CN112233952B - 一种提高磁控管寿命的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高磁控管寿命的方法，属于微波应用技术领域，将阳极工作电压范围取n个构成等差数列的电压值U1……Un；阳极负高压控制部依次按照等差数列的电压值作为阳极电压；每个电压值里，线圈电流控制部在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流，使实验磁控管输出功率P等于目标功率P0，此时温度测定部测定阴极灯丝温度为Ti；将温度测定部测定所有的阴极灯丝温度Ti作为P0对应的温度数集；取出温度数集中最小的温度值Tmin，并将Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值作为工作磁控管输出功率为P0的阳极电压值和磁铁线圈电流值。本发明的一种提高磁控管寿命的方法，调节电场和磁场，找到磁场和电场的协同点，提高磁控管寿命。

Description

一种提高磁控管寿命的方法

技术领域

本发明属于微波应用技术领域，具体地说涉及一种提高磁控管寿命的方法。

背景技术

在化工应用中，往往需要根据反应物的特性和工艺进行微波功率的实时调节，期望反应过程的温度按照最佳的温升曲线进行变化，保障微波加热化学反应的高效率和安全性。但是人们发现工程上调节输出功率的微波源使用寿命非常短，磁控管常常烧毁，这成为限制大功率微波在化工中应用的世界难题。

磁控管的微波输出功率为磁控管效率、阳极电压和阳极电流三者的乘积，而阳极电流不仅和阳极电压有关，还与工作磁场和阴极灯丝电流有关。所以影响磁控管的微波输出功率的独立因素有阳极电压、工作磁场和阴极灯丝电流。当工作磁场和阴极灯丝电流一定时，阳极电流随着阳极电压的增加而急剧上升，磁控管的微波输出功率相应的急剧上升；当阳极电压和阴极灯丝电流一定时，阳极电流随着工作磁场的增加而急剧下降，磁控管的微波输出功率相应的急剧下降；当阳极电压和工作磁场一定时，阳极电流随着阴极灯丝电流的增加而增加，磁控管的微波输出功率也有所增加；影响工作磁场的变量为磁铁线圈电流，磁铁线圈电流越大，工作磁场越强；为了改变磁控管的微波输出功率，目前主要的方法为改变阳极电压或改变磁铁线圈电流。以往工业大功率微波源在进行功率调节时，阳极电流和磁铁线圈电流没有按照最佳比例进行联合控制，部分电子没有与微波场同步运动，磁控管无法工作在最佳工作点上，导致磁控管内电子回轰严重，使阴极灯丝温度上升，缩短了磁控管的使用寿命，严重时导致阴极灯丝烧毁。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种提高磁控管寿命的方法，拟解决如何提高磁控管寿命等问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提高磁控管寿命的方法，采用控制设备、实验磁控管和工作磁控管；所述实验磁控管包括阴极灯丝1、与阴极灯丝1相配置的阳极2、电磁铁3、阴极电源4、阳极负高压电源5和磁场电源6；所述阴极电源4用于加热阴极灯丝1；所述阳极负高压电源5用于提供阳极电压，使阳极2和阴极灯丝1配置方向产生电场；所述磁场电源6用于给电磁铁3的线圈提供磁铁线圈电流，使电磁铁3产生正交电场的磁场；所述控制设备包括用于测定阳极电流的阳极电流测定部7、用于测定阳极电压的阳极负高压测定部8、用于测定磁铁线圈电流的线圈电流测定部9、改变阳极电压的阳极负高压控制部10、改变磁铁线圈电流的线圈电流控制部11和用于测定阴极灯丝1温度的温度测定部12；具体步骤包括：

步骤1，给定实验磁控管目标输出功率P0、阳极2工作电压范围Umin～Umax、磁铁线圈工作电流范围Imin～Imax；

步骤2，将阳极2工作电压范围Umin～Umax中取n个构成等差数列的电压值U1、U2……Un，其中U1＝Umin,Un＝Umax；

步骤3，将等差数列中的第一个电压值作为阳极电压Ui；

步骤4，阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供Ui的阳极电压，阳极负高压测定部8读取阳极电压值；

步骤5，当阳极负高压测定部8读取阳极电压值为Ui时，线圈电流控制部11控制磁场电源6在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流，线圈电流测定部9实时读取磁铁线圈电流值为Ic，阳极电流测定部7实时读取阳极电流值为Ia；当根据阳极电流值Ia和阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P等于P0时则执行步骤6；若实验磁控管输出功率P均不等于P0时则执行步骤7；

