微波爐的工作原理文學理論

1、微波爐的工作原理 .txt 你無法改變別人，但你可以改變自己；你無法改變天氣，但你可以改 變心情；你無法改變生命長度，但你可以拓展它的寬度。微波爐的工作原理1946 年，斯潘瑟還是美國雷聲公司的研究員。一個偶然的機會，他發(fā)現(xiàn)微波溶化了糖果。事 實證明，微波輻射能引起食物內(nèi)部的分子振動， 從而產(chǎn)生熱量。 1947 年，第一臺微波爐問世。 顧名思義，微波爐就是用微波來煮飯燒菜的。微波是一種電磁波。這種電磁波的能量不僅比 通常的無線電波大得多，而且還很有"個性 " ，微波一碰到金屬就發(fā)生反射，金屬根本沒有辦法吸收或傳導它；微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料，但不會消耗能量；而

2、含有水 分的食物，微波不但不能透過，其能量反而會被吸收。微波爐正是利用微波的這些特性制作的。微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成，可以阻擋 微波從爐內(nèi)逃出，以免影響人們的身體健康。裝食物的容器則用絕緣材料制成。微波爐的心 臟是磁控管。 這個叫磁控管的電子管是個微波發(fā)生器， 它能產(chǎn)生每秒鐘振動頻率為 24.5 億次 的微波。這種肉眼看不見的微波，能穿透食物達5cm深，并使食物中的水分子也隨之運動，劇烈的運動產(chǎn)生了大量的熱能，于是食物"煮" 熟了。這就是微波爐加熱的原理。用普通爐灶煮食物時，熱量總是從食物外部逐漸進入食物內(nèi)部的。而用微波爐烹飪，熱量則是直接深入 食物內(nèi)部，所以烹飪

3、速度比其它爐灶快 4 至 10 倍，熱效率高達 80%以上。目前，其它各種爐 灶的熱效率無法與它相比。而微波爐由于烹飪的時間很短，能很好地保持食物中的維生素和天然風味。比如，用微波爐 煮青豌豆，幾乎可以使維生素 C 一點都不損失。另外，微波還可以消毒殺菌。使用微波爐時，應(yīng)注意不要空 " 燒"，因為空 "燒"時，微波的能量無法被吸收，這樣很容易損 壞磁控管。另外，人體組織是含有大量水分的，一定要在磁控管停止工作后，再打開爐門， 提取食物。微波爐的基本結(jié)構(gòu)微波爐的基本外形和構(gòu)造 門安全聯(lián)鎖開關(guān) - 確保爐門打開，微波爐不能工作，爐門關(guān)上，微波爐才能工作； 視

4、屏窗 - 有金屬屏蔽層，可透過網(wǎng)孔觀察食物的烹飪情況； 通風口 - 確保烹飪時通風良好； 轉(zhuǎn)盤支承 - 帶動玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動； 玻璃轉(zhuǎn)盤 - 裝好食物的容器放在轉(zhuǎn)盤上，加熱時轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，使食物烹飪均勻； 控制板 - 控制各檔烹飪； 爐門開關(guān) - 按此開關(guān)，爐門打開。工作原理(1) 爐腔。 爐腔是一個微波諧振腔， 是把微波能變?yōu)闊崮軐κ称愤M行加熱的空間。 為了使爐腔 內(nèi)的食物均勻加熱，微波爐爐腔內(nèi)設(shè)有專門的裝置。最初生產(chǎn)的微波爐是在爐腔頂部裝有金 屬扇頁，即微波攪拌器，以干擾微波在爐腔中的傳播，從而使食物加熱更加均勻。目前，則 是在微波爐的爐腔底部裝一只由微型電機帶動的玻璃轉(zhuǎn)盤，把被加熱食品放在轉(zhuǎn)盤上

5、與轉(zhuǎn)盤 一起繞電機軸旋轉(zhuǎn)， 使其與爐內(nèi)的高頻電磁場作相對運動， 來達到爐內(nèi)食品均勻加熱的目的。 國內(nèi)獨創(chuàng)的自動升降型轉(zhuǎn)盤，使得加熱更均勻，烹飪效果更理想。(2) 爐門：爐門是食品的進出口，也是微波爐爐腔的重要組成部分。對它要求很高，即要求 從門外可以觀察到爐腔內(nèi)食品加熱的情況，又不能讓微波泄漏出來。爐門由金屬框架和玻璃 觀察窗組成。觀察窗的玻璃夾層中有一層金屬微孔網(wǎng)，既可透過它看到食品，又可防止微波 泄漏。由于玻璃夾層中的金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔大小是經(jīng)過精密計算的，所以完全可以阻擋微波的穿 透。為了防止微波的泄漏， 微波爐的開關(guān)系統(tǒng)由多重安全聯(lián)鎖微動開關(guān)裝置組成。 爐門沒有關(guān)好， 就不能使微波爐工作，微

