本發(fā)明涉及微波加熱，尤其涉及一種真空微波設(shè)備以及對(duì)真空微波設(shè)備的控制方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，真空微波設(shè)備是一種多功能專業(yè)技術(shù)，在眾多行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。在食品工業(yè)中可進(jìn)行凍干、解凍和干燥處理；在化學(xué)工業(yè)中，被用于合成材料和激活催化劑；生物科技領(lǐng)域利用真空微波進(jìn)行生物制品的干燥和細(xì)胞培養(yǎng)；在醫(yī)療行業(yè)，有助于醫(yī)療器械和藥品的干燥過(guò)程；環(huán)保領(lǐng)域進(jìn)行廢水處理和污泥干燥。此外，真空微波技術(shù)還廣泛應(yīng)用于新興行業(yè)，包括新能源電池生產(chǎn)等領(lǐng)域。

2、目前真空微波設(shè)備所使用的真空環(huán)境下，真空氣壓較高，屬于低真空度環(huán)境。在該真空度下，微波不易放電，通常使用的微波功率較低，導(dǎo)致加工處理時(shí)間長(zhǎng)，工藝效率低，能耗高。

3、然而對(duì)于微波真空凍干、微波消融、微波解凍等對(duì)真空度要求高的應(yīng)用，尤其是在中真空度下，微波極易擊穿氣體，產(chǎn)生等離子體，等離子體的高溫可能導(dǎo)致物體局部高溫甚至燒毀，且微波功率會(huì)被吸收并增強(qiáng)等離子體放電效應(yīng)。微波功率會(huì)被吸收且增強(qiáng)等離子體放電效應(yīng)。因此有效避免微波放電的產(chǎn)生一直以來(lái)是難點(diǎn)。在既要保證有效真空度環(huán)境，且使用高功率微波提高加工效率，現(xiàn)有技術(shù)的一種解決方案是提升放電門限功率(microwave?discharge?threshold)，現(xiàn)有技術(shù)的另一種解決方案是需要能夠高精度控制微波場(chǎng)；然而，長(zhǎng)期以來(lái)缺乏有效技術(shù)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

4、其次，在凍干或解凍應(yīng)用中，物體局部一旦融化，水的微波吸收率遠(yuǎn)高于冰，這會(huì)導(dǎo)致微波輻射集中在該位置，加速融化，影響加工品質(zhì)。此外，對(duì)于形狀和尺寸不規(guī)則的物體，很難實(shí)現(xiàn)均勻輻照，且準(zhǔn)確確定微波輻照時(shí)間也存在困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種真空微波設(shè)備以及對(duì)真空微波設(shè)備的控制方法，能夠解決如何能夠提高波導(dǎo)使用功率的同時(shí)，又能規(guī)避放電情況的技術(shù)問(wèn)題。

2、為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種真空微波設(shè)備，所述真空微波設(shè)備包括、磁控管、波導(dǎo)裝置、勻場(chǎng)裝置、真空微波連接裝置、控制裝置、真空腔體、電磁感應(yīng)組件；

3、所述磁控管布設(shè)于所述波導(dǎo)裝置的入口位置；所述波導(dǎo)裝置的出口位置與真空微波連接裝置連接，所述真空微波連接裝置用于建立所述波導(dǎo)裝置與所述真空腔體之間的通道；所述波導(dǎo)裝置為直徑在第一方向上漸變的結(jié)構(gòu)，所述第一方向?yàn)橛伤霾▽?dǎo)裝置的入口位置沿所述出口位置延伸的方向；

4、所述勻場(chǎng)裝置設(shè)于所述波導(dǎo)裝置內(nèi)部；所述電磁感應(yīng)組件布設(shè)于所述真空腔體的外壁，且所述電磁感應(yīng)組件與所述控制裝置電性連接；

5、其中，所述磁控管，用于向所述真空腔體發(fā)射微波；

6、所述電磁感應(yīng)組件，用于檢測(cè)所述真空腔體內(nèi)的微波能量狀況，將檢測(cè)到的第一信號(hào)傳輸至所述控制裝置，所述第一信號(hào)表征所述真空腔體內(nèi)的微波能量狀況；