步骤6，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti；并记录实验磁控管输出功率P等于P0时的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic；

步骤7，若Ui不是等差数列的最后一个值则执行步骤8，否则执行步骤9；

步骤8，取Ui在等差数列中下一位电压值作为Ui，并执行步骤4；

步骤9，将温度测定部12测定所有的阴极灯丝1温度Ti作为P0对应的温度数集；取出温度数集中最小的温度值Tmin，以及Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值；

步骤10，将步骤9中获得的Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值作为工作磁控管输出功率为P0的阳极电压值和磁铁线圈电流值。

进一步的，所述控制设备还包括阳极工作电压最小值输入部、阳极工作电压最大值输入部、电压值数量部和等差数列计算部；所述阳极工作电压最小值输入部用于输入阳极工作电压最小值Umin，阳极工作电压最大值输入部用于输入阳极工作电压最大值Umax，电压值数量部用于输入等差数列的电压值个数n，等差数列计算部用于接收数值Umin、Umax和n，并计算出构成等差数列的电压值U1、U2……Un；等差数列计算部依次将等差数列中的电压值输入给阳极负高压控制部10。

进一步的，所述控制设备还包括目标功率输入部和功率计算部；所述目标功率输入部用于向功率计算部输入实验磁控管目标输出功率P0；功率计算部用于根据阳极电流测定部7实时读取的阳极电流值Ia和阳极负高压测定部8读取的阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P，并判断P是否等于P0。

进一步的，所述控制设备还包括磁铁线圈工作电流最小值输入部和磁铁线圈工作电流最大值输入部；所述磁铁线圈工作电流最小值输入部用于输入磁铁线圈工作电流最小值Imin；所述磁铁线圈工作电流最大值输入部用于输入磁铁线圈工作电流最大值Imax；线圈电流控制部11接收Imin和Imax，并控制磁场电源6在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流。

进一步的，所述控制设备还包括温度数集存储部；所述功率计算部判断P等于P0时，温度数集存储部存储温度测定部12测定阴极灯丝1温度Ti，并存储每个Ti对应的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic，温度数集存储部将所有的阴极灯丝1温度Ti构成温度数集。

进一步的，所述控制设备还包括参数筛选部；所述参数筛选部用于筛选出温度数集中最小的温度值Tmin，并读取Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值，并将该阳极电压值和磁铁线圈电流值输出给工作磁控管。

本发明的有益效果是：

本发明公开了一种提高磁控管寿命的方法，属于微波应用技术领域，将阳极工作电压范围取n个构成等差数列的电压值U1……Un；阳极负高压控制部依次按照等差数列的电压值作为阳极电压；每个电压值里，线圈电流控制部在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流，使实验磁控管输出功率P等于目标功率P0，此时温度测定部测定阴极灯丝温度为Ti；将温度测定部测定所有的阴极灯丝温度Ti作为P0对应的温度数集；取出温度数集中最小的温度值Tmin，并将Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值作为工作磁控管输出功率为P0的阳极电压值和磁铁线圈电流值。本发明的一种提高磁控管寿命的方法，调节电场和磁场，找到磁场和电场的协同点，提高磁控管寿命。

附图说明

图1是本发明控制设备和实验磁控管结构示意图；

附图中：1-阴极灯丝、2-阳极、3-电磁铁、4-阴极电源、5-阳极负高压电源、6-磁场电源、7-阳极电流测定部、8-阳极负高压测定部、9-线圈电流测定部、10-阳极负高压控制部、11-线圈电流控制部、12-温度测定部。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步详细说明，但是本发明不局限于以下实施例。

实施例一：

见附图1。一种提高磁控管寿命的方法，采用控制设备、实验磁控管和工作磁控管；所述实验磁控管包括阴极灯丝1、与阴极灯丝1相配置的阳极2、电磁铁3、阴极电源4、阳极负高压电源5和磁场电源6；所述阴极电源4用于加热阴极灯丝1；所述阳极负高压电源5用于提供阳极电压，使阳极2和阴极灯丝1配置方向产生电场；所述磁场电源6用于给电磁铁3的线圈提供磁铁线圈电流，使电磁铁3产生正交电场的磁场；所述控制设备包括用于测定阳极电流的阳极电流测定部7、用于测定阳极电压的阳极负高压测定部8、用于测定磁铁线圈电流的线圈电流测定部9、改变阳极电压的阳极负高压控制部10、改变磁铁线圈电流的线圈电流控制部11和用于测定阴极灯丝1温度的温度测定部12；具体步骤包括：