6、波爐不工作，也就談不上有微波泄漏的問題了。 為了防止在微波爐爐門關(guān)上后微波從爐門與腔體之間的縫隙中泄漏出來，在微波爐的爐門四 周安有抗流槽結(jié)構(gòu)，或裝有能吸收微波的材料，如由硅橡膠做的門封條，能將可能泄漏的少 量微波吸收掉?？沽鞑凼窃陂T內(nèi)設(shè)置的一條異型槽結(jié)構(gòu)，它具有引導微波反轉(zhuǎn)相位的作用。 在抗流槽入口處，微波會被它逆向的反射波抵銷，這樣微波就不會泄漏了。由于門封條容易破損或老化而造成防泄作用降低，因此現(xiàn)在大多數(shù)微波爐均采用抗流槽結(jié)構(gòu) 來防止微波泄漏，很少采用硅橡膠門封條。抗流槽結(jié)構(gòu)是從微波輻射的原理上得到的防止微 波泄漏的穩(wěn)定可 *的方法。廣東格蘭仕企業(yè) (集團) 公司生產(chǎn)的格蘭仕微波爐所采用

7、的就是國 際上最先進的抗流槽結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，加上其開發(fā)研制的多重防微波泄漏技術(shù)，使微波泄漏 控制技術(shù)達到國際先進水平。(3) 電氣電路：電氣電路分高壓電路、控制電路和低壓電路三部分。(a) 高壓電路： 高壓變壓器次級繞組之后的電路為高壓電路， 主要包括磁控管、 高壓電容器、 高壓變壓器、高壓二極管。(b) 磁控管：磁控管是微波爐的心臟，微波能就是由它產(chǎn)生并發(fā)射出來的。磁控管工作時需 要很高的脈動直流陽極電壓和約34V的陰極電壓。由高壓變壓器及高壓電容器、高壓二極管構(gòu)成的倍壓整流電路為磁控管提供了滿足上述要求的工作電壓。(c) 低壓電路：高壓變壓器初級繞組之前至微波爐電源入口之間的電路為低壓電路

8、，也包括 了控制電路。主要包括保險管、熱斷路器保護開關(guān)、聯(lián)鎖微動開關(guān)、照明燈、定時器及功率 分配器開關(guān)、轉(zhuǎn)盤電機、風扇電機等。(4) 定時器。微波爐一般有兩種定時方式，即機械式定時和計算機定時?；竟δ苁沁x擇設(shè) 定工作時間，設(shè)定時間過后，定時器自動切斷微波爐主電路。(5) 功率分配器。 功率分配器用來調(diào)節(jié)磁控管的平均工作時間 (即磁控管斷續(xù)工作時， " 工作"、 "停止 "時間的比例)，從而達到調(diào)節(jié)微波爐平均輸出功率的目的。機械控制式一般有36個刻度文件位，而計算機控制式微波爐可有 10 個調(diào)整檔位。(6) 聯(lián)鎖微動開關(guān)。聯(lián)鎖微動開關(guān)是微波爐的一組重要安

9、全裝置。它有多重聯(lián)鎖作用，均通 過爐門的開門按鍵或爐門把手上的開門按鍵加以控制。當爐門未關(guān)閉好或爐門打開時，斷開 電路，使微波爐停止工作。(7) 熱斷路器。熱斷路器是用來監(jiān)控磁控管或爐腔工作溫度的組件。當工作溫度超過某一限 值時，熱斷路器會立即切斷電源，使微波爐停止工作。使用、維護上的禁忌 一 微波爐要放置在通風的地方，附近不要有磁性物質(zhì)，以免干擾爐腔內(nèi)磁場的均勻狀態(tài)， 使工作效率下降。還要和電視機、收音機離開一定的距離，否則會影響視、聽效果。 二 爐內(nèi)未放烹飪食品時，不要通電工作。不可使微波爐空載運行，否則會損壞磁控管，為 防止一時疏忽而造成空載運行，可在爐腔內(nèi)置一盛水的玻璃杯。 三 凡金屬

