Устройство для СВЧ-обработки Советский патент 1991 года по МПК A01C1/00 

иГз обретение относится к сельскому хозяйству, предназначено для обработ- |ки семян перед посевом для повышения |их посевных качеств и может быть также использовано в легкой и пищевой отраслях промышленности, например, при обработке пищевых продуктов сверхвысокочастотным электромагнитным полем с целью их стерилизации или нагрева с помощью СВЧ генераторов на магнетронах.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы.

На фиг. 1 представлена блок-схема установки для СВЧ-обработки; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема установки; на фиг.З и 4 - временные диаграммы.

Установка для СВЧ-обработки содер- жит СВЧ-генератор 1 на магнетроне VL, сочлененную с ним рабочую камеру 2 и устройство 3 защиты, соединенное с цепью анодного питания СВЧ-генератора 1. Устройство 3 защиты состоит из двухполупериодного выпрямителя 4 на диодной микросборке VD 2 и подсоединенных к его выходу анализатора 5 формы кривой тока на микросхеме ДА1 полупроводниковом триоде VT1 и датчика 6 периодических колебаний на микросхеме ДА2 и полупроводниковом триоде VT2. К выходу анализатора 5 формы кривой тока подключен первый счетчик 7 импульсов на микросхеме СТЛ/10, а к выходу датчика 6 периодических колебаний - второй счетчик 8 импульсов на микросхеме СТ2/10, у которого емкость накопления импульсов в 1,2-1,3 раза больше емкости первого счетчика 7 импульсов. Выход второго счетчика 8 импульсов подключен к входу Сброс первого счетчика 7 импульсов, а выход первого счетчика 7 импульсов подключен к входу триггера 9 на микросхеме Т. Выход триггера 9 соединен с усилителем 10 на полу(Л

ся со о со о 5

проводниковом триоде VT3. К выходу усилителя 10 подсоединена обмотка катушки К2 реле 11, размыкающие контакты 12 которого установлены в цепи питания. Анализатор 5 формы кривой тока представляет собой дифференциальный усилитель и предназначен для автоматического распознавания аварийного режима работы, установки по Форме поступающего на его вход сигнала.

Установка для СВЧ-обработки работает следующим образом.

СВЧ-генератор 1 вырабатывает сверхвысокочастотные электромагнитные колебания, которые, попадая в рабочую камеру 2, воздействуют на находящиеся внутри нее материалы. При этом на входе двухполупериодного выпрямителя 4 оказывается периодический электрический сигнал, совпадающий по форме с кривой тока в цепи анодного питания магнетрона и несущий информацию о ре-жиме работы установки.Двухполупериод- ный выпрямитель 4, не изменяя формы подводимого сигнала на каждом полупериоде, обращает отрицательную полуволну в положительную область. С выхода двухполупериодного выпрямителя 4 сигнал поступает на вход анализатора 5 формы кривой тока, Нормирующего электрические импульсы только по достижении экспериментальными значениями тока уровня. Одновременно с выхода двухполупериодного выпрямителя 4 сигнал поступает на датчик 6 периодических колебаний, формирующий импульсы на каждом полупериоде анодного тока независимо от его экстремальных значений. С выхода анализатора 5 формы кривой тока сигналы поступают на первый счетчик 7 импульсов, а с выхода датчика 6 периодических колебаний - на второй счетчик 8 импульсов. С выхода второго счетчика 8 импульсов сигнал подается на вход Сброс первого счетчика 7 импульсов, переводя последний в исходное состояние. Перевод первого счетчика 7 импульсов в исходное состояние осуществляется независимо от режима работы установки по мере достижения максимального накопления второго счетчика 8 импульсов. Поскольку емкость накопления импульсов (коэффициент пересчета) второго счетчика -8 в 1,2-1,3 раза больше емкости первого, появление сигнала на выходе первого счетчика 7 импульсов возможно только в том случае, если на его

,

0

5

0

5

0

5

40

45

50

55

вход поступят импульсы в количестве, не меньшем 70-80% от количества импульсов, поступивших на вход второго счетчика 8 импульсов. В противном случае первый счетчик 7 импульсов не- успевает накопить пришедшие на его вход сигналы до максимального заполнения емкости накопления импульсов и оказывается переведенным в исходное состояние сигналом с выхода второго счетчика 8 импульсов. Сигнал с выхода первого счетчика 7 импульсов поступает на вход триггера 9 и переводит его в устойчивое состояние, характеризующееся наличием постоянного сигнала на выходе. Сформированный сигнал на выходе триггера 9 усиливается усилителем 10 и подается на обмотку катушки реле 11, вызывая его срабатывание, размыкание контактов 12 и обесточивание питания установки.