步骤1，给定实验磁控管目标输出功率P0、阳极2工作电压范围Umin～Umax、磁铁线圈工作电流范围Imin～Imax；

步骤2，将阳极2工作电压范围Umin～Umax中取n个构成等差数列的电压值U1、U2……Un，其中U1＝Umin,Un＝Umax；

步骤3，将等差数列中的第一个电压值作为阳极电压Ui；

步骤4，阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供Ui的阳极电压，阳极负高压测定部8读取阳极电压值；

步骤5，当阳极负高压测定部8读取阳极电压值为Ui时，线圈电流控制部11控制磁场电源6在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流，线圈电流测定部9实时读取磁铁线圈电流值为Ic，阳极电流测定部7实时读取阳极电流值为Ia；当根据阳极电流值Ia和阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P等于P0时则执行步骤6；若实验磁控管输出功率P均不等于P0时则执行步骤7；

步骤6，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti；并记录实验磁控管输出功率P等于P0时的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic；

步骤7，若Ui不是等差数列的最后一个值则执行步骤8，否则执行步骤9；

步骤8，取Ui在等差数列中下一位电压值作为Ui，并执行步骤4；

步骤9，将温度测定部12测定所有的阴极灯丝1温度Ti作为P0对应的温度数集；取出温度数集中最小的温度值Tmin，以及Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值；

步骤10，将步骤9中获得的Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值作为工作磁控管输出功率为P0的阳极电压值和磁铁线圈电流值。

实验磁控管和工作磁控管是同样规格的磁控管，通过控制设备、实验磁控管来测定目标输出功率P0时的阳极电压值和磁铁线圈电流值的最佳协同数组，可以得到工作磁控管在该目标输出功率P0下的阳极电压值和磁铁线圈电流值的最佳协同数组，所有同规格的工作磁控管均可以按照此参数进行设置。而目标输出功率P0下，有多个阳极电压值和磁铁线圈电流值的数组，最佳协同数组最佳判定方式即测量阴极灯丝1的温度，阴极灯丝1温度Ti越低，则磁控管寿命越长，越不容易损坏。将阳极2工作电压范围Umin～Umax中取n个构成等差数列的电压值U1、U2……Un，n的个数越多，则获得的温度数集中最小的温度值Tmin越趋近目标输出功率P0下最佳工作点，例如n取10个，得到的Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值越趋近最佳协同数组。实验磁控管和工作磁控管都会给出阳极2工作电压范围Umin～Umax、磁铁线圈工作电流范围Imin～Imax，若脱离这两个范围，磁控管均无法正常工作，所以在该范围内来寻找目标输出功率P0下的阳极电压值和磁铁线圈电流值的最佳协同数组。所述阴极电源4用于加热阴极灯丝1，阴极灯丝1发射热电子，阳极负高压电源5在阴极灯丝1和环绕阴极灯丝1的阳极2之间产生足够强的电场，使热电子向阳极2发射，磁场电源6用于给电磁铁3的线圈提供磁铁线圈电流，使电磁铁3产生正交电场的磁场，热电子进入正交的电磁场中高速回旋实现动能向微波能转换。先将等差数列中的第一个电压值U1作为阳极电压Ui，阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供Ui的阳极电压，阳极负高压测定部8读取阳极电压值，若读取的电压值大于Ui，则阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供的阳极电压下降，若读取的电压值小于Ui，则阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供的阳极电压上升，直至阳极负高压电源5提供Ui的阳极电压；然后针对该Ui的阳极电压，线圈电流控制部11控制磁场电源6在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流，线圈电流测定部9实时读取磁铁线圈电流值为Ic，确保磁铁线圈电流值Ic在Imin～Imax之间逐步变化，此时阳极电流也不断变化，阳极电流测定部7实时读取阳极电流值为Ia，当根据阳极电流值Ia和阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P等于P0时，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti；并记录实验磁控管输出功率P等于P0时的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic；然后继续在等差数列中的下一个电压值作为阳极电压Ui，继续获取实验磁控管输出功率P等于P0时，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti；直到等差数列中的电压值均作为阳极电压Ui，获得温度测定部12测定所有的阴极灯丝1温度Ti作为P0对应的温度数集；取出温度数集中最小的温度值Tmin，以及Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值；Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值作为工作磁控管输出功率为P0的阳极电压值和磁铁线圈电流值，即工作磁控管在输出功率为P0时，Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值为最佳协同数组，阳极电流和磁铁线圈电流按照最佳比例进行联合控制，电子与微波场同步运动，磁控管工作在最佳工作点上，减少磁控管内电子回轰，延长了磁控管的使用寿命。阳极电流测定部7、阳极负高压测定部8、线圈电流测定部9采用常规的电压电流检测模块；温度测定部12采用辐射温度测量仪。

