一种双通道固态源实现分区均匀加热的方法及设备技术

本发明专利技术是一种双通道固态源实现分区均匀加热的设备及方法，涉及微波加热领域，解决了现有技术中多通道固态源分区加热，加热成本高、结构复杂的问题。本发明专利技术包括双通道固态源和加热腔，还包括相控阵天线单元、功分器和移相器；所述相控阵天线单元设置于加热腔内；所述双通道固态源分别通过功分器连接相控阵天线单元；所述其中一路微波能量通过移相器连接功分器。本发明专利技术通过双通道固态源及移相器，实现加热腔内分区加热；通过微控制器控制移相器及双通道固态源的频率、输出功率及工作时间，设置温度反馈装置实时监控加热腔内的温度分布，不但可实现均匀加热，同时可实现分区不同加热曲线的加热；本发明专利技术分区加热和加热均匀性好，结构简单、成本低。

A method and equipment of dual channel solid-state source to realize District uniform heating

【技术实现步骤摘要】
一种双通道固态源实现分区均匀加热的方法及设备
本专利技术涉及微波加热领域，特别是指一种双通道固态源实现分区均匀加热的方法及设备。
技术介绍
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，通过多通道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通道固态源的加热设备及方法。
技术实现思路
本专利技术提出一种双通道固态源实现分区均匀加热的方法及设备，解决了现有技术中多通道固态源分区加热，加热成本高、结构复杂的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种双通道固态源实现分区均匀加热的设备，包括双通道固态源和加热腔，还包括相控阵天线单元、功分器、移相器、温度反馈装置和微控制装置；所述相控阵天线单元和温度反馈装置设置于加热腔内；所述双通道固态源通过一分二功分器连接相控阵天线单元；所述其中一路微波能量通过移相器连接功分器；所述温度反馈装置、双通道固态源和移相器连接微控制器。进一步地，所述微控制装置包括：控制双通道固态源功率和频率的双通道固态源控制单元；连接移相器的相位控制单元；控制加热时间的时间单元；仿真加热过程，并对温度分布与仿真双通道固态源频率、功率及加热时间的映射关系进行存储的存储单元；用于接收温度反馈装置反馈的信息、并对温度分布进行计算，调节双通道固态源加热的频率、功率及加热时间的信息处理单元。所述功分器包括一个一分二功分器和两个一分三功分器；所述双通道固态源通过一分二功分器连接相控阵天线单元；所述其中一路微波信号通过移相器连接相控阵天线单元；所述天线辐射装置为六个微相控阵天线单元组成的3×2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。所述功分器包括一个一分二功分器和两个一分八功分器；所述双通道固态源通过一分二功分器连接相控阵天线单元；所述其中一路微波信号通过移相器连接相控阵天线单元；所述天线辐射装置为十六个微相控阵天线单元组成的4×4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。优选地，所述功分器与天线辐射单元之前还设置有放大器。优选地，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。本专利技术公开的一种双通道固态源实现分区均匀加热的方法，包括以下步骤：A、在加热腔体内设置由相控阵天线单元组成的阵列天线；双通道固态源通过一分二功分器分为两路微波信号，其中一路微波能量通过功分器和放大器连接微相控阵天线单元，双通道固态源的另一路通过移相器、功分器、放大器连接微带相控阵天线单元；B、电磁能量通过作为馈源的六单元阵列天线对加热腔进行馈电，将加热腔分成3个区域，通过调节移相器，对3个区域进行指向性加热。进一步地，还包括步骤C、设置微控制器，微控制器连接双通道固态源和移相器；通过微控制器的双通道固态源控制单元分别对双通道固态源工作频率、输出功率和工作时间进行控制，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。优选地，还包括步骤D，设置于步骤B与C之间；D、在加热腔体内设置温度反馈装置；连接微控制器；温度反馈装置实时反馈加热腔内温度分布，微控制器的信息处理单元对温度反馈及下一秒双通道固态源加热的频率、功率及加热时间进行调整。进一步地，所述步骤D中微控制器的信息处理单元包括存储单元，通过仿真改变双通道固态源频率、功率和加热时间，电磁能量通过作为馈源的六单元阵列天线对加热腔进行馈电，将加热腔分成3个区域，建立指向性和移相器的对应关系，并将结果存储于微控制器的存储单元。本专利技术公开的一种双通道固态源实现分区均匀加热的方法及设备，通过调节移相器，实现加热腔内分区加热；通过微控制器控制控制移相器及双通道固态源的频率、输出功率及工作时间，并通过设置温度反馈装置，实时监控加热腔内的温度分布，控制移相器、双通道固态源的频率、输出功率及工作时间，不但可实现均匀加热，同时可实现分区不同加热曲线的加热，达到高品质加热的目的；本专利技术分区加热和加热均匀性好，结构简单、成本低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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1：一分六系统原理示意图；图2：一分六的结构示意图；图3：一分六均匀加热温度切片图；图4：一分十六系统原理示意图；图5：一分十六的结构示意图；图6：一分十六均匀加热温度切片图；其中：1、加热腔体；2、相控阵天线单元；3、连接线；4、一分三功分器；5、放大器；6、移相器；7、双通道固态源；8、一分二功分器；9、微控制器；10、温度反馈装置；11、一分八功分器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开的一种双通道固态源7实现分区均匀加热的设备，包括双通道固态源7和加热腔，还包括相控阵天线单元2、功分器、移相器6、温度反馈装置10和微控制装置；所述相控阵天线单元2和温度反馈装置10设置于加热腔内；所述双通道固态源7分别通过一分二功分器8连接相控阵天线单元2；所述其中一路微波能量通过移相器6连接功分器；所述温度反馈装置10、双通道固态源7和移相器6连接微控制器9。进一步地，所述微控制装置包括：控制双通道固态源7功率和频率的双通道固态源7控制单元；连接移相器6的相位控制单元；控制加热时间的时间单元；仿真加热过程，并对温度分布与仿真双通道固态源7频率、功率及加热时间的映射关系进行存储的存储单元；用于接收温度反馈装置10反馈的信息、并对温度分布进行计算，调节双通道固态源7加热的频率、功率及加热时间的信息处理单元。优选地，所述功分器与天线辐射单元之前还设置有放大器5。优选地，所述温度反馈装置10为无线无源探头；所述无线无源探头包括无线传输模块、天线模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双通道固态源实现分区均匀加热的设备，包括双通道固态源和加热腔，其特征在于：还包括相控阵天线单元、功分器、移相器、温度反馈装置和微控制装置；所述相控阵天线单元和温度反馈装置设置于加热腔内；/n所述双通道固态源分别通过一分二功分器连接相控阵天线单元；/n所述其中一路微波能量通过移相器连接功分器；/n所述温度反馈装置、双通道固态源和移相器连接微控制器。/n