10、的餐具，竹器、塑料、漆器等不耐熱的容器，有凹凸狀的玻璃制品，均不宜在微 波爐中使用。瓷制碗碟不能鑲有金、銀花邊。盛裝食品的容器一定要放在微波爐專用的盤子 中，不能直接放在爐腔內(nèi)。 四微波爐的加熱時間要視材料及用量而定，還和食物新鮮程度、含水量有關(guān)。由于各種食 物加熱時間不一，故在不能肯定食物所需加熱時間時，應(yīng)以較短時間為宜，加熱后可視食物 的生熟程度再追加加熱時間。否則，如時間太長，會使食物變得發(fā)硬，失去香、色、味。按 照食物的種類和烹飪要求，調(diào)節(jié)定時及功率(溫度)旋鈕，可以仔細閱讀說明書，加以了解。 五 帶殼的雞蛋、帶密封包裝的食品不能直接烹調(diào)。以免爆炸。 六 一定要關(guān)好爐門， 確保連鎖開關(guān)

11、和安全開關(guān)的閉合。 微波爐關(guān)掉后， 不宜立即取出食物， 因此時爐內(nèi)尚有余熱，食物還可繼續(xù)烹調(diào)，應(yīng)過 1 分鐘后再取出為好。七爐內(nèi)應(yīng)經(jīng)常保持清潔。 在斷開電源后， 使用濕布與中性洗滌劑擦拭， 不要沖洗， 勿讓水流 入爐內(nèi)電器中。 八 定期檢查爐門四周和門鎖，如有損壞、閉合不良，應(yīng)停止使用，以防微波泄漏。不宜把 臉貼近微波爐觀察窗，防止眼睛因微波輻射而受損傷。也不宜長時間受到微波照射，以防引 起頭暈、目眩、乏力、消瘦、脫發(fā)等癥狀，使人體受損。使用微波爐的 9 個禁忌1. 忌用普通塑料容器：一是熱的食物會使塑料容器變形，二是普通塑料會放出有毒物質(zhì)，污 染食物，危害人體健康。使用專門的微波爐器皿盛裝食

12、物放入微波爐中加熱，2. 忌用金屬器皿：因為放入爐內(nèi)的鐵、鋁、不銹鋼、搪瓷等器皿，微波爐在加熱時會與之產(chǎn) 生電火花并反射微波，既損傷爐體又加熱不熟食物。3. 忌使用封閉容器：加熱液體時應(yīng)使用廣口容器，因為在封閉容器內(nèi)食物加熱產(chǎn)生的熱量不 容易散發(fā)，使容器內(nèi)壓力過高，易引起爆破事故。即使在煎煮帶殼食物時，也要事先用針或 筷子將殼刺破，以免加熱后引起爆裂、飛濺弄臟爐壁，或者濺出傷人。4. 忌超時加熱：食品放入微波爐解凍或加熱，若忘記取出，如果時間超過2 小時，則應(yīng)丟掉不要，以免引起食物中毒。5. 忌將肉類加熱至半熟后再用微波爐加熱：因為在半熟的食品中細菌仍會生長，第二次再用 微波爐加熱時，由于時間

13、短，不可能將細菌全殺死。冰凍肉類食品須先在微波爐中解凍，然 后再加熱為熟食。6. 忌再冷凍經(jīng)微波爐解凍過的肉類：因為肉類在微波爐中解凍后，實際上已將外面一層低溫 加熱了，在此溫度下細菌是可以繁殖的，雖再冷凍可使其繁殖停止，卻不能將活菌殺死。已 用微波爐解凍的肉類，如果再放入冰箱冷凍，必須加熱至全熟。7. 忌油炸食品：因高溫油會發(fā)生飛濺導致火災(zāi)。如萬一不慎引起爐內(nèi)起火時，切忌開門，而 應(yīng)先關(guān)閉電源，待火熄滅后再開門降溫。8. 忌將微爐置于臥室，同時應(yīng)注意不要用物品覆蓋微波爐上的散熱窗柵。9. 忌長時間在微波爐前工作： 開啟微爐后， 人應(yīng)遠離微波爐或人距離微波爐至少在 1 米之外。 如何清除微波爐

