CN106714535B - 一种高屏蔽性大型屏蔽舱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高屏蔽性大型屏蔽舱，屏蔽舱为矩形六面体结构，屏蔽舱两侧为原木进出舱门，舱内布置有托盘传送带及支撑梁，舱内上下布置波导天馈系统，天馈系统通过专门的波导开孔引出与舱外的微波发生器连接，舱内还布置有照明、监控探头、模式搅拌器、温度传感器等设备，均设置舱壁过孔，屏蔽舱地面具备排水微波截止通道，不滞留残水，舱内设置抽风排湿系统，该屏蔽舱采用全焊接屏蔽方式，屏蔽舱壁各开口环节皆有良好的屏蔽手段，达到国标规定的限定值，舱外表面作隔热、保温、防腐、防盐雾和装修处理。屏蔽舱可降低舱体对微波能量的损耗，避免打火，另外为波导等设备提供固定承载条件。

Description

一种高屏蔽性大型屏蔽舱

技术领域

本发明涉及屏蔽舱领域，具体涉及一种高屏蔽性大型屏蔽舱。

背景技术

中国是木材生产大国，更是木材消费大国、木制家具的出口大国。长期以来中国木材产业资源供给一直建立在天然林资源基础之上,1998年中国政府实施天然林保护工程后，国家对西南国有林区、东北及内蒙古等重点国有林区天然林资源实施了禁伐、限伐政策。2014年1月，国家林业局下发了《关于切实做好全面停止商业性采伐试点工作的通知》，2016年4月中共中央、国务院《关于全面振兴东北地区等老工业基地的若干意见》，明确要求大小兴安岭和长白山等重点林区全面停止商业采伐。由此导致国内木材供需缺口巨大。为满足木材消费需求，我国从南美、北美、东南亚、俄罗斯、非洲等地大量进口木材，尤其以各种原木为主。根据中国海关统计年鉴，原木已成为中国最主要的进口大宗商品之一。

大量增加原木的进口隐藏着随原木进口带来的外来有害生物的传播与控制问题，即检疫处理问题。以往世界通行的检疫处理方法主要是采用化学药剂溴甲烷进行熏蒸处理。国内目前针对进口集装箱原木也是采取化学溴甲烷熏蒸技术进行原木病虫害处理，其处理方法主要存在三点弊端，一是溴甲烷为有毒气体，会带来严重的大气污染尤其对臭氧层的破坏；二是残留的溴甲烷对人员的健康会造成伤害，不符合职业健康要求；三是溴甲烷熏蒸处理一部集装箱原木需要24小时，增加了周转环节，降低生产效率。根据1997年《蒙特利尔议定书哥本哈根修正案》，由于溴甲烷对大气臭氧层的影响，发达国家已达成在2005年完全停止使用溴甲烷的协议，发展中国家也应在2015年前完全停止溴甲烷作为熏蒸处理剂使用。

从保护环境的角度出发，检疫除害处理手段必将朝着以物理处理为主流的方向发展，国际植物保护组织鼓励缔约方在木材检疫处理中开展用微波介电加热方式替代溴甲烷熏蒸方式。微波辐射处理技术因其快速、高效和经济的优点，处于快速杀灭木材害虫检疫研究前沿。该项目既满足国家检验检疫相关规定，实现环保与职业健康的国家化要求，又大大提高处理效率，解决木材市场的供需矛盾，是进行原木检疫处理的一种高效、经济、节能、环保的新手段。开发和研究微波检疫处理技术，不仅具有较好的经济价值，对提高口岸验放速度、增进“大通关”效能，对保护环境等，均具有十分重要的意义，社会效益十分巨大。

采用高功率微波均匀辐射介电加热技术替代原有化学溴甲烷熏蒸技术来实现集装箱原木病虫害处理，须要建设大型屏蔽舱，屏蔽舱的功能是避免微波泄露，提高能量利用效率，确保工作环境的安全。

发明内容

本发明公开了一种高屏蔽性大型屏蔽舱，该屏蔽舱为原木微波检疫提供一个基础的电磁屏蔽环境，通过在此空间内进行检测，获得可靠的检疫结果；屏蔽舱可降低舱体对微波能量的损耗，避免打火，另外屏蔽舱为波导及其他设备提供固定承载条件。

本发明的具体技术方案如下：

一种高屏蔽性大型屏蔽舱，屏蔽舱为矩形六面体结构，屏蔽舱的左右两侧为原木进出舱门，屏蔽舱的其他四侧是屏蔽墙；另外舱内布置的部件需要穿过屏蔽舱与外部控制系统相连接，穿舱部分需要作电磁屏蔽；舱内布置有托盘传送带及支撑梁，舱内上下布置波导天馈系统，天馈系统通过专门的波导开孔引出与舱外的微波发生器连接，开口处接有标准法兰，安装时将天馈系统的法兰在此处拧在一起，起到屏蔽作用；屏蔽舱内还布置有照明、监控探头、模式搅拌装置、温度传感设备，均设置舱壁过孔，其中照明、监控探头、模式搅拌装置、温度传感设备，均需穿过屏蔽舱，由舱体外部深入舱体内部，采用的屏蔽措施是：在穿墙结构外部连接一段波导管，波导管的口径对工作频率是截至的，波导管的长度按照损耗80dB的屏蔽效果设计，另一方面，避免了将这些部件直接暴露在高功率屏蔽舱内部，减少了其损坏和失效的几率。屏蔽舱地面具备排水微波截止通道，不滞留残水，舱内设置抽风排湿系统，采用网状风窗，对工作频率处于屏蔽状态，风窗开在屏蔽舱上部和侧部各四个。该屏蔽舱采用全焊接屏蔽方式，屏蔽舱壁各开口均加装截止波导进行过壁处理，达到国标规定的限定值，舱外表面作隔热、保温、防腐、防盐雾和装修处理。