7、所述控制裝置，用于根據(jù)所述第一信號(hào)來(lái)控制所述勻場(chǎng)裝置工作，以改變所述真空腔體內(nèi)的微波能量分布。

8、在一個(gè)示例中，所述真空微波連接裝置與所述真空腔體的連接位置具有圓邊形狀的結(jié)構(gòu)。

9、在一個(gè)示例中，所述真空微波設(shè)備包括n個(gè)電磁感應(yīng)組件，每個(gè)所述電磁感應(yīng)組件通過(guò)真空天線與所述真空腔體的外壁連接。

10、在一個(gè)示例中，所述勻場(chǎng)裝置為機(jī)械式可調(diào)節(jié)的微波均場(chǎng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述勻場(chǎng)裝置由m個(gè)機(jī)械片組成，m為正整數(shù)；所述微波均場(chǎng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的中心連接有一傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)電機(jī)電性連接。

11、在一個(gè)示例中，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述控制裝置電性連接，所述勻場(chǎng)裝置還用于根據(jù)所述第一信號(hào)來(lái)控制所述m個(gè)機(jī)械片的開合方式和/或開合角度。

12、在一個(gè)示例中，所述真空微波設(shè)備還包括光電檢測(cè)傳感器；

13、所述光電檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)所述真空腔體中存在的放電輝光，將檢測(cè)到的第二信號(hào)傳輸至所述控制裝置，所述第二信號(hào)表征所述真空腔體內(nèi)的放電狀況；

14、所述控制裝置，還用于根據(jù)所述第二信號(hào)來(lái)控制所述勻場(chǎng)裝置工作，以消除所述真空腔體內(nèi)的放電輝光。

15、在一個(gè)示例中，所述光電檢測(cè)傳感器通過(guò)光纖與所述真空微波設(shè)備連接，所述光電檢測(cè)傳感器與真空聚焦透鏡裝置配合來(lái)檢測(cè)所述真空腔體中存在的放電輝光，其中，所述真空聚焦透鏡裝置布設(shè)于真空微波連接裝置的內(nèi)腔，所述真空微波連接裝置通過(guò)光纖與所述光電檢測(cè)傳感器建立電連接。

16、在一個(gè)示例中，所述真空微波設(shè)備還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器布設(shè)于波導(dǎo)裝置的外部，且靠近于所述波導(dǎo)裝置的入口位置設(shè)置；

17、所述溫度傳感器，用于檢測(cè)所述波導(dǎo)裝置的當(dāng)前發(fā)熱溫度，在所述當(dāng)前發(fā)熱溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，向所述控制裝置發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

18、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種對(duì)真空微波設(shè)備的控制方法，所述控制方法應(yīng)用于如上述第一方面所述的真空微波設(shè)備，所述控制方法包括：所述控制裝置獲取所述電磁感應(yīng)組件傳輸?shù)牡谝恍盘?hào)，其中，所述電磁感應(yīng)組件用于檢測(cè)所述真空腔體內(nèi)的微波能量狀況，所述第一信號(hào)表征所述真空腔體內(nèi)的微波能量狀況；

19、所述控制裝置根據(jù)所述第一信號(hào)來(lái)控制所述勻場(chǎng)裝置工作，以改變所述真空腔體內(nèi)的微波能量分布。

20、在一個(gè)示例中，所述真空微波設(shè)備還包括光電檢測(cè)傳感器；

21、所述方法還包括：

22、所述控制裝置獲取所述光電檢測(cè)傳感器傳輸?shù)牡诙盘?hào)，其中，所述光電檢測(cè)傳感器用于檢測(cè)所述真空腔體中存在的放電輝光，所述第二信號(hào)表征所述真空腔體內(nèi)的放電狀況；

23、所述控制裝置根據(jù)所述第二信號(hào)來(lái)控制所述勻場(chǎng)裝置工作，以消除所述真空腔體內(nèi)的放電輝光。

24、本申請(qǐng)的有益效果在于：磁控管產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)過(guò)直徑漸變的波導(dǎo)置傳入真空腔體內(nèi)形成微波能量，有助于減少微波放電的現(xiàn)象發(fā)生；而設(shè)于真空腔體的電磁感應(yīng)組件能夠檢測(cè)真空腔體內(nèi)的微波能量狀況，并將微波能量狀況相關(guān)的第一信號(hào)傳輸給控制裝置，最后控制裝置根據(jù)第一信號(hào)來(lái)控制勻場(chǎng)裝置工作，通過(guò)控制勻場(chǎng)裝置工作來(lái)改變真空腔體內(nèi)的微波能量分布，且能消除微波放電現(xiàn)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了提高波導(dǎo)使用功率的同時(shí)，又能規(guī)避放電情況的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種真空微波設(shè)備，其特征在于，所述真空微波設(shè)備包括、磁控管(1)、波導(dǎo)裝置(2)、勻場(chǎng)裝置(3)、真空微波連接裝置(4)、控制裝置、真空腔體(5)、電磁感應(yīng)組件(6)；

