一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構的製作方法
2023-12-04 18:33:56 1
專利名稱：一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及微波爐領域，特別是，本發明涉及一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結 構，所述微波爐爐腔結構是用於微波法測定樣品中揮發物含量的微波諧振腔。本發明還涉 及了該微波爐爐腔結構的具體應用。
背景技術：
隨著新興的微波化學前處理技術，如微波消解，微波萃取，微波合成和灰化等微波 化學前處理技術的迅速發展，實現了微波法對樣品分析的快速前處理工作，大大提高了人 們對樣品前處理的精確自動處理，給微波技術應用於食品、藥品、化工行業在線分析樣品的 水分及揮發物含量的測定提供了豐富的設計經驗。迄今為止，對食品、藥品、化工行業在線分析樣品的水分及揮發物含量的測定方法 有傳統的烘箱加熱法、紅外加熱法、卡爾費休法、庫倫法等。烘箱加熱法和紅外加熱法均為先加熱樣品表面，再經過熱傳導將熱量傳入樣品內 部。但是，樣品表面易生成一層膜，阻礙水分的揮發，測定周期比較長。卡爾費休法和庫倫 法只適合測量低含量水分的樣品。而微波可以穿透樣品內外進行整體加熱，升溫速度快，可 在短短幾十秒或幾分鐘內將樣品中的揮發物加熱揮發掉，可精確、高效地測定樣品的揮發
物等含量。目前，國內已有廠商生產微波水分測定用於食品、藥品、化工行業在線分析樣品的 水分及揮發物含量的測定，但其爐腔均採用家用微波爐進行改裝，沒有針對性設計專用微 波爐爐腔結構，因此存在微波場強分布不均勻，加熱效率低，功率損耗大，耗時長等缺點。CA2384882(A1)專利文獻涉及了 一個揮發物測定儀，其專用的微波爐爐腔結構呈 正八邊形，經過模擬分析研究，其微波聚能效果不明顯，且微波場分布不夠均勻。
發明內容
為克服上述問題，本發明的目的是提供一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，該 微波爐爐腔結構為微波揮發物測定專用微波諧振腔。通過優化設計，將微波均勻聚焦於被 加熱樣品附近，並使樣品上方空氣快速流通，達到樣品集中、均勻受熱、揮發物快速揮發的 特點。為達到此目的，本發明的技術方案如下一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，包括由多個爐壁面構成的封閉爐腔，其中 一個爐壁面上開設有用於微波潰入(輸入)的耦合口，其特徵在於，上述爐壁面中至少一個面是平面，在該平面上開設有用於微波潰入爐腔內的耦合 口，對應於所述開設有用於微波潰入爐腔內的耦合口的平面的其餘爐壁面形成弧形壁面。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於，所述對應於所述開 設有用於微波潰入爐腔內的耦合口的平面的其餘爐壁面形成半圓形壁面。由於平面上開設了微波耦合口，與平面相對的面為弧形面或半圓形面，當微波潰入爐腔後，弧形面或半圓形面可以通過定向反射將微波場聚焦於樣品附近，提高了微波的 加熱效率。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於，爐腔內裝有微波攪 拌裝置。由於所述爐腔包含一個微波攪拌裝置，攪拌裝置的槳葉可以是不同形狀或是不規 則形狀，當微波潰入爐腔後，經過微波攪拌裝置的槳葉散射到爐腔各個方向，從而使微波場 更均勻分布。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於，所述微波攪拌裝置 由槳葉、連杆和電機組成，槳葉和連杆位於爐腔內，電機位於爐腔外，所述連杆一端固定在 電機的轉軸上，另一端固定在槳葉上，連杆穿過爐腔壁與電機連接。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於，所述連杆一端固定 在電機的轉軸上，另一端固定在槳葉上。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於所述槳葉為金屬材 料製成，槳葉的形狀選自圓形、方形或三角形之一種。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於所述槳葉在單個槳 葉上開孔構成，也可以是多個槳葉片組成。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於所述槳葉由多個槳 葉片組成。由此，在微波潰入爐腔時，槳葉不斷轉動，起到散射微波的作用。