一种快速加热弱吸波性物质的微波炉的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种快速加热弱吸波性物质的微波炉，具体地说，该微波炉能快 速加热一些弱吸波物质，甚至对难吸波物质的加热也起作用，属于微波加热领域。
【背景技术】
[0002] 微波是近几十年出现的一种新技术，与传统加热相比，微波具有内部加热、快速加 热、清洁卫生、易自动控制、节能等优点。但微波加热对物料有选择性，很难加热弱极性分子 构成的物质（弱吸波物质)，不能加热非极性分子构成的物质（难吸波物质)，因而难以实现 大范围应用，限制了微波工业的发展。
[0003] 工业上对弱吸波性物质一般采用辅助加热，如添加强吸波物质、Picket fence法、 内衬碳化硅的微波吸收器、Patterson法、对单模腔体采用可调微波耦合窗等。这些辅助加 热方法都存在着缺点：1、加热工艺较为复杂；2、能量损耗大，需要做无用功去加热强吸波 物质；3、弱吸波物质在加热过程中需要与强吸波物质混杂，弱吸波物质中有可能产生新的 杂质。
【发明内容】
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是为了克服辅助加热法的缺点，能将微波广泛地应 于在工业领域，利用电介质极化原理和微波加热机理，提供一种可用于快速加热弱吸波物 质的微波炉，该微波炉对难吸波物质的加热也有一定的效果。
[0005] 本实用新型的技术方案是：一种快速加热弱吸波性物质的微波炉，包括：
[0006] 主控制电路、变压电路、磁控管、波导和微波腔体，其特征在于，还包括：辅助电场 产生电路，用于在微波腔体中产生一辅助电场，使被加热物质在辅助电场和磁控管所产生 的微波场共同作用下能迅速加热。
[0007] 所述的辅助电场产生电路包括：辅助电场控制电路和正负金属电极板。
[0008] 所述的辅助电场产生电路所产生的辅助电场为稳恒电场。
[0009] 所述的辅助电场产生电路的辅助电场控制电路，还用于控制所述的辅助电场的强 度小于所述磁控管产生的微波场的电场强度。
[0010] 所述的辅助电场的场强为微波电场强度最大值的〇. 4倍至0. 6倍之间。
[0011] 所述的辅助电场产生电路的正负金属电极板对称地放置微波腔体的两对侧，靠近 微波腔体的内表面。
[0012] 金属电极板与微波腔体内腔靠近但不接触，并在所述的金属电极板与所述微波腔 体内腔之间填充绝缘陶瓷，所述正负金属电极板与微波腔体表面之间用不超过2. 5_厚度 的绝缘陶瓷隔离。
[0013] 所述的辅助电场产生电路的正负金属电极板为不锈钢电极板，厚度在3mm至12mm 之间，温度越高微波腔体越大，所述正负金属电极板的厚度越厚。
[0014] 所述的微波腔体的内腔接地。
[0015] 本实用新型的有益效果是：
[0016] 本实用新型利用电介质极化原理和微波加热机理，提出一种在辅助电场产生电路 所产生的辅助电场和磁控管所产生的微波场共同作用下能快速加热的方法。使被加热物质 发生以下几种极化：电子位移极化、离子位移极化、离子松弛极化和空间电荷极化等。极化 后的弱吸波物质和难吸波物质的电偶极矩增大，为微波场快速加热提供先决条件。
[0017] 根据微波加热的机理，增大了电偶极矩的这些物质在微波腔体中被微波能的辐照 时，获得更大的合电场力和更大的力矩，分子之间的碰撞、挤压、摩擦增加，微波能转化为热 能的效率进一步增大，微波加热速率提高。
[0018] 本实用新型所述微波炉，让被加热的弱吸波性物质处于辅助电场和微波场双重作 用下，辅助电场主要起极化作用，微波电场起加热作用，双场配合工作，弱吸波物质可快速 吸收微波能，转化为自身的热能，温度快速提高。它不仅具有常规微波炉的优点，而且克服 辅助加热法的缺点，能加热常规微波炉所不能直接加热的弱吸波性物质，对难吸波性物质 的加热也有效果。本实用新型所述的微波炉能加热更多的物质，拓展微波工业的应用范围。
【附图说明】
[0019] 图1本实用新型实施例的电路原理框图；
[0020] 图2本实用新型实施例微波炉的正负金属电极板的安装示意图；
[0021] 图3种无极分子、偶极矩较小的有极分子和电偶极矩较大的有极分子的区别；
[0022] 图4极性分子在电场中的受力；
