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CN108696958B - 一种双源双频微波炉 - Google Patents

一种双源双频微波炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双源双频微波炉，其包括开设有炉腔的炉体、磁控管微波源、固态微波源和设置在炉体上的炉门，磁控管微波源和固态微波源均设置在炉腔壁内，炉腔的内表面上设置有波导馈入口和同轴线馈入口；波导馈入口与磁控管微波源连接；同轴线馈入口通过同轴低通滤波器与固态微波源连接。本发明设计合理，结合高频率微波和低频率微波的特性，让它们在同一个腔体内同时工作，使得低频率微波激起的模式场正好弥补高频率微波的弱场部分，从而达到互补状态，使腔体内的微波场分布均匀，达到均匀加热食物的目的，并且大大提高了加热食物的速度和加热质量。

Description

一种双源双频微波炉
技术领域
本发明涉及微波炉技术领域，具体涉及一种双源双频微波炉。
背景技术
一般家用微波炉或工业微波炉都是利用其内部的磁控管，将电能转化为微波，微波以一定的振荡频率穿透食物。当微波被食物吸收时，由于食物内的含有一定量的水分，而水又是由极性分子组成，这种极性分子在微波场下相互作用，产生的热量使食物表面和内部同时加热，而且升温速度也快，从而实现了食物的快速烹饪。一般微波炉由炉体、炉腔、磁控管、波导、供电电源、炉门等组成。炉门不仅可以用来扼制微波的泄露，还可与炉腔构成一定空间的谐振腔，用于食物与微波场的相互作用。
目前研究出的微波炉，商业级产品基本都是内部加载2450MHz频率的磁控管来实现加热技术；工业级产品一般采用915MHz的频率。总的来说，它们都是采用单一微波源、单一频率对食物进行烹饪。这种单一的加热方式虽然在腔体可以激起多个模式的场，但是激起的模式场的个数毕竟有限，避免不了由于腔体内模式分布不均匀而出现加热不均匀的问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种双源双频微波炉。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
提供一种双源双频微波炉，其包括开设有炉腔的炉体、磁控管微波源、固态微波源和设置在炉体上的炉门，磁控管微波源和固态微波源均设置在炉腔壁内，炉腔的内表面上设置有波导馈入口和同轴线馈入口，且波导馈入口和同轴线馈入口的开口朝向腔体内；波导馈入口通过微波波导传输线与磁控管微波源连接；同轴线馈入口通过同轴线传输线与同轴低通滤波器连接，同轴低通滤波器通过同轴线传输线与固态微波源连接。
进一步地，波导馈入口和同轴线馈入口上分别安装有微波波导激励器和同轴线激励器；微波波导激励器通过微波波导传输线与磁控管微波源连接，同轴线激励器通过同轴线传输线与同轴低通滤波器连接。
进一步地，微波波导激励器为微波波导传输线上开设的若干耦合孔，微波波导传输线与磁控管微波源连接。
进一步地，波导馈入口和同轴线馈入口开设于两个相对的炉腔壁上。
进一步地，波导馈入口和同轴线馈入口开设于两个相邻的炉腔壁上。
本发明的有益效果为：本方案是具有两个微波源的微波炉，一个是磁控管微波源，另一个是固态微波源；两种微波源的工作频率不相同，磁控管微波源的工作频率高，固态微波源的工作频率低；两种频率的微波在微波炉炉腔中激励产生的场分布不同，对不同负载情况的加热效应不同；当两个微波源同时工作时，腔体中的模式场不再是单一的加热方式。磁控管微波源的高频率微波能激励起多个模式场，但模式场个数有限，有的区域微波场强，有的区域微波场弱；此时，固态微波源的低频率微波激起的模式场正好可以弥补高频率微波场的弱场部分，使腔体中的微波模式数量更多；可以使微波炉中微波场的场分布均匀性更好，进而使被加热食物受热更均匀，提高了加热质量和加热速度。
磁控管微波源和固态微波源的工作频率不同，同轴线馈入口与固态微波源之间由于加装了同轴低通滤波器，正好可以抑制磁控管微波源产生的高频微波对固态源的影响；而微波波导馈入口的微波，利用其微波波导的高通滤波特性，抑制固态微波源的产生的低频微波对磁控管微波源的影响，避免磁控管微波源和固态微波源之间的相互干扰，使两个微波源发挥最大作用。
微波波导馈入口和同轴线馈入口分别设置在腔体两个不同的内壁上，并且微波波导馈入口处接微波波导激励器，同轴线馈入口接同轴线激励器；工作时，磁控管微波源发出的微波经过微波波导激励器的辐射，在竖直或水平方向上均匀地分布；固态微波源发出的微波经过同轴线激励器的辐射，均匀地分布在水平或竖直方向上。至此，炉腔内就会出现两个方向相互融合的微波，使微波更加均匀地分散在炉腔内。
本发明设计合理，结合高频率微波和低频率微波的特性，让它们在同一个腔体内同时工作，使得低频率微波激起的模式场正好弥补高频率微波的弱场部分，从而达到互补状态，使腔体内的微波场分布均匀，达到均匀加热食物的目的，并且大大提高了加热食物的速度和加热质量。
附图说明
图1为双源双频微波炉的结构示意图。
图2耦合孔的结构示意图。
图3为800W，915MHz微波激励产生TE11模式和250W，2450MHz微波激励产生TE22模式同时工作的电场分布图。
图4为800W，915MHz微波激励产生TE11模式和100W，2450MHz微波激励产生TE22模式同时工作的电场分布图。
其中，1、炉腔，2、波导馈入口，3、微波波导传输线，4、磁控管微波源，5、同轴线馈入口，6、微波波导激励器，7、同轴低通滤波器，8、固态微波源，9、同轴线激励器，10、炉门，11、炉腔壁，12、同轴线传输线，13、耦合孔。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，双源双频微波炉包括炉体，炉体内开设有炉腔1，炉体的侧面设置有炉门10，炉体的炉腔壁11内设置有磁控管微波源4和固态微波源8，并且磁控管微波源4安装在底部的炉腔壁11上，固态微波源8安装在侧面的炉腔壁11上；磁控管微波源4通过微波波导传输线3与波导馈入口2连接，波导馈入口2安装在腔体底面的炉腔壁11上，且波导馈入口2的开口向着腔体内；固态微波源8通过同轴线传输线12与同轴低通滤波器7连接，同轴低通滤波器7通过同轴线传输线12与同轴线馈入口5连接，同轴线馈入口5安装在炉腔1侧面的炉腔壁11上，并且同轴线馈入口5的开口朝向炉腔1内。
本方案优选在波导馈入口2和同轴线馈入口5上分别安装有微波波导激励器6和同轴线激励器9；微波波导激励器6通过微波波导传输线3与磁控管微波源4连接，同轴线激励器9通过同轴线传输线12与同轴低通滤波器7连接；微波波导激励器6还可为微波波导传输线3上开设的若干耦合孔13，微波通过耦合孔13馈入炉腔1内。
本方案是具有两个微波源的微波炉，一个是磁控管微波源4，另一个是固态微波源8；两种微波源的工作频率不相同，磁控管微波源4的工作频率高，固态微波源8的工作频率低；两种频率的微波在微波炉的炉腔1中激励产生的场分布不同，对不同负载情况的加热效应不同；当两个微波源同时工作时，炉腔1中的模式场不再是单一的加热方式。磁控管微波源4的高频率微波能激励起的模式场个数有限，有的区域微波场强，有的区域微波场弱；此时，固态微波源8的低频率微波激起的模式场正好可以弥补高频率微波场的弱场部分，使炉腔1中的微波模式数量更多；可以使微波炉中微波场的场分布均匀性更好，进而使被加热食物受热更均匀，提高了加热质量和加热速度。
如图2所示，微波炉在800W，915MHz微波激励产生TE11模式和250W，2450MHz微波激励产生TE22模式同时工作的电场分布图，如图3所示，微波炉在800W，915MHz微波激励产生TE11模式和100W，2450MHz微波激励产生TE22模式同时工作的电场分布图。
磁控管微波源4和固态微波源8的工作频率不同，同轴线馈入口5与固态微波源8之间由于加装了同轴低通滤波器7，正好可以抑制磁控管微波源4产生的高频微波对固态源的影响；而微波波导馈入口2的微波，利用其微波波导的高通滤波特性，抑制固态微波源8的产生的低频微波对磁控管微波源4的影响，避免磁控管微波源4和固态微波源8之间的相互干扰，使两个微波源发挥最大作用。
微波波导馈入口2和同轴线馈入口5分别设置在腔体两个不同的内壁上，并且微波波导馈入口2处接微波波导激励器6，同轴线馈入口5接同轴线激励器9；工作时，磁控管微波源4发出的微波经过微波波导激励器6的辐射，在竖直或水平方向上均匀地分布；固态微波源8发出的微波经过同轴线激励器9的辐射，均匀地分布在水平或竖直方向上。至此，炉腔1内就会出现两个方向相互融合的微波，使微波更加均匀地分散在炉腔1内。
本发明设计合理，结合高频率微波和低频率微波的特性，让它们在同一个腔体内同时工作，使得低频率微波激起的模式场正好弥补高频率微波的弱场部分，从而达到互补状态，使腔体内的微波场分布均匀，达到均匀加热食物的目的，并且大大提高了加热食物的速度和加热质量。