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於，所述微波爐爐腔上 方開設有一個進氣孔和一個出氣孔，用於空氣流通和及時排出樣品受熱時產生的水蒸氣或 揮發物。所述爐腔上開設了進氣孔和出氣孔，出氣孔處安裝了排氣管道及軸流風機，當樣 品受熱時，樣品上方形成一個空氣快速流通通道，樣品揮發出來的揮發物會很快被氣流帶 走排出爐腔外，縮短了樣品測定周期。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於，所述進氣孔和出氣 孔尺寸為80X60mm，由直徑l_6mm的網孔組成的通氣孔。根據本發明所述的微波爐爐腔結構的應用，所述微波爐爐腔結構底部裝有一個分 析天平，天平託盤置於爐腔內。爐腔排風孔外裝有排氣管道及軸流風機。測定被測樣品揮 發物含量時，將樣品置於託盤天平上，啟動微波發生源，將微波通過爐腔上的耦合口潰入爐 腔內，微波在爐腔內經過爐腔壁及微波攪拌裝置不斷反射，經過弧形面反射均勻聚焦在樣 品附近將被測樣品加熱。當揮發物揮發時，爐腔的排氣孔側裝有軸流風機向外抽氣，進氣孔 向爐腔內進空氣，在樣品上方形成一道空氣流，將揮發物迅速帶出爐腔外。當樣品中的揮發 物揮發殆盡，停止微波輸入，根據分析天平所測樣品的初始重量及終了重量，計算樣品中揮 發物的含量。
圖1為本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構的示意圖。圖2為本發明揮發物測定儀用微波爐爐腔結構的立體圖。
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圖3為本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔中的微波攪拌裝置的細部結構圖。圖中，1為爐腔，2為微波攪拌裝置，3為排氣管道，4為微波發射源，5為軸流風機， 6為分析天平，7為天平託盤，11為微波耦合口，12為爐壁，13為出氣孔，14為進氣孔，21為 槳葉，22為連杆，23為電機。
具體實施例方式以下用實施例結合附圖對本發明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發明最 佳實施方式的描述，並不對本發明的範圍有任何限制。實施例1參見圖1和圖2，一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，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，與該面相對的面必須是弧形面。當微波發射源4發射的微 波通過微波耦合口 11潰入爐腔後，弧形面可以通過定向反射將微波場聚焦於天平託盤7上 的樣品附近，對樣品進行加熱。爐腔的出氣孔13側裝有軸流風機5向外抽氣，進氣孔14向 爐腔內進空氣，在爐腔內的樣品上方形成一道空氣流，將揮發物迅速帶出爐腔外。參見圖3，一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構的微波攪拌裝置，是由槳葉21、連 杆22及電機23組成，槳葉21由金屬材料製成，槳葉的形狀為圓形。槳葉21通過連杆22 與電機23相連，在微波潰入爐腔時，槳葉21在電機23的帶動下不斷轉動，將微波散射到爐 腔各個方向，從而使微波場更均勻分布。天平託盤7置於爐腔內側，與置於爐腔外側的分析天平6相連。當待測樣品放於 天平託盤7上時，分析天平6稱量樣品的初始重量，然後開啟微波對樣品進行加熱，當樣品 中的揮發物揮發殆盡，停止微波輸入，此時記錄樣品的終了重量，儀器根據分析天平所測樣 品的初始重量及終了重量，計算樣品中揮發物的含量。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，所述微波爐爐腔結構為微波揮發 物測定專用微波諧振腔。通過優化設計，將微波均勻聚焦於被加熱樣品附近，並使樣品上方 空氣快速流通，達到樣品集中、均勻受熱、揮發物快速揮發的特點。實施例2參見圖1和圖2，一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，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，與該面相對的面是弧形面。當微波發射源4發射的微波通 過微波耦合口 11潰入爐腔後，弧形面可以通過定向反射將微波場聚焦於天平託盤7上的樣 品附近，對樣品進行加熱。爐腔的出氣孔13側裝有軸流風機5向外抽氣，進氣孔14向爐腔 內進空氣，在爐腔內的樣品上方形成一道空氣流，將揮發物迅速帶出爐腔外。