微波化学反应频率调配控制方法、中央处理装置及系统制造方法及图纸

本申请公开了一种微波化学反应频率调配控制方法、中央处理装置及微波化学反应系统，方法包括：根据化学反应方程式、介电函数和反应参数得到计算模型；在微波频率范围内以预设频率步长进行多物理场计算，根据计算结果得到各反应时间段的优选频率集合；从第一个反应时间段的优选频率集合中选取出性能最优的目标频率并进行作用；对于其余反应时间段，获取上一反应时间段结束时的反射功率和温度，从与当前反应时间段的优选频率集合中获取与反射功率和温度匹配的匹配频率并作用于当前反应时间段。本申请公开的上述技术方案，通过从各优选频率集合中选取出对应频率进行作用来提高微波的促进作用，以提高化学反应的效率，并降低热点和热失控出现的几率。

【技术实现步骤摘要】
微波化学反应频率调配控制方法、中央处理装置及系统
本申请涉及微波化学
，更具体地说，涉及一种微波化学反应频率调配控制方法、中央处理装置及微波化学反应系统。
技术介绍
随着科技的快速发展，微波在化学的催化、合成、萃取、消解等领域得到了广泛应用，并由此形成了微波化学。目前，现有的微波化学反应装置大多采用固定频率的微波对化学反应进行作用，其所形成的驻波分布也相对固定，但是，由于化学反应是随时间动态变化的，反应物和生成物的组分均会动态变化，则其对微波的吸收和反射作用也具有时变特性，因此，该固定频率的微波可能在起初有较好的促进作用，但随着反应的进行，其促进作用会降低，甚至会失去促进作用，而这则会导致化学反应的效率降低，另外，采用固定频率的微波进行作用还容易存在局部区域温度过高的问题和热失控的问题，而这不仅会对生成物的质量产生影响，甚至会导致燃烧或爆炸等安全隐患。综上所述，如何提高化学反应的效率，并降低热点和热失控出现的几率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的是提供一种微波化学反应频率调配控制方法、中央处理装置及微波化学反应系统，用于提高化学反应的效率，并降低热点和热失控出现的几率。为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种微波化学反应频率调配控制方法，包括：根据化学反应体系的化学反应方程式、介电函数和反应参数建模得到微波促进所述化学反应体系的多物理场计算模型；根据所述多物理场计算模型，在微波频率范围内以预设频率步长进行多物理场计算，并根据每个所述微波频率作用于所述化学反应体系的计算结果得到各反应时间段对应的优选频率集合；从第一个反应时间段对应的优选频率集合中选取出促进性能最优的目标频率，并将所述目标频率作用于第一个反应时间段；对于其余反应时间段，获取所述化学反应体系在当前反应时间段的上一反应时间段结束时的实测反射功率和实测温度，从与所述当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与所述实测反射功率和所述实测温度相匹配的匹配频率，并将所述匹配频率作用于所述当前反应时间段。优选的，在从第一个反应时间段对应的优选频率集合中选取出促进性能最优的的目标频率时，还包括：从第一个反应时间段对应的优选频率集合中排除被当前生成物所吸收的能量最大的微波频率；在从与当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与所述反射功率和所述温度相匹配的匹配频率时，还包括：从与所述当前反应时间段对应的优选频率集合中排除被当前生成物所吸收的能量最大的微波频率。优选的，从与所述当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与所述实测反射功率和所述实测温度相匹配的匹配频率，包括：从预先建立的与当前反应时间段对应的优选频率集合中各微波频率与反射功率、温度之间的关系表中获取与所述实测反射功率和所述实测温度相匹配的匹配频率。优选的，所述介电函数为关于时间、温度、浓度及微波频率的多参数函数。优选的，在根据每个所述微波频率作用于所述化学反应体系的计算结果得到各反应时间段对应的优选频率集合之后，还包括：在液晶显示屏上显示计算结束的提示。优选的，在根据每个所述微波频率作用于所述化学反应体系各反应时间段的计算结果得到各反应时间段对应的优选频率集合之后，还包括：对得到的优选频率集合进行存储。一种中央处理装置，包括：存储器，用于存储计算机程序、化学反应体系的化学反应方程式、介电函数和反应参数；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的微波化学反应频率调配控制方法的步骤。优选的，还包括：输入组件，用于通过所述输入组件输入所述化学反应体系的化学反应方程式、所述介电函数和所述反应参数。一种微波化学反应系统，包括上述所述的中央处理装置、频率调控装置、测量反馈装置、微波馈入装置、设置有所述微波馈入装置的反应装置腔体，其中：所述频率调控装置，用于在所述中央处理装置的控制下，驱动所述微波馈入装置向各反应时间段馈入与各所述反应时间段相匹配的微波频率；所述测量反馈装置，用于实时测量化学反应体系反射功率和温度，并发送至所述中央处理装置，由所述中央处理装置获取所述化学反应体系在当前反应时间段的上一反应时间段结束时的实测反射功率和实测温度。本申请提供了一种微波化学反应频率调配控制方法、中央处理装置及微波化学反应系统，其中，该方法包括：根据化学反应体系的化学反应方程式、介电函数和反应参数得到微波促进化学反应体系的多物理场计算模型；根据多物理场计算模型，在微波频率范围内以预设频率步长进行多物理场计算，并根据每个微波频率作用于化学反应体系的计算结果得到各反应时间段对应的优选频率集合；从第一个反应时间段对应的优选频率集合中选取出促进性能最优的目标频率，并将目标频率作用于第一个反应时间段；对于其余反应时间段，获取化学反应体系在当前反应时间段的上一反应时间段结束时的实测反射功率和实测温度，再从与当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与实测反射功率和实测温度相匹配的匹配频率，并将匹配频率作用于当前反应时间段。本申请公开的上述技术方案，根据多物理场计算模型得到在微波频率范围内所选出的每个微波频率作用于化学反应体系的计算结果，并根据该计算结果分析得到各反应时间段对应的优选频率集合。然后，从第一反应时间段对应的优选频率集合中挑选出促进性能最优的目标频率，并将该频率作用于第一反应时间段；对于其余反应时间段，则从对应的优选频率集合中获取与当前反应时间段的上一反应时间段结束实测反射功率和实测温度相匹配的匹配频率，并将该频率作用于当前反应时间段。该技术方案通过对优选频率集合的计算及从各优选频率集合中选取出与反应时间段匹配的频率来进行作用而提高各频率对化学反应促进作用的稳定和高效性，从而提高化学反应效率，而且变化的频率可以尽量避免出现局部区域温度过高的问题和热失控的问题，以提高化学反应的安全性，并提高产品的质量。附图说明为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种微波化学反应频率调配控制方法的流程图；图2为固定频率下反应后反应溶液的核磁共振氢谱；图3为本申请所提供方法作用下反应后反应溶液的核磁共振氢谱；图4为本申请实施例提供的一种中央处理装置的结构示意图；图5为本申请实施例提供的一种微波化学反应频率控制系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波化学反应频率调配控制方法，其特征在于，包括：/n根据化学反应体系的化学反应方程式、介电函数和反应参数建模得到微波促进所述化学反应体系的多物理场计算模型；/n根据所述多物理场计算模型，在微波频率范围内以预设频率步长进行多物理场计算，并根据每个所述微波频率作用于所述化学反应体系的计算结果得到各反应时间段对应的优选频率集合；/n从第一个反应时间段对应的优选频率集合中选取出促进性能最优的目标频率，并将所述目标频率作用于第一个反应时间段；/n对于其余反应时间段，获取所述化学反应体系在当前反应时间段的上一反应时间段结束时的实测反射功率和实测温度，从与所述当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与所述实测反射功率和所述实测温度相匹配的匹配频率，并将所述匹配频率作用于所述当前反应时间段。/n

