一种用于微波加热装置的功率分配系统的制作方法

1.本发明涉及功率分配装置技术领域，特别涉及一种用于微波加热装置的功率分配系统。


背景技术：

2.微波加热是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果，在外加交变电磁场作用下，物料内极性分子极化并随外加交变电磁场极性变化而变化，众多的极性分子因频繁相互间摩擦损耗，使电磁能转化为热能使得物料被加热，微波加热技术因其具有即时性、高效性、无污染等特性而备受人们关注。
3.但是现有的缝隙天线的辐射面积有限，缝隙辐射场之间存在干涉，使得空间场分布的不均匀，导致物料受热不均匀，为此，我们提出一种用于微波加热装置的功率分配系统用于解决上述问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例希望提供一种用于微波加热装置的功率分配系统，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
5.本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种用于微波加热装置的功率分配系统，包括功率分配机构和漏波天线机构，所述功率分配机构包括加热腔体、第一二分配器、直波导、第二二分配器、第一弯波导、三角状金属调谐元件和薄板状金属调谐元件；所述加热腔体的前侧固定连接有第一二分配器，所述第一二分配器的两侧均固定连接有直波导，两个所述直波导相互远离的一侧均固定连接有第二二分配器，所述第二二分配器的顶部和底部均固定连接有第一弯波导，所述第一弯波导的后侧固定连接有第二弯波导，所述第一二分配器的顶部设有横向矩形波导面，第一二分配器位于加热腔体侧面的中间位置，其输入端口电场为水平方向，加热腔体为金属板围成的空腔，两个端部分别设置微波抑制器，并对外部空间开放，形成加热腔体的输入和输出端口。
6.进一步优选的，所述第一二分配器的前侧设有第一纵向矩形波导面，所述第一二分配器的内侧嵌装有第一圆柱状金属调谐元件，第一二分配器的e面呈t状结构，由一段横向矩形波导和一段纵向矩形波导组成，该纵向矩形波导垂直安装于横向波导的宽边，纵、横向两波导内部连通。
7.进一步优选的，所述第一二分配器的顶部嵌装有三角状金属调谐元件。
8.进一步优选的，所述第二二分配器的前侧嵌装有第二圆柱状金属调谐元件，所述第二二分配器的前侧嵌装有薄板状金属调谐元件，第二二分配器的h面呈t状结构，由一段横向矩形波导和一段纵向矩形波导组成，该纵向矩形波导垂直安装于横向波导的窄边，纵、横向两波导内部连通。
9.进一步优选的，相对应的两个第二二分配器相互靠近的一侧均设有第二纵向矩形波导面。
10.进一步优选的，所述功率分配机构的上方和下方均设有漏波天线机构，所述漏波天线机构包括矩形金属空腔、细长缝隙和喇叭状渐变波导口；所述加热腔体的顶部和底部均固定连接有两个矩形金属空腔，矩形金属空腔的宽度在mλ~（m ）λ区间内（m≥，λ为波长）。
11.进一步优选的，相对应的两个所述矩形金属空腔相互靠近的一侧均设有多个细长缝隙，矩形金属空腔辐射方向均朝向加热腔体的内部，细长缝隙的长度方向不与漏波天线的传输方向平行。
12.进一步优选的，相对应的两个所述矩形金属空腔相互远离的一侧均设有喇叭状渐变波导口，所述喇叭状渐变波导口与对应的第二弯波导固定连接。
13.本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：本发明传送带穿过加热腔体的内部，处在顶部和底部漏波天线的照射区域内，在加热腔体端部穿过微波抑制器到达外部空间，四个矩形金属空腔辐射方向均朝向加热腔体的内部，细长缝隙的长度方向不与漏波天线的传输方向平行，在被加热物料的上下表面同时向物料辐射微波能量进行加热，大大改善了物料的受热均匀程度，使得空间场分布的不均匀，导致物料受热不均匀，大大拓宽了设备的可用带宽，降低了设备对物料特性的敏感度。
14.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明的主视立体结构图；图2为本发明中第一二分配器的立体结构图；图3为本发明中第二二分配器的立体结构图；图4为本发明中漏波天线机构的立体结构图；图5为本发明中不同介电常数/损耗的物料加热时的反射损耗图；图6为为本发明中物料介电常数/损耗取10/0.2时，所有物料的能量分布沿传送带方向累加后的能量分布图。
17.附图标记：1、功率分配机构；2、加热腔体；3、第一二分配器；4、直波导；5、第二二分配器；6、第一弯波导；7、第二弯波导；8、横向矩形波导面；9、第一纵向矩形波导面；10、第一圆柱状金属调谐元件；11、三角状金属调谐元件；12、第二圆柱状金属调谐元件；13、薄板状金属调谐元件；14、第二纵向矩形波导面；15、漏波天线机构；16、矩形金属空腔；17、细长缝隙；18、喇叭状渐变波导口。