进一步的，屏蔽舱的壳体净尺寸为15m×4m×3m(L×W×H)；采用六面镀锌钢板焊接而成，形成电磁屏蔽结构，钢板依附在钢龙骨结构上；

地面采用3mm镀锌钢板，墙面和顶面采用2mm镀锌钢板，满足屏蔽舱在不同频段范围的屏效要求，其中，主立柱截面为80×60×4(mm³)，柱距2m均布；横龙骨截面为60×40×3(mm³)，间距1m布置；竖龙骨截面为50×30×3(mm³)，焊于竖龙骨之间，间距1m；

屏蔽舱顶面设置14道顶主梁：截面为120×60×4(mm³)，跨度为4m，沿屏蔽舱宽度方向架设；顶面还设有：顶圈梁：截面为120×60×4(mm³)，沿屏蔽舱顶部周圈设置；顶龙骨：截面为50×30×3(mm³)，跨度为1m，形成1m×1m网格；

地面满铺40×2(mm²)，间距500mm均布，地圈梁规格为150×100×4(mm³)，地面采用3mm厚屏蔽钢板。

进一步的，屏蔽舱钢壳体内侧需作镀锌处理，提高导电性能和防腐蚀性能，屏蔽舱舱内腔钢结构表面镀锌厚度大于等于50μm；屏蔽钢壳体外侧安装玻镁板,玻镁板厚度2mm，避免热量的流失，提高能量使用效率；在玻镁板安装完成后，在玻镁板上粘贴白色铝塑板作为装饰面。

进一步的，考虑屏蔽舱内的排水，屏蔽舱地面钢板焊接时沿屏蔽舱长度方向考虑0.3％的坡度，并在最低处预留水波导将水做过壁处理后排出屏蔽舱外，土建预留相应管道汇入地下排水管网。

进一步的，屏蔽舱两端面各设置一樘垂直升降屏蔽门，规格为3.6m×1m，通过电动铰链拉动开启和闭合，大门主体采用H型钢构支撑，门扇主体在钢构内的导轨上运行，完全自动化的推拉门是通过气动阀门和电器元件的组合控制的，所有的控制是通过安装在主控制面板上逻辑控制器来实现的，可通过电脑远程控制。

单面屏蔽门材料组成包括：铍青铜、120×80×6mm方管、1.2mm镀锌板、1.2mm冷轧钢板、纯锡条、螺丝；120×80×6mm方管组成框架结构，门面采用1.2mm厚镀锌板，边框朝向屏蔽舱部分开口，内部含有气囊，气囊外包裹一层铍青铜，当屏蔽门下降到位时，充气闭门，起到屏蔽效果；屏蔽门的锁紧为双点斜楔锁紧结构，采用单刀插入式电磁密封技术，以铁为基体的镀铜复合刀口，可拆卸式铍青铜双排簧片，能有效地形成电磁密封腔，电磁密封可靠；簧片维修更换方便，内外门板为双层绝缘结构，具有较高的屏蔽效能，屏蔽门采用喷漆工艺，整体美观，外形漂亮，运行平稳，安全可靠；

屏蔽门参数、性能：800MHz～1.5GHz，屏蔽效能：大于等于100dB，提升气缸使用压力0.5MPa，气囊充气压力0.1MPa，

运行流程：开门、放气20s、提升气缸准备、提升信号、点动、屏蔽门上升、提升到位、等待、下降信号、点动、屏蔽门下降、下降到位、充气闭门。

进一步的，屏蔽门采用电动平移(X、Y方向)的传动方式，锁紧采用气动锁紧，升降台采用液压油缸驱动模式。

进一步的，模式搅拌装置包括：金属扇叶、电机、非金属传动杆、过壁圆波导；金属扇叶由电机驱动，电机通过非金属传动杆与金属扇叶连接，过壁圆波导通过法兰结构与屏蔽舱相连接。

进一步的，玻璃钢托盘由横梁、底板和金属框架组成；横梁为玻璃钢材质，两端安装在金属框架上；底板为玻璃钢材质；框架为钢框架结构，用于固定所述横梁。

进一步的，天馈系统包含八个天馈单元，每个天馈单元均包括频率源、三销钉调谐器、屏蔽窗、通风波导、馈电直波导、E面弯波导、H面弯波导、弧光探测仪、天线、波导缝隙塞；

频率源置于金属屏蔽墙外面；天线置于金属屏蔽墙内，天线上部为第一波导缝隙天线，下部为第二波导缝隙天线。

根据GB5959.6-2008《工业微波加热设备的安全规范》6.1微波泄露极限的规定，处于“正常运行”状态下的微波加热设备，在距其任何部位的距离等于或大于0.05m处的任何易接近处，其微波泄露功率密度应不大于5mW/cm²；对处于“非正常运行”状态下的微波加热设备，则应不超过100mW/cm²。根据GB8702-2014《电磁环境控制限值》规定在30MHz～3000MHz频率范围内公众暴露控制限值：40μW/cm²。屏蔽舱屏蔽性能：≥100dB@0.8GHz～1GHz。

