專利名稱：一種微波烘箱及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波技術(shù)、鼓風(fēng)恒溫技術(shù)、溫濕度監(jiān)控及氣體監(jiān)測等工控領(lǐng)域，特別涉及一種微波烘箱及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
材料的性能并不僅僅取決于材料的種類和成分，通過熱處理改變材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)或加速物質(zhì)間的反應(yīng)，將大幅度改善材料性能；目前，熱處理技術(shù)是我國工程技術(shù)中較薄弱的一個環(huán)節(jié)，一直處于邊緣化和附屬化，嚴重影響我國生產(chǎn)制造業(yè)的競爭力；當(dāng)前在許多工業(yè)生產(chǎn)線上熱處理工序仍采用單一的微波或烘箱熱處理方式，由于微波設(shè)備內(nèi)部電磁場均勻性不理想，烘箱在一定溫度條件下熱處理周期長，導(dǎo)致產(chǎn)品熱處理品質(zhì)和效率低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有熱處理裝置所存在的不足，綜合利用微波高溫干燥效率高和烘箱溫度分布均勻的特點，提供一種熱處理裝置——微波烘箱及應(yīng)用。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種微波烘箱，包括微波系統(tǒng)、恒溫鼓風(fēng)系統(tǒng)、排濕系統(tǒng)、溫度監(jiān)控系統(tǒng)、濕度監(jiān)控系統(tǒng)、氣體監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
所述微波系統(tǒng)由磁控管、波導(dǎo)管、高壓電容器、高壓變壓器、高壓二極管、保險管、轉(zhuǎn)盤電機、風(fēng)扇電機和溫控系統(tǒng)構(gòu)成，采用傳統(tǒng)微波設(shè)備組裝工藝進行系統(tǒng)組裝；當(dāng)程序啟動后，系統(tǒng)會實時的采集、顯示和控制溫度，當(dāng)爐腔內(nèi)的溫度低于或高于系統(tǒng)設(shè)定溫度時，系統(tǒng)將會控制磁控管開啟的個數(shù)、磁控管連續(xù)工作或間隙工作，使?fàn)t腔內(nèi)的溫度達到可控的目的。
所述恒溫鼓風(fēng)系統(tǒng)主要由電加熱器、溫控系統(tǒng)、風(fēng)機、風(fēng)對流循環(huán)風(fēng)道、進風(fēng)風(fēng)道、出風(fēng)風(fēng)道和出口大小調(diào)節(jié)裝置組成；當(dāng)程序啟動后，系統(tǒng)會實時的采集、顯示和控制溫度，當(dāng)爐腔內(nèi)的溫度低于或高于系統(tǒng)設(shè)定溫度時，溫控系統(tǒng)控制加熱器連續(xù)發(fā)熱或間隙發(fā)熱，使?fàn)t腔內(nèi)的溫度達到可控的目的；鼓風(fēng)風(fēng)機的作用是使?fàn)t腔內(nèi)的空氣水平對流循環(huán)，使空氣吹送到電加熱器上加熱后送到工作室，然后由工作室吸入風(fēng)機再吹到電熱管上加熱，不斷循環(huán)加熱的同時也使?fàn)t腔內(nèi)的溫度更加均勻。
所述排濕系統(tǒng)主要包括排風(fēng)機和風(fēng)管，其主要功能是將微波熱處理過程中產(chǎn)生的水蒸氣排出爐腔外；通過選擇和布置排風(fēng)機和風(fēng)管，能縮短管道長度和彎曲度，減少風(fēng)管阻力。
所述溫度監(jiān)控系統(tǒng)主要由IRTP-300L紅外溫度傳感器、NI PC1-6259數(shù)據(jù)采集卡、計算機和LabVIEW部件組成，用于實時的采集、顯示和控制系統(tǒng)溫度，當(dāng)爐腔內(nèi)的溫度低于或高于系統(tǒng)設(shè)定溫度時，系統(tǒng)將會控制磁控管開啟的個數(shù)、磁控管連續(xù)工作或間隙工作，使?fàn)t腔內(nèi)的溫度達到可控的目的。