实施例二：

见附图1。一种提高磁控管寿命的方法，采用控制设备、实验磁控管和工作磁控管；所述实验磁控管包括阴极灯丝1、与阴极灯丝1相配置的阳极2、电磁铁3、阴极电源4、阳极负高压电源5和磁场电源6；所述阴极电源4用于加热阴极灯丝1；所述阳极负高压电源5用于提供阳极电压，使阳极2和阴极灯丝1配置方向产生电场；所述磁场电源6用于给电磁铁3的线圈提供磁铁线圈电流，使电磁铁3产生正交电场的磁场；所述控制设备包括用于测定阳极电流的阳极电流测定部7、用于测定阳极电压的阳极负高压测定部8、用于测定磁铁线圈电流的线圈电流测定部9、改变阳极电压的阳极负高压控制部10、改变磁铁线圈电流的线圈电流控制部11和用于测定阴极灯丝1温度的温度测定部12；具体步骤包括：

步骤1，给定实验磁控管目标输出功率P0、阳极2工作电压范围Umin～Umax、磁铁线圈工作电流范围Imin～Imax；

步骤2，将阳极2工作电压范围Umin～Umax中取n个构成等差数列的电压值U1、U2……Un，其中U1＝Umin,Un＝Umax；

步骤3，将等差数列中的第一个电压值作为阳极电压Ui；

步骤4，阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供Ui的阳极电压，阳极负高压测定部8读取阳极电压值；

步骤5，当阳极负高压测定部8读取阳极电压值为Ui时，线圈电流控制部11控制磁场电源6在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流，线圈电流测定部9实时读取磁铁线圈电流值为Ic，阳极电流测定部7实时读取阳极电流值为Ia；当根据阳极电流值Ia和阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P等于P0时则执行步骤6；若实验磁控管输出功率P均不等于P0时则执行步骤7；

步骤6，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti；并记录实验磁控管输出功率P等于P0时的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic；

步骤7，若Ui不是等差数列的最后一个值则执行步骤8，否则执行步骤9；

步骤8，取Ui在等差数列中下一位电压值作为Ui，并执行步骤4；

步骤9，将温度测定部12测定所有的阴极灯丝1温度Ti作为P0对应的温度数集；取出温度数集中最小的温度值Tmin，以及Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值；

步骤10，将步骤9中获得的Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值作为工作磁控管输出功率为P0的阳极电压值和磁铁线圈电流值。

