[发明专利]一种基于微波诱导定向加热技术的高温测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于微波诱导定向加热技术的高温测量装置及方法。包括：微波测温装置，圆柱型空腔结构，中部为微波加热区、上部或下部分别为测温区或样品放置区；样品放置区设置样品放置结构，样品放置结构能够纵向移动，测温区设置上防微波泄漏板、导向板，上防微波泄漏板能够纵向移动；导向板和上防微波泄漏板的中心区域分别设置空心凸台，导向板的空心凸台能够配合伸入到上防微波泄漏板的空心凸台中。建立样品温度与时间的关系，利用反推的方法，用于测量样品降温过程的初始高温或称为所需样品温度。减少热量散失，测量更准确。

技术领域

本发明属于微波加热与高温测量技术领域，具体涉及一种基于微波诱导定向加热技术的高温测量装置及方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

物质在微波场中的吸波升温特性，主要是指物料与微波相互作用吸收微波能力强弱、吸收微波后的升温快慢、升温高低等综合特性。获得样品的吸波升温特性变化参数，是保障产品品质和选择适当微波加热工艺，及设计合理的微波高温反应器的基础。其中，在借助微波加热使样品达到高温或玻璃化时，所需约800℃或更高的温度。但是目前对微波场中的高温测量方法依旧存在准确性和经济性等难题，如表1所示。

当前所测微波加热样品的高温，可能已是其大幅降温后的温度，这将导致样品升温特性与样品品质等参数之间不准确的关系。因为高温样品与相对低温的微波炉膛之间的较大温差，及测温装置无法避免的响应时间延迟，均会造成高温样品较快的散热损失，导致测得的样品温度小于其实际温度。

为了利用微波使样品加热到指定的温度，如果不能准确测量样品的最高温度，则难免会通过增大微波辐照功率或辐照时间实现。但是这不仅会增大微波能耗，还可能因为过度高温而降低产品品质。虽然配备更高端的测温装置可以提高测温准确度，但是改善程度有限，还会显著增加经济成本。因此，对于微波场中样品高温的测量，如何比较经济地提高其准确度，依旧是亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于微波诱导定向加热技术的高温测量装置及方法。用于测量样品降温过程的初始高温或称为所需样品温度。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种基于微波诱导定向加热技术的高温测量装置，包括：

微波测温装置，圆柱型空腔结构，中部为微波加热区、上部或下部分别为测温区或样品放置区；

样品放置区设置样品放置结构，样品放置结构能够纵向移动，测温区设置上防微波泄漏板、导向板，上防微波泄漏板能够纵向移动；

导向板和上防微波泄漏板的中心区域分别设置空心凸台，导向板的空心凸台能够配合伸入到上防微波泄漏板的空心凸台中。

微波加热的特点是，微波进入到物质的内部，造成分子的运动和相互摩擦效应等，所以使样品的温度升高，不同于传热的加热方式，样品周围的温度与样品的温度具有较大的差别。所以利用测温结构测量样品周围的温度，导致测量不准确。

而且，微波加热样品达到高温时，可能达到样品的玻璃化温度，所以温度会很高，可能达到800℃或更高的温度，高温样品与周围的温差较大，如果测量周围的温度或者测量延迟，样品的热量已经散失，会导致样品的温度测量不准确。

本发明通过微波测温装置测量微波加热后的样品的温度，得到降温曲线，然后反推得到降温前的最高温度。

微波测量装置，通道上防微波泄漏板覆盖住样品，减少热量散失，通过导向板和上防微波泄漏板的配合，使热电偶的测量端导入到样品的中心区域。能够准确的测量到某个时刻，样品降温过程中的温度，得到准确的拟合函数。