本发明的有益效果：根据本项目的微波发生器数量和布局，舱内四壁功率密度在170kw/cm²以下，在屏蔽舱对915MHz±10MHz微波信号达到80dB屏蔽性能时泄露功率密度1.7mW/cm²；屏蔽性能达到100dB时泄漏功率密度17μW/cm²。屏蔽舱屏蔽性能技术要求在100dB以上，因此泄露微波信号强度能满足以上规范的要求。

附图说明

图1屏蔽舱结构示意图；

图2屏蔽舱墙面龙骨布局示意图；

图3屏蔽舱顶面结构示意图；

图4地面结构示意图；

图5龙骨层搭设效果图；

图6-1关闭状态下屏蔽门示意图；

图6-2开启状态下屏蔽门示意图；

图7皮带安装示意图；

图8-1截止波导内能量场分布示意图；

图8-2衰减量与波导宽度的关系示意图；

图9灯具安装屏蔽箱示意图；

图10监控安装屏蔽箱示意图；

图11-1、图11-2铝塑板装修效果图；

图12为玻璃钢托盘结构图；

图13为模式搅拌装置结构图；

图14为微波介电加热检疫处理系统结构图；

图15为天馈系统示意图。

图中，1金属框架；2底板；3横梁；21-金属扇叶，22-非金属传动杆，23-过壁波导，24-电机，25-扇叶与非金属传动杆之间固定销(以下简称销1)，26-非金属传动杆与电机之间固定销(以下简称销2)；31屏蔽舱；32喷淋设备；33漏功率监测设备；34控制系统设备；35微波发生器；36模式搅拌器；37天馈子系统；38视频监控设备；39温度传感器；40出舱链板；41托盘传送带；42玻璃钢托盘；43进舱链板；44原木。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

屏蔽舱的壳体净尺寸为15m×4m×3m(L×W×H)。采用六面镀锌钢板焊接而成，形成电磁屏蔽结构，钢板依附在钢龙骨结构上。屏蔽舱结构如图1所示。

为减小屏蔽舱结构自身对微波能量的损耗，屏蔽钢壳体内侧需作良好的表面处理，提高导电性能和表面光洁度，舱内腔钢结构表面镀锌厚度：≥50μm；另外屏蔽钢壳体外侧作保温防护，避免热量的流失，提高能量使用效率。屏蔽舱的地面施工顺序应为舱内传送带支撑梁地桩首先完成施工，屏蔽舱在此基础上进行屏蔽钢板的拼装和焊接，确保整体的屏蔽性能。

为保证焊接质量，地面采用3mm镀锌钢板，墙面和顶面采用2mm镀锌钢板，满足屏蔽舱在不同频段范围的屏效要求。其中，主立柱截面为80×60×4(mm³)，柱距2m均布；横龙骨截面为60×40×3(mm³)，间距1m布置；竖龙骨截面为50×30×3(mm³)，焊于竖龙骨之间，间距1m。墙面龙骨布局示意如图2所示

顶面：考虑顶部设备(风扇及波导)重量略大，顶面设置14道钢主梁，跨度4m，间距1m，采用120×60×4(mm³)矩形管，沿屏蔽舱宽度方向架设。顶圈梁：截面为120×60×4(mm³)，沿屏蔽舱顶部周圈设置；顶龙骨：截面为50×30×3(mm³)，跨度为1m，形成1m×1m网格。顶面结构示意图如3图所示。

以上所有方管尺寸A×B×Cmm中A是指矩形管的长，B是指矩形管的宽，C是指矩形管的界面厚度，单位是mm。地面满铺40×2(mm²)屏蔽钢板，间距500mm均布，地圈梁规格为150×100×4(mm³)。为了减少焊接变形，地面采用3mm厚屏蔽钢板。地面结构示意图如图4所示。

考虑屏蔽舱内的排水，屏蔽舱地面钢板焊接时沿屏蔽舱长度方向考虑0.3％的坡度，并在最低处预留水波导将水做过壁处理后排出屏蔽舱外，土建预留相应管道汇入地下排水管网。

屏蔽舱屏蔽壳体采用成熟的二氧化碳保护焊接工艺，气候环境适应能力较强，不会因潮湿、电化学腐蚀、受力变形等影响屏蔽效能。龙骨搭设示意如图5所示。

屏蔽门

屏蔽舱两端面各设置一樘垂直升降屏蔽门，规格为3.6m×1m。通过电动铰链拉动开启和闭合。屏蔽门主要用作屏蔽舱工作时原木进出屏蔽舱的通道，大门主体采用H型钢构支撑，门扇主体在钢构内的导轨上运行。完全自动化的推拉门是通过气动阀门和电器元件的组合控制的，所有的控制是通过安装在主控制面板上逻辑控制器来实现的，可通过电脑远程控制。屏蔽门关闭/开启状态如图6-1、图6-2所示。

