孙健皓    崔黎

摘 要

本文针对家用微波炉存在的微波泄漏问题，从原理、材料、结构、电路等方面进行分析，详细介绍了实现安全防泄漏的方法和措施

关键词：微波泄漏  联锁装置  抗流

家用微波炉是利用微波的热效应，对食物进行加热烹调。微波炉实际为一个多模腔式加热器，炉腔即为多模微波谐振矩形腔。微波经波导送人炉腔，在炉壁来回反射，每次传播都经过食物。与其它电磁渡一样在重叠波之间会产生相消干涉和相长干涉。通过计算、实验调整炉壁位置可使炉腔内产生半波长整数倍的三维驻波，使炉腔达到最高热效率。微波泄漏是指微波从源或加热器(炉腔)中泄漏到炉外空间。由于微波对人体有一定的危害， 因而，作为家用电器的微波炉，防泄漏问题尤为重要。根据微波的特性金属对其具有屏蔽和反射作用。固而微波炉的结构件多采用金属件制成，尤其是外壳和炉腔。另外，炉门是放置食物和观察炉腔用的，也是构成炉腔的一个前壁，泄漏问题最为突出。通常除了采用金属件制成炉门外，还加装含有铁氧体等特殊材料的门封条加以密封。本文将就减少微波炉的微波泄漏的具体方法进行介绍和探讨。

一、防微波泄漏的标准

微波炉的微波泄漏是指微波从源或加热器泄漏到炉外空间。这种泄漏主要构成了两个效应，一是对通信的干扰，二是微波辐照在人体上，将产生由热效应和非热效应导致的伤害。家用微波炉微波频率为2450MHz，是在1979年世界行政无线电会议WARC经过协商所规定的加热专用频率，目的是为了避免对通信的干扰。另外，辐射人体时，这种泄漏的微波对人体有两方面的危害，一是热效应，二是非热效应。热效应使人体组织升温，但只要这种温升能为人体血液循环自动调节，就无害。非热效应是指在人远远不产生有感热效应的辐射下，微波对神经系统和肌体产生的永久或暂时的遗传变异。东方和西方都有各自不同的微波辐射安全标准，西方以热效应为前提，东方以非热效应为前提。我国根据GB4706。21—88、32．1规定，在水负载为275士15ml含有1 氰化钠的饮用水，初始温度为20士5℃时，微波炉发出的微波泄漏的功率密度在离炉外表面5cm 或更远的任何点上，必须不超过5mW／cm2 。许多厂家为了 满足顾客低泄漏要求的心理，把微波炉的出厂辐照标准规定为lmW／cm2 以下。

一、微波防泄漏的具体措施

    家用微波炉微波泄漏主要出现于微渡源(磁控管)与加热器(炉腔)两个主要部件，即

磁控管、炉腔、炉门。家用微波炉完整的密封图，如图1所示。

图1 家用微波炉整体密封示意圈

具体措旋分述如下：

1．微波源的防泄漏

磁控管是微波发生器，外形如图2。

磁控管本身在设计生产时已作防泄漏处理家用微波炉采用磁控管就近向腔馈能的结构，所以造成泄漏的原因是磁控管安装是否密封。磁控管的输出天线周围有一圈金属阿编织的垫圈，同时，在微波能馈入口的结构设计上也采取了一定的措施，将馈入口边外翘，如图3所示，这样安装时只需将微波馈入口翘边和垫圈压紧， 由于金属对微波具有反射作用，这样就防止微渡从缝隙处泄漏出去。

     图2  磁控管外形

2．炉腔结构设计上的密封处理

炉腔是食物烹调的场所，实际为一微波谐振腔 它由三块金属板组成，其中一块u形板构成腔的下、右、左面， 另外两块构成上盖板和后盖板。由于金属对微波具有反射作用，微波泄漏就只可能出现在各块板的连接处。这样要防止泄漏只要做到连接处配合严密，在结构上使三块板严密结合成为一体就能保证炉腔对微波的密封。因此在工艺上我们采用点焊和折边的方法，具体如图1所示。同时， 由于烹调时产生热的水汽，就要求在炉腔的左、右两面开有进气孔和出气孔。根据微波原理， 当孔径不超过3tara时，对于微波仍是屏蔽的。

                  图3 磁控管安装图

3．炉门的密封设计

微波炉炉门起着高频密封的作用，它把高频场与炉外隔离起来，它一方面使腔内形成一个驻波场，另一方面防止了微波场向外泄漏而伤害使用者。就结构而言，家用微波炉是铰链式炉门。

对于炉门设计的一般要求是：

(1)完全密封住微波。炉门的微小泄漏应在距离炉体5cm 处低于lmW／cm2 。

(2)炉腔内表面应有良好导电性。

(3)不应有过热和电弧发生；能经受i0 ～10 次以上的开关磨损；操作使用方便。

(4)有联锁系统。微波炉只有门闭合后才可开通，炉门不论什么原园，一经打开就要阻断微波功率进入炉腔，也就是切断磁控管的高压电源。

(5)便于观察烹调过程

密封隹微波是炉门设计中必须解决的问题。早期用直接式铍青铜弹簧片门， 由于不能做到非常紧密接触，很快为电弧所损坏。在考虑防止泄漏时，必须同时考虑尽可能少地降低加热器的效率。园此防泄漏元件应尽可能是无耗的电抗系统。一般采用高频密封，即1／4波长抗流槽方式实现， 如图4所示。

                           图4 抗流装置及等效电路

这种不接触式抗流门的原理是，A点由于D点的短路，致使此壁电流通路的炉门接触面也是短路良好的。B点附近是高阻抗低电流的，有的结构在此采用一个电容间隙，允许高频电流通过，也有用一个低阻抗二次抗流系统于此。这种机械不接触， 电气上接触的方式能密封绝大部分微波，只有微量的微波没有完全密封。在狭缝处装上一个宽面的门封条，紧紧地贴在炉门和炉腔之间， 门封条含有大量吸收微波的铁氧体材料，加上很宽的接触面，足以把微波吸收掉。

同时，炉门也是一个烹调观察窗，因此，炉门主要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网孔，每个孔的孔径不超过3ram。这种设计即能使操作者透过玻璃观察窗观察腔内的情况，又可以防止微波泄漏。

在炉门的活动边，上下分别安装两个门钩，电路中由两个常开微动开关和一个双向微动开关组成炉门双重联锁开关。当炉门关闭时，两碰钩分别触动三个微动开关，使电路接通，再选定烹调时问使定时器接触开关闭合， 整个电路才处于待命状态。如图5所示。无论什么时候，炉门只要没有紧闭， 电路总是开路，切断电源，停止磁控管工作。

               图5  炉门双重联锁开关示意图(炉门关闭时)

总之， 从电气、结构、材料等几方面考虑，装置， 已能够使家用微波炉达到安全标准以上。通过炉门抗流与打开炉门联锁切断高压电源而高质量的微波吸收门封条使微波泄漏量更少。

参考文献

1． 刘岐山． 《微波能应用》．电子工业出版社

2．《家用和类似用途电器安全国家汇编1993》．中国标准出版社