[实用新型]一种用于微波和紫外线联合固化的缝隙同轴激发装置

说明书

本实用新型涉及微波无极紫外灯领域，是指一种用于微波和紫外线联合固化的缝隙同轴激发装置，解决了现有技术中微波或者紫外线固化材料韧性低技术问题，本实用新型一种用于微波和紫外线联合固化的缝隙同轴激发装置，包括设置有微波馈入装置的非均匀开缝同轴紫外激发装置，缝隙同轴波导，光谱仪和功率计，无极紫外灯，所述开缝是三列缝隙间距不同、缝隙数量递减的竖直缝隙，通过微波和紫外线对材料固化，本实用新型通过微波和紫外线联合固化，大大提高固化的效率和效果；本实用新型公开的装置通过馈入微波经非均匀开缝的同轴装置辐射，在距开缝单元1mm处放置无极紫外灯，电场在紫外灯处均匀分布，产生紫外，同时辐射微波，实现了紫外和微波双重固化功能。

技术领域

本实用新型涉及微波无极紫外灯领域，特别是指一种用于微波和紫外线联合固化的缝隙同轴激发装置。

背景技术

微波固化是利用电磁场的热效应作用于被固化材料的结果。微波对被固化材料的热效应是使材料结构变化。紫外线固化是指波长在180～400nm范围的紫外线具有破坏被固化材料中的分子结构的作用，从而达到固化的效果。尤其波长为253.7nm的紫外线，其固化作用最强。

在微波方面，对于某些物质而言，例如玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是完全穿透而不被吸收，影响微波热效应而减弱微波的固化能力；水和某些食物等就会吸收微波而使微波能转化为热能，通过热效应进行固化；对金属类东西，微波则会全反射。在紫外线方面，紫外线的穿透力弱、短时间照射的固化效果并不理想，固化的有效距离也很短。因此，亟需一种新型高效微波紫外结合的双重固化方法。

实用新型内容

本实用新型公开的一种用于微波和紫外线联合固化的缝隙同轴激发装置，可控制微波和紫外的比例，且能保障微波激发紫外的强度。

本实用新型的技术方案是这样实现的：采用时域有限差分的方法设计出一种用于微波和紫外线联合固化的缝隙同轴激发装置，主要是参考对各个缝隙间的间距和数量对电场均匀性的影响，最终确定开缝结构为：从馈波一侧开缝数量从依次递减，第一列为三个，第二列为两个，第三列一个的竖直缝隙，各列缝隙之间间距不等，然后通过FDTD方法对设计出的缝隙同轴耦合微波紫外一体源的装置进行电磁场的模拟仿真，得到距开缝单元1mm处的电场数值，最后通过Matlab编程测试电场与均匀性是否符合要求。

一种用于微波和紫外线联合固化的缝隙同轴激发装置，连接微波源和无极紫外灯，无极紫外灯是一种基于抛物面反射的紫外灯装置，其前端为BJ-22矩形波导，中部过渡段为矩形喇叭，后端为加载抛物面的矩形腔体，腔体末端为短路面；其中抛物面中部开有用于微波耦合进入后端腔体的矩形窄缝。

进一步地，所述不均匀开缝结构的同轴波导的三列缝隙分别为三个开缝、两个开缝和一个开缝；所述开缝宽度为4mm—6mm。

连接有微波馈入装置的非均匀开缝同轴紫外激发装置，所述微波馈入装置包括微波源、环形器、负载、耦合器、波同转换装置，用于激发紫外灯的缝隙同轴波导，光谱仪，还包括功率计，所述功率调节装置连接微波馈入装置。

进一步地，所述微波源是指磁控管微波源或半导体固态源。

进一步地，所述波同转换装置用于矩形波端口TE₁₀模转换成同轴波端口TEM模。

进一步地，所述功率计是指监测微波激发紫外灯时的功率，用于准确检测激发过程中的输入功率和反射功率，还包括双定向耦合器，所述双定向耦合器设置于环形器与缝隙同轴波导之间，用于耦合输入功率和反射功率。

进一步地，所述光谱仪置于无极紫外灯一侧，用于无极紫外灯的吸收光谱测量。