微波炉的发明以及工作原理

微波炉的发明以及工作原理【家电英才网提供】发明：微波炉的发明者是美国的斯本塞。1939年，他参加了海军，半年后因伤而退役，进入美国潜艇信号公司工作， 开始接触了各类电器，稍后又进入专门制造电子管的雷声公司。由于工作出色，1940年，他由检验员晋升为新型电子管生产技术负责人。 天才加勤奋的结果，他先后完成了一系列重大发明，令许多老科学家刮目相看。其时，英国科学家们正在积极从事军用雷达微波能源的研究工作。伯明罕 大学两位教授设计出一种能够高效产生大功率微波能的磁控管。但当时英德处于 决战阶段，德国飞机对英伦三岛狂轰乱炸。因此，这种新产品无法在国内生产， 只好寻求与美国合作。1940年9月，英国科学家带着磁控管样品访问美国雷声 公司时，与才华横溢的斯本塞一见如故，相见恨晚。在他努力下，英国和雷声公 司共同研究制造的磁控管获得成功。在一个偶然的机会，斯本塞萌生了发明微波炉的念头。1945年，他观 察到微波能使周围的物体发热。有一次，他走过一个微波发射器时，身体有热感， 不久他发现装在口袋内的糖果被微波溶化。还有一次，他把一袋玉米粒放在波导 喇叭口前，然后观察玉米粒的变化。他发现玉米粒与放在火堆前一样。第二天， 他又将一个鸡蛋放在喇叭口前，结果鸡蛋受热突然爆炸，溅了他一身。这更坚定 了他的微波能使物体发热的论点。雷声公司受斯本塞实验的启发，决定与他一同 研制能用微波热量烹饪的炉子。几个星期后，一台简易的炉子制成了。斯本塞用 姜饼做试验。他先把姜饼切成片，然后放在炉内烹任。在烹任时他屡次变化磁控 管的功率以选择最适宜的温度。经过若干次试验，食品的香味飘满了整个房间。 1947年，雷声公司推出了第一台家用微波炉。可是这种微波炉成本太高，寿命 太短，从而影响了微波炉的推广。1965年，乔治福斯特对微波炉进行大胆改造， 与斯本塞一起设计了一种耐用和价格低廉的微波炉。1967年，微波炉新闻发布 会兼展销会在芝加哥举行，获得了巨大成功。从此，微波炉逐渐走入了千家万户。 由于用微波烹饪食物又快又方便，不仅味美，而且有特色，因此有人诙谐地称之 为“妇女的解放者”。原理简介这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多，而且还很有“个性”，微波 一碰到金属就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它；微波 早期转盘式微 波炉可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；而含有水分的食 物，微波不但能透过，而且能量也会被吸收。微波是指波长为0.0011米的无 线电波，其对应的频率为30000兆赫到300兆赫。为了不干扰雷达和其他通信系 统，微波炉的工作频率多选用915兆赫或2450兆赫。工作原理炉腔炉腔是一个微波谐振腔，是把微波能变为热能对食品进行加热的空间。为了 使炉腔内的食物均匀加热，微波炉炉腔内设有专门的装置。最初生产的微波炉是 在炉腔顶部装有金属扇页，即微波搅拌器，以干扰微波在炉腔中的传播，从而使 食物加热更加均匀。目前，则是在微波炉的炉腔底部装一只由微型电机带动的玻 璃转盘，把被加热食品放在转盘上与转盘一起绕电机轴旋转，使其与炉内的高频 电磁场作相对运动，来达到炉内食品均匀加热的目的。国内独创的自动升降型转 盘，使得加热更均匀，烹饪效果更理想。平板式炉腔通过腔内壁对微波反射达 到均匀加热的目的。炉门炉门是食品的进出口，也是微波炉炉腔的重要组成部分。对它要求很高，绝 对不能让微波泄漏出来。炉门由金属框架和玻璃观察窗组成。观察窗的玻璃夹层 中有一层金属微孔网，既可透过它看到食品，又可防止微波泄漏。由于玻璃夹层 中的金属网的网孔大小是经过精密计算的，所以完全可以阻挡微波的穿透。钛膜 也多作为微波炉炉门的材料。为了防止微波的泄漏，微波炉的开关系统由多重安全联锁微动开关装 置组成。炉门没有关好，就不能使微波炉工作，微波炉不工作，也就谈不上有微 波泄漏的问题了。为了防止在微波炉炉门关上后微波从炉门与腔体之间的缝隙中泄漏出 来，在微波炉的炉门四周安有抗流槽结构，或装有能吸收微波的材料，如由硅橡 胶做的门封条，能将可能泄漏的少量微波吸收掉。抗流槽是在门内设置的一条异 型槽结构，它具有引导微波反转相位的作用。在抗流槽入口处，微波会被它逆向 的反射波抵销，这样微波就不会泄漏了。由于门封条容易破损或老化而造成防泄作用降低，因此现在大多数微 波炉均采用抗流槽结构来防止微波泄漏，很少采用硅橡胶门封条。抗流槽结构是 从微波辐射的原理上得到的防止微波泄漏的稳定可靠的方法。电气电路电气电路分高压电路、控制电路和低压电路三部分。(a) 高压电路：高压变压器次级绕组之后的电路为高压电路，主要包括 磁控管、高压电容器、高压变压器、高压二极管。(b) 磁控管：磁控管是微波炉的心脏，微波能就是由它产生并发射出 来的。磁控管工作时需要很高的脉动直流阳极电压和约34V的阴极电压。由 高压变压器及高压电容器、高压二极管构成的倍压整流电路为磁控管提供了满足 上述要求的工作电压。(c) 低压电路：高压变压器初级绕组之前全微波炉电源入口之间的电路 为低压电路，也包括了控制电路。主要包括保险管、热断路器保护开关、联锁微 动开关、照明灯、定时器及功率分配器开关、转盘电机、风扇电机等。定时器微波炉一般有两种定时方式，即机械式定时和计算机定时。基本功能是选择 设定工作时间，设定时间过后，定时器自动切断微波炉主电路。功率分配器功率分配器用来调节磁控管的平均工作时间(即磁控管断续工作时，工作、 停止时间的比例)，从而达到调节微波炉平均输出功率的目的。机械控制式一般 有36个刻度文件位，而计算机控制式微波炉可有10个调整档位。联锁微动开关联锁微动开关是微波炉的一组重要安全装置。它有多重联锁作用，均通过炉 门的开门按键或炉门把手上的开门按键加以控制。当炉门未关闭好或炉门打开 时，断开电路，使微波炉停止工作。热断路器热断路器是用来监控磁控管或炉腔工作温度的组件。当工作温度超过某一限 值时，热断路器会立即切断电源，使微波炉停止工作。