[發明專利]一種提升微波加熱均勻性的方法及其雙端口微波加熱裝置

在審

• 申請號: 201811544211.6
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109743806A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 朱鏵丞;黃卡瑪;楊陽
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H05B6/68
• 分類號: H05B6/68;H05B6/72
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 劉靜怡

本發明涉及微波加熱領域，是一種提升微波加熱均勻性的雙端口微波加熱裝置，解決了現有技術中加熱均勻性和微波吸收效率低的問題。本發明包括微波加熱腔、微波饋入源，設置于加熱腔體兩側的微波相位調節裝置；所述微波相位調節裝置通過輻射器連接微波饋入源；所述微波加熱腔是用以通過調節腔體的尺寸以及饋電的位置來減小反射的單模腔。本發明過設置雙微波饋入源和可有效控制相位的變化的單模腔的微波加熱腔，大大提高微波加熱的均勻性；在保證波導內能量饋入腔體的同時，減少兩個端口之間的能量互相耦合，提升微波利用率，降低設備損毀率。

技術領域

本發明涉及微波加熱領域，特別是指一種提升微波加熱均勻性的方法及其雙端口微波加熱裝置。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，微波能作為一種新型高效的清潔能源在食品加工、化工、醫藥等各個領域得到了越來越多的應用。與傳統的加熱方法相比，微波加熱具有高效節能、選擇加熱、清潔無污染等特點。如今，微波加熱在許多領域得到了廣泛的應用。

微波加熱的過程是被加熱物體作用于高頻電磁場中，吸收微波能量，并將其轉化為熱能，微波可以穿透物質內部進行加熱，達到內外同時加熱的效果。傳統的微波加熱大多使用單端口饋入微波能量的多模腔。微波在腔體內的分布模式較多，不易于調控。現有技術中存在通過多饋入源及調節微波加熱腔中的相位以提高微波加熱均勻性的技術，但其存在相位不易控制、饋口之間互耦，微波利用率低等問題。

亟待出現一種加熱均勻性和微波吸收效率高的新型加熱裝置及方法。

發明內容

本發明提出一種提升微波加熱均勻性的方法及其雙端口微波加熱裝置，解決了現有技術中加熱均勻性和微波吸收效率低的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種提升微波加熱均勻性的雙端口微波加熱裝置，包括微波加熱腔和微波信號發生裝置，設置于加熱腔體兩側的波導；所述波導上設置有輻射器；所述微波加熱腔是用以通過調節腔體的尺寸以及饋電的位置來減小反射的單模腔；所述微波信號發生裝置包括信號源和微波相位調節器。

進一步地，所述單模腔為標準波導；所述波導長度大于一個波長，所述窄邊為S11和S21值均小尺寸。

進一步地，所述輻射器是設置于波導寬邊的縫隙天線。。

進一步地，所述縫隙天線設置于靠近單模腔一側的波導低端短路面1/4波長處，縫隙的寬度大于半個波長。

一種提升微波加熱均勻性的的方法，包括以下步驟：A、在微波加熱腔兩側分別設置具有縫隙天線的矩形波導；B、兩個信號源和微波相位調節器分別連接矩形波導；C、調節相位：一信號源保持相位不變，另一信號源相位隨時間變化饋入微波加熱腔。

進一步地，，所述步驟B和C之間還包括步驟D、確定微波加熱腔的尺寸：波導長度大于一個波長；通過仿真參數掃描的方式選擇S11和S21值均小的波導窄邊尺寸。

進一步地，所述步驟A具體的是：所述縫隙天線設置于靠近單模腔一側的波導低端短路面1/4波長處，縫隙的寬度大于半個波長。

本發明公開的一種提升微波加熱均勻性的方法及其雙端口微波加熱裝置，通過設置雙信號源和可有效控制相位的變化的單模腔的微波加熱腔，大大提高微波加熱的均勻性；在保證波導內能量饋入腔體的同時，減少兩個端口之間的能量互相耦合，提升微波利用率，降低設備損毀率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1：發明的結構示意圖；

圖2：端口1和端口2等相位的駐波分布圖；