參見圖3，一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構的微波攪拌裝置，是由槳葉21、連 杆22及電機23組成，槳葉21由金屬材料製成，槳葉的形狀為方形。槳葉21通過連杆22 與電機23相連，在微波潰入爐腔時，槳葉21在電機23的帶動下不斷轉動，將微波散射到爐 腔各個方向，從而使微波場更均勻分布。實施例3參見圖1和圖2，一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，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，與該面相對的面必須是半圓形面。當微波發射源4發射的 微波通過微波耦合口 11潰入爐腔後，半圓形面可以通過定向反射將微波場聚焦於天平託 盤7上的樣品附近，對樣品進行加熱。爐腔的出氣孔13側裝有軸流風機5向外抽氣，進氣 孔14向爐腔內進空氣，在爐腔內的樣品上方形成一道空氣流，將揮發物迅速帶出爐腔外。
參見圖3，一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構的微波攪拌裝置，是由槳葉21、連 杆22及電機23組成，槳葉21由金屬材料製成，槳葉的形狀為三角形。槳葉21通過連杆22 與電機23相連，在微波潰入爐腔時，槳葉21在電機23的帶動下不斷轉動，將微波散射到爐 腔各個方向，從而使微波場更均勻分布。
權利要求
一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，包括由多個爐壁面構成的封閉爐腔，其中一個爐壁面上開設有用於微波潰入的耦合口，其特徵在於，上述爐壁面中至少一個面是平面，在該平面上開設有用於微波潰入爐腔內的耦合口，對應於所述開設有用於微波潰入爐腔內的耦合口的平面的其餘爐壁面形成弧形壁面。
2.如權利要求1所述的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於，所述對應於所 述開設有用於微波潰入爐腔內的耦合口的平面的其餘爐壁面形成半圓形壁面。
3.如權利要求1所述的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於，爐腔內裝有微 波攪拌裝置，所述微波攪拌裝置由槳葉、連杆和電機組成，槳葉和連杆位於爐腔內，電機位 於爐腔外，所述連杆一端固定在電機的轉軸上，另一端固定在槳葉上，連杆穿過爐腔壁與電 機連接。
4.如權利要求1所述的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於所述槳葉為金 屬材料製成，槳葉的形狀選自圓形、方形或三角形之一種。
5.如權利要求1所述的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於所述槳葉在單 個槳葉上開孔構成。
6.如權利要求1所述的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於所述槳葉由多 個槳葉片組成。
7.如權利要求1所述的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於，所述微波爐爐 腔上方開設有一個進氣孔和一個出氣孔，用於空氣流通和及時排出樣品受熱時產生的水蒸 氣或揮發物。
8.如權利要求1所述的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，其特徵在於，所述進氣孔和 出氣孔為由直徑l_6mm的網孔組成的通氣孔。
全文摘要
一種揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，包括由多個爐壁面構成的封閉爐腔，其中一個爐壁面上開設有用於微波潰入(輸入)的耦合口，其特徵在於，上述爐壁面中至少一個面是平面，在該平面上開設有用於微波潰入爐腔內的耦合口，對應於所述開設有用於微波潰入爐腔內的耦合口的平面的其餘爐壁面形成弧形壁面。根據本發明的揮發物測定儀用微波爐爐腔結構，所述微波爐爐腔結構為微波揮發物測定專用微波諧振腔。通過優化設計，將微波均勻聚焦於被加熱樣品附近，並使樣品上方空氣快速流通，達到樣品集中、均勻受熱、揮發物快速揮發的特點。
文檔編號G01N5/04GK101949644SQ201010230740
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月16日 優先權日2010年7月16日
發明者劉智, 邊麗 申請人:上海屹堯儀器科技發展有限公司