【技术特征摘要】
1.一种双通道固态源实现分区均匀加热的设备，包括双通道固态源和加热腔，其特征在于：还包括相控阵天线单元、功分器、移相器、温度反馈装置和微控制装置；所述相控阵天线单元和温度反馈装置设置于加热腔内；
所述双通道固态源分别通过一分二功分器连接相控阵天线单元；
所述其中一路微波能量通过移相器连接功分器；
所述温度反馈装置、双通道固态源和移相器连接微控制器。


2.根据权利要求1所述的一种双通道固态源实现分区均匀加热的设备，其特征在于：所述微控制装置包括：
控制双通道固态源功率和频率的双通道固态源控制单元；
连接移相器的相位控制单元；
控制加热时间的时间单元；
仿真加热过程，并对温度分布与仿真双通道固态源频率、功率及加热时间的映射关系进行存储的存储单元；
用于接收温度反馈装置反馈的信息、并对温度分布进行计算，调节双通道固态源加热的频率、功率及加热时间的信息处理单元。


3.根据权利要求2所述的一种双通道固态源实现分区均匀加热的设备，其特征在于：所述功分器包括一个一分二功分器和两个一分三功分器；所述双通道固态源通过一分二功分器连接相控阵天线单元；所述其中一路微波信号通过移相器连接相控阵天线单元；所述天线辐射装置为六个微相控阵天线单元组成的3×2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。


4.根据权利要求2所述的一种双通道固态源实现分区均匀加热的设备，其特征在于：所述功分器包括一个一分二功分器和两个一分八功分器；所述双通道固态源通过一分二功分器连接相控阵天线单元；所述其中一路微波信号通过移相器连接相控阵天线单元；所述天线辐射装置为十六个微相控阵天线单元组成的4×4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。


5.根据权利要求3或4一种双通道固态源实现分区均匀加热的设备，其特征在于：所述功分器与天线辐射单元之前还设置有放大器。


6.根据权利要求5述的一种双通道固态源实现分区均匀加热的设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱铧丞，杨阳，黄卡玛，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51