工业微波设备的优良制造标准

图1中所示的是微波系统的原理设计图。磁控管安装在波导发射器上面,由此,电磁能被导向波导管内,并耦合到谐振腔内。腔体反射的电磁能量取决于被加热的产品的介电性能和空腔的尺寸。通过使用一个调谐器,反射的电磁能的量可以被最小化,从而达到最佳的效率。

该系统中通过安装环行器对磁控管进行载荷保护,水体负荷对反射能量的吸收程度,取决于环行器的质量。

不采用环行器,反射的能量将会返回到磁控管。这会导致磁控管使用寿命缩短,输出功率降低(参见图2)。这会使得加热工艺所需的能量极不稳定,从而使工艺变得不具备可重复性。

基于以上的原因,使用环行器保护磁控管是非常必要的。

高端环行器的隔离度优于20分贝(典型的为21—26分贝)。

Schematic Design of a industrial Microwave Plant according to GMP microwave

图1根据GMP微波的原理图设计的工业微波设备

Generator Diagram (Rieke) for an industrial YJ1540 Magnetron

图2.工业YJ154磁控发生器图(里克图)

GMP微波系统的优点是:

  • 磁控管可达到其规定的使用寿命
  • 磁控管系统的入射功率是恒定的(因为磁控管在额定功率内运行)
  • 通过使用定向耦合器或检波二极管可以测量反射功率,从而推导出磁控管的入射功率。因此,标准的微波系统可以推算出该产品的吸收功率。

 

Pab = Pvor - Prefl

工业微波系统的给定功率可以根据国际标准IEC60307进行测量。

无保护的多模式系统的缺点

为了便于理解无保护、无调谐装置的多磁控管微波系统的缺点,图3出示了一个采用四只磁控管、直接耦合到热腔的多模式热腔的设计图。

由于微波在这个多模式热腔内部是三维分布的(其分布取决于热腔的负载情况),其内部E场分布的分析结果如图3,表示在四个磁控管的横截面上。

由于磁控管天线位置E场的驻波比的值是变化的,每个磁控管的负载不同,由此导致不同的反射。

这样,加热工艺所实际需要的功率受制于不能定量控制的变化,最终导致该工艺达不到预期的目的。

在图3中的磁控管的工作时,可能会跳模现象。磁控管消耗较高的阳极电流,且难以由电源设备维持,这可能会导致磁控管和电源同时损坏。

Design of Microwave System

图3. 微波系统内没有保护和优化的四磁控管多模腔的设计