屏蔽门的锁紧为双点斜楔锁紧结构。采用单刀插入式电磁密封技术，以铁为基体的镀铜复合刀口，可拆卸式铍青铜双排簧片，能有效地形成电磁密封腔，电磁密封可靠。簧片维修更换方便。内外门板为双层绝缘结构，具有较高的屏蔽效能。屏蔽门采用喷漆工艺，整体美观，外形漂亮，运行平稳，安全可靠。

屏蔽门采用电动平移(X、Y方向)的传动方式，锁紧采用气动锁紧，升降台采用液压油缸驱动模式。

开门动作：通过电脑操作界面给出开门信号，锁紧装置逐渐松开，启动电机，门就会沿开始X方向移动(垂直屏蔽板体方向)，齿轮和机架安装在门前。当门达到固定限位后,向上的提拉电机动作，门扇作Y方向运动，Y方向上运动达到另一个限位位置，门立即停止运动。开门动作完成后给出提示信号。

关门动作：通过电脑操作界面给出关门信号，门扇由高位向下缓慢运动(Y方向)至固定位置，再由此位置向侧推进(X方向)，直至门扇与门框接触，启动簧片锁进系统完成大门关门动作。关门动作完成后给出提示信号。

大门的运行控制配有急停系统确保运行安全，备有断电应急保护装置，能使大门在断电的情况下完成一次安全操作。

大门的锁紧系统为气动锁紧，气缸系统配有储气设备，可使大门的气泵故障时运用储存的气使门扇与门框松开。

两侧屏蔽舱屏蔽门关闭到位、开门到位闭锁双路输出信号(短路接通为到位，断路为未到位)，屏蔽门关闭到位时给出机械安全限位。

由于传送带电机在舱外，传送带运动过程中必然要穿过屏蔽舱，带来屏蔽性能的减低。采用截止波导的过壁方式增强屏蔽性能。传送带截止波导波导管截面为100mm×50mm，深度为500mm。考虑皮带更换及维修，矩形波导部分为可拆卸形式，通过螺栓与其他固定部分连接。将皮带嵌入矩形波导内，将此部分用螺栓与固定部分连接，具体做法如图7所示。截止波导的模型如图8-1、图8-2所示，中间为非金属传送带穿过波导。

舱内照明系统

照明设计按照《民用建筑照明设计标准》及《工业企业照明设计标准》执行。屏蔽舱顶部设置LED灯。满足屏蔽舱内平均照度大于100lux的要求。为防护高强度微波辐射，LED灯安装在屏蔽箱内，通过屏蔽玻璃将光线射入屏蔽舱。屏蔽箱示意如图9所示。

舱内视频监控

屏蔽舱内设置高清固定摄像头，分别安装于屏蔽舱顶面角部，保证整个屏蔽舱范围无死角。该监控系统采用数字信号，具有较高的抗电磁干扰特性，将摄像头安装于屏蔽箱内，通过屏蔽玻璃采集屏蔽舱内视野，满足较高功率电磁环境下的使用要求。采用此种方案，屏蔽玻璃对显示画面清晰度有一定的影响。摄像头屏蔽箱示意如图10所示。舱内视频监控受整个控制监控子系统远程控制。

防腐处理

由于屏蔽舱内的高温环境，选用耐高温专用的防腐涂料，该种材料采用互传网络结构无机聚合物，所有填料均由耐热、不燃的无机物组成。基料中含有大量-OH活性基团，它与填料中的活性组分及钢铁活性表面快速反应，生成三维结构的无机聚合物，将涂层与钢铁基体连成一体，形成具有电化学保护和物理屏蔽作用的耐热防腐涂层，特别适用于工作在高温，腐蚀环境下的钢铁结构的长效防护。

该种材料可实现常温下自固化，防腐性能好，使用寿命长，涂层硬度高，抗擦伤，抗冲击，耐老化等优点。

装饰装修

屏蔽舱龙骨焊接完成后在，在外侧安装玻镁板玻作为铝塑板的粘贴面，镁板具有耐高温、阻燃、吸声防震、防水防潮、防虫蛀、轻质防腐、无毒无味无污染等特性，在玻镁板安装完成后，在玻镁板上粘贴白色铝塑板作为装饰面。铝塑板具有艳丽多彩的装饰性、耐蚀、防火、防潮、隔音、隔热、质轻等特点，被广泛应用于各种建筑装饰上。铝塑板装修效果如图11-1、图11-2所示。

