微波場(chǎng)中的溫度測量

微波場(chǎng)中的溫度測量

 　 微波對樣品是內部加熱，而對周?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，必須對樣品內部的溫度進(jìn)行測量，而不是樣品附近的溫度。

傳統溫度測量裝置，如傳統的熱電偶等不適合在微波場(chǎng)中應用，因為這些熱電偶在微波場(chǎng)中同樣受到電磁場(chǎng)的影響，同樣會(huì )被微波加熱，因此，如果使用傳統的熱電偶測量微波場(chǎng)中樣品的溫度，所測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量溫度系統。目前，用于微波場(chǎng)中的溫度測量系統有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)現熱敏電阻的屏蔽。要進(jìn)行成功的溫度測量操作，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)強吸收微波材料，可在大約２．５ｃｍ的距離內把２．４５ＧＨｚ的微波能完全吸收掉。這種屏蔽方法已經(jīng)被證實(shí)不適合于大多數的實(shí)驗室應用，因為探頭暴露在沒(méi)有介電吸收體充分保護的微波場(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)行溫度測量已取得成功。Ｍ.Ａ.Ｊanney等使用了帶金屬屏蔽套的熱電偶測定燒結過(guò)程中Ａ1203樣品的溫度。隨著(zhù)微波場(chǎng)強的斷開(kāi)和接通，熱電偶的接收信號也隨著(zhù)減小和增加，但是當微波切斷時(shí)，熱電偶的接收過(guò)程并沒(méi)有出現不連續的現象，僅僅觀(guān)察到了與傳統加熱和冷卻中類(lèi)似的現象。這就說(shuō)明，微波場(chǎng)并沒(méi)有影響帶屏蔽套的Ｃ型熱電偶的溫度測量。Ｊ.Ｗ.Ｗalkiecz等用帶屏蔽套的Ｋ型熱電偶測定了微波場(chǎng)中礦物的加熱溫度。經(jīng)過(guò)水沸點(diǎn)實(shí)驗的測量比較，認為帶屏蔽套的Ｋ型熱電偶的溫度誤差范圍在１２℃范圍內。Ｈ.Ｍ.Ｋingston等用帶屏蔽套的銅一康銅熱電偶測定了微波場(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來(lái)說(shuō)價(jià)格昂貴一些，但它測量的溫度可靠又準確.