[发明专利]微波源发射功率控制方法及微波发射系统

说明书

本发明涉及微波发射功率控制技术。本发明公开了一种微波源发射功率控制方法，包括步骤：a、设定采样率、反射功率阈值和反射功率变化率阈值；b、按照设定的采样率采集负载反射功率；c、根据步骤b采集的反射功率计算反射功率变化率；d、将采集的反射功率和计算得到的反射功率变化率与设定阈值及进行比较，当反射功率或反射功率变化率超过设定阈值执行步骤e，否则返回步骤b；e、向微波源发出控制信号调整发射功率；f、返回步骤b。本发明同时公开了采用上述方法进行微波源发射功率控制的微波发射系统。本发明的技术方案运用十分广泛，既可对单一磁控管微波源进行调控，也可对多个磁控管组成的微波源进行调控，非常适合工业微波加热系统的控制。

技术领域

本发明属于微波能应用领域，特别涉及微波发射功率控制技术，具体是微波源发射功率控制方法及微波发射系统。

背景技术

近年来，微波能作为一种清洁，绿色的能源迅速在各个领域得到了广泛的应用。目前微波能在工业中的应用主要有冶金，食品处理，废品处理和化工等领域，主要是利用微波进行物料的加热处理。因工业应用的大规模性，微波反应器处理量大，要求馈入的功率也非常高，工业中常常使用磁控管作为微波源对物料进行加热。许多物料在加热过程中除了伴随物理性状的变化往往还涉及化学反应，其介电特性变化复杂，导致物料与微波的相互作用发生改变，特别是物料对于微波的反射性能的变化是一个值得关注的问题。物料微波反射性能的变化，可能导致反射功率突变，引起磁控管跳模，从而影响磁控管的工作状态，甚至导致磁控管损坏，这一定程度上制约了微波在工业上的大规模应用。

在磁控管的实际应用中，为了保护磁控管避免被反射功率烧坏，微波发射系统往往在磁控管与馈波口之间连接了环形器进行保护。但大功率环形器的隔离度通常只有20dB左右，而在实际工业应用中，所使用的磁控管的功率都很高。研究表明，-30dB～-40dB的反射就能使磁控管跳模，从而影响其正常工作。更有甚者，当入射功率很大，反射到达一定数值时，反射功率会加热磁控管。而磁控管的阴极灯丝很脆弱，很小的功率就能使其烧坏，导致磁控管报废。研究及实际应用都发现，磁控管的损坏往往都伴随着反射的骤增。

为了保护微波功率源以及生产安全，现有技术中也有通过监控微波反射功率控制微波源发射功率的技术。但是由于物料介电特性变化的复杂性，效果都不理想。监控阈值设置高一点，反射功率已经产生了作用控制装置还没有动作，可能起不到保护作用。监控阈值设置低一点，往往又会影响物料的加热效率和效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种微波源发射功率控制方法及其微波发射系统，根据反射功率及其变化率对微波源功率进行控制。

为了实现上述目的，根据本发明具体实施方式的一个方面，提供了一种微波源发射功率控制方法，其特征在于，包括步骤：

a、设定采样率、反射功率阈值和反射功率变化率阈值；

b、按照设定的采样率采集负载反射功率；

c、根据步骤b采集的反射功率计算反射功率变化率；

d、将采集的反射功率和计算得到的反射功率变化率与设定阈值进行比较，当反射功率或反射功率变化率超过设定阈值执行步骤e，否则返回步骤b；

e、向微波源发出控制信号调整发射功率；

f、返回步骤b。

进一步的，步骤a中，根据负载特性设定采样率。

进一步的，所述控制信号包括发射功率调整量信息。

具体的，所述微波源为磁控管微波源。

具体的，所述磁控管微波源至少包括2只磁控管。

具体的，所述微波源用于加热物体。