具体实施方式
18.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
19.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
20.如图1-4所示，本发明实施例提供了一种用于微波加热装置的功率分配系统，包括功率分配机构1和漏波天线机构15，功率分配机构1包括加热腔体2、第一二分配器3、直波导4、第二二分配器5、第一弯波导6、三角状金属调谐元件11和薄板状金属调谐元件13；加热腔体2的前侧固定连接有第一二分配器3，第一二分配器3的两侧均固定连接有直波导4，两个直波导4相互远离的一侧均固定连接有第二二分配器5，第二二分配器5的顶部和底部均固定连接有第一弯波导6，第一弯波导6的后侧固定连接有第二弯波导7，第一二分配器3的顶部设有横向矩形波导面8，第一二分配器3位于加热腔体2侧面的中间位置，其输入端口电场为水平方向，加热腔体2为金属板围成的空腔，两个端部分别设置微波抑制器，并对外部空间开放，形成加热腔体2的输入和输出端口，传送带穿过加热腔体2的内部，处在顶部和底部漏波天线的照射区域内，在加热腔体2端部穿过微波抑制器到达外部空间。
21.在一个实施例中，第一二分配器3的前侧设有第一纵向矩形波导面9，第一二分配器3的内侧嵌装有第一圆柱状金属调谐元件10，第一二分配器3的e面呈t状结构，由一段横向矩形波导和一段纵向矩形波导组成，该纵向矩形波导垂直安装于横向波导的宽边，纵、横向两波导内部连通，纵向波导口作为输入端，横向波导的两个端口作为输出端，波导均工作于te10模。
22.在一个实施例中，第一二分配器3的顶部嵌装有三角状金属调谐元件11。
23.在一个实施例中，第二二分配器5的前侧嵌装有第二圆柱状金属调谐元件12，第二二分配器5的前侧嵌装有薄板状金属调谐元件13，第二二分配器5的h面呈t状结构，由一段横向矩形波导和一段纵向矩形波导组成，该纵向矩形波导垂直安装于横向波导的窄边，纵、横向两波导内部连通，纵向波导口作为输入端，横向报道的两个端口作为输出端，波导均工作于te10模。
24.在一个实施例中，相对应的两个第二二分配器5相互靠近的一侧均设有第二纵向矩形波导面14。
25.在一个实施例中，功率分配机构1的上方和下方均设有漏波天线机构15，漏波天线机构15包括矩形金属空腔16、细长缝隙17和喇叭状渐变波导口18；加热腔体2的顶部和底部均固定连接有两个矩形金属空腔16，矩形金属空腔16的宽度在mλ-（m 1）λ区间内（m≥2，λ为波长）。
26.本发明由如图5所示喇叭状渐变波导口18、矩形金属空腔16、以及矩形金属空腔一个宽边表面上的n（n≥3）个细长缝隙17组成；所述喇叭状渐变波导口18较小的口面作为输入端，较大的口面作为输出端与所述矩形金属空腔16连接；所述金属空腔16的宽度在mλ-（m 1）λ区间内（m≥2，λ为波长），微波在金属腔内呈以tem0模式为主的多模式分布；所述细长缝隙17长度远大于1个微波波长；所述细长缝隙17的长度方向与金属空腔的轴线方向垂直；所述细长缝隙17之间的间距可以相等，也可以不等。
27.在一个实施例中，相对应的两个矩形金属空腔16相互靠近的一侧均设有多个细长
缝隙17，矩形金属空腔16辐射方向均朝向加热腔体2的内部，细长缝隙17的长度方向不与漏波天线的传输方向平行。
28.加热腔体2的尺寸取1m
×
1m
×
8m，加热腔体内沿传送带方向均匀摆放10箱矩形物料，物料尺寸为0.4m
×
0.2m
×
0.6m，物料的介电常数/损耗分别取5/0.1、10/0.2、15/0.3，在915mhz通过电磁仿真得到整个微波加热装置输入端的反射损耗如图6所示，加热装置的反射损耗在915
±
10mhz范围内低于-10db。在介电常数和损耗取10/0.2时，将加热腔体2内的所有物料的能量分布沿传送带方向累加后得到物料最终的能量，可见物料中的能量分布较为均匀。
29.在一个实施例中，相对应的两个矩形金属空腔16相互远离的一侧均设有喇叭状渐变波导口18，喇叭状渐变波导口18与对应的第二弯波导7固定连接。
30.本发明在工作时：传送带穿过加热腔体2的内部，处在顶部和底部漏波天线的照射区域内，在加热腔体2端部穿过微波抑制器到达外部空间，四个矩形金属空腔16辐射方向均朝向加热腔体2的内部，细长缝隙17的长度方向不与漏波天线的传输方向平行，在被加热物料的上下表面同时向物料辐射微波能量进行加热，大大改善了物料的受热均匀程度；漏波天线的有效辐射面要远大于一般的缝隙天线，使得物料完全被辐射面覆盖，微波可以被物料充分吸收转化为热能，大大拓宽了设备的可用带宽，降低了设备对物料特性的敏感度。
31.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。