На фиг. 3 и фиг. 4 временные диаграммы иллюстрируют работу установки для СВЧ-обработки при нормальном и аварийном режимах соответственно, когда емкость накопления импульсов первого счетчика 7 импульсов составляет 16 ед., а второго счетчика 8 импульсов 20 ед. При нормальном режиме работы установки для СВЧ-обработки только 10% периодов кривой тока в цепи анодного питания магнетрона являются нехарактерными. На Лиг. 3 нехарактерным представлен третий период тока на входе двухполупериодного выпрямителя 4. Двухполупериодный выпрямитель 4 обращает отрицательные полуволны поступающего на его вход сигнала в положительную область, а анализатор 5 формы кривой тока формирует два импульса, поступающие на первый счетчик 7 импульсов. В то же время датчик 6 периодических колебаний формирует импульсы на каждом полупериоде тока, поступающего к нему с выхода двухполупериодного выпрямителя 4. Импульсы, сформированные датчиком 6 периодических колебаний, поступают на второй счетчик 8 импульсов. При заполнении всех 20 ед. емкости накопления импульсов второго счетчика 8 импульсов на его выходе появляется сигнал, поступающий на вход Сброс первого счетчика 7 импульсов и переводящий его в исходное состояние. На выходе первого счетчика 7 импульсов сигнал не появляется, триггер 9 не переводится в устойчивое состояние, на выходе

5

усилителя 10 напряжение отсутствует, обмотка катушки реле 11 остается обес1699

точенной, а контакты 1

о „

в замкнутом

состоянии. Установка для СВЧ-обработ

ки продолжает получать питание. При сохранении нормального режима последовательность работы устройства 3 защиты возобновляется.

При аварийном режиме работы установки для СВЧ-обработки 83% периодов кривой тока в цепи анодного питания магнетрона приобретают форму с увеличенным экстремальным значением, а 20% периодов остаются прежними и являются нехарактерными. На фиг. 4 нехарактерным представлен пятый период тока на входе двухполупериодного выпрямителя 4. Двухполупериодный выпрямитель 4 обращает отрицательные полуволны по- ступающего на его вход сигнала в положительную область, а анализатор 5 формы кривой тока формирует импульсы на всех полупериодах, кроме девятого и десятого, являющихся для аварийного режима нехарактерными. С выхода анализатора 5 формы кривой тока сформированные импульсы поступают на первый счетчик 7 импульсов. Аналогично нормальному режиму датчик 6 периодических колебаний формирует импульсы на каждом полупериоде тока, поступающего к нему с выхода двухполупериодного выпрямителя 4. Импульсы, сформированные датчиком 6 периодических колебаний, поступают на второй счетчик 8 импуль сов. В отличие от нормального режима работы установки для СВЧ-обработки емкость накопления импульсов первого

10

20 25

9364b

и обесточивание питания установки. Для повторного включения установки необходимо устранить причину аварийного режима и произвести подачу питания вручную.

Надежность устройства определяется точностью анализа нелинейности кривой тока питания магнетрона, когда оцени - вается количество искаженных сигналов за определенный период. Для этого двух- полупериодный выпрямитель 4 формирует последовательность однополярных импульсов, которые анализируются датчиком формы кривой тока. Анализатор 5 построен на дифференциальном усилителе, сигнал на его выходе появляется в случае искажения формы кривой тока. Одновременно датчик 6 периодических колебаний суммирует количество одно- полярных импульсов, т.е. практически отсчитывает время измерений. Если за заданный промежуток времени - секунду (количество импульсов 100 с частотой 100 имп/с)искаженных импульсов будет больше 70, то сработает триггер 9 и включит реле 11 аварийного отключения. Если импульсов будет меньше 79 за весь период (100 имп,), то аварийной ситуации не наблюдается. Второй счетчик 8 при сотом импульсе сбросит показания первого счетчика 7 на нуль и схема начинает работать в новом цикле. Можно изменить период считывания сигнала в ту или иную сторону, что будет определять точность анализа аварийной ситуации.

