CN108184808B - 微波消毒机构以及微波消毒设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微波消毒机构以及微波消毒设备，包括安装架以及两个以上的微波发生组件，安装架上设置有两个以上的安装孔，每个微波发生组件包括微波发生器以及矩形波导，矩形波导上设置有供微波传输的传输通道，微波发生器的发射端连通传输通道，矩形波导上设置有至少一个条形微波能馈口，每个条形微波能馈口的长度方向沿矩形波导的长度方向延伸，微波发生组件安装在安装架上，矩形波导穿设于对应的安装孔中。该微波消毒机构在进行土壤加热消毒时，能够使土壤加热更加均匀，改善加热过程中出现的局部高温现象，不易损坏土质，提高消毒效率，节省能源。

Description

微波消毒机构以及微波消毒设备

技术领域

本发明涉及微波加热和消毒领域，具体而言，涉及一种微波消毒机构以及微波消毒设备。

背景技术

近年来，设施农业迅速发展，瓜果、蔬菜、花卉等具有重要经济价值的作物种植面积不断扩大，但随之而来的棚室内作物病虫草害和农药危害问题也日益突显。特别是一些专业生产基地，多年连茬种植，难于轮作倒茬，造成土壤中的病原菌和虫卵连年积累，一些土传病虫害发生越来越严重。同时，设施内的土壤由于特殊环境更有利于连作种植后土壤中的病虫草害生长，造成农作物的产量和质量下降。土壤消毒是控制土传病害的重要措施之一，已成为广大农民的迫切要求。

据资料表明多数病原菌及虫害大都寄存于土壤当中，待环境条件适宜时便发生害情，要想缓解害情对土壤进行处理显得尤其重要。通过对病原菌、虫害、土壤的特性分析，采用先进的微波消毒原理所具备的穿透土壤、消毒、灭菌的作用对土壤进行杀菌、灭虫收到了很好的效果。

发明人在研究中发现，传统的土壤病虫消除过程中至少存在如下缺点：

土壤进行加热消毒时，土壤的加热差异化大，土壤受热不均匀，消毒效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波消毒机构，以改善传统的利用微波进行土壤消毒时土壤的受热不均匀、消毒效果差的问题。

本发明的目的在于提供一种微波消毒设备，以改善传统的利用微波进行土壤消毒时土壤的受热不均匀、消毒效果差的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

基于上述第一目的，本发明提供了一种微波消毒机构，包括：

安装架，所述安装架上设置有两个以上的安装孔，

两个以上的微波发生组件，每个所述微波发生组件包括微波发生器以及矩形波导，所述矩形波导上具有供微波传输的传输通道，所述微波发生器的发射端连通所述传输通道，所述矩形波导上设置有至少一个条形微波能馈口，每个所述条形微波能馈口的长度方向沿所述矩形波导的长度方向延伸，所述微波发生组件安装在所述安装架上，所述矩形波导穿设于对应的所述安装孔中。

在本发明较佳的实施例中，所述矩形波导包括相对设置的两个长度侧板、相对设置的两个宽度侧板以及上第一短路板和第二短路板，相邻所述长度侧板和所述宽度侧板连接，两个所述长度侧板和两个所述宽度侧板围成两端开口的矩形壳，所述第一短路板和所述第二短路板分别封盖在所述矩形壳的两个开口端；所述条形微波能馈口位于第一长度侧板上。

在本发明较佳的实施例中，所述条形微波能馈口为条形矩形口，每个所述条形微波能馈口的长度不大于300mm，每个所述条形微波能馈口的宽度值为D＝(0.05－0.1)λ。

在本发明较佳的实施例中，每个所述矩形波导上设置有两个所述条形微波能馈口，两个所述条形微波能馈口平行设置，且两个所述条形微波能馈口以所述第一长度侧板的长度方向的第一中心线为对称线对称设置。

