一種殺蟲(chóng)殺菌用諧振腔式射頻發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種殺蟲(chóng)殺菌用諧振腔式射頻發(fā)生器，屬于殺菌技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻殺蟲(chóng)殺菌技術(shù)是射頻介質(zhì)加熱技術(shù)的一種應(yīng)用，是利用介質(zhì)損耗的原理對(duì)非金屬材料(糧食或食品)進(jìn)行選擇性加熱并達(dá)到殺蟲(chóng)殺菌的目的。射頻介質(zhì)加熱過(guò)程快速、均勻，加熱深度大，具有選擇性加熱等特性，使其迅速發(fā)展為一種理想、高效的冷加熱手段。在糧食(或食品)殺蟲(chóng)殺菌領(lǐng)域，射頻介質(zhì)加熱能選擇性地迅速升溫害蟲(chóng)和細(xì)菌，破壞其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，達(dá)到殺死它們的效果，而糧食(或食品)的溫升則相對(duì)較小，既保存了營(yíng)養(yǎng)成分又具有良好的口感，因此具有十分光明的應(yīng)用前景。射頻發(fā)生器(或稱射頻振蕩器)是射頻殺蟲(chóng)殺菌裝置的重要部分。
[0003]射頻殺蟲(chóng)殺菌裝置的主要組成包括電源輸入部分、高壓整流部分、射頻發(fā)生器部分、控制部分及負(fù)載匹配輸出部分組成。根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，射頻介質(zhì)加熱裝置不僅需要有足夠的輸出功率，還需要穩(wěn)定的頻率(常用頻率13.56MHz,27.12MHz、40.68MHz)?，F(xiàn)有使用的射頻殺蟲(chóng)殺菌裝置，其射頻發(fā)生器大部分采用了集總參數(shù)元件的LC諧振電路，并且負(fù)載的匹配輸出主要通過(guò)調(diào)節(jié)高壓真空可調(diào)電容實(shí)現(xiàn)。而采用集中參數(shù)元件的LC諧振電路，由于集膚效應(yīng)的作用，頻率穩(wěn)定度不高，容易發(fā)生頻率偏移，對(duì)附近的無(wú)線設(shè)備造成電磁干擾，并且其對(duì)電路元件的電氣特性要求更嚴(yán)格(需選用價(jià)格更高、電氣特性更好的電路元件等)，造成設(shè)備成本的增加。此外，隨著裝置使用時(shí)間的積累，振蕩器電路所使用的集中參數(shù)元件更容易出現(xiàn)老化、電氣特性下降等問(wèn)題(高頻的工作環(huán)境引起)，會(huì)造成整個(gè)裝置工作不穩(wěn)定，工作效率降低，同時(shí)存在安全隱患。另外，負(fù)載匹配輸出是通過(guò)調(diào)節(jié)高壓真空可調(diào)電容實(shí)現(xiàn)的，而高壓真空可調(diào)電容，價(jià)格昂貴(每只1-2千元)，且壽命有限，需經(jīng)常更換。在每次更換后，要對(duì)裝置進(jìn)行重新調(diào)校，增加了設(shè)備維護(hù)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種殺蟲(chóng)殺菌用諧振腔式射頻發(fā)生器，包括箱體金屬外殼、電子管腔、高頻諧振腔、諧振電容極板、電容調(diào)諧腔、輸出耦合極板，采用半封閉箱體結(jié)構(gòu)分布參數(shù)形成的分布式諧振電路；所述電子管腔由絕緣支柱和絕緣板、三極電子管組成，所述絕緣支柱和絕緣板用于固定三極電子管；所述諧振電容極板位于箱體金屬外殼內(nèi)側(cè)的電子管腔、高頻諧振腔之間；所述高頻諧振腔包括位于其中央的回字型電極，回字型電極由回字型電極內(nèi)環(huán)極板、回字型電極外環(huán)極板構(gòu)成；所述電容調(diào)諧腔包括電容調(diào)諧極板、輸出耦合極板、絕緣支柱，電容調(diào)諧腔與高頻諧振腔之間通過(guò)銅箔連接饋送，并由腔體金屬隔板隔開(kāi)。
