工業微波爐的工作原理

工業微波爐的工作原理

    1946年，斯潘瑟還是美國雷聲公司的研究員。一個偶然的機會，他發現微波溶化了糖果。事實證明，微波輻射能引起食物內部的分子振，從而產生熱量。1947年第一臺微波爐問世。

    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“個性”微波一碰到金屬就發生反射，金屬根本沒有辦法吸收或傳導它；微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料，但不會消耗能量；而含有水分的物料，微波能量則會被吸收。

    工業微波爐正是利用微波的這些特性制作的。工業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。工業微波爐的心臟是磁控管。這個叫磁控管的電子管是個微波發生器，它能產生每秒鐘振動頻率為 24.5億或9.15次的微波。這種肉眼看不見的微波，能穿透食物達5cm 或更深，并使物料中的水分子也隨之運動，劇烈的運動產生了大量的熱能，于是可以對物料進行加熱了。這就是工業微波爐加熱的原理。用其它方式加熱物料時，熱量總是從物料外部逐漸進入物料內部的。而用微波加熱，熱量則是直接深入物料內部，所以其加熱速度比其它加熱方式（熱風、紅外等）快4至10倍，熱效率高達80%以上。

    目前，其他各種設備的熱效率無法與它相比。 而工業微波爐由于加熱的時間很短，能很好地保持物料中的成份。比如，用工業微波爐烤青豌豆，幾乎可以使維生素C一點都不損失。另外，工業微波爐最大的用途是可以廣泛應用在食品及制藥領域的消毒殺菌。

    使用工業微波爐時，應注意不要“空載”（即沒有可吸收微波的介質），因為“空載”時，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。

基本結構及關鍵術語：

    ☆ 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。

    ☆ 微波發生器：頻率在300MHz～300KMHz 的電磁能發生器。

    ☆ 微波泄漏：從微波設備中泄漏出的微波表面功率密度。

    ☆ 加熱器門：在加熱器門上，為了進出料，不用工具就能打開的結構件。

    ☆ 進口或出口：邊續式微波設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：指除進口和出口的內部以外，工作人員易接觸到的所有部位。

    ☆ 波導：由圓型或矩形截面的金屬管制造而成，微波在其中傳輸的特殊裝置。

詳細工作原理：

    (1) 爐腔。爐腔是一個微波諧振腔，是把微波能變為熱能對物料進行加熱的空間。為了使爐腔內的物料均勻加熱，工業微波爐就做成隧道式樣，物料在輸送帶上連續運轉。

    (2) 爐門。爐門的設置在工業微波爐當中主要是為了便于清掃爐腔內的衛生而設計的。為了防止微波的泄漏，工業微波爐的開關系統由多重安全聯鎖微動開關裝置組成。爐門沒有關好，就不能使工業微波爐工作，微波爐不工作，也就談不上有微波泄漏的問題了。為了防止在工業微波爐爐門關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構，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。抗流槽是在門內設置的一條異型槽結構，它具有引導微波反轉相位的作用。在抗流槽入口處，微波會被它逆向的反射波抵銷，這樣微波就不會泄漏了。

    由于門封條容易破損或老化而造成防泄作用降低，因此現在大多數工業微波爐均采用抗流槽結構來防止微波泄漏，很少采用硅橡膠門封條。抗流槽結構是從微波輻射的原理上得到的防止微波泄漏的穩定可靠的方法。我公司采用的就是國際上最先進的抗流槽結構和生產工藝，加上新開發的多重防微波泄漏技術，使微波泄漏控制技術達到國際先進水平。

    (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，微波能就是由它產生并發射出來的。磁控管工作時需要很高的脈動直流陽極電壓和約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。

    高壓變壓器初級繞組之前至工業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），主要包括保險管、熱斷路器保護開關、聯鎖微動開關、照明燈、定時器及功率分配器開關、輸送帶電機、風扇電機等。

    (5) 定時器。微波爐一般有兩種定時方式，即機械式定時和電腦定時。基本功能是選擇設定工作時間，設定時間過后，定時器自動切斷微波爐主電路。

    (6) 功率分配器。功率分配器用來調節磁控管的平均工作時間（即磁控管斷續工作時， “工作”、“停止”時間的比例），從而達到調節微波爐平均輸出功率的目的。

    (7) 聯鎖微動開關。聯鎖微動開關是工業微波爐的一組重要安全裝置。它有多重聯鎖作用，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。當爐門未關閉好或爐門打開時，斷開電路，使微波爐停止工作。

    (8) 熱斷路器。熱斷路器是用來監控磁控管或爐腔工作溫度的元件。當工作溫度超過某一限值時，熱斷路器會立即切斷電源，使微波爐停止工作。

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