[发明专利]一种基于温度反馈和相控阵的实现微波均匀加热的方法及设备

说明书

本发明涉及微加热波领域，是一种基于温度反馈和相控阵的实现微波均匀加热的方法及设备，解决了现有技术中加热均匀性差的问题。本发明包括微波源，还包括用于调整微波辐射方向的天线装置、用于反馈加热腔体内温度的红外温度热像反馈装置和用于控制微波辐射方向和强度的智能控制模块；所述智能控制模块连接红外温度热像反馈装置和微波源；所述天线装置通过同轴电缆连接微波源。本发明通过设置可实时反馈被加热腔体温度分布，通过控制多个微波源的相位和功率输出，改变相控阵波束辐射方向和辐射强度，达到各分区加热均匀的目的。

技术领域

本发明涉及微波加热波领域，特别是指一种基于温度反馈和相控阵的实现微波均匀加热的方法及设备。

背景技术

随着现代科技的飞速发展，微波能作为一种新型的高效率、清洁能源，已广泛应用于工业生产、日常生活等各个领域。

但微波加热的应用中存在被加热物的加热均匀性差的问题；对于同时均匀加热不同被加热物的需求更加难以解决。

亟待出现一种可解决上述问题的新型的可均匀加热的方法。

发明内容

本发明提出一种基于温度反馈和相控阵的实现微波均匀加热的方法及设备，解决了现有技术中加热均匀性差的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于温度反馈和相控阵的实现微波均匀加热设备，包括微波源，还包括用于调整微波辐射方向的天线装置、用于反馈加热腔体内温度的红外温度热像反馈装置和用于控制微波辐射方向和强度的智能控制模块；所述智能控制模块连接红外温度热像反馈装置和微波源；所述天线装置通过同轴电缆连接微波源。

进一步地，所述微波源为六路以上输出、相位和功率可控的固态源。

进一步地，所述智能控制模块包括：用于存储训练后的深层神经网络数据的存储单元；控制加热时间、微波源功率和相位输出的加热单元；用于实时采集红外温度热像反馈数据的温度检测单元。

进一步地，所述天线装置为4×4贴片天线阵列，能够形成相控阵波束，单个天线单元在2.41GHz～2.49GHz频率范围内S11<-10dB。

一种基于温度反馈和相控加热的实现微波均匀加热的方法，包括以下步骤： A、通过16单元天线阵列作为馈源对加热腔体进行馈电，将加热空间分成四个区域，仿真采集关于16个天线单元相位和对应四个区域加热温度效果的数据，通过FEM算法和相控阵理论建立指向性和多源相位值的对应关系，并将结果存储于智能控制模块的存储单元；B、给定一个短时间和功率对四个区域分别进行加热，采集实时温度数据；C、通过对采集的数据和预设数据进行分析，智能控制模块的加热单元分别对四个区域进行加热时间、微波源功率和相位进行控制，并对温度进行实时监控；D、根据实时采集的温度数据，通过加热单元对相应区域进行实时监控，达到各区域温度一致。即实时反馈各个区域的温度，并对各区域的加热时间、微波源功率和相位进行调节。

进一步地，所述步骤B和C之间还包括步骤E：改变加热的时间和功率分别对四个区域进行加热，对于温度数据进行实时反馈，通过卷积神经网络对数据进行学习。

本发明公开的一种基于温度反馈和相控阵的实现微波均匀加热的方法及设备，通过设置可实时反馈被加热腔体温度分布，通过控制多个微波源的相位和功率输出，改变相控阵波束辐射方向和辐射强度，达到各分区加热均匀的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：发明的模块示意图；

图2：卷积神经网络算法预测结构框图；