CN102980833B - 一种微波加热重量检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波加热重量检测装置，包括气体处理装置、微波内腔壳、设置在微波内腔的用于放置石英瓶的陶瓷板、设置在微波内腔壳外底部的支撑板；石英棒的一端通过固定夹设置在支撑板上，另一端穿过微波内腔壳底部的石英棒插孔伸入微波内腔，用于支撑陶瓷板；所述气体处理装置包括气体处理器、风机，气体处理器的一端通过导气管与微波内腔壳的气体出口连通，所述气体处理器的另一端通过管路与风机连通；压力传感器通过压力传感器插孔伸入微波内腔。本装置能有效地稳定微波加热时内腔的压力，并能调节内腔压力使其变为所设定的压力值，从而可以检测出微波加热及热解过程中重量的在线变化，且该装置造价低、实用性强，并符合环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及重量检测装置，尤其涉及一种微波加热重量检测装置。
背景技术
微波是波长很短（波长范围通常为0.1mm到1m）的电磁波，其频率为300MHz~300GHz，国家准许微波加热设备使用的频率为915MHz和2450MHz。
由分子的介电结构来分类，分子可以分为极性分子和非极性分子。极性分子会在电磁场的作用下，由散乱的分布状态变为与电磁场方向相同的整齐状态，而微波电磁场的方向是不断改变的，所以极性分子就会随着电磁场方向的改变而不断地来回变化振动，分子就会产生剧烈的运动，然后极性分子就会互相摩擦碰撞产生大量热量，这些热量能够加热物料而使物料温度上升，又由于微波的频率即为微波电磁场方向的改变次数，且微波的频率高达915MHz和2450MHz，因此微波能量可以瞬间转变为物料的热能，而且热量非常巨大。
与常规加热相比，微波加热因具有①加热瞬时性、②加热均匀性、③加热节能性、④加热选择性、⑤加热控制性好等优点，而得到了很多研究人员以及企业的青睐，而且认为微波加热在生物质能源转化方面将有更大的发展前景。然而，最近几年对于微波加热生物质等材料时，研究人员和企业主要研究其微波加热的温度变化规律，而在研究微波加热重量变化时却出现重量检测不稳定的问题，这主要是因为对物料进行微波加热时，析出大量的挥发分、液滴状生物质油以及热量，这使得微波内腔的压力发生急剧变化，而准确的重量检测需要在常压下进行。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种微波加热重量检测装置，有效地稳定微波加热时内腔的压力，并能调节内腔压力使其变为所设定的压力值，从而可以检测出微波加热及热解过程中重量的在线变化，且该装置造价低、实用性强，并符合环保要求。
本发明通过下述技术方案实现：
一种微波加热重量检测装置，包括气体处理装置、微波内腔壳、设置在微波内腔的用于放置石英瓶的陶瓷板、设置在微波内腔壳外底部的支撑板；石英棒的一端通过固定夹设置在支撑板上，另一端穿过微波内腔壳底部的石英棒插孔伸入微波内腔，用于支撑陶瓷板；气体处理装置包括气体处理器、风机，气体处理器的一端通过导气管与微波内腔壳的气体出口连通，所述气体处理器的另一端通过管路与风机连通；压力传感器通过压力传感器插孔伸入微波内腔。支撑板放置在电子天平上。石英棒有3根，呈三角形分布。
石英棒的外表面与石英棒插孔的内壁面之间不接触。风机还连接微波控制系统，该微波控制系统包括一个PID调节器。
在微波内腔设有热电偶，该热电偶通过热电偶插孔伸入微波内腔。
压力传感器的端部距离陶瓷板上表面0.01m～0.1m，距离石英瓶侧面0.01m～0.1m。
微波内腔壳还设有一个气体入口、红外测温仪插孔；在红外测温仪插孔上设有红外测温仪。
本发明与现有的技术相比具有以下优点：
所述气体处理装置包括气体处理器、风机，气体处理器的一端通过导气管与微波内腔壳的气体出口连通，气体处理器的另一端通过管路与风机连通，风机还连接PID调节器。通过压力传感器测量微波内腔的压力，并利用PID调节器调节风机功率，改变抽吸微波内腔的气体量，进而有效地稳定微波加热时内腔的压力。
设置在微波内腔的用于放置石英瓶的陶瓷板、设置在微波内腔壳外底部的支撑板；石英棒的一端通过固定夹设置在支撑板上，另一端穿过微波内腔壳底部的石英棒插孔伸入微波内腔，用于支撑陶瓷板，石英棒的外表面与石英棒插孔的内壁面之间不接触；在压力稳定的环境下，可以准确地在线检测出重量的变化情况；
本装置价格低、实用性强、技术手段简便易行，并符合环保要求，可广泛地使用于微波加热及热解过程中重量变化的在线检测，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明微波加热重量检测装置的结构示意图。