实验磁控管和工作磁控管是同样规格的磁控管，通过控制设备、实验磁控管来测定目标输出功率P0时的阳极电压值和磁铁线圈电流值的最佳协同数组，可以得到工作磁控管在该目标输出功率P0下的阳极电压值和磁铁线圈电流值的最佳协同数组，所有同规格的工作磁控管均可以按照此参数进行设置。而目标输出功率P0下，有多个阳极电压值和磁铁线圈电流值的数组，最佳协同数组最佳判定方式即测量阴极灯丝1的温度，阴极灯丝1温度Ti越低，则磁控管寿命越长，越不容易损坏。将阳极2工作电压范围Umin～Umax中取n个构成等差数列的电压值U1、U2……Un，n的个数越多，则获得的温度数集中最小的温度值Tmin越趋近目标输出功率P0下最佳工作点，得到的Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值越趋近最佳协同数组。实验磁控管和工作磁控管都会给出阳极2工作电压范围Umin～Umax、磁铁线圈工作电流范围Imin～Imax，若脱离这两个范围，磁控管均无法正常工作，所以在该范围内来寻找目标输出功率P0下的阳极电压值和磁铁线圈电流值的最佳协同数组。所述阴极电源4用于加热阴极灯丝1，阴极灯丝1发射热电子，阳极负高压电源5在阴极灯丝1和环绕阴极灯丝1的阳极2之间产生足够强的电场，使热电子向阳极2发射，磁场电源6用于给电磁铁3的线圈提供磁铁线圈电流，使电磁铁3产生正交电场的磁场，热电子进入正交的电磁场中高速回旋实现动能向微波能转换。先将等差数列中的第一个电压值U1作为阳极电压Ui，阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供Ui的阳极电压，阳极负高压测定部8读取阳极电压值，若读取的电压值大于Ui，则阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供的阳极电压下降，若读取的电压值小于Ui，则阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供的阳极电压上升，直至阳极负高压电源5提供Ui的阳极电压；然后针对该Ui的阳极电压，线圈电流控制部11控制磁场电源6在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流，线圈电流测定部9实时读取磁铁线圈电流值为Ic，确保磁铁线圈电流值Ic在Imin～Imax之间逐步变化，此时阳极电流也不断变化，阳极电流测定部7实时读取阳极电流值为Ia，当根据阳极电流值Ia和阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P等于P0时，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti；并记录实验磁控管输出功率P等于P0时的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic；然后继续在等差数列中的下一个电压值作为阳极电压Ui，继续获取实验磁控管输出功率P等于P0时，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti；直到等差数列中的电压值均作为阳极电压Ui，获得温度测定部12测定所有的阴极灯丝1温度Ti作为P0对应的温度数集；取出温度数集中最小的温度值Tmin，以及Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值；Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值作为工作磁控管输出功率为P0的阳极电压值和磁铁线圈电流值，即工作磁控管在输出功率为P0时，Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值为最佳协同数组，阳极电流和磁铁线圈电流按照最佳比例进行联合控制，电子与微波场同步运动，磁控管工作在最佳工作点上，减少磁控管内电子回轰，延长了磁控管的使用寿命。阳极电流测定部7、阳极负高压测定部8、线圈电流测定部9采用常规的电压电流检测模块；温度测定部12采用辐射温度测量仪。

所述控制设备还包括阳极工作电压最小值输入部、阳极工作电压最大值输入部、电压值数量部和等差数列计算部；所述阳极工作电压最小值输入部用于输入阳极工作电压最小值Umin，阳极工作电压最大值输入部用于输入阳极工作电压最大值Umax，电压值数量部用于输入等差数列的电压值个数n，等差数列计算部用于接收数值Umin、Umax和n，并计算出构成等差数列的电压值U1、U2……Un；等差数列计算部依次将等差数列中的电压值输入给阳极负高压控制部10。

根据实验磁控管自身的规格参数，在阳极工作电压最小值输入部输入阳极工作电压最小值Umin，在阳极工作电压最大值输入部输入阳极工作电压最大值Umax，在电压值数量部输入等差数列的电压值个数n，等差数列计算部根据Umin、Umax和n，并计算出构成等差数列的电压值U1、U2……Un，然后等差数列计算部依次将等差数列中的电压值输入给阳极负高压控制部10，阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供等差数列的电压值作为阳极电压。

实施例三：

见附图1。一种提高磁控管寿命的方法，采用控制设备、实验磁控管和工作磁控管；所述实验磁控管包括阴极灯丝1、与阴极灯丝1相配置的阳极2、电磁铁3、阴极电源4、阳极负高压电源5和磁场电源6；所述阴极电源4用于加热阴极灯丝1；所述阳极负高压电源5用于提供阳极电压，使阳极2和阴极灯丝1配置方向产生电场；所述磁场电源6用于给电磁铁3的线圈提供磁铁线圈电流，使电磁铁3产生正交电场的磁场；所述控制设备包括用于测定阳极电流的阳极电流测定部7、用于测定阳极电压的阳极负高压测定部8、用于测定磁铁线圈电流的线圈电流测定部9、改变阳极电压的阳极负高压控制部10、改变磁铁线圈电流的线圈电流控制部11和用于测定阴极灯丝1温度的温度测定部12；具体步骤包括：

