微波加热技术与微波炉

微波加热技术与微波炉 第l5卷第4期 2007年12月 技术物理教学 TECHNICALPHYSICSTEACHING V01.15No.4 Dec.2oo7 微波力口热技术与微波炉 叶玮玮 (浙江湖州师范学院教育科学与技术学院313000) 1微波的热效应 ?从微波到微波炉 微波根据电磁波的频率,人们把电磁波分 为不同频段.处于300MHz~300GHz频段的电 磁波,称微波.微波是人类最早接触的电磁波 之一. 微波热效应的发现产生大功率微波的元 件叫做磁控管,第二次世界大战时期,美国的 雷声公司承担了为英国的雷达设施制造磁控管 的任务.1945年的某一天,正在工作的斯潘 塞发现口袋里的巧克力莫名其妙地被融化了. 他意识到使巧克力融化的能量可能来自磁控管 发出的大功率微波.即微波具有对食品加热的 能力.经过反复试验,斯潘塞确信他的发现具 有应用开发价值,于是就在当年的lO月以 "处理食品的一种方法"为名申请专礼 微波炉的诞生采用斯潘塞的这项专利, 1947年雷声公司研制成了世界上第一种供饭 加锁.针对大多数窃电方法需要动电度的特 点,供电部门用这种方法能有效杜绝多种窃电 手法.也可以把电度表安装到远离住户且比较 明显的地方. ?改进电度表铅封设计.建议供电部门研 究使用封口压下后不能复原的封法. ?使用有止逆功能的电度表.防止使电 度表反转窃电,现在用的单相电度表都没有 止逆功能,定货时制造厂家加装止逆装 置.对三相三线或三相四线的电度表,同样 应购买带止逆功能的电度表,防止利用反相 电流窃电. ?使用具有防窃电功能的电度表.现在 很多厂家已经生产出具有防倒转,防脱钩, 防电流短路,防一线一地的新型电度表.对 . 48? 店和企业用的落地式商用微波炉——"雷达 炉",世界上第一台微波炉就此诞生,但这种 微波炉体积大,价格贵.1967年推出了一种 最先进的微波炉,且价格低,质量高,更安 全,特别是在炉门上采用了抗流密封技术,有 效地防止了微波泄漏.目前,微波炉已成为世 界各国现代家庭的必备家用电器之一. 我国自20世纪8O年代开始引进家用微波 炉.微波炉具有安全,节能,方便,卫生等优 点,市场价格不断降低,家用微波炉已走进了 我国千家万户. ?微波加热的最基本原理 微波辐射到物体表面时,通过三种途径传 播.一部分从物体的周围"绕"过去,另一 部分从表面反射回来,还有一部分穿透到物体 内部.不同尺寸,不同的物体,这三种的 比例不相同.物体截面尺寸比波长小得多,容 易发生衍射,大部分微波"绕"过物体,向 用电大户应优先考虑选用,它具有窃电时间 ,报警等先进功能,能有效防止窃电发 生. ?加强宣传教育.利用电视,广播,报纸 等媒体大力宣传《电力法》,让大家知道窃电 是一种违法行为.抓住典型,严厉处罚.对窃 电数额巨大的,交司法部门处理,从各种渠道 警示窃电的危害性和严重性. 随着反窃电技术及的改进,窃电手段 也会不断提高,所以反窃电问题是个永恒的话 题,需要专业人员不断地去研究,破解.本文 所列举的窃电方法,是笔者在实际教学实践中 验证过,揭示各种窃电方法的目的旨在帮助提 高反窃电技术,使供电部门做到知己知彼,有 的放矢,减少窃电行为的发生. 前传播.物体截面尺寸大大超过微波的波长, 物体本身又是良导体,微波大部被反射.如果 是不导电的物体,且截面尺寸大于微波的波 长,则微波大部穿透物体的表面进入内部.