一、磁控管的認(rèn)識(shí)

磁控管是微波爐上的核心器件之一，它的優(yōu)劣決定著微波爐工作時(shí)產(chǎn)生效率的大小。

磁控管通俗理解主就是一個(gè)工作于高頻率的電子管。它由外置磁場(chǎng)、真空二極管、諧振腔、燈絲、散熱片等組成。也有陽(yáng)極(通常與微波爐機(jī)殼連為一體)、陰極(接負(fù)高壓)、燈絲。

微波爐磁控管的結(jié)構(gòu)圖

磁控管的頻率由諧振腔決定。微波爐使用的磁控管工作頻率為2500MHZ，工作電壓為4Kv左右，輸出功率為電源消耗功率的30%左右(約500w)。磁控管的電子符號(hào)如下圖:

微波爐電路簡(jiǎn)圖，微波爐電路原理圖

二、磁控管好壞判斷,磁控管的故障原因與檢測(cè)

1:磁控管的故障原因。主要有兩種，一是不加熱，不加熱大多是燈絲斷;二是打火。打火有燈絲插頭處絕緣碳化磁控管陽(yáng)極與燈絲之間打火;磁控管內(nèi)部打火，內(nèi)部打火可能是漏氣或輻射器壞。

只要磁控管沒壞只是衰老，都還能慢慢加熱。如果磁控管處在不振蕩的情況下，就不會(huì)發(fā)射電子，也就會(huì)出現(xiàn)不加熱的故障。

2:磁控管的檢測(cè)。對(duì)磁控管的檢測(cè)可通過外觀觀察、電阻測(cè)量、通電來判斷。

1).外觀觀察。一看輻射器是否損壞(拆下磁控管才能看到)，二看磁控管的兩個(gè)磁環(huán)是否斷裂。若二者有任一個(gè)損壞，磁控管都須更換。

2).電阻測(cè)量。電阻測(cè)量主要是燈絲測(cè)量和燈絲同陽(yáng)極間的絕緣測(cè)量。 一是燈絲電阻測(cè)量。其電阻越小越好，指針式萬(wàn)用表乘1檔時(shí)阻值近似于零歐姆。磁控管采用的是直熱式陰極，因此燈絲是陰極。它既連接了燈絲電壓，也連接了陰極負(fù)壓。若燈絲開路，陰極處于冷態(tài)則不能發(fā)射電子，磁控管就不會(huì)振蕩，也就不會(huì)加熱;若燈絲電阻大于1歐姆以上，則陰極加熱就慢，發(fā)射電子就不夠強(qiáng)，從而加熱緩慢。

二是陰極與陽(yáng)極間的絕緣測(cè)量。測(cè)量時(shí)最好用兆歐表，陰極與陽(yáng)極間阻值為無窮大則為正常。無兆歐表時(shí)也可用萬(wàn)用表10K檔作初步檢查。

3).通電檢查。通電檢查時(shí)有兩個(gè)觀察點(diǎn)，一是用變流鉗表或萬(wàn)用表電流擴(kuò)展插孔10A串入電源，通電前幾秒，燈絲加熱，此時(shí)電流為4A左右，之后逐漸升高至7A左右。電流的變化過程應(yīng)如上，大小基本相符，且穩(wěn)定無抖動(dòng)、跳動(dòng)現(xiàn)象。二是將加熱負(fù)載置于微波爐腔內(nèi)，看輻射器是否打火，特別是使用頻率較高，且以肉類加熱較多的，由于輻射器前云母片上油污較多，最易打火。

