一、磁控管的認識

磁控管是微波爐上的核心器件之一，它的優劣決定著微波爐工作時產生效率的大小。

磁控管通俗理解主就是一個工作于高頻率的電子管。它由外置磁場、真空二極管、諧振腔、燈絲、散熱片等組成。也有陽極(通常與微波爐機殼連為一體)、陰極(接負高壓)、燈絲。

微波爐磁控管的結構圖

磁控管的頻率由諧振腔決定。微波爐使用的磁控管工作頻率為2500MHZ，工作電壓為4Kv左右，輸出功率為電源消耗功率的30%左右(約500w)。磁控管的電子符號如下圖:

微波爐電路簡圖，微波爐電路原理圖

二、磁控管好壞判斷,磁控管的故障原因與檢測

1:磁控管的故障原因。主要有兩種，一是不加熱，不加熱大多是燈絲斷;二是打火。打火有燈絲插頭處絕緣碳化磁控管陽極與燈絲之間打火;磁控管內部打火，內部打火可能是漏氣或輻射器壞。

只要磁控管沒壞只是衰老，都還能慢慢加熱。如果磁控管處在不振蕩的情況下，就不會發射電子，也就會出現不加熱的故障。

2:磁控管的檢測。對磁控管的檢測可通過外觀觀察、電阻測量、通電來判斷。

1).外觀觀察。一看輻射器是否損壞(拆下磁控管才能看到)，二看磁控管的兩個磁環是否斷裂。若二者有任一個損壞，磁控管都須更換。

2).電阻測量。電阻測量主要是燈絲測量和燈絲同陽極間的絕緣測量。 一是燈絲電阻測量。其電阻越小越好，指針式萬用表乘1檔時阻值近似于零歐姆。磁控管采用的是直熱式陰極，因此燈絲是陰極。它既連接了燈絲電壓，也連接了陰極負壓。若燈絲開路，陰極處于冷態則不能發射電子，磁控管就不會振蕩，也就不會加熱;若燈絲電阻大于1歐姆以上，則陰極加熱就慢，發射電子就不夠強，從而加熱緩慢。

二是陰極與陽極間的絕緣測量。測量時最好用兆歐表，陰極與陽極間阻值為無窮大則為正常。無兆歐表時也可用萬用表10K檔作初步檢查。

3).通電檢查。通電檢查時有兩個觀察點，一是用變流鉗表或萬用表電流擴展插孔10A串入電源，通電前幾秒，燈絲加熱，此時電流為4A左右，之后逐漸升高至7A左右。電流的變化過程應如上，大小基本相符，且穩定無抖動、跳動現象。二是將加熱負載置于微波爐腔內，看輻射器是否打火，特別是使用頻率較高，且以肉類加熱較多的，由于輻射器前云母片上油污較多，最易打火。

三、微波輔助樣品前處理裝置的主要構件和作用

① 工作原理
　　微波是由一種能產生大功率超高頻微波振蕩的二極真空管產生的，在微波爐中使用的二極真空管就是磁控管。若按工作狀態分類，這種磁控管屬連續波磁控管。微波爐加熱是靠微波，所以磁控管是微波爐的關鍵元件，是微波爐的心臟。
　　磁控管的內部結構如圖所示，其工作原理如下圖所示。磁控管內有一個圓筒形陰極，陰極外包圍著一個陽極，通過永久磁鐵在陰極和陽極之間的區域內建立一個軸向磁場。當磁控管加上電壓后，陰極得到預熱并產生大量的電子，它們在陰極和陽極間高電位差所形成的電場以及外加磁場的作用下，以圓周軌跡飛向陽極。陽極上有許多個小的諧振腔，當電子打到陽極之前，就在這些諧振腔內發生振蕩，同時形成幾組群聚的“電子輪輻”，它像電風扇葉片一樣，以陰極為軸心旋轉（如圖所示）。這些諧振腔就像低頻發射機中電感和電容組成的諧振回路，“吹”過諧振腔口的電子束形成所謂電子“風”，電子“風”在金屬腔中感應出微波。諧振腔使頻率不斷增高，產生出2450MHz 的連續微波，電子就這樣把能量交給了超高頻電磁場。上述過程中所形成的微波通過天線和波導管進人微波爐的爐腔。

　　 實際過程中，不是100％的電子都能交出直流能量轉換成微波能量，總有部分電子最后直接打到陽極塊，變成熱能而使陽極塊升溫。磁控管的相互作用效率一般只能達到70%～85％。為了確保磁控管穩定工作，陽極塊需要強力風冷或水冷。另外，還有部分電子不能參與能量交換而返回陰極，使陰極溫度升高。因此，一般磁控管在起振后，需要降低燈絲加熱功率，以避免陰極過熱，延長其使用壽命。
② 輸出功率
　　 微波爐的加熱時間和加熱速度主要由微波爐的微波輸出功率所決定。微波輸出功率越大，則加熱速度越快，加熱時間也越短。雖然每臺微波爐都標有額定微波輸出功率，但因生產廠家的不同、裝配質量的不同、零部件本身質量的不同等原因，新微波爐的實際微波輸出功率與標定值也會有所差異。舊的微波爐由于使用不當使磁控管過早老化等原因，實際微波輸出功率也會衰減。不了解所用微波爐的實際微波輸出功率，就難以掌握加熱速度和加熱時間，影響樣品處理效果。
在微波腔中，具有高介質耗散因子的樣品可吸收幾乎100％的輸人功率，這種條件下微波系統處于完全匹配狀態。而微波消解時用的酸在2450MHz 的頻率下介質耗散因子較低，因而產生反射功率，反過來導致磁控管和微波腔之間的不匹配，并因為磁控管的過熱而改變磁控管的輸出功率。目前已經設計出了消除微波反射的裝置，在出現不匹配時可以保護磁控管，并使磁控管給出穩定的輸出功率。微波輔助樣品前處理系統中最常用的設備是終端循環器。終端循環器是一個用鐵氧體和靜磁場構成的裝置，這種裝置使微波正向通過，而把反射波送入空載中變成無害的熱量損耗（如圖所示）。

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