在本发明较佳的实施例中，每个所述条形微波能馈口具有平行于其长度方向的第二中心线，所述第二中心线与所述第一中心线的距离设定为x，该x的数值范围为15％a＜x＜39％a，其中，所述a的数值为所述矩形壳的横截面内轮廓的长度侧边的长度值。

在本发明较佳的实施例中，所述第一短路板为平板，所述第一短路板可滑动地设置在所述矩形壳中，且所述第一短路板与所述矩形壳密封连接。

在本发明较佳的实施例中，所述第二短路板为平板，所述第二短路板密封盖设在所述矩形壳远离所述第一短路板的端口处；所述第二短路板上设置有楔形板。

在本发明较佳的实施例中，两个以上的所述矩形波导呈矩形阵列排布，位于同一横列的相邻所述条形微波能馈口交错设置，位于同一竖列的相邻所述条形微波能馈口交错设置。

基于上述第二目的，本发明提供了一种微波消毒设备，包括行走机构以及所述的微波消毒机构，所述安装架安装在所述行走机构上。

在本发明较佳的实施例中，所述行走机构包括履带底盘、发动机、控制系统以及导航系统，所述发动机驱动连接所述履带底盘，所述控制系统控制连接所述履带底盘，所述导航系统信号连接所述控制系统。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本发明实施例提供了一种微波消毒机构，其结构简单合理，便于制造加工，安装与使用方便，同时，该微波消毒机构在进行土壤加热消毒时，能够使土壤加热更加均匀，改善加热过程中出现的局部高温现象，不易损坏土质，提高消毒效率，节省能源。具体如下：

本实施例提供的微波消毒机构，其包括有安装架以及两个以上的微波发生组件，微波发生组件包括有微波发生器和矩形波导，微波发生器与矩形波导连接，微波发生器发出的微波通过矩形波导传输。矩形波导上具有传输通道、条形微波能馈口，条形微波能馈口的长度方向平行于矩形波导的长度方向延伸，微波发生器的发射端连通传输通道。使用微波消毒机构时，将两个以上的矩形波导插入到土壤中，微波发生器工作，微波通过传输通道传输并从条形微波能馈口传出，辐射到土壤中，对土壤进行加热，由于矩形波导上的条形微波能馈口的结构，微波从条形微波能馈口处传出，微波在土壤中的分布均匀，能够对土壤进行均匀加热，节省能源，避免了土壤局部温度提升过高，消毒质量高，也不易损坏土壤的土质。

本实施例提供的微波消毒设备包括上述的微波消毒机构，具有上述微波消毒机构的所有优点，利用行走机构带动微波消毒机构行走，能够对某一区域中的土壤进行消毒，且能够进行循环消毒，提高消毒效率以及效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的微波消毒机构的一视角的示意图；

图2为本发明实施例的微波消毒机构的另一视角的示意图；

图3为本发明实施例的微波消毒机构的侧视图；

图4为本发明实施例的微波消毒机构的微波发生组件的示意图；

图5为本发明实施例的微波消毒机构的拨土装置的示意图；

图6为本发明实施例的微波消毒设备的示意图。

图标：100－安装架；110－安装板；120－挡板；121－限深装置；130－安装框架；131－变压器；140－拨土装置；141－链条；142－拨土横杆；143－拨土斜杆；200－微波发生组件；210－微波发生器；220－矩形波导；221－长度侧板；222－宽度侧板；223－第一短路板；224－第二短路板；225－条形微波能馈口；226－楔形板；230－开土片；300－行走机构。

具体实施方式

近年来，设施农业迅速发展，瓜果、蔬菜、花卉等具有重要经济价值的作物种植面积不断扩大，但随之而来的棚室内作物病虫草害和农药危害问题也日益突显。特别是一些专业生产基地，多年连茬种植，难于轮作倒茬，造成土壤中的病原菌和虫卵连年积累，一些土传病虫害发生越来越严重。同时，设施内土壤的由于特殊环境更有利于连作种植后土壤中的病虫草害生长，造成农作物的产量和质量下降。土壤消毒是控制土传病害的重要措施之一，已成为广大农民的迫切要求。