步骤1，给定实验磁控管目标输出功率P0、阳极2工作电压范围Umin～Umax、磁铁线圈工作电流范围Imin～Imax；

步骤2，将阳极2工作电压范围Umin～Umax中取n个构成等差数列的电压值U1、U2……Un，其中U1＝Umin,Un＝Umax；

步骤3，将等差数列中的第一个电压值作为阳极电压Ui；

步骤4，阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供Ui的阳极电压，阳极负高压测定部8读取阳极电压值；

步骤5，当阳极负高压测定部8读取阳极电压值为Ui时，线圈电流控制部11控制磁场电源6在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流，线圈电流测定部9实时读取磁铁线圈电流值为Ic，阳极电流测定部7实时读取阳极电流值为Ia；当根据阳极电流值Ia和阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P等于P0时则执行步骤6；若实验磁控管输出功率P均不等于P0时则执行步骤7；

步骤6，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti；并记录实验磁控管输出功率P等于P0时的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic；

步骤7，若Ui不是等差数列的最后一个值则执行步骤8，否则执行步骤9；

步骤8，取Ui在等差数列中下一位电压值作为Ui，并执行步骤4；

步骤9，将温度测定部12测定所有的阴极灯丝1温度Ti作为P0对应的温度数集；取出温度数集中最小的温度值Tmin，以及Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值；

步骤10，将步骤9中获得的Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值作为工作磁控管输出功率为P0的阳极电压值和磁铁线圈电流值。

实验磁控管和工作磁控管是同样规格的磁控管，通过控制设备、实验磁控管来测定目标输出功率P0时的阳极电压值和磁铁线圈电流值的最佳协同数组，可以得到工作磁控管在该目标输出功率P0下的阳极电压值和磁铁线圈电流值的最佳协同数组，所有同规格的工作磁控管均可以按照此参数进行设置。而目标输出功率P0下，有多个阳极电压值和磁铁线圈电流值的数组，最佳协同数组最佳判定方式即测量阴极灯丝1的温度，阴极灯丝1温度Ti越低，则磁控管寿命越长，越不容易损坏。将阳极2工作电压范围Umin～Umax中取n个构成等差数列的电压值U1、U2……Un，n的个数越多，则获得的温度数集中最小的温度值Tmin越趋近目标输出功率P0下最佳工作点，得到的Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值越趋近最佳协同数组。实验磁控管和工作磁控管都会给出阳极2工作电压范围Umin～Umax、磁铁线圈工作电流范围Imin～Imax，若脱离这两个范围，磁控管均无法正常工作，所以在该范围内来寻找目标输出功率P0下的阳极电压值和磁铁线圈电流值的最佳协同数组。所述阴极电源4用于加热阴极灯丝1，阴极灯丝1发射热电子，阳极负高压电源5在阴极灯丝1和环绕阴极灯丝1的阳极2之间产生足够强的电场，使热电子向阳极2发射，磁场电源6用于给电磁铁3的线圈提供磁铁线圈电流，使电磁铁3产生正交电场的磁场，热电子进入正交的电磁场中高速回旋实现动能向微波能转换。先将等差数列中的第一个电压值U1作为阳极电压Ui，阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供Ui的阳极电压，阳极负高压测定部8读取阳极电压值，若读取的电压值大于Ui，则阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供的阳极电压下降，若读取的电压值小于Ui，则阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供的阳极电压上升，直至阳极负高压电源5提供Ui的阳极电压；然后针对该Ui的阳极电压，线圈电流控制部11控制磁场电源6在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流，线圈电流测定部9实时读取磁铁线圈电流值为Ic，确保磁铁线圈电流值Ic在Imin～Imax之间逐步变化，此时阳极电流也不断变化，阳极电流测定部7实时读取阳极电流值为Ia，当根据阳极电流值Ia和阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P等于P0时，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti；并记录实验磁控管输出功率P等于P0时的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic；然后继续在等差数列中的下一个电压值作为阳极电压Ui，继续获取实验磁控管输出功率P等于P0时，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti；直到等差数列中的电压值均作为阳极电压Ui，获得温度测定部12测定所有的阴极灯丝1温度Ti作为P0对应的温度数集；取出温度数集中最小的温度值Tmin，以及Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值；Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值作为工作磁控管输出功率为P0的阳极电压值和磁铁线圈电流值，即工作磁控管在输出功率为P0时，Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值为最佳协同数组，阳极电流和磁铁线圈电流按照最佳比例进行联合控制，电子与微波场同步运动，磁控管工作在最佳工作点上，减少磁控管内电子回轰，延长了磁控管的使用寿命。阳极电流测定部7、阳极负高压测定部8、线圈电流测定部9采用常规的电压电流检测模块；温度测定部12采用辐射温度测量仪。

