[发明专利]一种利用单固态源调频实现均匀加热的方法及设备

说明书

本发明涉及微波加热领域，是指一种利用单固态源调频实现均匀加热的方法及设备，解决了现有技术中多固态源分区加热，加热成本高、结构复杂的问题。本发明包括单固态源和加热腔，还包括天线辐射装置、功分器、温度反馈装置和微控制器；所述微控制器连接单固态源和温度反馈装置；所述单固态源通过功分器连接天线辐射装置；所述功分器为两组以上微带电路。本发明通过微控制器和功分器连接单固态源，控制单固态源的频率、输出功率及工作时间，实现加热腔内分区加热；通过设置温度反馈装置，实时监控加热腔内的温度分布，可实现均匀加热，同时可实现各分区不同加热曲线的加热；本发明可实现分区加热,且加热均匀性好，结构简单、成本低。

技术领域

本发明涉及微波加热领域，特别是指一种利用单固态源调频实现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，微波加热在生活和工业生产中发挥着越来越重要的作用的同时，消费者对微波加热的成本及加热均匀性都提出了更高的要求。

现有技术中存在通过指向加热以提升微波加热均匀性的方法，通过多固态源分区辐射以达到分区加热的目的，但其存在成本高昂的问题；

亟待出现一种可解决上述问题的新型的可实现分区加热的少固态源的加热设备及方法。

发明内容

本发明提出的一种利用单固态源调频实现均匀加热的方法及设备，解决了现有技术中多固态源分区加热，加热成本高、结构复杂的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种利用单固态源调频实现均匀加热的设备，包括单固态源和加热腔，还包括天线辐射装置、功分器、温度反馈装置和微控制器；所述天线辐射装置设置于加热腔内；所述单固态源通过功分器连接天线辐射装置；温度反馈装置设置于加热腔内；所述微控制器连接单固态源和温度反馈装置；所述功分器为1分9路功分器，包括功分器第①级和功分器第②级；所述功分器包括将电磁能量均分为3组×3路且3组电磁能量相位差均为或0的微带电路。

进一步地，所述功分器第①级的3路微带电路长度差l₁-l₂＝l₂-l₃＝Δl设置为中心频率f₀在介质中的传播波长λ_f0，或波长λ_f0的整数倍。

进一步地，所述天线辐射装置为9个微带贴片天线单元组成的3×3阵列天线，所述单个贴片天线单元在2.41GHz～2.49GHz频率范围内S₁₁＜-10dB。

进一步地，所述温度反馈装置为无线无源探头；所述无线无源探头包括无线传输模块、天线模块和传感器；所述传感器连接微控制器；所述天线模块包括收集射频微波信号的接收天线；所述接收天线的频率不同于加热腔频率，且不为加热腔频率的谐波；所述无线传输模块包括电源单元和用于接收打包的数据、探头编号及坐标信号的贴片天线单元；所述电源单元连接接收天线；所述天线模块包括连接无线传输模块的发射天线，所述发射天线通过截止孔设置于加热腔体上。

进一步地，所述微控制器包括处理温度信息的信息处理单元，用于存储指向性与单固态源频率对应关系的存储单元，用于控制单固态源频率及输出功率、工作时间的输出单元。

优选地所述单固态源为单路同轴输出、2400～2500MHz频率可控的压控固态源；所述微控制器为DPS、FPGA、单片机；

一种利用单固态源调频实现均匀加热的方法，包括以下步骤：A、在加热腔体内设置由9个微带贴片天线单元组成的3×3阵列天线；单固态源通过功分器连接阵列天线；B、控制单固态源工作频率、输出功率和工作时间，通过功分器和阵列天线，将能量在给定的一个短时间和功率内对3个区域分别进行加热。