进 入内部的微波,与组成物质的分子相互作用, 使一部分微波能量转换成热能,从而使物体的 温度升高.这就是微波加热的基本原理.这只 是粗略的描述. 微波加热是在微波穿越物体内部的过程 中,把微波的能量逐步转换成热能的.这种加 热方式叫做体积加热,它与表面加热有着本质 上的不同.微波加热有以下一些特点. (1)微波加热是对物体内部的整体加热. 如果被加热物体体积不是很大,可以让微波充 分穿透加热,而被加热物体表面耗散了一些热 量,因此,物体内部的温度通常会高于表面. (2)加热速度快,效率高,热损失低. 用能让微波穿透但不吸收微波能量的材料所制 的容器,避免了使容器升温的热损失. (3)由于微波与物体直接进行能量转 换,所以只要调节微波功率,就可以控制升 温速度.这一点在工业自动控制中显得特别 重要. (4)微波加热所能达到的最高温度,取 决于物体吸收转换效率以及对被加热物体进行 隔热保温的程度.只要物体吸收微波升温的速 度大于物体向周围环境散热而降温的速度,物 体的温度就保持上升. 微波不仅能对固体加热,而且还能对液 体,气体加热. 2家用微波炉 ?家用微波炉的基本结构 目前家用微波炉的品种已不胜枚举,家用 微波炉主要由磁控管,炉腔和电源电路三部分 组成.磁控管是带有很强磁场的电真空器件, 产生大功率微波的源.炉腔包括腔体,炉门和 转盘.磁控管产生的大功率微波输送到腔体, 对腔体内的食品进行微波加热炉门除取放食 品处还防止微波泄漏.转盘缓缓转动,使之加 热均匀.近年来家用微波炉的发展变化主要体 现在电路部分. ?炉门抗流装置 门的"关"大有讲究,不同的门对"关" 有不同的要求.炉门要求关上后微波不能从炉 门与炉腔的缝隙中泄漏出来.所以炉门采用抗 流密封装置,并保证炉门能经受十万次以上的 开关,微波泄漏不超过国际公认的安全标准 ?使用微波炉的注意事项 家用微波炉的微波泄漏极微小,市场上销 售的各种品牌微波炉的微波泄漏量都在安全标 准之内. 家用微波炉日常使用中的真正危害来自密 封的含水食品.如密封包装的食品,生鸡蛋 等.以鸡蛋为例,鸡蛋壳是能够承受很大的压 力的,而一旦蛋壳内部的压力超过了蛋壳能承 受的压力时,蛋壳就会破裂爆炸,其力量相当 于压力锅的爆炸,可以把微波炉的炉门炸开, 使炉腔变形. 但可以利用这个特点来使某些松软的食品 膨化.例如,把生龙虾片或"泡司"直接放 在微波炉中加热,就能很快膨化,不必采用传 统的油炸方法. 另一个需要注意的是微波炉内不能随便放 金属物体.碗口大的金属圆环在微波炉中会由 于环内磁通量的超高频变化,形成很高的感应 电势和感应电流,使金属物体迅速发热,甚至 造成高压放电,击穿. ?家用微波炉的发展趋势 现在许多品牌的家用微波炉已开始采用微 电脑进行控制,并配合使用各种传感器和模糊 技术等,以实现食品烹调全过程的自动化.按 此趋势估计,多功能,智能化是微波炉的发展 方向. 多功能的微波炉将把微波加热,辐射加 热,感应加热等方式结合起来,根据不同的食 品和不同的烹饪要求,选择最适宜的组合加热 方式.智能化的微波炉将采用温度传感器,重 量传感器,气体传感器等,及时反馈加热对象 和加热环境的信息,在微电脑的控制下,由烹 饪软件实时地调整加热功率和加热时间,达到 最佳的加热效果. 此外,采用逆变电路以改进磁控管供电电 路,设法降低整机的重量以使更为轻巧灵活, 也是微波炉设计师需要考虑的方面.