14、頑垢 微波爐用過后若不隨即擦拭，很容易在內(nèi)部結(jié)成油垢，所以只好用特別的招數(shù)除垢：將一個 裝有熱水的容器放入微波爐內(nèi)熱兩三分鐘，讓微波爐內(nèi)充滿蒸氣，這樣可使頑垢因飽含水分 而變得松軟，容易去除。清潔時， 用中性清潔劑的稀釋水先擦一遍， 再分別用清水洗過的抹布和干抹布作最后的清潔， 如果仍不能將頑垢除掉，可以利用塑料卡片之類來刮除，千萬不能用金屬片刮，以免傷及內(nèi) 部。最后，別忘了將微波爐門打開，讓內(nèi)部徹底風干。微波爐原理概述微波能量是由微波發(fā)生器產(chǎn)生的，微波發(fā)生器包括微波管和微波管電源兩個部分。其中 微波管電源（簡稱電源或微波源）的作用是把常用的交流電能變成直流電能，為微波管的工 作創(chuàng)造條件。微波

15、管是微波發(fā)生器的核心，它將直流電能轉(zhuǎn)變成微波能。微波管有微波晶體管和微波電子管兩大類。微波晶體管輸出功率較小，一般用于測量和 通訊等領(lǐng)域。微波電子管種類很多，常用的有磁控管、速調(diào)管、行波管等。它們的工作原理 不同、結(jié)構(gòu)不同、性能各異，在雷達、導航、通訊、電子對抗和加熱，科學研究等方面都得 到廣泛的應(yīng)用。由于磁控管的結(jié)構(gòu)簡單、效率高、工作電壓低、電源簡單和適應(yīng)負載變化的 能力強，因而特別適用于微波加熱和微波能的其他應(yīng)用。磁控管由于工作狀態(tài)的不同可分為 脈沖磁控管和連續(xù)波磁控管兩類。微波加熱設(shè)備主要工作于連續(xù)波狀態(tài)，所以多用連續(xù)波磁 控管。磁控管是一種用來產(chǎn)生微波能的電真空器件。實質(zhì)上是一個置于恒

16、定磁場中的二極管。 管內(nèi)電子在相互垂直的恒定磁場和恒定電場的控制下，與高頻電磁場發(fā)生相互作用，把從恒 定電場中獲得能量轉(zhuǎn)變成微波能量，從而達到產(chǎn)生微波能的目的。磁控管種類很多，這里主要介紹多腔連續(xù)波磁控管。磁控管由管芯和磁鋼（或電磁鐵）組成。管芯的結(jié)構(gòu)包括陽極、陰極、能量輸出器和磁 路系統(tǒng)等四部分。管子內(nèi)部保持高真空狀態(tài)。下面分別介紹各部分的結(jié)構(gòu)及其作用。 1 陽極陽極是磁控管的主要組成之一，它與陰極一起構(gòu)成電子與高頻電磁場相互作用的空間。 在恒定磁場和恒定電場的作用下，電子在此空間內(nèi)完成能量轉(zhuǎn)換的任務(wù)。磁控管的陽極除與 普通的二極管的陽極一樣收集電子外，還對高頻電磁場的振蕩頻率起著決定性的作

17、用。陽極由導電良好的金屬材料（如無氧銅）制成，并設(shè)有多個諧振腔，諧振腔的數(shù)目必須 是偶數(shù)，管子的工作頻率越高腔數(shù)越多。陽極諧振腔的型式常為孔槽形、扇形和槽扇型，陽 極上的每一個小諧振腔相當于一個并聯(lián)的2C振蕩回路。以槽扇型腔為例，可以認為腔的槽部分主要構(gòu)成振蕩回路的電容， 而其扇形部分主要構(gòu)成振蕩回路的電感。 由微波技術(shù)理論可知， 諧振腔的諧振頻率與腔體的幾何尺寸成反比。腔體越大其工作頻率越低。于是，我們可以根 據(jù)腔體的尺寸來估計它的工作頻段。磁控管的陽極由許多諧振腔耦合在一起，形成一個復雜 的諧振系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的諧振腔頻率主要決定于每個小諧振腔的諧振頻率，我們也可以根據(jù) 小諧振腔的大小來估計