【技术特征摘要】
1.一种微波化学反应频率调配控制方法，其特征在于，包括：
根据化学反应体系的化学反应方程式、介电函数和反应参数建模得到微波促进所述化学反应体系的多物理场计算模型；
根据所述多物理场计算模型，在微波频率范围内以预设频率步长进行多物理场计算，并根据每个所述微波频率作用于所述化学反应体系的计算结果得到各反应时间段对应的优选频率集合；
从第一个反应时间段对应的优选频率集合中选取出促进性能最优的目标频率，并将所述目标频率作用于第一个反应时间段；
对于其余反应时间段，获取所述化学反应体系在当前反应时间段的上一反应时间段结束时的实测反射功率和实测温度，从与所述当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与所述实测反射功率和所述实测温度相匹配的匹配频率，并将所述匹配频率作用于所述当前反应时间段。


2.根据权利要求1所述的微波化学反应频率调配控制方法，其特征在于，在从第一个反应时间段对应的优选频率集合中选取出促进性能最优的目标频率时，还包括：
从第一个反应时间段对应的优选频率集合中排除被当前生成物所吸收的能量最大的微波频率；
在从与当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与所述反射功率和所述温度相匹配的匹配频率时，还包括：
从与所述当前反应时间段对应的优选频率集合中排除被当前生成物所吸收的能量最大的微波频率。


3.根据权利要求1所述的微波化学反应频率调配控制方法，其特征在于，从与所述当前反应时间段对应的优选频率集合中获取与所述实测反射功率和所述实测温度相匹配的匹配频率，包括：
从预先建立的与当前反应时间段对应的优选频率集合中各微波频率与反射功率、温度之间的关系表中获取与所述实测反射功率和所述实测温度相匹配的匹配频率。


4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐正明，洪涛，张桃，朱铧丞，黄卡玛，
申请(专利权)人：西华师范大学，
类型：发明
国别省市：四川;51