由于屏蔽舱内的高温环境，选用耐高温专用的NB(JYX-2)室内薄型钢结构防火防腐涂料，涂料由高分子乳液、成碳剂、膨胀催化剂、防火剂、颜料经搅拌、磨细产物，采用互传网络结构无机聚合物，涂料中的基料内含有大量-OH活性基团，它与填料中的活性组分及钢铁活性表面快速反应，生成三维结构的无机聚合物，将涂层与钢铁基体连成一体，形成具有电化学保护和物理屏蔽作用的耐热防腐涂层，特别适用于工作在高温，腐蚀环境下的钢铁结构的长效防护；该材料施工采用喷涂、刷涂方法，使用时应充分搅拌均匀，涂料稍稠时，可用适量自来水进行稀释，以方便喷涂为宜，施工前，应将电缆表面的浮沉、油污、杂物等清洗、打磨干净，待表面干燥时方可进行防火材料的喷涂，施工过程中，涂层未干时，应防水、防暴晒、防污染、防移动、防弯曲，如有损坏应及时修补；该涂料常温喷涂在钢结构表面，常温自干，与表面附着力非常好，坚硬耐磨耐划伤，不开裂，性能优良。

矩形波导过壁处理

为实现电磁波的舱内照射，屏蔽舱顶面和地面均有矩形波导贯穿，过壁处理可以采用以下方式：

为增强屏蔽性能，采用环装法兰盘过壁处理，将法兰盘按照指定位置与屏蔽壳体焊接，屏蔽体内外波导对应螺丝孔位旋紧。波导法兰与连接法兰之间加装丝网导电衬。

玻璃钢托盘的结构和组装关系为：

横梁3为玻璃钢材质FRP，共23根，横梁3尺寸为3400mm(长)×60mm(宽)×270mm(高)，横梁3两端通过安装孔安装在框架上，横梁3主体厚度为60mm，底板安装平台在横梁3两侧，宽度为20mm。每两根横梁3之间可形成一个桥梁结构，底板2平铺在安装平台上。横梁3所用FRP玻璃钢板材由不饱和聚酯树脂、玻璃纤维、固化剂、促进剂组成，具体比例为不饱和聚酯树脂32％，玻璃纤维65％，固化剂0.3％和促进剂4.1％，固化剂为过氧化甲乙酮，固化剂加入量可根据实际温度适当加减，促进剂为E4，采用此组分能在保证透波率不低于95％的情况下保持板材的韧性和强度，使得单根玻璃钢横梁3能承受一根1吨原木从200mm高处落下的冲击，托盘上总计23根玻璃钢横梁整体可承受15吨原木。如图12所示。

底板2为玻璃钢材质FRP，共24块，底板尺寸为3400mm(长)×430mm(宽)，底板2通过横梁上的安装平台放置在两个横梁之间，底板2并不起支撑原木的作用，其作用主要用于原木碎屑掉落或原木渗液影响下面波导天线的正常工作，避免有活体生物掉落在下面弱场强区域，底板采取倾斜设计便于油污向一侧汇聚流出，最后经由屏蔽舱底部的排水孔排出。

框架1为钢框架结构，采用的所有型材及钢板材质为Q235、Q345、SPAH，侧面橡胶垫片材质均为EPDM，框架1外形四边框采用SPHA钢板，具有极强的耐大气和海水腐蚀能力，特别具有抗高温氧化能力，可以满足港口环境的要求；框架1上的横梁安装框处采用Q235型钢板，其屈服值在235MPa左右，具有较强的耐压特性，可满足承受原木载重的要求；框架底边预留叉车作业孔，方便使用叉车进行转运操作，框架侧面设置吊装作业孔，方便正面吊设备进行起吊转运，叉车作业孔和吊装作业孔采用Q345型钢板，为低合金钢，其屈服值在345MPa左右，能在短时间内承受较大的压力，可以满足短时间作业要求；同时，所用EPDM橡胶垫片具有耐油、耐酸碱、耐寒热和耐老化等特性，可以满足屏蔽舱内由于微波照射产生的温度变化要求。框架1外形尺寸为12192mm(长)×3400mm(宽)×526mm(高)，框架上设计横梁安装框，橡胶垫片通过胶粘接固定在横梁安装框内表面，橡胶垫片起缓冲作用；使用时，只需将横梁放置在安装框内，通过介质螺钉固定.玻璃钢托盘上承重玻璃钢横梁的高度在12cm以上，也满足叉车属具对原木在托盘上的装载和卸载操作的空间需要。

模式搅拌器的结构和组装关系为：

金属扇叶为模具注塑成型，采用ABS塑料，外层电镀铜和铬，镀铜厚度大于30μm，以保证扇叶具有良好的导电特性，为达到最佳搅拌效果，叶片长度应为0.5×λ₀(λ₀为空气波长)，实际应用中，为在水平和竖直两个方向均达到最好的搅拌效果，将扇叶进行倾斜，扇叶与水平方向夹角为45度，叶片长度为叶片之间夹角为90°，叶片厚度大于等于4mm，以保证其具有较高的结构强度。金属扇叶安装结构主体为方形通孔，尺寸为12mm×12mm，预留正公差，四周进行减重处理，侧面预留销1安装孔，直径为Φ6.4mm。如图13所示。

非金属传动杆采用工程塑料机加工而成，不进行任何电镀处理，为纯介质杆。传动杆直径为Φ20mm，长度为660mm，介质杆底端预留与扇叶装配的安装台，安装台同样为方形，尺寸为12mm×12mm，预留负公差，方便与传动杆的装配。安装台侧面预留销1安装孔，直径为Φ6.4mm，质杆顶端加工与电机装配的安装孔，安装孔为圆孔，尺寸为Φ7.4mm，孔深为20mm，侧面预留销2安装孔，直径为Φ3.5mm。

