[发明专利]一种微波功率源与反应腔的自适应匹配方法及系统

说明书

本发明公开了污水处理技术领域的一种微波功率源与反应腔的自适应匹配方法及系统。通过调整位于微波功率源与反应腔之间的自适应匹配网络的参数，使得反应腔在不同工作状态下与微波功率源阻抗匹配，所述自适应匹配网络由压控电容和压控电感组成。采用本发明的方法，当反应腔处于不同工作阶段和状态下，系统能自动实现反应腔和微波功率源之间的阻抗匹配，提升微波功率的利用率，增强了反应腔的工作稳定性，提高了系统的工作效率。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种微波功率源与反应腔的自适应匹配方法及系统。

背景技术

利用大功率微波对反应腔中物质的电磁作用，大幅提升废水的处理效率，形成了新一代的微波射频技术在环保行业的应用系统。其中，微波功率源提供大功率的射频信号，反应腔利用大功率射频信号对物质进行电磁场作用以加快物质活化分离的速度。

在传统的微波功率源与反应腔的系统中，当反应腔处于不同工作状态时，反应腔激励端口的特性阻抗会发生明显变化，使微波功率源与反应腔之间不能有良好的阻抗匹配，导致微波功率源输出端的反射功率增加，系统的功耗增加，工作效率降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种微波功率源与反应腔的自适应匹配方法及系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种微波功率源与反应腔的自适应匹配方法，通过调整位于微波功率源与反应腔之间的自适应匹配网络的参数，使得反应腔在不同工作状态下与微波功率源阻抗匹配，自适应匹配网络由压控电容和压控电感组成。

具体步骤包括：

S1，获取微波功率源的输出端口特性阻抗和反应腔的输入端口特性阻抗，反应腔的输入端口特性阻抗随着反应腔内储存的污水状态而变化；

S2，根据微波功率源的输出端口特性阻抗和反应腔的输入端口特性阻抗求得微波功率源输出端口的反射系数；

S3，判断微波功率源输出端口的反射系数是否小于预设的反射系数阈值；若否，减小微波功率源的输出功率，并通过改变电压的方式改变压控电容的电容值和压控电感的电感值，使得反应腔与微波功率源阻抗匹配，并且微波功率源输出端口的反射系数小于预设的反射系数阈值，再将微波功率源的输出功率增大到预设功率。

一种微波功率源与反应腔的自适应匹配电路，包括微波功率源、定向耦合器、检波电路、监控电路、反应腔，还包括自适应匹配单元、输出功率检波电路和反射功率检波电路，微波功率源、定向耦合器、自适应匹配单元和反应腔串联，微波功率源输出的功率信号，依次通过定向耦合器和自适应匹配单元，输出到反应腔；

定向耦合器接收微波功率源输出的功率信号，在输出功率信号到自适应匹配单元的同时，将输出采样信号输出到输出功率检波电路，将反射采样信号输出到反射功率检波电路；

输出功率检波电路从定向耦合器获取输出采样信号，并输出检波输出采样信号到监控电路；

反射功率检波电路从定向耦合器获取反射采样信号，并输出检波反射采样信号到监控电路，

监控电路，根据输入的检波输出采样信号和检波反射采样信号，输出控制电压到自适应匹配单元；

自适应匹配单元根据控制电压，调整反应腔输入端口等效特性阻抗，当反应腔的输入端口特性阻抗随着反应腔内储存的污水状态变化时，微波功率源输出端口的反射系数小于预设的反射系数阈值。

定向耦合器为两个，其中一个定向耦合器将输出采样信号输出到输出功率检波电路，其中一个将反射采样信号输出到反射功率检波电路，定向耦合器的方向性D≥25dB。