[發明專利]微波加熱過程中材料反射率/透射率實時測量裝置與方法

在審

• 申請號: 201811078968.0
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109030517A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 李迎光;周靖;張夢宸
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

1.一種微波加熱過程中材料反射率/透射率實時測量裝置，它包括微波單模諧振腔（3）和微波源（9），其特征在于所述的微波單模諧振腔（3）的A端與調配器（5）相連，調配器（5）與第一定向耦合器（6）相連，第一定向耦合器（6）與環形器（7）相連，環形器一方面與水負載（8）相連，另一方面通過波導傳輸線（17）與微波源（9）相連，微波源（9）用于產生加熱微波功率，環形器（7）與水負載（8）用于吸收未被材料（4）完全吸收的反射功率，避免損傷微波源（9），調配器（5）用于調節傳輸線阻抗從而降低傳輸線損耗；微波單模諧振腔（3）的B端依次連接第二定向耦合器（2）和水負載（1）；材料（4）放置在微波單模諧振腔（3）內進行微波加熱，微波單模諧振腔（3）的側面設置有微波屏蔽小孔（14），溫度采集裝置（10）透過該微波屏蔽小孔（14）實時監測材料（4）的加熱溫度，并將溫度數據實時發送到工業計算機（12），工業計算機（12）通過功率控制單元（11）實時調整微波源（9）的加熱功率；在微波加熱過程中第一定向耦合器（6）的a端和b端的功率計分別測量微波入射功率和微波反射功率并輸入工業計算機（12）中，第二定向耦合器（2）的c端的功率計測量微波透射功率并發送到工業計算機（12）中。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：微波單模諧振腔（3）的C面具有取放樣品的腔體門（13）；D面設置有微波屏蔽小孔（14）用于對放置在微波單模諧振腔（3）內的材料（4）進行測溫；測溫方式采用接觸式光纖測溫或非接觸式紅外測溫。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：針對黏流態材料（4）或者高溫下會軟化的材料（4）先安裝在樣品夾具中再放置在微波單模諧振腔（3）中，該樣品夾具采用耐高溫的透波材料制成，樣品夾具由放置材料的凹槽（16）和蓋板（15）組成。

4.一種微波加熱過程中材料反射率/透射率實時測量方法，其特征在于：采用如下步驟測試材料在微波加熱過程中的反射率/透射率：

第一步，打開單模諧振腔（3）C面的腔體門（13）并放置材料（4），連接溫度采集裝置（10）并對樣品的溫度進行實時測量；

第二步，打開微波源（9），根據設定的溫度曲線對材料（4）進行加熱，根據溫度采集裝置（10）采集的溫度數據與設定溫度間的差值，通過功率控制器（11）對微波源（9）的加熱功率進行調控；微波加熱過程中采用第一定向耦合器（6）的a端和b端的功率計分別測量微波入射功率和微波反射功率，第二定向耦合器（2）c端的功率計測量微波透射功率，并將采集的數據實時傳送給工業計算機（12），計算不同溫度下材料（4）的反射率/透射率；

第三步，加熱到設定溫度后，關閉微波源（9），停止對單模諧振腔（3）內的樣品材料加熱。

5.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述的反射率采用測得的微波反射功率除以微波入射功率計算，透射率采用測得的微波透射功率除以微波入射功率計算。

6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：當材料（4）為各向異性材料時，通過調節樣品與電場方向的夾角完成其不同方向的反射率/透射率測試。