过壁圆波导采用的铝棒机加而成，内孔直径为Φ30mm，圆波导外径为Φ38mm，法兰盘直径为Φ90mm，厚度为4mm。法兰盘上均匀分布8个Φ4.5mm的通孔。电机与传动杆安装台直径为Φ7mm，侧面预留销2孔20直径为Φ3.5mm。

销1直径为Φ6mm，长度为50mm，其材质为工程塑料。销2直径为Φ3mm，长度为22mm，其材质为铝棒。

微波介电检疫处理系统的结构和组装关系为：

微波介电检疫处理系统用于对各种进口原木的检疫灭活处理，典型原木如：黑胡桃、花梨木、樱桃木等，典型原木直径范围在Φ0.2m～Φ1m，长度在3m～6m，含水率40％～100％。如图14所示。

系统对原木介电检疫处理区域为屏蔽舱，屏蔽舱由2mm～3mm镀锌钢板焊接而成，为矩形结构，屏蔽舱壳体内净尺寸为15m×4m×3m(L×W×H)，屏蔽舱沿长度方向的两端面各设置一樘垂直升降屏蔽门，规格为3.6m×1.5m，分别用于原木的进舱和出舱。

在屏蔽舱的两侧面分别布置4套共8套大功率的微波发生器，微波发生器工作频率为915MHz，单套微波发生器输出功率75kW，微波产生效率达85％，微波能量输出接口采用BJ9波导型式。

屏蔽舱内顶部和底部居中分别布置四行BJ9矩形波导即天馈子系统，相邻波导的中心距离650mm，每行波导长度为13m，采取中心馈电的方式，波导上开有辐射微波能量的裂缝，缝宽度30mm。该8行波导分别连接8套微波发生器。为便于安装、维护，其中底部的波导从屏蔽舱侧面开孔引出与微波源连接，顶部的波导从屏蔽舱顶部开孔的方式引出与微波源连接，屏蔽舱上的开孔通过焊接法兰盘与屏蔽舱壁的方式密封，避免能量泄露。天馈子系统工作频率为915MHz，驻波比带宽不小于20MHz，屏蔽舱内承载原木带来天馈子系统驻波比恶化情况下，可通过其三销钉调配器进行调节，达到驻波比不高于2。为避免原木处理过程中热蒸汽经过波导裂缝串入波导内部，所有波导缝隙采用聚四氟乙烯盖板进行封堵，另外利用风机、通风波导和波导密封窗向波导内引入正压，避免水蒸汽进入波导。

在屏蔽舱顶部中间两行13米长波导之间的位置居中以1m为间隔打孔安装红外温度传感器探头共12个，为避免红外温度传感器探头上水汽凝结，红外温度传感器探头上安装有吹扫防护器，通过鼓风机不停引入干燥空气来防止水汽凝结；其余两波导之间位置以1m为间隔打孔安装2行*12个共24个模式搅拌器；屏蔽舱顶部中间靠近两侧板的位置打孔安装圆形截止波导，用于光纤温度传感器的光纤线过壁。

在屏蔽舱内顶部靠近两端屏蔽门的位置分别安装各一个共2个视频探头，视频探头由透光的屏蔽玻璃提供防护。在屏蔽舱外安装4套视频探头用于对微波发生器设备、进舱链板、出舱链板的实时监控。所用视频探头像素达到200万。

沿屏蔽舱长度方向，沿中心线分别布置进舱链板、托盘传送带、出舱链板，其长度为14.8m，其中托盘传送带位于屏蔽舱内，其传送带为非金属编织带，在屏蔽舱内运行过程中不至于由高功率微波引起打火。进舱链板、托盘传送带、出舱链板之间间距约2m，由进舱、出舱门隔断，板面的高度依次降低2cm，便于原木托盘转移过程中的承接。进舱链板、托盘传送带、出舱链板承载能力均不小于15吨，两幅板间约距3.6m。

在进舱链板靠近进舱门一侧架设金属龙门架，在金属架上以0.7m的间距居中安装4个雾化喷头，喷头朝下；在金属架边布置水箱用于给喷头供水，自来水经过软水机后进入水箱，水箱容量400升，喷水量2l～18l可调节。雾化喷头随原木进舱时开启，随原木完全进舱后关闭。

在屏蔽舱上层四角1.5m高度分别悬吊布置一个共四个漏功率监测设备，用于实时监测屏蔽舱8微波泄露的电平情况，当监测到泄露微波信号超出国标规定的范围，立即发出声光告警信号，并反馈到微波发生器立即关断微波信号的输出，保障安全。

原木由专用玻璃钢托盘承载，玻璃钢托盘尺寸为12.8m长*3.8m宽*0.4m高，其外框架为钢结构焊接而成，表面镀锌，锌层厚度在50微米以上，底部有叉车孔位，上部有与集装箱相同的吊装孔位。玻璃钢托盘盘面由3.2m长的玻璃钢横梁和玻璃钢平板构成，玻璃钢横梁其原木承载能力15吨，玻璃钢平板用于避免杂物掉落到舱内地面。玻璃钢托盘中间2.6m宽*12m长的区域为原木承载区，原木采用单层排列方式，单托盘平铺原木体积约10立方米，工作时该区域对915MHz频率微波的透波率在95％以上，确保原木收到上下双向微波的辐照处理。

