一种连续波磁控管制造技术

本实用新型专利技术涉及一种连续波磁控管。一种连续波磁控管，由永磁体和电磁系统联合提供磁场，其结构包括阴极屏蔽盒、上永磁体、下永磁体、管体、磁路、输出部件和冷却水嘴，在所述永磁体外设有两个励磁线包，所述上、下永磁体用于生成主磁场，所述励磁线包用于生成辅助磁场。本实用新型专利技术通过在永磁体外加设两个励磁线包来提供一个辅助磁场，使得所需的工作磁场是由永磁体和电磁系统联合提供，既保留了包装式磁控管采用永磁体提供磁场的结构简单、紧凑等优点，同时又由电磁系统对磁控管提供辅助磁场，通过方便地控制电磁系统励磁线包电流大小，实现磁控管精确稳定的功率输出，同时提高了磁控管工作的稳定性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于微波真空电子技术与微波能应用
，具体来说，是涉及一种连续波磁控管。
技术介绍
微波加热技术在当前能源短缺背景下，在几十年内得到了迅猛发展，尤其近十年来，微波加热在高温领域取得了突破:陶瓷烧结、粉末冶金、高温冶炼、金属加工、材料合成，矿物焙烧……等行业都已采用微波功率这一既节能又环保的高效加热手段，同时也大大提高了产品质量与档次。近年来我国在高温微波加热领域的产品已在钢铁、冶炼、石化、矿业、建材、化工行业与部门获得了广泛应用与推广，成绩卓著。同时在粮食、食品、木材、烟草、茶叶等行业中也获得了广泛的应用。在各种应用微波能设备中，各种功率水平(从几千瓦和几千千瓦)的微波管获得应用，特别是连续波磁控管应用最广。同时对连续波磁控管提出了更高要求，其中除功率要求外，也要求磁控管工作稳定，功率控制方便，长寿命，使用方便，因此怎样改进现有磁控管，使满足上述要求成为当务之急。磁控管是一种将直流能量转变成超高频能量(频率高达千兆赫)的能量转换装置。在磁控管的阴-阳极之间互作用空间中，电子在正交电磁场(电场与磁场互相垂直)作用下，与互作用空间中的高频场发生作用，将直流能量转变为超高频能量。并通过能量输出结构将超高频能量送到外负载(如天线、微波加热对象……等)。磁控管能量转换好与坏，取决于阴-阳极间所加的直流电场及与轴向平行的直流磁场的大小，即所选择的合适的工作点。磁控管所需的磁场一般有两种方 式提供:一种是由永磁体(例铁氧体、铝镍钴、钐钴磁钢等)提供所需的固定磁场；另一种是由电磁系统提供所需的固定磁场，这时磁场可由励磁电流大小来控制。由永磁体提供固定磁场的磁控管称为包装式磁控管，如图1所示，它由阴极屏蔽盒I (防微波泄漏用)，磁钢2 (永磁体)上、下各一件，管体3，磁路4，输出部件5，冷却水嘴6等组成。磁钢2尺寸:￠87.5X 026X20，材料:铁氧体。它可在磁控管作用空间产生1500-1600高斯(调整后为一不可变的固定值，重量约4.5kg，输出功率5kw ;阳极电压6.4kv ;阳极电流1.2A，工作频率(2.42-2.48)GHz。其优点是结构简单，紧凑，而缺点是单管价格贵及由于多种原因(例受热，受冲击等等)磁场发生变化时，使原先调整好的工作点(磁场)发生变化，导致管子工作性能变坏(例输出功率降低或导致工作不稳定，打火等等)直至管子报废，无法调整与挽救。由电磁系统提供固定磁场的磁控管称为非包装式管子，如图2所示，它由阴极部件1，管体3，输出部件5，冷却水嘴6等部件组成。使用时应另有电磁系统提供磁控管所需的磁场,励磁线包尺寸:0 240X ￠65X80，励磁电流2.4A，可产生约2000高斯磁场(可变)；输出功率5kw ;阳极电压6.4kv ;阳极电流1.2A ;工作频率(2.42 2.48)GHz。非包装式管子本身结构简单，但单管子无法使用，因为管子没有磁场，使用方必须另配电磁铁设备，由电磁铁设备上的励磁线包通电后，通过轭铁向磁控管提供所需磁场，这种方式优点是当管子性能发生变化时，可通过调整励磁电源来补偿管子性能的变化，另外单管价格便宜，但缺点是使用不方便，同时电磁铁设备体积庞大，有时还需水冷。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种新型的连续波磁控管，不但结构简单、紧凑，使用方便，同时还能够确保磁控管输出功率精确和工作稳定。本技术的目的是这样实现的:—种连续波磁控管，由永磁体和电磁系统联合提供磁场，包括阴极屏蔽盒、上永磁体、下永磁体、管体、磁路、输出部件和冷却水嘴，在所述永磁体外设有两个励磁线包，所述上、下永磁体用于生成主磁场，所述励磁线包用于生成辅助磁场。其中，所述两个励磁线包分别设在上永磁体和下永磁体的外部；所述辅助磁场的磁场大小为主磁场的磁场大小的10%-20%。进一步地，所述辅助磁场中采用的励磁电流为正向电流或负向电流，所述正向电流产生的磁场方向与主磁场方向一致，所述负向电流产生的磁场方向与主磁场方向相反。