專利名稱：一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波爐領(lǐng)域，特別是，本發(fā)明涉及一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié) 構(gòu)，所述微波爐爐腔結(jié)構(gòu)是用于微波法測(cè)定樣品中揮發(fā)物含量的微波諧振腔。本發(fā)明還涉 及了該微波爐爐腔結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著新興的微波化學(xué)前處理技術(shù)，如微波消解，微波萃取，微波合成和灰化等微波 化學(xué)前處理技術(shù)的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了微波法對(duì)樣品分析的快速前處理工作，大大提高了人 們對(duì)樣品前處理的精確自動(dòng)處理，給微波技術(shù)應(yīng)用于食品、藥品、化工行業(yè)在線分析樣品的 水分及揮發(fā)物含量的測(cè)定提供了豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。迄今為止，對(duì)食品、藥品、化工行業(yè)在線分析樣品的水分及揮發(fā)物含量的測(cè)定方法 有傳統(tǒng)的烘箱加熱法、紅外加熱法、卡爾費(fèi)休法、庫(kù)倫法等。烘箱加熱法和紅外加熱法均為先加熱樣品表面，再經(jīng)過(guò)熱傳導(dǎo)將熱量傳入樣品內(nèi) 部。但是，樣品表面易生成一層膜，阻礙水分的揮發(fā)，測(cè)定周期比較長(zhǎng)?？栙M(fèi)休法和庫(kù)倫 法只適合測(cè)量低含量水分的樣品。而微波可以穿透樣品內(nèi)外進(jìn)行整體加熱，升溫速度快，可 在短短幾十秒或幾分鐘內(nèi)將樣品中的揮發(fā)物加熱揮發(fā)掉，可精確、高效地測(cè)定樣品的揮發(fā)
物等含量。目前，國(guó)內(nèi)已有廠商生產(chǎn)微波水分測(cè)定用于食品、藥品、化工行業(yè)在線分析樣品的 水分及揮發(fā)物含量的測(cè)定，但其爐腔均采用家用微波爐進(jìn)行改裝，沒有針對(duì)性設(shè)計(jì)專用微 波爐爐腔結(jié)構(gòu)，因此存在微波場(chǎng)強(qiáng)分布不均勻，加熱效率低，功率損耗大，耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn)。CA2384882(A1)專利文獻(xiàn)涉及了 一個(gè)揮發(fā)物測(cè)定儀，其專用的微波爐爐腔結(jié)構(gòu)呈 正八邊形，經(jīng)過(guò)模擬分析研究，其微波聚能效果不明顯，且微波場(chǎng)分布不夠均勻。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，該 微波爐爐腔結(jié)構(gòu)為微波揮發(fā)物測(cè)定專用微波諧振腔。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將微波均勻聚焦于被 加熱樣品附近，并使樣品上方空氣快速流通，達(dá)到樣品集中、均勻受熱、揮發(fā)物快速揮發(fā)的 特點(diǎn)。為達(dá)到此目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，包括由多個(gè)爐壁面構(gòu)成的封閉爐腔，其中 一個(gè)爐壁面上開設(shè)有用于微波潰入(輸入)的耦合口，其特征在于，上述爐壁面中至少一個(gè)面是平面，在該平面上開設(shè)有用于微波潰入爐腔內(nèi)的耦合 口，對(duì)應(yīng)于所述開設(shè)有用于微波潰入爐腔內(nèi)的耦合口的平面的其余爐壁面形成弧形壁面。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述對(duì)應(yīng)于所述開 設(shè)有用于微波潰入爐腔內(nèi)的耦合口的平面的其余爐壁面形成半圓形壁面。由于平面上開設(shè)了微波耦合口，與平面相對(duì)的面為弧形面或半圓形面，當(dāng)微波潰入爐腔后，弧形面或半圓形面可以通過(guò)定向反射將微波場(chǎng)聚焦于樣品附近，提高了微波的 加熱效率。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，爐腔內(nèi)裝有微波攪 拌裝置。由于所述爐腔包含一個(gè)微波攪拌裝置，攪拌裝置的槳葉可以是不同形狀或是不規(guī) 則形狀，當(dāng)微波潰入爐腔后，經(jīng)過(guò)微波攪拌裝置的槳葉散射到爐腔各個(gè)方向，從而使微波場(chǎng) 更均勻分布。