30

35

Предлагаемая установка для СВЧ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для обработки семян сверхвысокочастотным электромагнитным полем. Цель изобретения - повышение надежности, В устройстве 3 защиты содержатся двухполу- периодный выпрямитель 4, анализатор 5 формы кривой тока, датчик 6 периодических колебаний, счетчики 7 и 8 импульсов и триггер 9. При этом двухполу- периодный выпрямитель 4 включен в цепь анодного питания магнетрона, а к выходу двухполупериодного выпрямителя подключены анализатор 5 формы кривой тока и датчик 6 периодических колебаний. 4 ил.

счетчика 7 импульсов заполняется обработки обладает высокой надежнос- ше, чем емкость накопления импульсов второго счетчика 8 импульсов, поскольку на первый счетчик 7 импульсов, имеющий емкость накопления импульсов 16 ед., поступают 16 импульсов с вы- 45 хода анализатора 5 формы кривой тока, а на второй счетчик 8 импульсов, имеющий емкость накопления импульсов 20 ед., за это же время поступают только 18 импульсов с выхода датчика 6 сп периодических колебаний. На выходе первого счетчика 7 импульсов появляется сигнал, который переводит триггер 9 в устойчивое состояние и определяет появление постоянного сигнала на его выходе. На выходе усилителя 10 появляется напряжение, которое подается на обмотку катушки реле 11, вызывая его срабатывание, размыкание контактов 12

55

тью вследствие исключения ложных срабатываний устройства защиты при нормальном режиме работы и несрабатываний - при аварийном. Надежность определяется точностью анализа информационного сигнала.

Формула изобретения

Установка для СВЧ-обработки, содержащая СВЧ-генератор с магнетроном и рабочей камерой, устройство защиты с усилителем и реле, размыкающие контакты которого установлены в цепи питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, устройство защиты снабжено двухполупериодным выпрямителем, лизатором формы кривой тока, датчиобработки обладает высокой надежнос-

тью вследствие исключения ложных срабатываний устройства защиты при нормальном режиме работы и несрабатываний - при аварийном. Надежность определяется точностью анализа информационного сигнала.

Формула изобретения

Установка для СВЧ-обработки, содержащая СВЧ-генератор с магнетроном и рабочей камерой, устройство защиты с усилителем и реле, размыкающие контакты которого установлены в цепи питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, устройство защиты снабжено двухполупериодным выпрямителем, лизатором формы кривой тока, датчиком периодических колебаний, двумя счетчиками импульсов и триггером, причем двухполупериодный выпрямитель подключен в цепь анодного питания магнетрона, к выходу двухполупериод- ного выпрямителя подключены анализатор формы кривой тока и датчик периодических колебаний, к выходу анализатора формы кривой тока подключен первый счетчик импульсов, а к выходу датчика периодических колебаний - второй счетчик импульсов с емкостью накопления импульсов, в 1,2 1,3 раза большей емкости накопления первого, выход второго счетчика импульсов подключен к входу Сброс первого счетчика.импульсов и триггера, а выход первого счетчика импульсов - к другому входу триггера, выход которого соединен с усилителем, причем анализатор формы кривой тока выполнен в виде дифференциального усилителя.

фигЛ

чзЧС 01

О СП чС

шт/

N тэ

дВухполупериодного Выпрямителя

Выход ддухполупериодного Выпрямителя

Выход анализатора формы кривой тока

Выход первого счетчика импульсов

Выход датчика периодических колебаний

Выход второго счетчика импульсоб

Bbixod триггера

Выход усилителя

Цепь литания усма- наоки

v vжtv / vrvгv

z1

1 V Ґ 1 V i V , , W 1 . V V

10УПОУ ШОР

II И I, 1| II И | I | I ly I IY У IV

i И | 1| I; И П h

t .Y У ,{Y if JY .

Ф у W-V-# i у tr-i

ЦЦЩЦЦЦЩЦЩЦЩЦЦЦЩ /

I

I i i I I I I jj

W У У

/

ON VJD U3 V/J

о

Z4

%Л Ч/ ЧЛ;Ч/

Й/г5

ж

|

ь

II

Js $

3§

NT8

«S 3 g- QT SS

1Щ4141

fe

Составитель С.Андреев

Редактор О.Стенина Техред М.Дидык

Заказ 4410 ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-k

s

4

И

T

Корректор Н.Ревская