18、磁控管的工作頻段。磁控管的陽極諧振系統(tǒng)除能產(chǎn)生所需要的電磁振蕩外，還能產(chǎn)生不同特性的多種電磁振 蕩。為使磁控管穩(wěn)定的工作在所需的模式上,常用"隔型帶 "來隔離干擾模式 .隔型帶把陽極翼片一個間隔一個地連接起來 , 以增加工作模式與相鄰干擾模式之間的頻率間隔。另外, 由于經(jīng)能量交換后的電子還具有一定的能量 , 這些電子打上陽極使陽極溫度升高 , 陽極收集的電子越多 （即電流越大 ）, 或電子的能量越大 （能量轉(zhuǎn)換率越低 ）, 陽極溫度越高 , 因 此, 陽極需有良好的散熱能力 . 一般情況下功率管采用強迫風冷 , 陽極帶有散熱片 .大功率管則 多用水冷 , 陽極上有冷卻水套。

19、2 陰極及其引線磁控管的陰極即電子的發(fā)射體 , 又是相互作用空間的一個組成部分。 陰極的性能對管子的 工作特性和壽命影響極大，被視為整個管子的心臟。陰極的種類很多，性能各異。連續(xù)波磁控管中常用直熱式陰極，它由鎢絲或純鎢絲繞成 螺旋形狀，通電流加熱到規(guī)定溫度后就具有發(fā)射電子的能力。這種陰極具有加熱時間短和抗 電子轟擊能力強等優(yōu)點，在連續(xù)波磁控管中得到廣泛的應(yīng)用。此種陰極加熱電流大，要求陰極引線要短而粗，連接部分要接觸良好。大功率管的陰極 引線工作時溫度很高，常用強迫風冷散熱。磁控管工作時陰極接負高壓，因此引線部分應(yīng)有 良好的絕緣性能并能滿足真空密封的要求。為防止因電子回轟而使陽極過熱，磁控管工作

20、穩(wěn) 定后應(yīng)按規(guī)定降低陰極電流以延長使用壽命。3 能量輸出器能量輸出器是把相互作用空間中所產(chǎn)生的微波能輸送到負載去的裝置。能量輸出裝置的 作用是無損耗，無擊穿地通過微波，保證管子的真空密封，同時還要做到便于與外部系統(tǒng)相 連接。小功率連續(xù)波磁控管大多采用同軸輸出在陽極諧振腔高頻磁場最強的地方。放置一個 耦合環(huán)，當穿過環(huán)面的磁通量變化時，將在環(huán)上產(chǎn)生高頻感應(yīng)電流，從而將高頻功率引到環(huán) 外。耦合環(huán)面積越大耦合越強。大功率連續(xù)波磁控管常用軸向能量輸出器，輸出天線通過極靴孔洞連接到陽極翼片上。 天線一般做成條狀或圓棒也可為錐體。整個天線被輸出窗密封。輸出窗常用低損耗特性的玻璃或陶瓷制成。它不須保證微波能量

21、無損耗的通過和具有良 好的真空氣密性。大功率管的輸出窗常用強迫風冷來降低由于介質(zhì)損耗所產(chǎn)生的熱量。 4磁路系統(tǒng)磁控管正常工作時要求有很強的恒定磁場，其磁場感應(yīng)強度一般為數(shù)千高斯。工作頻率 越高，所加磁場越強。磁控管的磁路系統(tǒng)就是產(chǎn)生恒定磁場的裝置。磁路系統(tǒng)分永磁和電磁 兩大類。永磁系統(tǒng)一般用于小功率管，磁鋼與管芯牢固合為一體構(gòu)成所謂包裝式。大功率管 多用電磁鐵產(chǎn)生磁場，管芯和電磁鐵配合使用，管芯內(nèi)有上、下極靴，以固定磁隙的距離。 磁控管工作時，可以很方便的靠改變磁場強度的大小，來調(diào)整輸出功率和工作頻率。另外， 還可以將陽極電流饋入電磁線包以提高管子工作的穩(wěn)定性。5磁控管的正確使用磁控管是微波應(yīng)用設(shè)備的心臟，因此，磁控管的正確使用是維護微波設(shè)備正常工作的必要條件。磁控管在使用時應(yīng)注意以下幾個問題：一、負載要匹配。無論什么設(shè)備都要求磁控管的輸出負載盡可能做到匹配，也就是它的電壓駐波比應(yīng)盡可 能的小。駐波大不僅反射功率大，使被處理物料實際得到的功率減少，而且會引起磁控管跳 模和陰極過熱，嚴重時會損壞管子。跳模時，陽極電流忽然出現(xiàn)跌落。弓I起跳模的原因除管 子本身模式分隔度小外，主要有以下幾個方面：；(1)電源內(nèi)阻太大，空