所述濕度監(jiān)控系統(tǒng)主要由HSllOl電容式濕度傳感器、NI PC1-6259數(shù)據(jù)采集卡、計算機和LabVIEW部件組成，用于實時的采集和顯示系統(tǒng)濕度。
所述氣體監(jiān)測系統(tǒng)主要由KQ500系列固定式氣體檢測變送器、NI PC1-6259數(shù)據(jù)采集卡、計算機和LabVIEW部件組成，用于實時的監(jiān)測識別和顯示系工作倉環(huán)境氣體濃度。
所述控制系統(tǒng)基于labVIEW，用于實現(xiàn)人機交互功能、溫度檢測及溫度控制功能、濕度檢測及系統(tǒng)自動排濕和程序切換功能、氣體濃度檢測及程序自動啟停功能；利用LabVIEff 自帶的 PID and Fuzzy Logic ToolkitSii 個基于 LabVIEW 的模糊控制器,用于對熱處理過程中的溫度變化進行實時的運算控制。
所述微波熱處理溫度、鼓風(fēng)恒溫?zé)崽幚頊囟雀鶕?jù)產(chǎn)品熱處理工藝參數(shù)要求設(shè)定。
所述排濕系統(tǒng)啟動濕度、程序切換濕度根據(jù)產(chǎn)品熱處理工藝參數(shù)要求設(shè)定。
所述氣體停機濃度根據(jù)產(chǎn)品熱處理工藝參數(shù)要求設(shè)定。
本發(fā)明的微波烘箱通過產(chǎn)品在熱處理過程中產(chǎn)生氣體的濃度來判斷產(chǎn)品熱處理的程度。
本發(fā)明的微波烘箱應(yīng)用于實驗室、食品、化工和化纖工業(yè)生產(chǎn)熱處理領(lǐng)域。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點: (I)本發(fā)明的熱處理裝置具備自動化程度高、熱處理效率高、溫度分布均勻、產(chǎn)品熱處理程度智能識別等特點。
(2)本發(fā)明的熱處理裝置在LabVIEW的支持下，用戶只需在操作界面就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集、處理和顯示，并對熱處理過程進行快速、精確的控制。
(3)本發(fā)明選用KQ500系列固定式氣體檢測變送器，可識別多種氣體，應(yīng)用的熱處理領(lǐng)域比較廣泛。


圖1為本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)程序運行流程圖。
圖3為本發(fā)明實施例基于LabVIEW的軟件界面圖。
具體實施方式
實施例: 本實施例應(yīng)用于化工產(chǎn)品熱處理。
—種微波烘箱,包括微波系統(tǒng)、恒溫鼓風(fēng)系統(tǒng)、排濕系統(tǒng)、溫度監(jiān)控系統(tǒng)、濕度監(jiān)控系統(tǒng)、氣體監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
所述微波系統(tǒng)由磁控管、波導(dǎo)管、高壓電容器、高壓變壓器、高壓二極管、保險管、轉(zhuǎn)盤電機、風(fēng)扇電機和溫控系統(tǒng)構(gòu)成，采用傳統(tǒng)微波設(shè)備組裝工藝進行系統(tǒng)組裝；當(dāng)程序啟動后，系統(tǒng)會實時的采集、顯示和控制溫度，當(dāng)爐腔內(nèi)的溫度低于50°C時，系統(tǒng)將會控制磁控管開啟的個數(shù)增多，使?fàn)t腔內(nèi)的溫度達到50°C。
所述恒溫鼓風(fēng)系統(tǒng)主要由電加熱器、溫控系統(tǒng)、風(fēng)機、風(fēng)對流循環(huán)風(fēng)道、進風(fēng)風(fēng)道、出風(fēng)風(fēng)道和出口大小調(diào)節(jié)裝置組成；當(dāng)程序啟動后，系統(tǒng)會實時的采集、顯示和控制溫度，當(dāng)爐腔內(nèi)的溫度低于50°C時，溫控系統(tǒng)控制加熱器連續(xù)發(fā)熱，使?fàn)t腔內(nèi)的溫度達到50°C ;鼓風(fēng)風(fēng)機的作用是使?fàn)t腔內(nèi)的空氣水平對流循環(huán)，使空氣吹送到電加熱器上加熱后送到工作室，然后由工作室吸入風(fēng)機再吹到電熱管上加熱，不斷循環(huán)加熱的同時也使?fàn)t腔內(nèi)的溫度更加均勻。
