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工業(yè)微波爐的工作原理

1946年,斯潘瑟還是美國(guó)雷聲公司的研究員。一個(gè)偶然的機(jī)會(huì),他發(fā)現(xiàn)微波溶化了糖果。事實(shí)證明,微波輻射能引起食物內(nèi)部的分子振,從而產(chǎn)生熱量。1947年第一臺(tái)微波爐問世。
微波是一種電磁波。這種電磁波的能量不僅比通常的無線電波大得多,而且還很有“個(gè)性”微波一碰到金屬就發(fā)生反射,金屬根本沒有辦法吸收或傳導(dǎo)它;微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料,但不會(huì)消耗能量;而含有水分的物料,微波能量則會(huì)被吸收。
工業(yè)微波爐正是利用微波的這些特性制作的。工業(yè)微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成,可以阻擋微波從爐內(nèi)逃出,以免影響人們的身體健康。物料則在輸送帶上通過。工業(yè)微波爐的心臟是磁控管。這個(gè)叫磁控管的電子管是個(gè)微波發(fā)生器,它能產(chǎn)生每秒鐘振動(dòng)頻率為 2450MHz或915MHz的微波。這種肉眼看不見的微波,能穿透食物達(dá)5cm或更深,并使物料中的水分子也隨之運(yùn)動(dòng),劇烈的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了大量的熱能,于是可以對(duì)物料進(jìn)行加熱了。這就是工業(yè)微波爐加熱的原理。用其它方式加熱物料時(shí),熱量總是從物料外部逐漸進(jìn)入物料內(nèi)部的。而用微波爐加熱,熱量則是直接深入物料內(nèi)部,所以其加熱速度比其它加熱方式(熱風(fēng)、紅外等)快4至10倍,熱效率高達(dá)80%以上。
目前,其他各種設(shè)備的熱效率無法與它相比。而工業(yè)微波爐由于加熱的時(shí)間很短,能很好地保持物料中的成份。比如,用工業(yè)微波爐烤青豌豆,幾乎可以使維生素C一點(diǎn)都不損失。另外,工業(yè)微波爐最大的用途是可以廣泛應(yīng)用在食品及制藥領(lǐng)域的消毒殺菌。
使用工業(yè)微波爐時(shí),應(yīng)注意不要“空載”(即沒有可吸收微波的介質(zhì)),因?yàn)椤翱蛰d”時(shí),微波的能量無法被吸收,這樣很容易損壞磁控管。另外,人體組織是含有大量水分的,一定要在磁控管停止工作后,再打開爐門,提取物料。
基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵術(shù)語:
☆ 空腔諧振器(加熱箱):它是物料受微波作用的地方。是一種具有集中參數(shù)的特殊的專用振蕩回路。
☆ 抑制器:用來抑制微波泄漏的特殊裝置。
☆ 微波發(fā)生器:頻率在300MHz~300KMHz 的電磁能發(fā)生器。
☆ 微波泄漏:從微波設(shè)備中泄漏出的微波表面功率密度。
☆ 加熱器門:在加熱器門上,為了進(jìn)出料,不用工具就能打開的結(jié)構(gòu)件。
☆ 進(jìn)口或出口:邊續(xù)式微波設(shè)備加熱器上的永久性開口,被處理材料通過該口或出口。
☆ 易接近部位:指除進(jìn)口和出口的內(nèi)部以外,工作人員易接觸到的所有部位。
☆ 波導(dǎo):由圓型或矩形截面的金屬管制造而成,微波在其中傳輸?shù)奶厥庋b置。
工作原理:
