CN106922045B - 一种微波漏能检测电路及微波炉安全管控方法 - Google Patents

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Abstract

一种微波漏能检测电路，包括检荷泵电路、取样调节电路和响应电路，所述检荷泵电路包括微波共振天线、高频检波整流二极管D1、高频检波整流二极管D2和储能电容C1，微波共振天线包括第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈分别一一通过高频检波整流二极管D1和高频检波整流二极管D2后给储能电容C1蓄电，通过蓄能电容的电压值检测微波漏能的强弱；并在电路中设置门限，当蓄能电容电压值超过设定的门限后，触发报警，对处于微波能附近的人起提醒和保护作用；电路部分主要采用高频检波整形二极管和开关三极管等电气元件，电路简单，成本低；利用发光二极管发光的强弱表现微波漏能的强弱，使用者可以直观地发现险情。

Description

一种微波漏能检测电路及微波炉安全管控方法
技术领域
本发明涉及微波炉安全技术领域，具体涉及一种微波漏能检测电路及微波炉安全管控方法。
背景技术
随着科学技术的发展，家用微波炉早已进入了千家万户，工业微波能应用设备也突飞猛进进入了工业的各领域。如食品行业微波能干燥，微波杀菌，微波膨化，微波脱水，微波焙烧；橡胶轮胎行业的微波能橡胶硫化；石油行业稠油微波能加热稀释开采；采矿行业微波能加热使加压贫矿浸出稀有金属；粉末冶金行业的微波能加热烧结；污水处理行业微波能加热分解污水处理；医疗行业微波能肿瘤治疗仪等等。微波能加热作为一个种清洁、高效、高经济效应的加热方式，拥有传统加热方式无法比拟优势，因此使得微波能应用越来越广泛。因此公共安全性能，不能不引起人们的高度重视。
微波漏能泄漏指标是家用微波炉及工业微波能应用设备的安全性能及质量的重要指标。但目前无论是家用微波炉还是工业微波炉，都没有微波漏能检测装置或电路，不能实时的检测微波漏能指标是否超标，家用微波炉或工业微波能应用设备在出厂时一般经过严格检测合格后才出厂的，但由于长期使用或使用安装不当使之微波漏能指标在使用过程中严重超标，对于广大使用操作人员却不知情。即使操作使用人员想知道正在使用的微波炉或工业微波炉应用设备的微波漏能指标是否超标，也没有简便的检测设备及准确的检测手段进行测定。因此，开发一种检测可靠，使用方便实用的微波漏能检测电路或检测装置是十分必要。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本专利的目是提供一种检测灵敏度高，电路简单，成本低廉，使用简单的微波漏能检测电路和微波炉安全管控方法。
一种微波漏能检测电路，其关键在于，包括检荷泵电路、取样调节电路和漏能响应电路，所述检荷泵电路包括微波共振天线、第一高频检波整流二极管、第二高频检波整流二极管和储能电容，所述微波共振天线包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈通过所述第一高频检波整流二极管给所述储能电容蓄电，所述第二线圈通过所述第二高频检波整流二极管给所述储能电容蓄电；
所述调节取样电路包括滑动变阻器和第一开关三极管，所述滑动变阻器的两个固定端子并联在所述储能电容上，该滑动变阻器的滑动端与第一开关三极管的基极相连，所述滑动变阻器从所述储能电容中获取的电压驱动所述第一开关三极管通断，实现所述漏能响应电路的控制。
为更好实现本发明电路，可进一步为，所述微波共振天线中的第一线圈和第二线圈绕制在同一个铁氧体磁环上。
为更好实现本发明电路，可进一步为，所述漏能响应电路包括报警电路或/和事件输出电路。
为更好实现本发明电路，可进一步为，所述报警电路包括光电耦合器和第一发光二极管，所述光电耦合器的输入端串接在所述第一开关三极管的集电极，所述光电耦合器用于控制电源为所述第一发光二极管提供电能。
为更好实现本发明电路，可进一步为，所述事件输出电路包括第二开关三极管，所述第二开关三极管的基极与所述第一开关三极管的集电极相连，所述第二开关三极管的集电极和发射极分别为控制信号的输入端和输出端。
为更好实现本发明电路，可进一步为，所述事件输出电路包括第二开关三极管、继电器和第二发光二极管，所述第二开关三极管的基极与所述第一开关三极管的集电极相连，所述第二开关三极管的集电极经继电器的线圈与电源相连，所述继电器的常开开关用于控制电源为所述第二发光二极管提供电能。
为更好实现本发明电路，可进一步为，所述电源还连接有第三发光二极管，所述第三发光二极管用于显示所述电源的供电状态。
为更好实现本发明电路，可进一步为，所述微波共振天线检测微波频率为2450MHZ、915MHZ、5.8GHZ和50GHZ中的任意一种。
一种微波炉安全管控方法，其关键在于，包括以下步骤：
步骤1：获取微波炉的微波漏能量；
步骤2：将所述微波漏能量转化为电压值；
