[实用新型]一种输出功率连续线性可调的小型微波干燥实验控制装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种对农产品或食品干燥开展实验研究的微波干燥实验控制装置，尤其是能连续线性调节微波功率输出的实验用小型微波干燥装置。

背景技术

目前，在农产品与食品干燥领域，微波干燥技术与传统的干燥方法相比，具有无污染、不消耗化石能源、无躁声、干燥效率高等特点而具有广泛的应用前景，为了促进微波干燥工艺及技术的发展，针对不同干燥对象，开展不同条件下的微波干燥实验研究具有重要的科学意义。但是，目前市场上缺乏满足科学实验需要的小型微波干燥实验控制装置，而大型专用的微波干燥装置价格非常昂贵，且主要是满足生产需要的，因此，目前实验室所使用的小型微波干燥实验控制装置大多采用家用微波炉改造，但家用微波炉对微波能量的控制为开关式，即微波能量输出恒定，只是控制在单位时间内开关其输出通道次数来控制能量输出大小，该种方法微波功率输出控制不精确，不能连续线性地调节微波输出功率的大小，微波输出功率只能分等级地输出，不能保证干燥过程的自动控制精度，对干燥过程及干燥品质有较大影响，难以满足科学实验的要求。

发明内容

本实用新型的目的，在于为了克服现有的实验室使用的改造后的微波炉干燥农产品或食品时其调节输出功率不精确和分等级功率输出的不足，提供一种可以连续线性地调节微波功率输出的实验用微波干燥控制装置，使待干燥物品得到精确的能量输入，达到更好的干燥效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本装置由低压部分、高压部分及连接部分组成。所述低压部分包括：

-高频功率模块，用于进行电平转换与信号调制，其输出为高频功率信号，该信号为方波，提供给高频变压器；本模块以功率运算放大器为核心，构成电压跟随器与功率输出系统；本模块包括：

-时钟源1，用于提供通过功率变换所需的高频功率信号，从而提供给高频变压器进行高频升压；

-电压调节电路5，其输入端与时钟源电路1的输出端连接，用于调节整个高压直流电源的电压输出，且可以将输出电压限幅，防止输出给放大电路的电压过高，致使高压端输出超过额定电压；

-缓冲器2，其输入端与电压调节电路5的输出端连接，用于提高系统输入阻抗，提高系统稳定性；

-放大电路3，其输入端与缓冲器2的输出端连接，用于将输出电压进行放大；

-高频功率输出电路4，其输入端与放大电路3的输出端连接，其输出端为高频功率输出电路端口6，其核心部件为功率运算放大器，用于向高频变压器提供输出的线性电压；

-大功率直流电源，与高频功率模块连接，用于为高频功率模块提供所需变换为高频功率信号10的电能；

所述高压部分13包括：

-倍压电路12，与高频变压器的输出端连接，用于将电压提升到所需等级；

-磁控管8，用于为微波干燥装置提供稳定、连续、精确的微波能量，本磁控管有两个输入端，一个为低压交流电输入端，即磁控管灯丝电源接口7，与大功率交流电源连接，用于为磁控管灯丝提供交流电能，一个为阴极高压输入端，即磁控管阴极电源接口9，与倍压电路12的输出端连接，磁控管8通过其天线14输出微波干燥装置所需的微波能量；

-大功率交流电源，与磁控管灯丝电源接口连接，用于为磁控管灯丝提供低压大电流交流电。

所述连接部分为高频变压器11，其输入端与高频功率模块的高频功率输出电路4输出端连接，其输出端与高压部分的倍压电路12的输入端连接，用于连接低压与高压部分，并对低压部分构成电磁隔离保护，防止高压干扰窜入低压部分对低压器件构成永久性损伤。

本小型微波干燥实验控制装置的工作过程是：大功率直流电源提供各个部分所需电能，大功率交流电源为磁控管灯丝提供交流电能。时钟源1为系统提供高频信号输送给电压调节电路5，电压调节电路5调节高频信号的电压幅值，再输送给缓冲器2，缓冲器2连接放大电路3放大电压值，将放大后的信号传送给高频功率输出电路4，使其信号变为高频功率信号10。高频输出端口连接高频变压器，高频变压器将低压高频功率信号变换为高压高频功率信号，将此信号送给倍压电路，使电压得到进一步提升达到预定值，最后通过连接磁控管阴极电源接口，为磁控管提供高压电能。低压交流电源连接磁控管的低压电源接口，为磁控管提供低压交流电能，使其正常工作，磁控管8的天线14发射出微波信号能量。

由于高压直流电源需要为磁控管提供稳定、精确的高压电能，其工作时电压降ΔU和纹波系数δ_U根据公式(1)、(2)计算：