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微波攪拌裝置 由槳葉、連桿和電機(jī)組成，槳葉和連桿位于爐腔內(nèi)，電機(jī)位于爐腔外，所述連桿一端固定在 電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，另一端固定在槳葉上，連桿穿過(guò)爐腔壁與電機(jī)連接。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連桿一端固定 在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，另一端固定在槳葉上。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述槳葉為金屬材 料制成，槳葉的形狀選自圓形、方形或三角形之一種。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述槳葉在單個(gè)槳 葉上開孔構(gòu)成，也可以是多個(gè)槳葉片組成。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述槳葉由多個(gè)槳 葉片組成。由此，在微波潰入爐腔時(shí)，槳葉不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，起到散射微波的作用。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微波爐爐腔上 方開設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣孔和一個(gè)出氣孔，用于空氣流通和及時(shí)排出樣品受熱時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣或 揮發(fā)物。所述爐腔上開設(shè)了進(jìn)氣孔和出氣孔，出氣孔處安裝了排氣管道及軸流風(fēng)機(jī)，當(dāng)樣 品受熱時(shí)，樣品上方形成一個(gè)空氣快速流通通道，樣品揮發(fā)出來(lái)的揮發(fā)物會(huì)很快被氣流帶 走排出爐腔外，縮短了樣品測(cè)定周期。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述進(jìn)氣孔和出氣 孔尺寸為80X60mm，由直徑l_6mm的網(wǎng)孔組成的通氣孔。根據(jù)本發(fā)明所述的微波爐爐腔結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，所述微波爐爐腔結(jié)構(gòu)底部裝有一個(gè)分 析天平，天平托盤置于爐腔內(nèi)。爐腔排風(fēng)孔外裝有排氣管道及軸流風(fēng)機(jī)。測(cè)定被測(cè)樣品揮 發(fā)物含量時(shí)，將樣品置于托盤天平上，啟動(dòng)微波發(fā)生源，將微波通過(guò)爐腔上的耦合口潰入爐 腔內(nèi)，微波在爐腔內(nèi)經(jīng)過(guò)爐腔壁及微波攪拌裝置不斷反射，經(jīng)過(guò)弧形面反射均勻聚焦在樣 品附近將被測(cè)樣品加熱。當(dāng)揮發(fā)物揮發(fā)時(shí)，爐腔的排氣孔側(cè)裝有軸流風(fēng)機(jī)向外抽氣，進(jìn)氣孔 向爐腔內(nèi)進(jìn)空氣，在樣品上方形成一道空氣流，將揮發(fā)物迅速帶出爐腔外。當(dāng)樣品中的揮發(fā) 物揮發(fā)殆盡，停止微波輸入，根據(jù)分析天平所測(cè)樣品的初始重量及終了重量，計(jì)算樣品中揮 發(fā)物的含量。


圖1為本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為本發(fā)明揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)的立體圖。
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圖3為本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔中的微波攪拌裝置的細(xì)部結(jié)構(gòu)圖。圖中，1為爐腔，2為微波攪拌裝置，3為排氣管道，4為微波發(fā)射源，5為軸流風(fēng)機(jī)， 6為分析天平，7為天平托盤，11為微波耦合口，12為爐壁，13為出氣孔，14為進(jìn)氣孔，21為 槳葉，22為連桿，23為電機(jī)。