步骤3：依据所述电压值和阈值输出动作信号；
步骤4：根据所述动作信号执行声光报警和关闭微波炉。
为更好实现本发明方法，可进一步为，所述步骤3具体为，当电压值大于阈值时，输出动作信号；其中，阈值包括第一阈值和第二阈值，当电压值大于第一阈值时，触发报警信号；当电压值大于第二阈值时触发关闭微波炉信号。
本发明的有益效果：本发明通过微波共振天线检测微波漏能，并将微波漏能转化为电压值，依据电压值的高低实现对微波漏能强弱的判断，电路部分主要采用高频检波整形二极管和开关三极管等电气元件，电路简单，成本低；利用发光二极管发光的强弱表现微波漏能的强弱，使用者可以直观的发现险情；并通过开关三极管实现对逻辑电路信号的控制，实现对微波炉的安全控制，从而有效地保证人员安全。
附图说明
图1示出了本发明第一实施例所提供的电路图；
图2示出了本发明第二实施例所提供的电路图；
图3出示了本发明中微波共振天线的结构示意图；
图4示出了本发明方法流程图。
附图中，1-第一线圈；2-铁氧体磁环；3-第二线圈。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
第一实施方式，如图1和图3所示，一种微波漏能检测电路，包括检荷泵电路、取样调节电路、报警电路、事件输出电路和电源指示电路，所述检荷泵电路包括微波共振天线、高频检波整流二极管D1、高频检波整流二极管D2和储能电容C1，所述微波共振天线ANT包括第一线圈1和第二线圈3，所述第一线圈1和第二线圈3分别一一通过所述高频检波整流二极管D1和高频检波整流二极管D2后给所述储能电容C1蓄电，具体为，所述第一线圈的一接线端与所述高频检波整流二极管D1的正极相连，所述第一线圈的另一接线端接地，所述高频检波整流二极管D1的负极与所述储能电容的第一端相连；所述第二线圈的一接线端与所述高频检波整流二极管D2的正极相连，所述第二线圈的另一接线端接地，所述高频检波整流二极管D2的负极与所述储能电容的第二端相连；
其中，检荷泵电路中，微波共振天线ANT，即检测天线由带铁氧体磁环2的电感线圈制作，具体为第一线圈1和第二线圈3绕制在同一个铁氧体磁环2上。铁氧体磁环2磁通量与电感线圈的绕线匝数及电感量值，由检测微波漏能微波频率所定，当微波漏能检测天线谐振频率与被测微波漏能微波频率接近或相同时，微波漏能检测天线产生一个自感电动势。本发明中，检测天线为检测工业微波能的微波频率2450MHZ、915MHZ、5.8GHZ和50GHZ中的任意一种；
高频检波整流二极管D1、高频检波整流二极管D2采用微波矿石检波二极管或同规格高频检波整流二极管。当检测天线处于有微波漏能的环境中，且微波漏能频率与检测天线自身的谐振频率一至或接近时，检测天线产生自感电动势。检测天线产生的自感电动势经过高频检波整流二极管D1和高频检波整流二极管D2检出整流后给储能电容C1，当被测微波漏能泄漏值大时储能电容C1两端电压高，当被测微波漏能泄漏值小时储能电容C1两端电压小。
所述取样调节电路包括滑动变阻器W1和开关三极管T1，所述滑动变阻器的A引脚和B引脚分别与所述储能电容C1的两端相连，所述滑动变阻器W1的滑头端与所述开关三极管T1的基极电性连接；所述开关三极管T1的集电极经所述光电耦合器U1的输入端和所述偏置电阻R1后与电源相连；所述开关三极管T1的发射极经偏置电阻R2接地；
其中，调节滑动变阻器W1可改变开关三极管T1基极与开关三极管T1发射极电压Vbe。当Vbe大于或等于0.7V且小于等于1.2V时，开关三极管T1导通并工作于开关状态。从而通过调节滑动变阻器W1实现了调节微波漏能检测灵敏度的目的。
所述输出电路包括发光二极管LED2和光电耦合器U1，所述光电耦合器U1的输入端串接在所述开关三极管T1和偏置电阻R1之间；所述发光二极管LED2的正极接电源，所述发光二极管LED2的负极依次经所述光电耦合器U1的输入端和限流电阻R3后接地；
其中，当灵敏度调节取样电路开关三极管T1Vbe大于或等于0.7V电压且小于等于1.2V时，开关三极管T1导通时，光电耦合器U1导通，同时微波漏能报警发光二极管LED2点亮而发出微波漏能报警指示。限流电阻R3为LED2降压限流电阻，起到为LED2降压限流作用。
所述输出电路还包括开关三极管T2，所述开关三极管T2的基极与所述光电耦合器U1和限流电阻R3的公共端相连；所述开关三极管T2的集电极与电源相连，所述开关三极管T2的的发射极为信号输出端；所述开关三级管T2的发射极经限流电阻后接地；
如图1所示，VDD为事件输出电路电源端，接单片机或PLC的电源正极；OUT为事件输出电路输出端接单片机或PLC的输入端的输入端口，GND接单片机或PLC电源地(GND)和接单片机或PLC输入端的公共端(COM)。发光二极管LED2、光电耦合器U1电阻R3、电阻R4为开关三极管T2基极组成开关三极管T2基极偏置电路，给开关三极管T2基极提供一个正向偏置电压，当光电耦合器U1导通时开关三极管T2的Vbe电压大于或等于0.7V，且小于等于1.2V时开关三极管T2导通，事件输出电路与单片机或PLC输入电路形成回路且事件输出电路VDD和GND与单片机或PLC电源地形成回路，PLC单片机或PLC输入电路输入端有事件输入。单片机或PLC输入端有输入，适当加以编写程序可使工业微波能设备起到漏能超标报警、声光报警及自动停机等功能。