鉴于此，发明人设计了一种微波消毒机构以及微波消毒设备，微波发生器210发出的微波通过矩形波导220传输并从矩形波导220的条形微波能馈口225处传输至土壤中，能够对土壤进行均匀加热，消毒效果好，节省能源。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参阅图1－图5，本发明实施例提供了一种微波消毒机构，用于对一定厚度的基质(土壤、栽培基质等)进行均匀性加热消毒，便于土壤种植植物。

本实施例中，微波消毒机构包括有安装架100以及两个以上的微波发生组件200，两个以上的微波发生组件200均安装在安装架100上，两个以上的微波发生组件200与安装架100构成一个整体，结构紧凑，使用时更加方便。需要说明的是，相邻矩形波导的间距依据波导频率而定，频率一定，间距越大，消毒效果越差，效率也随之下降。本实施例中，优选设置为2450MHz微波源的波导间距为120mm。

本实施例中，安装架100为矩形框架，安装架100上设置有两个以上的安装孔，安装孔为矩形孔，两个以上的安装孔呈矩形阵列排布在安装架100上。可选的，安装架100包括有安装板110、安装框架130以及两个挡板120，安装板110为矩形板，安装框架130安装在安装板110上，安装框架130用于安装变压器131。两个挡板120分别安装在安装板110的同一板面的一侧，两个挡板120位于安装板110的相对设置的两个侧板上，两个挡板120为平行设置的矩形板。两个以上的安装孔设置在安装板110上。在安装架100的两个挡板120的外侧分别安装有限深装置121，限深装置121能够限制矩形波导220插入到土壤中的深度。

可选的，限深装置121包括至少一个限深轮，限深轮通过转动轴转动安装在挡板120上。

请参阅图5，可选的，安装架100还包括拨土装置140，拨土装置140包括至少一组拨土件，两组以上的拨土件沿着安装板110的长度方向间隔排布，安装板110的长度方向垂直于微波消毒机构的行进方向。每组拨土件包括有链条141、拨土横杆142以及两根拨土斜杆143，拨土横杆142通过两根链条141连接在安装板110上，两根拨土斜杆143安装在拨土横杆142上，两根拨土斜杆143对称设置，两根拨土斜杆143的对称线为平行于拨土横杆142宽度方向的中心线，两根拨土斜杆143间隔设置，两根拨土斜杆143之间的距离沿远离安装板110的方向逐渐减小，两根拨土斜杆143大致呈“八”字型排列。在微波消毒机构对土壤进行消毒时，矩形波导220插入到土壤中，矩形波导220在土壤中移动会翻起部分土壤，拨土装置140安装在微波消毒机构的行进方向的后端，然后利用拨土横杆142将土壤拨动落入到矩形波导220移动后留下的缝隙中，同时，拨土斜杆143将两侧的土壤朝向缝隙中推动，矩形波导220运动后整个地表不会出现较多隆起的土壤，便于对土壤进行反复的消毒，提高消毒效率，也不易影响后续土壤的利用。

请参阅图4，每个微波发生组件200包括有微波发生器210、变压器131以及矩形波导220。需要说明的是，微波发生器210为现有技术，本实施例中为对其结构和功能进行改进，在此不进行详细说明。变压器131与微波发生器210电连接，为微波发生器210提供稳定的电压。变压器131可以设置一台以上，例如，通过一条变压器131控制两个以上的微波发生器210的电压，或者每个微波发生器210通过一台变压器131控制电压。