1)爐腔。爐腔是一個(gè)微波諧振腔,是把微波能變?yōu)闊崮軐?duì)物料進(jìn)行加熱的空間。為了使?fàn)t腔內(nèi)的物料均勻加熱,工業(yè)微波爐就做成隧道式樣,物料在輸送帶上連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2)爐門。爐門的設(shè)置在工業(yè)微波爐當(dāng)中主要是為了便于清掃爐腔內(nèi)的衛(wèi)生而設(shè)計(jì)的。為了防止微波的泄漏,工業(yè)微波爐的開關(guān)系統(tǒng)由多重安全聯(lián)鎖微動(dòng)開關(guān)裝置組成。
爐門沒有關(guān)好,就不能使工業(yè)微波爐工作,微波爐不工作,也就談不上有微波泄漏的問題了。為了防止在工業(yè)微波爐爐門關(guān)上后微波從爐門與腔體之間的縫隙中泄漏出來,在微波爐的爐門四周安有抗流槽結(jié)構(gòu),或裝有能吸收微波的材料,如由硅橡膠做的門封條,能將可能泄漏的少量微波吸收掉。抗流槽是在門內(nèi)設(shè)置的一條異型槽結(jié)構(gòu),它具有引導(dǎo)微波反轉(zhuǎn)相位的作用。在抗流槽入口處,微波會(huì)被它逆向的反射波抵銷,這樣微波就不會(huì)泄漏了。
由于門封條容易破損或老化而造成防泄作用降低,因此現(xiàn)在大多數(shù)工業(yè)微波爐均采用抗流槽結(jié)構(gòu)來防止微波泄漏,很少采用硅橡膠門封條??沽鞑劢Y(jié)構(gòu)是從微波輻射的原理上得到的防止微波泄漏的穩(wěn)定可靠的方法。我公司采用的就是國(guó)際上最先進(jìn)的抗流槽結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝,加上新開發(fā)的多重防微波泄漏技術(shù),使微波泄漏控制技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
3)電氣電路。電氣電路分低壓電路、控制電路和高壓電路三部分。高壓變壓器次級(jí)繞組之后的電路為高壓電路,主要包括磁控管、高壓電容器、高壓變壓器、高壓二極管。
4)磁控管。磁控管是微波爐的心臟,微波能就是由它產(chǎn)生并發(fā)射出來的。磁控管工作時(shí)需要很高的脈動(dòng)直流陽極電壓和約3~4V的陰極電壓。由高壓變壓器及高壓電容器、高壓二極管構(gòu)成的倍壓整流電路為磁控管提供了滿足上述要求的工作電壓。
高壓變壓器初級(jí)繞組之前至工業(yè)微波爐電源入口之間的電路為低壓電路(也包括了控制電路),主要包括保險(xiǎn)管、熱斷路器保護(hù)開關(guān)、聯(lián)鎖微動(dòng)開關(guān)、照明燈、定時(shí)器及功率分配器開關(guān)、輸送帶電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)等。
5)定時(shí)器。微波爐一般有兩種定時(shí)方式,即機(jī)械式定時(shí)和電腦定時(shí)?;竟δ苁沁x擇設(shè)定工作時(shí)間,設(shè)定時(shí)間過后,定時(shí)器自動(dòng)切斷微波爐主電路。
6)功率分配器。功率分配器用來調(diào)節(jié)磁控管的平均工作時(shí)間(即磁控管斷續(xù)工作時(shí), “工作”、“停止”時(shí)間的比例),從而達(dá)到調(diào)節(jié)微波爐平均輸出功率的目的。
7)聯(lián)鎖微動(dòng)開關(guān)。聯(lián)鎖微動(dòng)開關(guān)是工業(yè)微波爐的一組重要安全裝置。它有多重聯(lián)鎖作用,均通過爐門的開門按鍵或爐門把手上的開門按鍵加以控制。當(dāng)爐門未關(guān)閉好或爐門打開時(shí),斷開電路,使微波爐停止工作。
8)熱斷路器。熱斷路器是用來監(jiān)控磁控管或爐腔工作溫度的元件。當(dāng)工作溫度超過某一限值時(shí),熱斷路器會(huì)立即切斷電源,使微波爐停止工作。
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