微波介电检疫处理系统中各设备的控制统一以RJ45网线接口方式引入控制系统设备，各温度传感器以4mA～20mA电流模拟量的形式引入控制系统设备，控制系统设备通过主流PLC如Siemens PLC等搭建系统控制硬件平台，以WINCC组态软件搭建HMI操作平台。该系统实现流程化自动处理：当托盘上原木准备就绪时启动原木检疫处理流程，原木随托盘在进舱链板的驱动下进入屏蔽舱，屏蔽门关闭，微波发生器运行，当检测到各温度传感器达到设定的61℃并保持1min后，关闭微波发生器，出舱门开启，将原木托盘传送出屏蔽舱转移到出舱链板上，出舱门关闭，完成一次处理流程。按照一年工作300天、作业效率90％估算，单套微波检疫处理设备可处理原木约9800箱/年。

天馈系统的结构和组成关系为：

天馈系统包含八个天馈单元，每个天馈单元均包括频率源109～116、三销钉调谐器101、屏蔽窗102、通风波导103、馈电直波导106、E面弯波导104、H面弯波导105、弧光探测仪401、天线117～124、波导缝隙塞；各部件依次相连，组成双向均匀辐照天馈系统，其中弧光探测仪401置于每个H面弯波导105的斜臂上，107是支撑柱，用于支撑传送带；天馈系统中的天线和部分直波导放置于金属屏蔽墙108内，本发明中波导采用的是标准BJ9的波导，法兰盘采用的标准BJ9标准法兰。屏蔽舱为15000mm(长)×4260mm(宽)×3000mm(高)的长方体结构，第一波导缝隙天线117～120之间的中心间距为650mm，第二波导缝隙天线121～124之间的中心间距为650mm，第一波导缝隙天线117～120与第二波导缝隙天线121～124之间的中心距离为2700mm，频率源109～112之间的中心间距为2310mm，频率源113～116之间的中心间距为2310mm，频率源109～112与频率源113～116之间的中心间距为8000mm。如图15所示。

频率源109～116用于产生高功率电磁波信号，为整个系统提供微波能量，频率源109～116置于金属屏蔽墙108外面，便于维修和检测，频率源109～116产生的高功率电磁波信号进入馈电网络，为天馈单元中的八根天线馈电，其中频率源109、110、113、114为下方的四根天线馈电，频率源111、112、115、116为上方的四根天线馈电；馈电网络的主要功能是将频率源产生的电磁波信号传输到天线，馈电网络包含频率源109～116向天线117～124馈电过程中信号所经过的全部部件，主要包括三销钉调谐器101、屏蔽窗102、通风波导103、馈电直波导106、E面弯波导104、H面弯波导105、弧光探测仪401；由于天线和频率源的位置已经固定，每个馈电波导的总长度不一样，因此，馈电网络的长度主要是靠直波导调节。天线117～124置于金属屏蔽墙内，位置已经固定，为避免打火以及维修便利性，其他部件均放在墙体外部，上部为第一波导缝隙天线117～120，下部为第二波导缝隙天线121～124，其作用是辐射微波能量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高屏蔽性大型屏蔽舱，其特征在于，所述屏蔽舱为矩形六面体结构，所述屏蔽舱左右两侧为屏蔽门，其他四侧为屏蔽墙；所述屏蔽舱内布置的部件需要穿过屏蔽舱与外部控制系统相连接，穿舱部分需要作电磁屏蔽；

所述屏蔽舱内布置有玻璃钢托盘，托盘传送带及支撑梁，所述屏蔽舱内上下布置波导天馈系统，所述天馈系统通过专门的波导开孔引出与舱外的微波发生器连接，所述开孔处接有标准法兰，安装时将天馈系统的法兰在所述开孔处与所述标准法兰拧在一起；

所述屏蔽舱内还布置有照明、监控探头、模式搅拌装置、温度传感设备，均设置舱壁的开口，所述照明、监控探头、模式搅拌装置、温度传感设备均通过舱壁的开口穿过屏蔽舱，由所述屏蔽舱舱体外部深入舱体内部；所述屏蔽舱地面具备排水微波截止通道，不滞留残水，所述屏蔽舱内设置抽风排湿系统，采用网状风窗，对工作频率处于屏蔽状态；

所述屏蔽舱采用全焊接屏蔽方式，屏蔽舱壁各开口均加装截止波导进行过壁处理，所述屏蔽舱外表面作隔热、保温、防腐、防盐雾和装修处理。

2.如权利要求1所述的高屏蔽性大型屏蔽舱，其特征在于，所述屏蔽舱的壳体净尺寸长×宽×高为15m×4m×3m；所述屏蔽舱采用六面镀锌钢板焊接而成，形成电磁屏蔽结构，所述钢板依附在钢龙骨结构上；