2.如權(quán)利要求1所述的真空微波設(shè)備，其特征在于，所述真空微波連接裝置(4)與所述真空腔體(5)的連接位置具有圓邊形狀的結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求1所述的真空微波設(shè)備，其特征在于，所述真空微波設(shè)備包括n個(gè)電磁感應(yīng)組件(6)，n為正整數(shù)，每個(gè)所述電磁感應(yīng)組件(6)通過(guò)真空天線與所述真空腔體(5)的外壁連接。

4.如權(quán)利要求3所述的真空微波設(shè)備，其特征在于，所述勻場(chǎng)裝置(3)為機(jī)械式可調(diào)節(jié)的微波均場(chǎng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述勻場(chǎng)裝置(3)由m個(gè)機(jī)械片組成，m為正整數(shù)；所述微波均場(chǎng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的中心連接有m個(gè)傳動(dòng)軸，每個(gè)所述傳動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)電機(jī)電性連接。

5.如權(quán)利要求4所述的真空微波設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述控制裝置電性連接，所述勻場(chǎng)裝置(3)還用于根據(jù)所述第一信號(hào)來(lái)控制所述m個(gè)機(jī)械片的開合方式和/或開合角度。

6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的真空微波設(shè)備，其特征在于，所述真空微波設(shè)備還包括光電檢測(cè)傳感器(71)；

7.如權(quán)利要求6所述的真空微波設(shè)備，其特征在于，所述光電檢測(cè)傳感器(71)通過(guò)光纖(72)與所述真空微波設(shè)備連接，所述光電檢測(cè)傳感器(71)與真空聚焦透鏡裝置(73)配合來(lái)檢測(cè)所述真空腔體(5)中存在的放電輝光，其中，所述真空聚焦透鏡裝置(73)布設(shè)于真空微波連接裝置(4)的內(nèi)腔，所述真空微波連接裝置(4)通過(guò)光纖(72)與所述光電檢測(cè)傳感器(71)建立電連接。

8.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的真空微波設(shè)備，其特征在于，所述真空微波設(shè)備還包括溫度傳感器(8)，所述溫度傳感器(8)布設(shè)于波導(dǎo)裝置(2)的外部，且靠近于所述波導(dǎo)裝置(2)的入口位置設(shè)置；

9.一種對(duì)真空微波設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述控制方法應(yīng)用于如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的真空微波設(shè)備，所述真空微波設(shè)備包括磁控管、波導(dǎo)裝置、勻場(chǎng)裝置、真空微波連接裝置、控制裝置、真空腔體、電磁感應(yīng)組件；

10.一種對(duì)真空微波設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述真空微波設(shè)備還包括光電檢測(cè)傳感器；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種真空微波設(shè)備和對(duì)真空微波設(shè)備的控制方法，本發(fā)明的真空微波設(shè)備的磁控管產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)過(guò)直徑漸變的波導(dǎo)裝置傳入真空腔體內(nèi)形成微波能量，有助于減少微波放電的現(xiàn)象發(fā)生；而設(shè)于真空腔體的電磁感應(yīng)組件能夠檢測(cè)真空腔體內(nèi)的微波能量狀況，并將微波能量狀況相關(guān)的第一信號(hào)傳輸給控制裝置，最后控制裝置根據(jù)第一信號(hào)來(lái)控制勻場(chǎng)裝置工作，通過(guò)控制勻場(chǎng)裝置工作來(lái)改變真空腔體內(nèi)的微波能量分布，且能消除微波放電現(xiàn)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了提高波導(dǎo)使用功率的同時(shí)，又能規(guī)避放電情況的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：黃略略,潘奕,張正偉,李彬,段續(xù),洪凱惜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳職業(yè)技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14