本实施例中，矩形波导220包括有相对设置的两个长度侧板221、相对设置的两个宽度侧板222以及上第一短路板223和第二短路板224，相邻长度侧板221和宽度侧板222连接，两个长度侧板221和两个宽度侧板222围成两端开口的矩形壳，第一短路板223和第二短路板224分别封盖在矩形壳的两个开口端，用于防止微波泄漏；条形微波能馈口225位于第一长度侧板221上。可选的，条形微波能馈口225为条形矩形口，每个条形微波能馈口225的长度不大于300mm，一般害虫位于土壤的0－300mm深度范围内，条形微波能馈口225与害虫的分布深度相关，进而实现更好的消毒。每个条形微波能馈口225的宽度值为D＝(0.05－0.1)λ，即条形微波能馈口225的宽度可以在0.05λ－0.1λ之间，可以是0.05λ、0.1λ以及之间的任意一个数值。

在其他实施例中，矩形波导220直接采用标准件。

可选的，每个矩形波导220上设置有两个条形微波能馈口225，两个条形微波能馈口225平行设置，且两个条形微波能馈口225以第一长度侧板221的长度方向的第一中心线为对称线对称设置。每个条形微波能馈口225具有平行于其长度方向的第二中心线，第二中心线与第一中心线的距离设定为x，该x的数值范围为15％a＜x＜39％a，其中，a的数值为矩形壳的横截面内轮廓的长度侧边的长度值，矩形壳的横截面即为垂直于矩形壳的长度方向截面，该截面形状为矩形环，既外轮廓为矩形状，内轮廓也为矩形状。通过在矩形波导220上设置有宽度为0.05λ－0.1λ，每个条形微波能馈口225的平行于其长度方向的中心线距离矩形波导220的平行于长度方向的中心线的距离为15％a＜x＜39％a，矩形波导220插入土壤后，微波的传输均匀，土壤的受热均匀，消毒效果好。

可选的，第一短路板223为平板，第一短路板223可滑动地设置在矩形壳中，且第一短路板223与矩形壳密封连接。第二短路板224为平板，第二短路板224盖设在矩形波导220远离第一短路板的端部，第二短路板224与矩形波导密封连接。在第二短路板224上安装有由两块矩形板构成的楔形板226，楔形板226的结构设计便于将矩形波导220插入到土壤中。

本实施例中，安装孔用于安装矩形波导220，矩形波导220插入安装孔中且伸出安装孔。安装孔和矩形波导220一一对应。两个以上的矩形波导220呈矩形阵列排布，位于同一横列的相邻条形微波能馈口225交错设置，位于同一竖列的相邻条形微波能馈口225交错设置。也即，位于同一横列的相邻条形微波能馈口225分别位于外侧和内侧，位于同一竖列的相邻条形微波能馈口225分别位于外侧和内侧。

本实施例中，微波消毒机构运行时，矩形波导220在土壤中往复移动，对区域内的土壤进行加热消毒。为了便于矩形波导220的运行，相邻矩形波导220之间的宽度在50mm－150mm之间。此外，在靠近微波消毒机构的运行方向的前端的矩形波导220的一侧安装有开土片230，开土片230呈楔形。

实施例

请参阅图6，本实施例提供了一种微波消毒设备，其包括有上述实施例提供的微波消毒机构，还包括行走机构300。安装架100通过液压缸组件安装在行走机构300上，液压缸组件伸缩运动可以带动安装架100伸缩运动，进而使位于安装架100上的矩形波导220插入土壤中或者从土壤中抽出。例如，可以设置至少一组竖向的液压缸组件，用于驱动安装架100在竖向方向上往复运动。

可选的，行走机构300包括有履带底盘、发动机、控制系统以及导航系统，发动机驱动连接履带底盘，控制系统控制连接履带底盘，导航系统信号连接控制系统。导航系统包括六个超声波传感器，两个超声波传感器为一组，三组超声波传感器分别安装在履带底盘的前侧、左侧和右侧。超声波传感器为距离传感器，微波消毒设备行走在大棚中，大棚具有四个侧壁，超声波传感器用于检测与对于侧壁的距离并将距离信号进行计算后传递给控制系统，由控制系统控制履带底盘的前进、后退、转弯等动作。