图2为图1中A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1、图2所示，本发明微波加热重量检测装置，包括气体处理装置、微波内腔壳11、设置在微波内腔10的用于放置石英瓶22的陶瓷板20、设置在微波内腔壳11外底部的支撑板14；石英棒17的一端通过固定夹12设置在支撑板14上，另一端穿过微波内腔壳11底部的石英棒插孔15伸入微波内腔10，用于支撑陶瓷板20；所述气体处理装置包括气体处理器8、风机9，气体处理器8的一端通过导气管5与微波内腔壳11的气体出口4连通，所述气体处理器8的另一端通过管路与风机9连通；压力传感器7通过压力传感器插孔6伸入微波内腔10。
石英棒17的外表面与石英棒插孔15的内壁面之间不接触。所述风机还连接微波控制系统(图中未示出)，该微波控制系统包括一个PID调节器。
支撑板14放置在电子天平13上。电子天平13也与微波控制系统相连，作用为进行实时在线记录与显示。
石英瓶22内装有物料21。在微波内腔10设有热电偶3，该热电偶3通过热电偶插孔2伸入微波内腔10。热电偶3的探头插入物料21中，所处位置为石英瓶22横截面的中心，物料21厚度一半的位置，所测量的温度值通过微波控制系统进行实时在线记录与显示。
在微波内腔壳11内设有热电偶3，该热电偶3通过热电偶插孔2伸入微波内腔壳11内。
压力传感器7的端部距离陶瓷板20上表面0.01m～0.1m，距离石英瓶22侧面0.01m～0.1m。压力传感器7通过微波控制系统再与风机9相连接。通过压力传感器7测量出微波内腔的压力信号，并将其传送至PID调节器，与设定压力值进行比对，然后根据比对的结果调节风机9的功率，使其对微波内腔进行抽吸气体，直至微波内腔压力与设定压力值相等；设定压力值为在微波控制系统上输入的所需压力值。
石英棒17有3根，呈三角形分布，优先选用等边三角形布置。
微波内腔壳11还设有一个气体入口1、红外测温仪插孔19；在红外测温仪插孔19上设有红外测温仪18。红外测温仪18的探头正对物料21的中部，所测量的温度值通过微波控制系统进行实时在线记录与显示，并可与热电偶所测温度值进行比较、核对。
本微波加热重量检测装置的工作气体由气体入口1进入，在风机9的抽吸作用下由气体出口4排出，经过导气管5进入气体处理器8进行气体的处理与净化，最后由风机9处排出。
进行微波加热重量检测时，在微波控制系统处输入所需微波内腔压力，通入工作气体，压力传感器7对微波内腔10的压力进行实时测量并与所设定压力值比对，然后调节风机9的功率，让风机9对微波内腔10的气体进行抽吸，使微波内腔10的压力稳定于所设定的压力值，经过20min~30min后，打开微波按钮（图中未示出）对物料21进行加热，热电偶3与红外测温仪18对物料21的温度进行在线测量与记录，同时电子天平13开始工作，在线检测与记录物料的重量，直至微波加热过程结束。
如上所述便可较好的实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种微波加热重量检测装置，其特征在于，包括气体处理装置、微波内腔壳、设置在微波内腔的用于放置石英瓶的陶瓷板、设置在微波内腔壳外底部的支撑板；石英棒的一端通过固定夹设置在支撑板上，另一端穿过微波内腔壳底部的石英棒插孔伸入微波内腔，用于支撑陶瓷板；所述气体处理装置包括气体处理器、风机，气体处理器的一端通过导气管与微波内腔壳的气体出口连通，所述气体处理器的另一端通过管路与风机连通；压力传感器通过压力传感器插孔伸入微波内腔；
石英棒的外表面与石英棒插孔的内壁面之间不接触；风机还连接微波控制系统，该微波控制系统包括一个PID调节器；
通过压力传感器测量出微波内腔的压力信号，并将其传送至PID调节器，与设定压力值进行比对，然后根据比对的结果调节风机的功率，使其对微波内腔进行抽吸气体，直至微波内腔压力与设定压力值相等；
支撑板放置在电子天平上；
在微波内腔设有热电偶，该热电偶通过热电偶插孔伸入微波内腔；
压力传感器的端部距离陶瓷板上表面0.01m～0.1m，距离石英瓶侧面0.01m～0.1m。
2.根据权利要求1所述的微波加热重量检测装置，其特征在于，石英棒有3根，呈三角形分布。
3.根据权利要求1所述的微波加热重量检测装置，其特征在于，微波内腔壳还设有一个气体入口、红外测温仪插孔；在红外测温仪插孔上设有红外测温仪。
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