所述控制设备还包括阳极工作电压最小值输入部、阳极工作电压最大值输入部、电压值数量部和等差数列计算部；所述阳极工作电压最小值输入部用于输入阳极工作电压最小值Umin，阳极工作电压最大值输入部用于输入阳极工作电压最大值Umax，电压值数量部用于输入等差数列的电压值个数n，等差数列计算部用于接收数值Umin、Umax和n，并计算出构成等差数列的电压值U1、U2……Un；等差数列计算部依次将等差数列中的电压值输入给阳极负高压控制部10。

根据实验磁控管自身的规格参数，在阳极工作电压最小值输入部输入阳极工作电压最小值Umin，在阳极工作电压最大值输入部输入阳极工作电压最大值Umax，在电压值数量部输入等差数列的电压值个数n，等差数列计算部根据Umin、Umax和n，并计算出构成等差数列的电压值U1、U2……Un，然后等差数列计算部依次将等差数列中的电压值输入给阳极负高压控制部10，阳极负高压控制部10控制阳极负高压电源5提供等差数列的电压值作为阳极电压。

所述控制设备还包括目标功率输入部和功率计算部；所述目标功率输入部用于向功率计算部输入实验磁控管目标输出功率P0；功率计算部用于根据阳极电流测定部7实时读取的阳极电流值Ia和阳极负高压测定部8读取的阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P，并判断P是否等于P0。

在目标功率输入部向功率计算部输入实验磁控管目标输出功率P0，功率计算部根据阳极电流测定部7实时读取的阳极电流值Ia和阳极负高压测定部8读取的阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P，若P等于P0，温度测定部12测定阴极灯丝1温度为Ti。

所述控制设备还包括磁铁线圈工作电流最小值输入部和磁铁线圈工作电流最大值输入部；所述磁铁线圈工作电流最小值输入部用于输入磁铁线圈工作电流最小值Imin；所述磁铁线圈工作电流最大值输入部用于输入磁铁线圈工作电流最大值Imax；线圈电流控制部11接收Imin和Imax，并控制磁场电源6在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流。

在磁铁线圈工作电流最小值输入部输入磁铁线圈工作电流最小值Imin，在磁铁线圈工作电流最大值输入部输入磁铁线圈工作电流最大值Imax，这样线圈电流控制部11可以控制磁场电源6在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流，来寻找P等于P0的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic。

所述控制设备还包括温度数集存储部；所述功率计算部判断P等于P0时，温度数集存储部存储温度测定部12测定阴极灯丝1温度Ti，并存储每个Ti对应的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic，温度数集存储部将所有的阴极灯丝1温度Ti构成温度数集。

所述控制设备还包括参数筛选部；所述参数筛选部用于筛选出温度数集中最小的温度值Tmin，并读取Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值，并将该阳极电压值和磁铁线圈电流值输出给工作磁控管。工作磁控管在Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值参数下，实现输出功率P0时阴极灯丝1温度较低点，从而延长磁控管的寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种提高磁控管寿命的方法，其特征在于：采用控制设备、实验磁控管和工作磁控管；所述实验磁控管包括阴极灯丝(1)、与阴极灯丝(1)相配置的阳极(2)、电磁铁(3)、阴极电源(4)、阳极负高压电源(5)和磁场电源(6)；所述阴极电源(4)用于加热阴极灯丝(1)；所述阳极负高压电源(5)用于提供阳极电压，使阳极(2)和阴极灯丝(1)配置方向产生电场；所述磁场电源(6)用于给电磁铁(3)的线圈提供磁铁线圈电流，使电磁铁(3)产生正交电场的磁场；所述控制设备包括用于测定阳极电流的阳极电流测定部(7)、用于测定阳极电压的阳极负高压测定部(8)、用于测定磁铁线圈电流的线圈电流测定部(9)、改变阳极电压的阳极负高压控制部(10)、改变磁铁线圈电流的线圈电流控制部(11)和用于测定阴极灯丝(1)温度的温度测定部(12)；具体步骤包括：

