微波場(chǎng)中的溫度測(cè)量

微波場(chǎng)中的溫度測(cè)量

 　 微波對(duì)樣品是內(nèi)部加熱，而對(duì)周?chē)h(huán)境不進(jìn)行加熱或加熱程度不相同。要得到真實(shí)溫度，必須對(duì)樣品內(nèi)部的溫度進(jìn)行測(cè)量，而不是樣品附近的溫度。

傳統(tǒng)溫度測(cè)量裝置，如傳統(tǒng)的熱電偶等不適合在微波場(chǎng)中應(yīng)用，因?yàn)檫@些熱電偶在微波場(chǎng)中同樣受到電磁場(chǎng)的影響，同樣會(huì)被微波加熱，因此，如果使用傳統(tǒng)的熱電偶測(cè)量微波場(chǎng)中樣品的溫度，所測(cè)量得到的溫度具有很大的誤差，有時(shí)甚至就是熱電偶本身被微波加熱的溫度，而不是樣品本身的真實(shí)溫度，因此，在微波場(chǎng)中必須使用特殊的測(cè)量溫度系統(tǒng)。目前，用于微波場(chǎng)中的溫度測(cè)量系統(tǒng)有３類(lèi)。

第一類(lèi)，家用微波爐中通常使用的帶屏蔽的熱敏電阻這類(lèi)熱敏電阻探頭的最高溫度僅略高于100度。把熱敏電阻插入導(dǎo)電的不銹鋼管中，再把不銹鋼管連接到爐壁的接地銅網(wǎng)上，即可實(shí)現(xiàn)熱敏電阻的屏蔽。要進(jìn)行成功的溫度測(cè)量操作，必須把探頭置于吸收微波的樣品之中，使探頭基本不受微波場(chǎng)的影響。像水和水合物組織這類(lèi)強(qiáng)吸收微波材料，可在大約２．５ｃｍ的距離內(nèi)把２．４５ＧＨｚ的微波能完全吸收掉。這種屏蔽方法已經(jīng)被證實(shí)不適合于大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用，因?yàn)樘筋^暴露在沒(méi)有介電吸收體充分保護(hù)的微波場(chǎng)中，將會(huì)積累起足夠的電荷而產(chǎn)生電弧放電。

第二類(lèi)，帶屏蔽套的熱電偶。研究者們采用帶屏蔽套的熱電偶在微波場(chǎng)中進(jìn)行溫度測(cè)量已取得成功。Ｍ.Ａ.Ｊanney等使用了帶金屬屏蔽套的熱電偶測(cè)定燒結(jié)過(guò)程中Ａ1203樣品的溫度。隨著微波場(chǎng)強(qiáng)的斷開(kāi)和接通，熱電偶的接收信號(hào)也隨著減小和增加，但是當(dāng)微波切斷時(shí)，熱電偶的接收過(guò)程并沒(méi)有出現(xiàn)不連續(xù)的現(xiàn)象，僅僅觀察到了與傳統(tǒng)加熱和冷卻中類(lèi)似的現(xiàn)象。這就說(shuō)明，微波場(chǎng)并沒(méi)有影響帶屏蔽套的Ｃ型熱電偶的溫度測(cè)量。Ｊ.Ｗ.Ｗalkiecz等用帶屏蔽套的Ｋ型熱電偶測(cè)定了微波場(chǎng)中礦物的加熱溫度。經(jīng)過(guò)水沸點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量比較，認(rèn)為帶屏蔽套的Ｋ型熱電偶的溫度誤差范圍在１２℃范圍內(nèi)。Ｈ.Ｍ.Ｋingston等用帶屏蔽套的銅一康銅熱電偶測(cè)定了微波場(chǎng)中酸的分解溫度。

第三類(lèi)，光纖器件。光纖器件已用于微波場(chǎng)中溫度的測(cè)量。與屏蔽的熱敏電阻和熱電偶相比較，光纖器件在微波場(chǎng)中是透波的，并不與微波相互作用。盡管目前這種光纖器件相對(duì)來(lái)說(shuō)價(jià)格昂貴一些，但它測(cè)量的溫度可靠又準(zhǔn)確.