一種殺蟲殺菌用諧振腔式射頻發(fā)生器及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本實用新型涉及一種殺蟲殺菌用諧振腔式射頻發(fā)生器及裝置，屬于殺菌技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻殺蟲殺菌技術(shù)是射頻介質(zhì)加熱技術(shù)的一種應(yīng)用，是利用介質(zhì)損耗的原理對非金屬材料（糧食或食品）進行選擇性加熱并達到殺蟲殺菌的目的。射頻介質(zhì)加熱過程快速、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）殺蟲殺菌領(lǐng)域，射頻介質(zhì)加熱能選擇性地迅速升溫害蟲和細菌，破壞其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，達到殺死它們的效果，而糧食（或食品）的溫升則相對較小，既保存了營養(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）是射頻殺蟲殺菌裝置的重要部分。
[0003]射頻殺蟲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、控制部分及負載匹配輸出部分組成。根據(jù)國家相關(guān)標準，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，并且負載的匹配輸出主要通過調(diào)節(jié)高壓真空可調(diào)電容實現(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，對附近的無線設(shè)備造成電磁干擾，并且其對電路元件的電氣特性要求更嚴格（需選用價格更高、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、電氣特性下降等問題（高頻的工作環(huán)境引起），會造成整個裝置工作不穩(wěn)定，工作效率降低，同時存在安全隱患。另外，負載匹配輸出是通過調(diào)節(jié)高壓真空可調(diào)電容實現(xiàn)的，而高壓真空可調(diào)電容，價格昂貴（每只1-2千元），且壽命有限，需經(jīng)常更換。在每次更換后，要對裝置進行重新調(diào)校，增加了設(shè)備維護成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供了一種殺蟲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銅箱連接饋送，并由腔體金屬隔板隔開。
[0005]在本實用新型的一種實施方式中，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，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]在本實用新型的一種實施方式中，所述電容調(diào)諧腔與高頻諧振腔之間通過銅箱連接饋送，并由腔體金屬隔板隔開，銅箱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]在本實用新型的一種實施方式中，所述電容調(diào)諧極板由上、下、左、右共四個平面極板環(huán)形聯(lián)接而成，通過絕緣支柱支撐；電容調(diào)諧極板中的上極板由銅箱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]在本實用新型的一種實施方式中，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]在本實用新型的一種實施方式中，所述輸出耦合極板用于向射頻殺蟲殺菌裝置的負載處理腔饋送射頻功率；輸出耦合極板的位置能左右移動，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，實現(xiàn)負載匹配。
[〇〇1〇] 在本實用新型的一種實施方式中，所述諧振電容極板上下可以微調(diào)。
[〇〇11] 在本實用新型的一種實施方式中，銅箱與回字型電極內(nèi)環(huán)極板的外表面的連接點位置可以上下調(diào)節(jié)，以使輸出阻抗最佳匹配。
[0012]在本實用新型的一種實施方式中，所述箱體金屬外殼作接地處理。整個金屬外殼既作為諧振腔式發(fā)生器的導體部分，同時又是接地端，對高頻輻射起到了一個很好的屏蔽作用，降低了制造成本的同時極大地阻止高頻輻射。
[0013]在本實用新型的一種實施方式中，所述箱體金屬外殼之外還設(shè)有強迫風冷裝置，用于冷卻三極電子管。
[0014]本實用新型提供的一種殺蟲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，從而實現(xiàn)諧振頻率的穩(wěn)定，同時可以將高頻振蕩功率耦合到輸出電路，實現(xiàn)負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載電容極板相連接，通過調(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，匹配負載，使輸出功率達到最大。
[0015]本實用新型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、控制部分及負載匹配輸出部分。
[0016]所述負載匹配輸出部分是整合在高頻諧振腔內(nèi)的。
[0017]本射頻殺蟲殺菌裝置的諧振腔式射頻發(fā)生器具有電路結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，振蕩頻率穩(wěn)定度高，成本低、壽命長等優(yōu)點。具有相當高的頻率穩(wěn)定度，且由于采用了雙回路調(diào)諧，輸出負載引起的電容變化對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)。
【附圖說明】
[0018]圖1為射頻殺蟲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陽極隔直電容，6輸出耦合極板，7三極電子管，8負載電容極板，9箱體金屬外殼，10絕緣支柱和絕緣板，11耦合銅箔導線。
[0021]圖4為本諧振腔式射頻發(fā)生器的俯視圖。21陽極隔直電容接入點。
[0022]圖5為本諧振腔式射頻發(fā)生器的主視圖。21陽極隔直電容接入點，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。
[0023]圖6為本諧振腔式射頻發(fā)生器俯視圖的剖面圖。33腔體金屬隔板。
[0024]圖7為本諧振腔式射頻發(fā)生器主視圖的剖面圖。
[0025]圖8為諧振電容極板的結(jié)構(gòu)圖示意圖。
[0026]圖9為輸出耦合極板的結(jié)構(gòu)圖示意圖。
[0027]圖10為射頻殺蟲殺菌系統(tǒng)的輸出電路示意圖(41、43為負載電容極板，42為待處理物料)。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖所示的實施方式對本實用新型進行詳細說明，但應(yīng)當說明的是，這些實施方式并非對本實用新型的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所作的功能、方法、或者結(jié)構(gòu)上的等效變換或替代，均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0029]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陽極旁路電容，C2為陽極隔直電容，C3為陽極槽路電容，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。為負載電容，V為三極電子管，A、G、K分別為三極電子管的陽極