步骤1，给定实验磁控管目标输出功率P0、阳极(2)工作电压范围为阳极工作电压最小值Umin～阳极工作电压最大值Umax、磁铁线圈工作电流范围为磁铁线圈工作电流最小值Imin～磁铁线圈工作电流最大值Imax；

步骤2，将阳极(2)工作电压范围阳极工作电压最小值Umin～阳极工作电压最大值Umax中取n个构成等差数列的电压值U1、U2……Un，其中U1＝阳极工作电压最小值Umin,Un＝阳极工作电压最大值Umax；

步骤3，将等差数列中的第一个电压值作为阳极电压Ui；

步骤4，阳极负高压控制部(10)控制阳极负高压电源(5)提供Ui的阳极电压，阳极负高压测定部(8)读取阳极电压值；

步骤5，当阳极负高压测定部(8)读取阳极电压值为Ui时，线圈电流控制部(11)控制磁场电源(6)在磁铁线圈工作电流最小值Imin～磁铁线圈工作电流最大值Imax之间调节磁铁线圈电流，线圈电流测定部(9)实时读取磁铁线圈电流值为Ic，阳极电流测定部(7)实时读取阳极电流值为Ia；当根据阳极电流值Ia和阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P等于P0时则执行步骤6；若实验磁控管输出功率P均不等于P0时则执行步骤7；

步骤6，温度测定部(12)测定阴极灯丝(1)温度为Ti；并记录实验磁控管输出功率P等于P0时的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic；

步骤7，若Ui不是等差数列的最后一个值则执行步骤8，否则执行步骤9；

步骤8，取Ui在等差数列中下一位电压值作为Ui，并执行步骤4；

步骤9，将温度测定部(12)测定所有的阴极灯丝(1)温度Ti作为P0对应的温度数集；取出温度数集中最小的温度值Tmin，以及Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值；

步骤10，将步骤9中获得的Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值作为工作磁控管输出功率为P0的阳极电压值和磁铁线圈电流值。

2.根据权利要求1所述的一种提高磁控管寿命的方法，其特征在于：所述控制设备还包括阳极工作电压最小值输入部、阳极工作电压最大值输入部、电压值数量部和等差数列计算部；所述阳极工作电压最小值输入部用于输入阳极工作电压最小值Umin，阳极工作电压最大值输入部用于输入阳极工作电压最大值Umax，电压值数量部用于输入等差数列的电压值个数n，等差数列计算部用于接收数值Umin、Umax和n，并计算出构成等差数列的电压值U1、U2……Un；等差数列计算部依次将等差数列中的电压值输入给阳极负高压控制部(10)。

3.根据权利要求2所述的一种提高磁控管寿命的方法，其特征在于：所述控制设备还包括目标功率输入部和功率计算部；所述目标功率输入部用于向功率计算部输入实验磁控管目标输出功率P0；功率计算部用于根据阳极电流测定部(7)实时读取的阳极电流值Ia和阳极负高压测定部(8)读取的阳极电压值Ui计算出实验磁控管输出功率P，并判断P是否等于P0。

4.根据权利要求3所述的一种提高磁控管寿命的方法，其特征在于：所述控制设备还包括磁铁线圈工作电流最小值输入部和磁铁线圈工作电流最大值输入部；所述磁铁线圈工作电流最小值输入部用于输入磁铁线圈工作电流最小值Imin；所述磁铁线圈工作电流最大值输入部用于输入磁铁线圈工作电流最大值Imax；线圈电流控制部(11)接收Imin和Imax，并控制磁场电源(6)在Imin～Imax之间调节磁铁线圈电流。

5.根据权利要求4所述的一种提高磁控管寿命的方法，其特征在于：所述控制设备还包括温度数集存储部；所述功率计算部判断P等于P0时，温度数集存储部存储温度测定部(12)测定阴极灯丝(1)温度Ti，并存储每个Ti对应的阳极电压值Ui和磁铁线圈电流值Ic，温度数集存储部将所有的阴极灯丝(1)温度Ti构成温度数集。

6.根据权利要求5所述的一种提高磁控管寿命的方法，其特征在于：所述控制设备还包括参数筛选部；所述参数筛选部用于筛选出温度数集中最小的温度值Tmin，并读取Tmin对应的阳极电压值和磁铁线圈电流值，并将该阳极电压值和磁铁线圈电流值输出给工作磁控管。

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