[0005]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述高頻諧振腔內(nèi)，回字型電極內(nèi)環(huán)極板的上表面與箱體金屬外殼的上平面焊接在一起，回字型電極內(nèi)環(huán)極板的下表面與回字型電極外環(huán)極板的下表面重合，回字型電極內(nèi)環(huán)極板構(gòu)成高頻諧振腔的主電感；同時(shí)，回字型電極外環(huán)極板的外表面與箱體金屬外殼及電容調(diào)諧腔體之間存在間隙形成空氣電容，回字型電極外環(huán)極板的下表面與諧振電容極板的上表面之間存在間隙形成空氣電容；兩空氣電容與主電感構(gòu)成高頻諧振回路，作為三極電子管射頻振蕩的主回路。
[0006]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述電容調(diào)諧腔與高頻諧振腔之間通過(guò)銅箔連接饋送，并由腔體金屬隔板隔開(kāi)，銅箔一端連接回字型電極內(nèi)環(huán)極板的外表面上靠近上表面的部位，另一端連接電容調(diào)諧腔的電容調(diào)諧極板。
[0007]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述電容調(diào)諧極板由上、下、左、右共四個(gè)平面極板環(huán)形聯(lián)接而成，通過(guò)絕緣支柱支撐；電容調(diào)諧極板中的上極板由銅箔連接到高頻諧振腔的回字型電極內(nèi)環(huán)極板；電容調(diào)諧極板中的左極板的外表面與腔體金屬隔板之間，以及右極板外表面與箱體金屬外殼的內(nèi)表面之間存在間隙并形成電容。
[0008]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述輸出耦合極板由絕緣支柱支撐，與電容調(diào)諧極板中的右極板的內(nèi)表面之間存在間隙并形成電容。
[0009]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述輸出耦合極板用于向射頻殺蟲(chóng)殺菌裝置的負(fù)載處理腔饋送射頻功率；輸出耦合極板的位置能左右移動(dòng)，以改變其與電容調(diào)諧極板之間的間隙，即改變輸出耦合電容值的大小，實(shí)現(xiàn)負(fù)載匹配。
[0010]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述諧振電容極板上下可以微調(diào)。
[0011]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，銅箔與回字型電極內(nèi)環(huán)極板的外表面的連接點(diǎn)位置可以上下調(diào)節(jié)，以使輸出阻抗最佳匹配。
[0012]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述箱體金屬外殼作接地處理。整個(gè)金屬外殼既作為諧振腔式發(fā)生器的導(dǎo)體部分，同時(shí)又是接地端，對(duì)高頻輻射起到了一個(gè)很好的屏蔽作用，降低了制造成本的同時(shí)極大地阻止高頻輻射。
[0013]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述箱體金屬外殼之外還設(shè)有強(qiáng)迫風(fēng)冷裝置，用于冷卻三極電子管。
[0014]本發(fā)明提供的一種殺蟲(chóng)殺菌用諧振腔式射頻發(fā)生器的等效的集總參數(shù)原理如圖2所示，其中半封閉箱體的等效參數(shù)原理如圖3所示，半封閉箱體的結(jié)構(gòu)原理如圖4所示。射頻發(fā)生電路主要由電子管腔和高頻諧振腔構(gòu)成，電子管腔中三極電子管工作于共陰極狀態(tài)，三極電子管內(nèi)部的陽(yáng)柵極間電容構(gòu)成反饋電路，與高頻諧振腔共同完成三極電子管的振蕩和選頻。高頻諧振腔即為陽(yáng)極諧振槽路，其諧振頻率由高頻諧振腔體下方的諧振電容極板的上下位置進(jìn)行微調(diào)；由三極電子管的柵陰電容與外接電感構(gòu)成的柵極諧振槽路，調(diào)整柵極回路的諧振頻率，使射頻振蕩電路持續(xù)穩(wěn)定工作、射頻發(fā)生器產(chǎn)生持續(xù)的振蕩及功率輸出。電容諧振腔是用作高頻振蕩電路與負(fù)載輸出電路的調(diào)諧耦合，目的是為了提高高頻諧振腔的Q值，從而實(shí)現(xiàn)諧振頻率的穩(wěn)定，同時(shí)可以將高頻振蕩功率耦合到輸出電路，實(shí)現(xiàn)負(fù)載與高頻諧振腔的功率匹配。電容諧振腔內(nèi)的輸出耦合極板與負(fù)載電容極板相連接，通過(guò)調(diào)整輸出耦合板和電容諧振腔壁之間的間隙，即可改變耦合度，匹配負(fù)載，使輸出功率達(dá)到最大。
