,你可以放心,你购买的任何微波炉都能完美地爆出爆米花!但可能需要一些尝试才能找到适合你机器的最佳时间。

爆米花制作说明照片来自:(左)LG LMC0975ST 用户手册;(右)一袋 Orville Redenbacher 微波炉爆米花。两张照片都指示用户在爆裂声减慢时手动停止微波炉。

 这些照片分别是 LG LMC0975ST 用户手册(左)和 Orville Redenbacher 微波炉爆米花(右)中的爆米花说明。两张照片都指示用户在爆裂声减慢时手动停止微波炉。

微波炉的另一个常见用途是快速解冻肉类。同样,我们选择不将这样的测试纳入每台设备的评测中。但是,在开发此测试台的过程中,我们进行了许多次解冻测试(使用 1 磅的冷冻中度碎牛肉)。在另一篇已发表的研发文章中,我们详细介绍了变频与非变频微波炉的解冻性能。虽然每种微波炉都有自己特定的脉冲功率程序来有效解冻肉类,但我们发现,微波与水的相互作用以及热量向大块冷冻肉中的传递才是控制这一过程的因素。所有微波炉(从最便宜的Insignia NS-MW09SS8 到最昂贵的Breville the Smooth Wave)都可以解冻肉类。但是,它们都无法提供完全无人操作的体验。为了完全解冻肉类而不煮熟任何边缘,在解冻过程进行到一半时,必须取出所有已解冻的部分,并翻转仍冷冻的部分,然后再继续操作。除此之外,微波炉加热结束后,你必须把肉放在台面上,让剩下的冷冻肉中心最终解冻。换句话说,你可以放心,任何你选择的微波炉都可以解冻肉类,但不要指望它能帮你完成所有工作!

结论

我们对 26 款不同微波炉进行了广泛的测试,结果令人惊讶:在加热均匀性方面,测试型号之间并没有显著的性能差异。尽管我们采用了严格的测试方法,包括改进了常见的棉花糖热图测试,并使用热电偶阵列来捕捉深盘食物的三维温度数据,但所有微波炉加热食物的效果都差不多,只有细微的差异,这归因于数据中的噪声,而非微波炉本身。

这一发现强调了食物的特性,例如其含水量、形状和热性能,在加热均匀性方面发挥着比微波炉本身更为关键的作用。因此,我们选择只对评测中的“功率”项进行评分。电器的输出功率直接决定了食物的加热速度,而且大多数食谱都是针对1000瓦的微波炉编写的。最终,消费者可以根据其他因素,例如尺寸、功率、设计和用户界面功能,自信地选择微波炉,因为他们知道任何型号都能充分加热食物。