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《中国石油大学》 2007年
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微波加热系统设计及谐振腔内电磁场分布研究

宋燎原  
【摘要】: 微波加热是通过微波渗透到材料内部并使其产生体积升温的一种加热方法。具有加热速度快,效率高,加热系统容易控制的特点,尤其适合固体加热。但由于强电磁场的存在,微波场中温度的测量和控制是微波应用领域的一个技术难题,微波加热的均匀性也是微波应用中的重要研究课题。 本文完成了以凌阳SPCE061A单片机为控制核心的微波加热控制系统的软硬件设计。采用了数字PID调节,实施温度闭环控制,从而保证微波功率在一定的范围内连续可调,使整个系统在设定的温度下工作。 采用改进的热电偶对微波谐振腔内的温度进行测量,提高了测温元件的抗电磁干扰性能。首次采用以全周波为最小调节量的波序控制的过零调功电路对微波源进行控制,最大限度的减小对公用电网的污染。 微波加热的均匀性取决于微波谐振腔内电场分布的均匀性。本文用有限元分析软件Ansys深入研究了不同的谐振模式、不同的介质特性、不同的腔体形状对微波单模谐振腔内电场分布的影响,得出如下结论:TE101谐振模式比TE103谐振模式谐振腔内的电场分布更均匀,更容易实现对被加热物体的均匀加热;随介电常数增大,电场强度的不均匀度增大;与球形、圆柱形谐振腔相比,矩形谐振腔更适合本微波加热系统。在理论分析的基础上完成了本系统微波谐振腔的设计。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM924

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