正向电流产生的辅助磁场方向与主磁场方向一致，使主磁场增大；负向电流产生的辅助磁场方向与主磁场方向相反，使主磁场减弱。因此可很方便的调整磁控管的工作点。当永磁体外设有两个励磁线包时，所述的两个励磁线包并联连接，这样可以使励磁电源电压较低，更为确保工作时安全可靠，一般电压为40-50V。所述励磁线包的电流小于5安培，因此励磁线包的体积不大，可以套在永磁体上，且外径又小于外部磁路的内径。本技术连续波磁控管与温度传感器电气连接，所述温度传感器用于测量被加热物体的温度，通过电气信号调整所述励磁线包的电流。温度传感器，测量被加热物体的温度，经信号变送，隔离输入PLC，通过含有PID参数的程序运算后，经D/A转换，隔离后控制励磁电源的输出电压，从而控制微波功率的输出。本技术连续波磁控管与湿度测试传感器电气连接，所述湿度测试传感器用于测量被加热物体的湿度，通过电气信号调整所述励磁线包的电流。湿度测试传感器测量被微波处理物体环境的湿度，经信号变送，隔离输入PLC，通过含有PID参数的程序运算后，经D/A转换隔离后控制励磁电源的输出电压，从而控制微波功率的输出。本技术连续波磁控管与功率传感器电气连接，所述功率传感器用于测量磁控管的输出功率，通过电气信号调整所述励磁线包的电流。磁控管输出功率与磁控管阳极电流成正比，而阳极电流又受合成磁场控制，亦即受电磁系统所加磁场控制，通过功率传感器测量输出功率，经信号变送，隔离输入PLC，通过含有PID参数的程序运算后，经D/A转换隔离后控制励磁电源的输出电压，从而控制微波功率的输出，这样就可确保磁控管精确的控制输出功率和管子工作的稳定性。本技术由于采用了上述技术方案，与传统技术相比具有以下有益效果:本技术一种连续波磁控管，通过在永磁体外加设两个励磁线包，从而提供一个辅助磁场，使得磁控管的作用空间所需的直流磁场是由永磁体和电磁系统联合提供，这样既保留了包装式磁控管采用永磁体提供磁场的结构简单、紧凑等优点，同时又由电磁系统对磁控管提供辅助磁场，通过方便地控制电磁系统励磁线包电流大小，实现磁控管精确稳定的功率输出，同时提高了磁控管工作的稳定性。本技术所述的连续波磁控管适用于如915MHz ; 2450MHz ; 5800MHz等国际微波能协会规定的ISM (工业、科学、医疗)几种常用波段的磁控管。附图说明通过以下本专利技术的实施例并结合附图的描述，示出本专利技术的优点和特征，该实施例以实例的形式给出，但并不限于此，其中:图1为现有技术中包装式磁控管的结构示意图；图2为现有技术中非包装式磁控管的结构示意图；图3为本技术连续波磁控管的一个较优实施例的结构示意图。具体实施方式如图3所示的本技术一种连续波磁控管的一个较优实施例，由永磁体和电磁系统联合提供磁场，包括阴极屏蔽盒1、上永磁体21、下永磁体22、管体3、磁路4、输出部件5和冷却水嘴6,在上永磁体21和下永磁体22外分别设有一个励磁线包71、72，上永磁体21和下永磁体22用于生成主磁场，励磁线包71、72用于生成辅助磁场，两励磁线包71、72均通过接线盒8与外部电源(图中未示出)连接。其中，所述辅助磁场的磁场大小为主磁场的磁场大小的10%-20%。其中，辅助磁场中采用的励磁电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续波磁控管，由永磁体和电磁系统联合提供磁场，其特征在于：包括阴极屏蔽盒、上永磁体、下永磁体、管体、磁路、输出部件和冷却水嘴，在所述永磁体外设有两个励磁线包，所述上、下永磁体用于生成主磁场，所述励磁线包用于生成辅助磁场。

【技术特征摘要】
1.一种连续波磁控管，由永磁体和电磁系统联合提供磁场，其特征在于:包括阴极屏蔽盒、上永磁体、下永磁体、管体、磁路、输出部件和冷却水嘴，在所述永磁体外设有两个励磁线包，所述上、下永磁体用于生成主磁场，所述励磁线包用于生成辅助磁场。2.如权利要求1所述的一种连续波磁控管，其特征在于:所述两个励磁线包分别设在上永磁体和下永磁体的外部。3.如权利要求2所述的一种连续波磁控管，其特征在于:所述辅助磁场中采用的励磁电流为正向电流或负向电流，所述正向电流产生的磁场方向与主磁场方向一致，所述负向电流产生的磁场方向与主磁场方向相反。4.如权利要求2所述的一种连续波磁控管，其特征在于:所述辅助磁场的磁场大小为主磁场的磁场大小的10%-20%。5.如权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫伟明，金嗣隆，刘银宝，应伟国，陈瑞民，
申请(专利权)人：上海明光电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：