所述屏蔽舱的地面采用3mm镀锌钢板，所述屏蔽舱的墙面和顶面采用2mm镀锌钢板，所述屏蔽舱的主立柱的尺寸长×宽×高为80mm×60mm×4mm，柱距2m均布；所述屏蔽舱的横龙骨的尺寸长×宽×高为60mm×40mm×3mm，间距1m布置；所述屏蔽舱的竖龙骨的尺寸长×宽×高为50mm×30mm×3mm，焊于竖龙骨之间，间距1m；

所述屏蔽舱的顶面设置14道顶主梁：尺寸长×宽×高为120mm×60mm×4mm，跨度为4m，沿所述屏蔽舱宽度方向架设；所述屏蔽舱的顶面还设有：顶圈梁：尺寸长×宽×高为120mm×60mm×4mm，沿屏蔽舱顶部周圈设置；顶龙骨：尺寸长×宽×高为50mm×30mm×3mm，跨度为1m，形成1m×1m网格；

所述屏蔽舱的地面满铺尺寸为40mm×2mm的屏蔽钢板，间距500mm均布，地圈梁的尺寸长×宽×高为150mm×100mm×4mm，地面采用3mm厚屏蔽钢板。

3.如权利要求2所述的高屏蔽性大型屏蔽舱，其特征在于，所述屏蔽舱的壳体内侧做镀锌处理，所述屏蔽舱内腔钢结构表面镀锌厚度大于等于50μm；所述屏蔽舱的壳体外侧安装玻镁板,所述玻镁板厚度2mm；所述玻镁板安装完成后，在所述玻镁板上粘贴白色铝塑板作为装饰面。

4.如权利要求3所述的高屏蔽性大型屏蔽舱，其特征在于，所述屏蔽舱地面钢板焊接时沿屏蔽舱长度方向设有0.3％的坡度，并在所述屏蔽舱地面最低处预留水波导将水做过壁处理后排出屏蔽舱外，土建预留相应管道汇入地下排水管网。

5.如权利要求4所述的高屏蔽性大型屏蔽舱，其特征在于，所述屏蔽舱左右两侧各设置一樘垂直升降屏蔽门，规格为3.6m×1m；所述屏蔽门通过电动铰链拉动开启和闭合，所述屏蔽门主体采用H型钢构支撑，所述屏蔽门门扇主体在钢构内的导轨上运行，所述屏蔽门是完全自动化的推拉门，通过气动阀门和电器元件进行组合控制，所述屏蔽门的所有控制均通过安装在主控制面板上的逻辑控制器实现，所述屏蔽门能通过电脑远程控制；

屏蔽门材料的组成包括：铍青铜、120×80×6mm方管、1.2mm镀锌板、1.2mm冷轧钢板、纯锡条、螺丝；所述屏蔽门首先由120×80×6mm方管组成框架结构，门面采用1.2mm厚镀锌板，边框朝向屏蔽舱部分开口，内部含有气囊，气囊外包裹一层铍青铜，当屏蔽门下降到预定位置时，充气闭门，起到屏蔽效果；

所述屏蔽门的锁紧为双点斜楔锁紧结构，采用单刀插入式电磁密封技术，以铁为基体的镀铜复合刀口，可拆卸式铍青铜双排簧片，能有效地形成电磁密封腔，电磁密封可靠；所述屏蔽门内外门板为双层绝缘结构；

所述屏蔽门参数、性能：800MHz～1.5GHz，屏蔽效能：大于等于100dB，提升气缸使用压力0.5MPa，气囊充气压力0.1MPa，

所述屏蔽门的运行流程为：开门、放气20s、提升气缸准备、提升信号、点动、屏蔽门上升、提升到位、等待、下降信号、点动、屏蔽门下降、下降到位、充气闭门。

6.如权利要求5所述的高屏蔽性大型屏蔽舱，其特征在于，所述屏蔽门采用电动平移的传动方式，所述电动平移包括垂直于所述屏蔽门的X方向和垂直于所述屏蔽舱上表面的Y方向，所述屏蔽门的锁紧采用气动锁紧，升降台采用液压油缸驱动模式。

7.如权利要求6所述的高屏蔽性大型屏蔽舱，其特征在于，所述模式搅拌装置包括：金属扇叶、电机、非金属传动杆、过壁圆波导；所述金属扇叶由电机驱动，所述电机通过非金属传动杆与所述金属扇叶连接，所述过壁圆波导通过法兰结构与屏蔽舱相连接。

8.如权利要求7所述的高屏蔽性大型屏蔽舱，其特征在于，所述玻璃钢托盘由横梁、底板和金属框架组成；所述横梁为玻璃钢材质，两端安装在金属框架上；所述底板为玻璃钢材质；所述框架为钢框架结构，用于固定所述横梁。

9.如权利要求8所述的高屏蔽性大型屏蔽舱，其特征在于，所述天馈系统包含八个天馈单元，每个天馈单元均包括频率源、三销钉调谐器、屏蔽窗、通风波导、馈电直波导、E面弯波导、H面弯波导、弧光探测仪、天线、波导缝隙塞；

所述频率源置于金属屏蔽墙外面；所述天线置于金属屏蔽墙内，所述天线上部为第一波导缝隙天线，下部为第二波导缝隙天线。