[0015]本發(fā)明還提供了一種包含所述諧振腔式射頻發(fā)生器的射頻殺蟲(chóng)殺菌裝置，所述裝置還包括電源輸入部分、高壓整流部分、控制部分及負(fù)載匹配輸出部分。
[0016]所述負(fù)載匹配輸出部分是整合在高頻諧振腔內(nèi)的。
[0017]本射頻殺蟲(chóng)殺菌裝置的諧振腔式射頻發(fā)生器具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，振蕩頻率穩(wěn)定度高，成本低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。具有相當(dāng)高的頻率穩(wěn)定度，且由于采用了雙回路調(diào)諧方式，輸出負(fù)載引起的電容變化對(duì)中心頻率的影響非常小，振蕩頻率可以穩(wěn)定在中心頻率的±0.8%以內(nèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為射頻殺蟲(chóng)殺菌裝置的主要組成；51電源輸入部分，52高壓整流部分，53射頻發(fā)生器部分，54負(fù)載匹配輸出部分，55控制部分。
[0019]圖2為本諧振腔式射頻發(fā)生器的集總參數(shù)等效電路圖。
[0020]圖3為本諧振腔式射頻發(fā)生器的參數(shù)結(jié)構(gòu)等效示意圖。I高頻諧振腔，2電子管腔，3電容調(diào)諧腔，4諧振電容極板，5陽(yáng)極隔直電容，6輸出耦合極板，7三極電子管，8負(fù)載電容極板，9箱體金屬外殼，10絕緣支柱和絕緣板，11耦合銅箔導(dǎo)線。
[0021]圖4為本諧振腔式射頻發(fā)生器的結(jié)構(gòu)原理圖。21陽(yáng)極隔直電容接入點(diǎn)，22箱體金屬外殼，23高頻諧振腔，24諧振電容極板，25電子管腔，26絕緣支柱，27輸出耦合極板，28電容調(diào)諧極板，29電容調(diào)諧腔，30耦合電極，31回字型電極內(nèi)環(huán)極板，32回字型電極外環(huán)極板，33腔體金屬隔板。
[0022]圖5為諧振電容極板的結(jié)構(gòu)圖示意圖。
[0023]圖6為輸出耦合極板的結(jié)構(gòu)圖示意圖。
[0024]圖7為射頻殺蟲(chóng)殺菌系統(tǒng)的輸出電路示意圖(41、43為負(fù)載電容極板，42為待處理物料)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，這些實(shí)施方式并非對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所作的功能、方法、或者結(jié)構(gòu)上的等效變換或替代，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0026]圖2為本諧振腔式射頻發(fā)生器的等效電路圖，圖3為本諧振腔式射頻發(fā)生器的分布參數(shù)結(jié)構(gòu)等效示意圖，圖4為本諧振腔式射頻發(fā)生器的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是圖3的集總電路等效原理圖，圖3是由圖4所提供的結(jié)構(gòu)得到的分布參數(shù)等效示意圖。在圖2中，C1S陽(yáng)極旁路電容，C2為陽(yáng)極隔直電容，C3為陽(yáng)極槽路電容，C4為柵極隔直電容，C5為電容調(diào)諧腔諧振電容，C6為輸出耦合板耦合電容，C7為柵極旁路電容，C。為負(fù)載電容，V為三極電子管，A、G、K分別為三極電子管的陽(yáng)極(屏極)、柵極、陰極，R為柵漏電阻，L1S陽(yáng)極扼流圈，L2S柵極反饋調(diào)節(jié)電感，L 3為陽(yáng)極槽路電感，L 4為柵極高頻扼