一、磁控管的认识

磁控管是微波炉上的核心器件之一，它的优劣决定着微波炉工作时产生效率的大小。

磁控管通俗理解主就是一个工作于高频率的电子管。它由外置磁场、真空二极管、谐振腔、灯丝、散热片等组成。也有阳极(通常与微波炉机壳连为一体)、阴极(接负高压)、灯丝。

微波炉磁控管的结构图

磁控管的频率由谐振腔决定。微波炉使用的磁控管工作频率为2500MHZ，工作电压为4Kv左右，输出功率为电源消耗功率的30%左右(约500w)。磁控管的电子符号如下图:

微波炉电路简图，微波炉电路原理图

二、磁控管好坏判断,磁控管的故障原因与检测

1:磁控管的故障原因。主要有两种，一是不加热，不加热大多是灯丝断;二是打火。打火有灯丝插头处绝緣碳化磁控管阳极与灯丝之间打火;磁控管内部打火，内部打火可能是漏气或辐射器坏。

只要磁控管没坏只是衰老，都还能慢慢加热。如果磁控管处在不振荡的情况下，就不会发射电子，也就会出现不加热的故障。

2:磁控管的检测。对磁控管的检测可通过外观观察、电阻测量、通电来判断。

1).外观观察。一看辐射器是否损坏(拆下磁控管才能看到)，二看磁控管的两个磁环是否断裂。若二者有任一个损坏，磁控管都须更换。

2).电阻测量。电阻测量主要是灯丝测量和灯丝同阳极间的绝缘测量。 一是灯丝电阻测量。其电阻越小越好，指针式万用表乘1档时阻值近似于零欧姆。磁控管采用的是直热式阴极，因此灯丝是阴极。它既连接了灯丝电压，也连接了阴极负压。若灯丝开路，阴极处于冷态则不能发射电子，磁控管就不会振荡，也就不会加热;若灯丝电阻大于1欧姆以上，则阴极加热就慢，发射电子就不够强，从而加热缓慢。

二是阴极与阳极间的绝缘测量。测量时最好用兆欧表，阴极与阳极间阻值为无穷大则为正常。无兆欧表时也可用万用表10K档作初步检查。

3).通电检查。通电检查时有两个观察点，一是用变流钳表或万用表电流扩展插孔10A串入电源，通电前几秒，灯丝加热，此时电流为4A左右，之后逐渐升高至7A左右。电流的变化过程应如上，大小基本相符，且稳定无抖动、跳动现象。二是将加热负载置于微波炉腔内，看辐射器是否打火，特别是使用频率较高，且以肉类加热较多的，由于辐射器前云母片上油污较多，最易打火。

三、微波辅助样品前处理装置的主要构件和作用

① 工作原理
　　微波是由一种能产生大功率超高频微波振荡的二极真空管产生的，在微波炉中使用的二极真空管就是磁控管。若按工作状态分类，这种磁控管属连续波磁控管。微波炉加热是靠微波，所以磁控管是微波炉的关键元件，是微波炉的心脏。
　　磁控管的内部结构如图所示，其工作原理如下图所示。磁控管内有一个圆筒形阴极，阴极外包围着一个阳极，通过永久磁铁在阴极和阳极之间的区域内建立一个轴向磁场。当磁控管加上电压后，阴极得到预热并产生大量的电子，它们在阴极和阳极间高电位差所形成的电场以及外加磁场的作用下，以圆周轨迹飞向阳极。阳极上有许多个小的谐振腔，当电子打到阳极之前，就在这些谐振腔内发生振荡，同时形成几组群聚的“电子轮辐”，它像电风扇叶片一样，以阴极为轴心旋转（如图所示）。这些谐振腔就像低频发射机中电感和电容组成的谐振回路，“吹”过谐振腔口的电子束形成所谓电子“风”，电子“风”在金属腔中感应出微波。谐振腔使频率不断增高，产生出2450MHz 的连续微波，电子就这样把能量交给了超高频电磁场。上述过程中所形成的微波通过天线和波导管进人微波炉的炉腔。

　　 实际过程中，不是100％的电子都能交出直流能量转换成微波能量，总有部分电子最后直接打到阳极块，变成热能而使阳极块升温。磁控管的相互作用效率一般只能达到70%～85％。为了确保磁控管稳定工作，阳极块需要强力风冷或水冷。另外，还有部分电子不能参与能量交换而返回阴极，使阴极温度升高。因此，一般磁控管在起振后，需要降低灯丝加热功率，以避免阴极过热，延长其使用寿命。
② 输出功率
　　 微波炉的加热时间和加热速度主要由微波炉的微波输出功率所决定。微波输出功率越大，则加热速度越快，加热时间也越短。虽然每台微波炉都标有额定微波输出功率，但因生产厂家的不同、装配质量的不同、零部件本身质量的不同等原因，新微波炉的实际微波输出功率与标定值也会有所差异。旧的微波炉由于使用不当使磁控管过早老化等原因，实际微波输出功率也会衰减。不了解所用微波炉的实际微波输出功率，就难以掌握加热速度和加热时间，影响样品处理效果。
在微波腔中，具有高介质耗散因子的样品可吸收几乎100％的输人功率，这种条件下微波系统处于完全匹配状态。而微波消解时用的酸在2450MHz 的频率下介质耗散因子较低，因而产生反射功率，反过来导致磁控管和微波腔之间的不匹配，并因为磁控管的过热而改变磁控管的输出功率。目前已经设计出了消除微波反射的装置，在出现不匹配时可以保护磁控管，并使磁控管给出稳定的输出功率。微波辅助样品前处理系统中最常用的设备是终端循环器。终端循环器是一个用铁氧体和静磁场构成的装置，这种装置使微波正向通过，而把反射波送入空载中变成无害的热量损耗（如图所示）。

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