[0023] 图5无极分子和弱极性分子在电场中产生的极化；
[0024] 图中：200-快速加热弱吸波物质的微波炉，201-主显示器窗口，202-控制面板， 203-被加热物质（弱吸波物质），204-正负金属电极板，205-绝缘陶瓷。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型作进一步说明。
[0026] 如图1所示，为本实施例的一种快速加热弱吸波性物质的微波炉的电路原理框 图，具体包括：
[0027] 主控制电路1、变压电路2、磁控管3、波导4、微波腔体5和辅助电场产生电路6。 辅助电场产生电路6用于在微波腔体中产生一辅助电场，使被加热物质在辅助电场和磁控 管3所产生的微波场共同作用下能迅速加热。
[0028] 所述的辅助电场产生电路6包括：辅助电场控制电路和正负金属电极板。所述的 辅助电场产生电路6所产生的辅助电场为稳恒电场。
[0029] 所述的辅助电场产生电路6的辅助电场控制电路，还用于控制所述的辅助电场的 强度小于所述磁控管产生的微波场的电场强度。如果辅助电场的场强大于或等于微波场的 电场强度，那么微波不能加热弱吸波性物质。
[0030] 所述的辅助电场的场强为微波电场强度最大值的0. 4倍至0. 6倍之间。辅助电场 的场强如果太小，对弱极性分子的极化作用不足，难以显著增加分子的电偶极矩，那么辅助 电场所起的作用不是很大，因此最低倍率选择〇. 4倍。所述的微波场的电场强度大小随时 间变化，为保证微波场在一个周期内有充足的加热时间，辅助电场的强度不宜过大，考虑峰 值和有效值之间的关系，因此最大倍率选为0. 6倍。
[0031] 所述的辅助电场产生电路6的正负金属电极板对称地放置微波腔体5的两对侧， 靠近微波腔体5的内表面。
[0032] 所述的辅助电场产生电路6的正负金属电极板与微波腔体5内腔靠近但不接触， 并在所述的金属电极板与所述微波腔体5内腔之间填充绝缘陶瓷，同时为防止少部分微波 从绝缘陶瓷处外泄损耗，所述正负金属电极板与微波腔体表面之间用不超过2. 5_厚度的 绝缘陶瓷隔离。
[0033] 所述的辅助电场产生电路6的正负金属电极板为不锈钢电极板，它除了产生辅助 电场的作用外，还像微波内腔一样可反射微波，因此它的厚度在3_至12_之间，温度越高 微波腔体越大，所述正负金属电极板的厚度越厚。
[0034] 所述的微波腔体5的内腔接地。
[0035] 220V、50Hz的交流电经插座流入微波炉里，先经过主控制电路1 (保险丝、开关等 不再详述)，提供给微处理器、定时和功率调节器、转盘电路、照明电路、风扇、主显示器窗口 等，然后流经变压器的初级线圈，回到插座。变压电路2将220V、50Hz的交流电分成三部分， 第一部分为辅助电场产生电路6,经过变压、整流滤波的过程后，电路中的电压为稳恒电压， 辅助电场控制电路再将稳恒电源处理后通过正负金属电极板发射到微波腔体中；第二部分 市电变压为4V左右的交流电加在磁控管3的阴极，用来加热磁控管3的灯丝，这样阴极才 能发射电子；第三部分市电经高压变压再次升压至4000V左右的高压，整流后加载磁控管3 的阳极，阳极是用来接收电子的。在第二部分输入和第三部分输入共同的作用下，热电子从 阴极溢出后，在磁场力和电场力共同作用下，沿螺旋状高速飞向阳极，又有谐振腔的作用， 电子振荡成微波，微波最后经波导4输入到炉腔内。被加热物质在微波腔体5中，在磁控管 3所产生的微波场和辅助电场产生电路6所产生的辅助电场的双重作用下，快速吸收微波 能，转为为自身的热能，温度迅速上升。
[0036] 如图2所示，本实用新型实施例微波炉的正负金属电极板的安装示意图。该微波 炉200 ;主显示器窗口 201位于右上角，可显示加热时间、功率、加热模式等；控制面板202 位于右下侧，与主控制电路连接，可调节加热时间、功率、加热模式等；被加热物质203放在 微波炉腔体的中间，它是弱吸波性物质；正负金属电极板标记为204,稳恒电压经它发射到 微波腔体中，形成稳恒的辅助电场。微波腔体的内腔和正负金属电极板之间填充绝缘陶瓷 205,为防止微波能损耗，绝缘陶瓷的厚度不超过2. 5mm。
[0037] 从物质的微观结构来看，可将构成物质的分子分为无极分子和有极分子。如图3 所示，在没有受到电场作用时，组