具體實(shí)施例方式以下用實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。這些實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明最 佳實(shí)施方式的描述，并不對(duì)本發(fā)明的范圍有任何限制。實(shí)施例1參見圖1和圖2，一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，包括爐腔和微波攪拌裝 置。所述的爐腔1包括微波耦合口 11、爐腔壁12、出氣孔13、進(jìn)氣孔14，其中微波耦合口 11 必須在形狀為平面的爐腔壁上，與該面相對(duì)的面必須是弧形面。當(dāng)微波發(fā)射源4發(fā)射的微 波通過(guò)微波耦合口 11潰入爐腔后，弧形面可以通過(guò)定向反射將微波場(chǎng)聚焦于天平托盤7上 的樣品附近，對(duì)樣品進(jìn)行加熱。爐腔的出氣孔13側(cè)裝有軸流風(fēng)機(jī)5向外抽氣，進(jìn)氣孔14向 爐腔內(nèi)進(jìn)空氣，在爐腔內(nèi)的樣品上方形成一道空氣流，將揮發(fā)物迅速帶出爐腔外。參見圖3，一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)的微波攪拌裝置，是由槳葉21、連 桿22及電機(jī)23組成，槳葉21由金屬材料制成，槳葉的形狀為圓形。槳葉21通過(guò)連桿22 與電機(jī)23相連，在微波潰入爐腔時(shí)，槳葉21在電機(jī)23的帶動(dòng)下不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，將微波散射到爐 腔各個(gè)方向，從而使微波場(chǎng)更均勻分布。天平托盤7置于爐腔內(nèi)側(cè)，與置于爐腔外側(cè)的分析天平6相連。當(dāng)待測(cè)樣品放于 天平托盤7上時(shí)，分析天平6稱量樣品的初始重量，然后開啟微波對(duì)樣品進(jìn)行加熱，當(dāng)樣品 中的揮發(fā)物揮發(fā)殆盡，停止微波輸入，此時(shí)記錄樣品的終了重量，儀器根據(jù)分析天平所測(cè)樣 品的初始重量及終了重量，計(jì)算樣品中揮發(fā)物的含量。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，所述微波爐爐腔結(jié)構(gòu)為微波揮發(fā) 物測(cè)定專用微波諧振腔。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將微波均勻聚焦于被加熱樣品附近，并使樣品上方 空氣快速流通，達(dá)到樣品集中、均勻受熱、揮發(fā)物快速揮發(fā)的特點(diǎn)。實(shí)施例2參見圖1和圖2，一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，包括爐腔和微波攪拌裝 置。所述的爐腔1包括微波耦合口 11、爐腔壁12、出氣孔13、進(jìn)氣孔14，其中微波耦合口 11 必須在形狀為平面的爐腔壁上，與該面相對(duì)的面是弧形面。當(dāng)微波發(fā)射源4發(fā)射的微波通 過(guò)微波耦合口 11潰入爐腔后，弧形面可以通過(guò)定向反射將微波場(chǎng)聚焦于天平托盤7上的樣 品附近，對(duì)樣品進(jìn)行加熱。爐腔的出氣孔13側(cè)裝有軸流風(fēng)機(jī)5向外抽氣，進(jìn)氣孔14向爐腔 內(nèi)進(jìn)空氣，在爐腔內(nèi)的樣品上方形成一道空氣流，將揮發(fā)物迅速帶出爐腔外。參見圖3，一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)的微波攪拌裝置，是由槳葉21、連 桿22及電機(jī)23組成，槳葉21由金屬材料制成，槳葉的形狀為方形。槳葉21通過(guò)連桿22 與電機(jī)23相連，在微波潰入爐腔時(shí)，槳葉21在電機(jī)23的帶動(dòng)下不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，將微波散射到爐 腔各個(gè)方向，從而使微波場(chǎng)更均勻分布。實(shí)施例3參見圖1和圖2，一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，包括爐腔和微波攪拌裝
5置。所述的爐腔1包括微波耦合口 11、爐腔壁12、出氣孔13、進(jìn)氣孔14，其中微波耦合口 11 必須在形狀為平面的爐腔壁上，與該面相對(duì)的面必須是半圓形面。當(dāng)微波發(fā)射源4發(fā)射的 微波通過(guò)微波耦合口 11潰入爐腔后，半圓形面可以通過(guò)定向反射將微波場(chǎng)聚焦于天平托 盤7上的樣品附近，對(duì)樣品進(jìn)行加熱。爐腔的出氣孔13側(cè)裝有軸流風(fēng)機(jī)5向外抽氣，進(jìn)氣 孔14向爐腔內(nèi)進(jìn)空氣，在爐腔內(nèi)的樣品上方形成一道空氣流，將揮發(fā)物迅速帶出爐腔外。
