[發明專利]一種微波加熱結構、方法及系統

有效

• 申請號: 202111108251.8
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113766689B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張益;黃卡瑪;陳星;王策;陳倩
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H05B6/64
• 分類號: H05B6/64
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 王婷婷

本申請實施例涉及微波加熱領域，具體而言，涉及一種微波加熱結構、方法及系統，旨在解決現有的加熱系統對工件加熱時適用性較低的問題，微波加熱結構包括：矩形基底，矩形基底由上至下包括第一金屬層、介質基板和第二金屬層，在矩形基底至少兩條的鄰邊上，沿邊緣的長度方向均勻間隔設置有多個金屬化過孔，多個金屬化過孔用于連接第一金屬層和第二金屬層；激發部，激發部與矩形基底連接；容置腔，容置腔貫穿第一金屬層、介質基板和第二金屬層，用于容納被加熱物體，在相同功率下微波能在矩形基底內產生更高場強，使被加熱物體快速升溫，實現了相同功率下加熱速度較快，相同加熱速度下所需功率更低的效果，有效提高了整個系統的適用性。

技術領域

本申請實施例涉及微波加熱領域，具體而言，涉及一種微波加熱結構、方法及系統。

背景技術

微波作為信息載體已經得到了廣泛的應用和發展，但微波的熱效應直到 20世紀40年代才被P.Spencer發現之后，微波能作為一種清潔高效的能源，被廣泛應用到材料處理、食品、化工等領域。

相比于傳統加熱技術，微波具有體加熱、快速高效、選擇性加熱等優勢。然而，現有的微波加熱技術大多采用多模腔進行加熱，其存在體積大、系統復雜等問題，加熱均勻性和一致性也會受影響。更重要的是，在許多材料合成或傳感等應用中，需要在短時間內將樣品或器件加熱至較高溫度，但是，現有的加熱系統加熱速度較慢，而提高加熱速度時則需要較大功率，適用性較低。

說明書內容

本申請實施例在于提供一種微波加熱結構、方法及系統，旨在解決現有的加熱系統對工件加熱時適用性較低的問題。

本申請實施例第一方面提供一種微波加熱結構，包括：矩形基底，所述矩形基底由上至下包括第一金屬層、介質基板和第二金屬層，在所述矩形基底至少兩條的鄰邊上，沿邊緣的長度方向均勻間隔設置有多個金屬化過孔，多個所述金屬化過孔用于連接所述第一金屬層和所述第二金屬層；

激發部，所述激發部與所述矩形基底連接，用于將外部微波輸入所述矩形基底內，其中，所輸入的微波被阻擋在多個所述金屬化過孔所圍合的區域中；

容置腔，所述容置腔貫穿所述第一金屬層、所述介質基板和所述第二金屬層，用于容納被加熱物體。

可選地，所述激發部包括：

同軸連接器，用于將外部微波輸入所述矩形基底內，所述同軸連接器的外導體與所述第一金屬層連接，所述同軸連接器的內導體與所述第二金屬層連接。

可選地，所述同軸連接器設置在所述矩形基底的對角線上，所述同軸連接器與所述矩形基底組成的微波加熱結構的阻抗為預設阻抗。

可選地，所述第一金屬層與所述第二金屬層上位于所述容置腔開口處，設置有分別與所述第一金屬層與所述第二金屬層連接的微波截止結構，用于降低從所述容置腔的開口泄露的微波。

可選地，所述容置腔沿垂直于所述矩形基底板面的方向開設，所述容置腔的截面為矩形或圓形，所述容置腔位于所述矩形基底板面的中心或靠近一側邊緣的位置。

可選地，所述矩形基底沿板面兩條的相鄰邊緣上或三條邊緣上，沿邊緣的長度方向均勻間隔設置有多個金屬化過孔；

所述激發部包括同軸連接器和微波輸入線，所述同軸連接器的內導體通過所述微波輸入線與所述第一金屬層連接，所述同軸連接器的外導體與所述第二金屬層連接。

可選地，所述微波輸入線與所述第一金屬層的連接點，位于所述第一金屬層未設置所述金屬化過孔的邊緣上，所述同軸連接器與所述微波輸入線組成的激發部的阻抗為預設阻抗。

本申請實施例第二方面提供一種微波加熱方法，基于所述微波加熱結構，所述加熱方法包括：

實時獲取所述微波加熱結構的當前諧振頻率；