所述排濕系統(tǒng)部件主要包括排風(fēng)機和風(fēng)管，其主要功能是將微波熱處理過程中產(chǎn)生的水蒸氣排出爐腔外。
所述溫度監(jiān)控系統(tǒng)主要由IRTP-300L紅外溫度傳感器、NI PC1-6259數(shù)據(jù)采集卡、計算機和LabVIEW部件組成，用于實時的采集、顯示和控制系統(tǒng)溫度，當(dāng)爐腔內(nèi)的溫度低于50°C時，系統(tǒng)將會控制磁控管連續(xù)工作，使?fàn)t腔內(nèi)的溫度達到50°C。
所述濕度監(jiān)控系統(tǒng)主要由HSllOl電容式濕度傳感器、NI PC1-6259數(shù)據(jù)采集卡、計算機和LabVIEW部件組成，用于實時的采集和顯示系統(tǒng)濕度。
所述氣體監(jiān)測系統(tǒng)主要由KQ500系列固定式氣體檢測變送器、NI PC1-6259數(shù)據(jù)采集卡、計算機和LabVIEW部件組成，用于實時的監(jiān)測識別和顯示系工作倉環(huán)境氣體濃度。
所述控制系統(tǒng)基于labVIEW，用于實現(xiàn)人機交互功能、溫度檢測及溫度控制功能、濕度檢測及系統(tǒng)自動排濕和程序切換功能、氣體濃度檢測及程序自動啟停功能；利用LabVIEff 自帶的 PID and Fuzzy Logic ToolkitSii 個基于 LabVIEW 的模糊控制器,用于對熱處理過程中的溫度變化進行實時的運算控制。
設(shè)定本實施例的氣體停機濃度為IOppm ;濕物料進爐腔，首先啟動微波熱處理程序烘干濕物料；當(dāng)爐腔內(nèi)的環(huán)境濕度高于40%RH時啟動排濕系統(tǒng)，水蒸氣通過排濕系統(tǒng)排除；當(dāng)爐腔內(nèi)的環(huán)境濕度低于8%RH時，程序自動切換到恒溫鼓風(fēng)熱處理狀態(tài)；物料在恒溫鼓風(fēng)熱處理狀態(tài)運行一段時間后，當(dāng)爐腔內(nèi)氣體的濃度達到IOppm時，熱處理完成，系統(tǒng)自動停止運行。
本實施例具備熱處理效率高、溫度分布均勻、產(chǎn)品熱處理程度智能識別、自動化程度高等特點，有望大幅度降低該產(chǎn)品熱處理的時間并改善溫度均勻性，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種微波烘箱，其特征在于微波烘箱包括微波系統(tǒng)、恒溫鼓風(fēng)系統(tǒng)、排濕系統(tǒng)、溫度監(jiān)控系統(tǒng)、濕度監(jiān)控系統(tǒng)、氣體監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)； 所述微波系統(tǒng)由磁控管、波導(dǎo)管、高壓電容器、高壓變壓器、高壓二極管、保險管、轉(zhuǎn)盤電機、風(fēng)扇電機和溫控系統(tǒng)構(gòu)成，采用傳統(tǒng)微波設(shè)備組裝工藝進行系統(tǒng)組裝；當(dāng)程序啟動后，系統(tǒng)會實時的采集、顯示和控制溫度，當(dāng)爐腔內(nèi)的溫度低于或高于系統(tǒng)設(shè)定溫度時，系統(tǒng)將會控制磁控管開啟的個數(shù)、磁控管連續(xù)工作或間隙工作； 所述恒溫鼓風(fēng)系統(tǒng)主要由電加熱器、溫控系統(tǒng)、風(fēng)機、風(fēng)對流循環(huán)風(fēng)道、進風(fēng)風(fēng)道、出風(fēng)風(fēng)道和出口大小調(diào)節(jié)裝置組成；當(dāng)程序啟動后，系統(tǒng)會實時的采集、顯示和控制溫度，當(dāng)爐腔內(nèi)的溫度低于或高于系統(tǒng)設(shè)定溫度時，溫控系統(tǒng)控制加熱器連續(xù)發(fā)熱或間隙發(fā)熱；鼓風(fēng)風(fēng)機的作用是使?fàn)t腔內(nèi)的空氣水平對流循環(huán)，使空氣吹送到電加熱器上加熱后送到工作室，然后由工作室吸入風(fēng)機再吹到電熱管上加熱，不斷循環(huán)加熱的同時也使?fàn)t腔內(nèi)的溫度更加均勻；所述排濕系統(tǒng)主要包括排風(fēng)機和風(fēng)管，其主要功能是將微波熱處理過程中產(chǎn)生的水蒸氣排出爐腔外；通過選擇和布置排風(fēng)機和風(fēng)管，能縮短管道長度和彎曲度，減少風(fēng)管阻力；所述溫度監(jiān)控系統(tǒng)主要由IRTP-300L紅外溫度傳感器、NI