进一步的，在履带底盘上安装有湿度传感器、温度传感器，整机开始工作前，需要通过湿度传感器和温度传感器感应计算该区域土壤的含水量，以及该区域土壤经微波加热至指定温度所需的时间，然后通过控制系统的操控面板输入工作参数。

需要说明的是，可以在履带底盘上安装发电机组，为微波发生器210提供电力。

本实施例提供的微波消毒设备，通过矩形波导220传输出来的微波源能够均匀处理一定深度范围内的土壤，能够使土壤加热更加均匀，合理改善了微波穿透土壤深度的制约条件，可改善土壤加热不均匀造成局部高温现象且局部高温破坏土壤成分的问题，节省能源。利用行走机构300实现自走式工作，节省人力成本，降低劳动强度。需要说明的是，矩形波导的横列数与竖列数组成的排列机构工作时需要与行走机构的速度相对应，以便使土壤能达到消杀温度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种微波消毒机构，其特征在于，包括：

安装架，所述安装架上设置有两个以上的安装孔，所述安装架包括安装板、安装框架以及两个挡板，所述安装框架安装在所述安装板上，所述两个挡板分别安装在所述安装板的同一板面的一侧，且位于所述安装板的相对设置的两个侧面上；所述两个挡板的外侧分别安装有限深装置；

两个以上的微波发生组件，每个所述微波发生组件包括微波发生器以及矩形波导，所述矩形波导上具有供微波传输的传输通道，所述微波发生器的发射端连通所述传输通道，所述矩形波导上设置有至少一个条形微波能馈口，每个所述条形微波能馈口的长度方向沿所述矩形波导的长度方向延伸，所述微波发生组件安装在所述安装架上，所述矩形波导穿设于对应的所述安装孔中;

所述矩形波导包括相对设置的两个长度侧板、相对设置的两个宽度侧板以及第一短路板和第二短路板，相邻所述长度侧板和所述宽度侧板连接，两个所述长度侧板和两个所述宽度侧板围成两端开口的矩形壳，所述第一短路板和所述第二短路板分别封盖在所述矩形壳的两个开口端；所述条形微波能馈口位于第一长度侧板上; 所述条形微波能馈口为条形矩形口，每个所述条形微波能馈口的长度不大于300mm，每个所述条形微波能馈口的宽度值为D=（0.05-0.1）λ; 每个所述矩形波导上设置有两个所述条形微波能馈口，两个所述条形微波能馈口平行设置，且两个所述条形微波能馈口以所述第一长度侧板的长度方向的第一中心线为对称线对称设置; 每个所述条形微波能馈口具有平行于其长度方向的第二中心线，所述第二中心线与所述第一中心线的距离设定为x，该x的数值范围为15%a<x<39%a，其中，a的数值为所述矩形壳的横截面内轮廓的长度侧边的长度值。

2.根据权利要求1所述的微波消毒机构，其特征在于，所述第一短路板为平板，所述第一短路板可滑动地设置在所述矩形壳中，且所述第一短路板与所述矩形壳密封连接。

3.根据权利要求2所述的微波消毒机构，其特征在于，所述第二短路板为平板，所述第二短路板密封盖设在所述矩形壳远离所述第一短路板的端口处；所述第二短路板上设置有楔形板。

4.根据权利要求3所述的微波消毒机构，其特征在于，两个以上的所述矩形波导呈矩形阵列排布，位于同一横列的相邻所述条形微波能馈口交错设置，位于同一竖列的相邻所述条形微波能馈口交错设置。

5.一种微波消毒设备，其特征在于，包括行走机构以及根据权利要求1-4中任一项所述的微波消毒机构，所述安装架安装在所述行走机构上。

6.根据权利要求5所述的微波消毒设备，其特征在于，所述行走机构包括履带底盘、发动机、控制系统以及导航系统，所述发动机驱动连接所述履带底盘，所述控制系统控制连接所述履带底盘，所述导航系统信号连接所述控制系统。