三、微波輔助樣品前處理裝置的主要構(gòu)件和作用

① 工作原理
　　微波是由一種能產(chǎn)生大功率超高頻微波振蕩的二極真空管產(chǎn)生的，在微波爐中使用的二極真空管就是磁控管。若按工作狀態(tài)分類，這種磁控管屬連續(xù)波磁控管。微波爐加熱是靠微波，所以磁控管是微波爐的關(guān)鍵元件，是微波爐的心臟。
　　磁控管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，其工作原理如下圖所示。磁控管內(nèi)有一個(gè)圓筒形陰極，陰極外包圍著一個(gè)陽(yáng)極，通過永久磁鐵在陰極和陽(yáng)極之間的區(qū)域內(nèi)建立一個(gè)軸向磁場(chǎng)。當(dāng)磁控管加上電壓后，陰極得到預(yù)熱并產(chǎn)生大量的電子，它們?cè)陉帢O和陽(yáng)極間高電位差所形成的電場(chǎng)以及外加磁場(chǎng)的作用下，以圓周軌跡飛向陽(yáng)極。陽(yáng)極上有許多個(gè)小的諧振腔，當(dāng)電子打到陽(yáng)極之前，就在這些諧振腔內(nèi)發(fā)生振蕩，同時(shí)形成幾組群聚的“電子輪輻”，它像電風(fēng)扇葉片一樣，以陰極為軸心旋轉(zhuǎn)（如圖所示）。這些諧振腔就像低頻發(fā)射機(jī)中電感和電容組成的諧振回路，“吹”過諧振腔口的電子束形成所謂電子“風(fēng)”，電子“風(fēng)”在金屬腔中感應(yīng)出微波。諧振腔使頻率不斷增高，產(chǎn)生出2450MHz 的連續(xù)微波，電子就這樣把能量交給了超高頻電磁場(chǎng)。上述過程中所形成的微波通過天線和波導(dǎo)管進(jìn)人微波爐的爐腔。

　　 實(shí)際過程中，不是100％的電子都能交出直流能量轉(zhuǎn)換成微波能量，總有部分電子最后直接打到陽(yáng)極塊，變成熱能而使陽(yáng)極塊升溫。磁控管的相互作用效率一般只能達(dá)到70%～85％。為了確保磁控管穩(wěn)定工作，陽(yáng)極塊需要強(qiáng)力風(fēng)冷或水冷。另外，還有部分電子不能參與能量交換而返回陰極，使陰極溫度升高。因此，一般磁控管在起振后，需要降低燈絲加熱功率，以避免陰極過熱，延長(zhǎng)其使用壽命。
② 輸出功率
　　 微波爐的加熱時(shí)間和加熱速度主要由微波爐的微波輸出功率所決定。微波輸出功率越大，則加熱速度越快，加熱時(shí)間也越短。雖然每臺(tái)微波爐都標(biāo)有額定微波輸出功率，但因生產(chǎn)廠家的不同、裝配質(zhì)量的不同、零部件本身質(zhì)量的不同等原因，新微波爐的實(shí)際微波輸出功率與標(biāo)定值也會(huì)有所差異。舊的微波爐由于使用不當(dāng)使磁控管過早老化等原因，實(shí)際微波輸出功率也會(huì)衰減。不了解所用微波爐的實(shí)際微波輸出功率，就難以掌握加熱速度和加熱時(shí)間，影響樣品處理效果。
在微波腔中，具有高介質(zhì)耗散因子的樣品可吸收幾乎100％的輸人功率，這種條件下微波系統(tǒng)處于完全匹配狀態(tài)。而微波消解時(shí)用的酸在2450MHz 的頻率下介質(zhì)耗散因子較低，因而產(chǎn)生反射功率，反過來導(dǎo)致磁控管和微波腔之間的不匹配，并因?yàn)榇趴毓艿倪^熱而改變磁控管的輸出功率。目前已經(jīng)設(shè)計(jì)出了消除微波反射的裝置，在出現(xiàn)不匹配時(shí)可以保護(hù)磁控管，并使磁控管給出穩(wěn)定的輸出功率。微波輔助樣品前處理系統(tǒng)中最常用的設(shè)備是終端循環(huán)器。終端循環(huán)器是一個(gè)用鐵氧體和靜磁場(chǎng)構(gòu)成的裝置，這種裝置使微波正向通過，而把反射波送入空載中變成無害的熱量損耗（如圖所示）。

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