所述电源指示电路包括发光二极管LED1和限流电阻R6，所述发光二极管LED1的正极与所述电源相连，所述发光二极管LED1的负极经所述限流电阻R6后接地。
第二实施方式：如图2所示，其他技术特征与第一实施方式相同的情况下，所述输出电路还包括开关三极管T2和继电器K1，所述开关三极管T2的基极在所述光电耦合器U1和限流电阻R3的公共端上采集信号，所述开关三极管T2的集电极经继电器K1的线圈后与电源相连，所述开关三级管T2的发射极接地；所述继电器K1的常开开关一端与电源相连，所述继电器K1的另一端与发光二极管LED3的正极相连，所述发光二极管LED3的负极经电阻R7后接地；另外，所述继电器K1的线圈两端并接有泄流二极管D3。
一种微波炉安全管控方法，包括以下步骤：
步骤1：获取微波炉的微波漏能量；
步骤2：将所述微波漏能量转化为电压值；
步骤3：依据所述电压值和阈值确定输出信号；
步骤4：根据所述输出信号执行声光报警和关闭微波炉。
其中，所述步骤3具体为，当电压值大于阈值时，输出动作信号；其中，阈值包括第一阈值和第二阈值，当电压值大于第一阈值时，触发报警信号；当电压值大于第二阈值时触发开关信号；否则，重新检测电压值的大小，并将其和阈值进行比较；所述声光报警，以所述报警电路的接通信号作为触发声光报警的开关信号；所述关闭微波炉，以所述事件输出电路的输出信号作为触发关闭微波炉启动电源的信号。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种微波漏能检测电路，其特征在于，包括检荷泵电路、取样调节电路和漏能响应电路，所述检荷泵电路包括微波共振天线、第一高频检波整流二极管、第二高频检波整流二极管和储能电容，所述微波共振天线包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈通过所述第一高频检波整流二极管给所述储能电容蓄电，所述第二线圈通过所述第二高频检波整流二极管给所述储能电容蓄电；
所述取样调节电路包括滑动变阻器和第一开关三极管，所述滑动变阻器的两个固定端子并联在所述储能电容上，该滑动变阻器的滑动端与第一开关三极管的基极相连，所述滑动变阻器从所述储能电容中获取的电压驱动所述第一开关三极管通断，实现所述漏能响应电路的控制。
2.根据权利要求1所述的微波漏能检测电路，其特征在于：所述微波共振天线中的第一线圈和第二线圈绕制在同一个铁氧体磁环上。
3.根据权利要求1或2所述的微波漏能检测电路，其特征在于：所述漏能响应电路包括报警电路或/和事件输出电路。
4.根据权利要求3所述的微波漏能检测电路，其特征在于：所述报警电路包括光电耦合器和第一发光二极管，所述光电耦合器的输入端串接在所述第一开关三极管的集电极，所述光电耦合器用于控制电源为所述第一发光二极管提供电能。
5.根据权利要求4所述的微波漏能检测电路，其特征在于：所述事件输出电路包括第二开关三极管，所述第二开关三极管的基极与所述光电耦合器和限流电阻的公共端相连；所述第二开关三极管的集电极与电源相连，所述第二开关三极管的发射极为信号输出端。
6.根据权利要求4所述的微波漏能检测电路，其特征在于：所述事件输出电路包括第二开关三极管、继电器和第二发光二极管，所述第二开关三极管的基极在所述光电耦合器和限流电阻的公共端上采集信号，所述第二开关三极管的集电极经继电器的线圈与电源相连，所述继电器的常开开关用于控制电源为所述第二发光二极管提供电能。
7.根据权利要求4或6所述的微波漏能检测电路，其特征在于：所述电源还连接有第三发光二极管，所述第三发光二极管用于显示所述电源的供电状态。
8.根据权利要求7所述的微波漏能检测电路，其特征在于：所述微波共振天线检测微波频率为2450MHZ、915MHZ、5.8GHZ和50GHZ中的任意一种。
9.一种包括权利要求1-6任一项所述的微波漏能检测电路的微波炉安全管控方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取微波炉的微波漏能量；
步骤2：将所述微波漏能量转化为电压值；
步骤3：依据所述电压值和阈值输出动作信号；
步骤4：根据所述动作信号执行声光报警和关闭微波炉。
10.根据权利要求9所述的微波炉安全管控方法，其特征在于，所述步骤3具体为，当电压值大于阈值时，输出动作信号；其中，阈值包括第一阈值和第二阈值，当电压值大于第一阈值时，触发报警信号；当电压值大于第二阈值时触发关闭微波炉信号。
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