PC1-6259數(shù)據(jù)采集卡、計算機和LabVIEW部件組成，用于實時的采集、顯示和控制系統(tǒng)溫度，當(dāng)爐腔內(nèi)的溫度低于或高于系統(tǒng)設(shè)定溫度時，系統(tǒng)將會控制磁控管開啟的個數(shù)、磁控管連續(xù)工作或間隙工作； 所述濕度監(jiān)控系統(tǒng)主要由HSllOl電容式濕度傳感器、NI PC1-6259數(shù)據(jù)采集卡、計算機和LabVIEW部件組成，用于實時的采集和顯示系統(tǒng)濕度； 所述氣體監(jiān)測系統(tǒng)主要由KQ500系列固定式氣體檢測變送器、NI PC1-6259數(shù)據(jù)采集卡、計算機和LabVIEW部件組成，用于實時的監(jiān)測識別和顯示系工作倉環(huán)境氣體濃度； 所述控制系統(tǒng)基于labVIEW，用于實現(xiàn)人機交互功能、溫度檢測及溫度控制功能、濕度檢測及系統(tǒng)自動排濕和程序切換功能、氣體濃度檢測及程序自動啟停功能；利用LabVIEW自帶的PID and Fuzzy Logic Toolkit設(shè)計一個基于LabVIEW的模糊控制器,用于對熱處理過程中的溫度變化進行實時的運算控制； 所述微波熱處理溫度、鼓風(fēng)恒溫?zé)崽幚頊囟雀鶕?jù)產(chǎn)品熱處理工藝參數(shù)要求設(shè)定； 所述排濕系統(tǒng)啟動濕度、程序切換濕度根據(jù)產(chǎn)品熱處理工藝參數(shù)要求設(shè)定； 所述氣體停機濃度根據(jù)產(chǎn)品熱處理工藝參數(shù)要求設(shè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述微波烘箱，其特征在于微波烘箱通過產(chǎn)品在熱處理過程中產(chǎn)生氣體的濃度來判斷產(chǎn)品熱處理的程度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述微波烘箱的應(yīng)用，其特征在于所述微波烘箱應(yīng)用于實驗室、食品、化工和化纖工業(yè)生產(chǎn)熱處理領(lǐng) 域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微波烘箱及應(yīng)用。包括微波系統(tǒng)、恒溫鼓風(fēng)系統(tǒng)、排濕系統(tǒng)、溫度監(jiān)控系統(tǒng)、濕度監(jiān)控系統(tǒng)、氣體監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)基于LabVIEW實現(xiàn)。本發(fā)明的微波烘箱綜合利用微波高溫干燥效率高和烘箱溫度分布均勻的特點，具備熱處理效率高、溫度分布均勻、產(chǎn)品熱處理程度智能識別、自動化程度高等特點；另外，在LabVIEW的支持下，用戶只需在操作界面就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集、處理和顯示，并對熱處理過程進行快速、精確的控制。本發(fā)明的微波烘箱應(yīng)用于實驗室、食品、化工和化纖工業(yè)生產(chǎn)熱處理領(lǐng)域。
文檔編號G05D27/02GK103217997SQ20131010437
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者陸綺榮, 唐奇林, 孫旋, 羅建輝, 祝捷 申請人:桂林理工大學(xué)