參見圖3，一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)的微波攪拌裝置，是由槳葉21、連 桿22及電機(jī)23組成，槳葉21由金屬材料制成，槳葉的形狀為三角形。槳葉21通過(guò)連桿22 與電機(jī)23相連，在微波潰入爐腔時(shí)，槳葉21在電機(jī)23的帶動(dòng)下不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，將微波散射到爐 腔各個(gè)方向，從而使微波場(chǎng)更均勻分布。
權(quán)利要求
一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，包括由多個(gè)爐壁面構(gòu)成的封閉爐腔，其中一個(gè)爐壁面上開設(shè)有用于微波潰入的耦合口，其特征在于，上述爐壁面中至少一個(gè)面是平面，在該平面上開設(shè)有用于微波潰入爐腔內(nèi)的耦合口，對(duì)應(yīng)于所述開設(shè)有用于微波潰入爐腔內(nèi)的耦合口的平面的其余爐壁面形成弧形壁面。
2.如權(quán)利要求1所述的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述對(duì)應(yīng)于所 述開設(shè)有用于微波潰入爐腔內(nèi)的耦合口的平面的其余爐壁面形成半圓形壁面。
3.如權(quán)利要求1所述的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，爐腔內(nèi)裝有微 波攪拌裝置，所述微波攪拌裝置由槳葉、連桿和電機(jī)組成，槳葉和連桿位于爐腔內(nèi)，電機(jī)位 于爐腔外，所述連桿一端固定在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，另一端固定在槳葉上，連桿穿過(guò)爐腔壁與電 機(jī)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述槳葉為金 屬材料制成，槳葉的形狀選自圓形、方形或三角形之一種。
5.如權(quán)利要求1所述的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述槳葉在單 個(gè)槳葉上開孔構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述槳葉由多 個(gè)槳葉片組成。
7.如權(quán)利要求1所述的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微波爐爐 腔上方開設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣孔和一個(gè)出氣孔，用于空氣流通和及時(shí)排出樣品受熱時(shí)產(chǎn)生的水蒸 氣或揮發(fā)物。
8.如權(quán)利要求1所述的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述進(jìn)氣孔和 出氣孔為由直徑l_6mm的網(wǎng)孔組成的通氣孔。
全文摘要
一種揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，包括由多個(gè)爐壁面構(gòu)成的封閉爐腔，其中一個(gè)爐壁面上開設(shè)有用于微波潰入(輸入)的耦合口，其特征在于，上述爐壁面中至少一個(gè)面是平面，在該平面上開設(shè)有用于微波潰入爐腔內(nèi)的耦合口，對(duì)應(yīng)于所述開設(shè)有用于微波潰入爐腔內(nèi)的耦合口的平面的其余爐壁面形成弧形壁面。根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)物測(cè)定儀用微波爐爐腔結(jié)構(gòu)，所述微波爐爐腔結(jié)構(gòu)為微波揮發(fā)物測(cè)定專用微波諧振腔。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將微波均勻聚焦于被加熱樣品附近，并使樣品上方空氣快速流通，達(dá)到樣品集中、均勻受熱、揮發(fā)物快速揮發(fā)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N5/04GK101949644SQ201010230740
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者劉智, 邊麗 申請(qǐng)人:上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司