Claims (4)

1.一种双源双频微波炉，其特征在于，包括开设有炉腔(1)的炉体、磁控管微波源(4)、固态微波源(8)和设置在炉体上的炉门(10)，所述磁控管微波源(4)和固态微波源(8)均设置在炉腔壁(11)内，所述炉腔(1)的内表面上设置有波导馈入口(2)和同轴线馈入口(5)，且波导馈入口(2)和同轴线馈入口(5)的开口朝向腔体内；所述波导馈入口(2)通过微波波导传输线(3)与磁控管微波源(4)连接；所述同轴线馈入口(5)通过同轴线传输线(12)与同轴低通滤波器(7)连接，所述同轴低通滤波器(7)通过同轴线传输线(12)与固态微波源(8)连接；
所述波导馈入口(2)和同轴线馈入口(5)上分别安装有微波波导激励器和同轴线激励器；所述微波波导激励器通过微波波导传输线(3)与磁控管微波源(4)连接，所述同轴线激励器通过同轴线传输线(12)与同轴低通滤波器(7)连接。
2.根据权利要求1所述的双源双频微波炉，其特征在于，所述微波波导激励器(6)为微波波导传输线(3)上开设的若干耦合孔(13)，所述微波波导传输线(3)与磁控管微波源(4)连接。
3.根据权利要求1所述的双源双频微波炉，其特征在于，所述波导馈入口(2)和同轴线馈入口(5)开设于两个相对的炉腔壁(11)上。
4.根据权利要求1所述的双源双频微波炉，其特征在于，所述波导馈入口(2)和同轴线馈入口(5)开设于两个相邻的炉腔壁(11)上。
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