【正文】 能量輸出器的作用是把微波管所產(chǎn)生的高頻功率輸送到負(fù)載去。從而使兩相鄰諧振腔之間產(chǎn)生180176。相反，負(fù)高頻場(chǎng)附近出發(fā)的電子則由于減速，而似乎在等待追上來(lái)的電子。好像自由落下的乒乓球彈回空間，然后在落下變成動(dòng)能一樣，電子的能量交換進(jìn)行著，直到電子把直流場(chǎng)中得到的能量全部交出來(lái)變成高頻后，才落到陽(yáng)極上，產(chǎn)生了電流，這就是產(chǎn)生了微波的全過(guò)程。含有大量水分的污泥分子即微生物及其細(xì)胞被“瞬間粉碎”而析出水分。脈沖電磁的殺菌機(jī)理主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：電場(chǎng)作用：分子主要生物學(xué)的研究表明，生物體內(nèi)的大多數(shù)分子和原子是具有極性（等效電偶極子）和磁性（分子電流模型）的，因此外加電磁場(chǎng)必然會(huì)對(duì)生物產(chǎn)生影響或作用。醫(yī)學(xué)界在研究中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞體在電磁場(chǎng)中有異常表現(xiàn)，典型的表現(xiàn)是對(duì)電磁波的應(yīng)答現(xiàn)象。每個(gè)細(xì)胞膜內(nèi)外都有一定的電位差，在外加電場(chǎng)的作用下，膜內(nèi)外的電位差會(huì)增大，通透性會(huì)增加，細(xì)胞發(fā)生滲透，繼續(xù)適度處理，當(dāng)電磁場(chǎng)達(dá)到一定值（EEO,HHO）時(shí)，細(xì)胞膜就發(fā)生不可修復(fù)的破裂，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電穿孔。在外加電磁場(chǎng)的作用下，污泥空間中的帶電粒子將產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)，撞擊污泥分子，使污泥分子分解，產(chǎn)生陰、陽(yáng)離子，同時(shí)，電解質(zhì)電解出陰、陽(yáng)離子。液體介質(zhì)中電離作用產(chǎn)生的臭氧同樣有強(qiáng)烈的氧化作用，能與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)發(fā)生一系列反應(yīng)。 微波殺菌設(shè)備的總體方案設(shè)計(jì) 隧道式微波加熱設(shè)備主要由物料輸送機(jī)構(gòu)、直流電源、微波管、連接波導(dǎo)、加熱器、冷卻系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。帶式輸送機(jī)由輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置、改向滾筒、托輥、張緊裝置、清掃裝置等部分組成。張緊裝置用來(lái)張緊輸送帶和調(diào)節(jié)輸送帶的跑偏。⑶加熱器:物料經(jīng)過(guò)加熱器中和微波能相互作用實(shí)現(xiàn)加熱。箱體內(nèi)壁尺寸是1060x810x530mm。50MHz，每只管子輸出功率10Kw。爐壁材料的選擇：受到與被加熱產(chǎn)品Q(chēng)值有關(guān)的總效率及其他因素，諸如衛(wèi)生學(xué)和耐用性的限制。這時(shí)就需要采用低電阻率的材料，如鋁或銅。由于處理污泥的含水率高達(dá)80%以上，所以用水來(lái)代替污泥進(jìn)行近似計(jì)算。 由△T=25℃及出口溫度85℃可進(jìn)口溫度為65℃。一共用32個(gè)CK612磁控管并聯(lián)，分四個(gè)加熱區(qū)間，每個(gè)加熱區(qū)間8個(gè)磁控管，共同組成微波發(fā)生裝置。 2450MHz、10Kw磁控管線(xiàn)路圖其元器件一覽表如表321所示：表321 CK612元件一覽表磁控管電路圖共分為3個(gè)部分：①大功率電源：采用三相全波整流電路。為防止高頻能量從燈絲線(xiàn)路中泄露出來(lái)，在燈絲回路上加一高頻濾波電路。 ，同時(shí)，需要相應(yīng)降低燈絲電流至工作時(shí)燈絲電流36A（2）中途停機(jī)。 。所謂熱效應(yīng)是微波的能量作用于物體，一部分被吸收，一部分被反射，被吸收的能量大部分轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)能，形成溫度升高。另外，微波對(duì)眼睛及睪丸有較明顯的影響，會(huì)引起白內(nèi)障，一般認(rèn)為眼睛因?yàn)闆](méi)有脂肪層覆蓋，水晶體沒(méi)有血管散熱，因此受微波加熱的作用大，致使凝固水晶體蛋白質(zhì)。對(duì)這樣的漏能我們只要采取有效的防護(hù)措施和遵守操作規(guī)程，懂得防護(hù)知識(shí)，完全可進(jìn)行安全操作。這是一種對(duì)直波導(dǎo)、隧道式、組合波導(dǎo)、平板波導(dǎo)等各類(lèi)加熱器的常用漏能抑制器。另一邊窄邊，只要能固定在地板上即可。 梳型片狀抑制器是一種電抗性的抑制器，它保證對(duì)漏出的微波能量產(chǎn)生嚴(yán)重的失配，并使其返回加熱器中。 由這兩種裝置混合就形成了包括有電阻性及電抗性的混合抗流裝置，： 電抗性和電阻性混合型抑制器有機(jī)玻璃夾層的外尺寸為60mm30mm，厚1mm。這些孔陣不僅要求滿(mǎn)足不同功能要求，還要有良好的微波屏蔽特性，以便使這些部位的微波能泄露控制在允許的安全范圍。下面以60176。若不計(jì)孔陣的電阻損耗，則歸一化分路電納為： (式331)式中 α、b——表示X和Y軸向的孔間距； d——孔徑； ——自由空間波長(zhǎng)，而dα和b，并且遠(yuǎn)小于。 取參數(shù)，a=，b=，d=，==2450MHz，取=垂直入射的極限情況，估算結(jié)果T=54dB。 物料輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于本設(shè)備要實(shí)現(xiàn)污泥的連續(xù)處理，所以初步選擇帶式輸送機(jī)為物料的輸送機(jī)構(gòu)。1. 覆蓋膠的選擇由于用本設(shè)備處理的污泥前期經(jīng)過(guò)酸化處理，所以污泥有一定得腐蝕作用，所以使用耐酸堿的氯丁膠或丁基橡膠，且耐高溫。輸送帶規(guī)格：BP（+）L B—帶寬，mm； P—層數(shù)； —上覆蓋膠厚度，mm； —下覆蓋膠厚度，mm； L—制造長(zhǎng)度，m。托輥的結(jié)構(gòu)與具體布置形式主要決定于輸送機(jī)的類(lèi)型與所運(yùn)物料的性質(zhì)。槽形托輥用于上托輥。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)帶寬，： 平行下托輥其基本參數(shù)如表343所示： 單位：mm帶寬B 托輥EAHPQd質(zhì)量/kg圖號(hào)DL圖號(hào)軸承50089600G3096204/C479274010014590M121050C360 表342 平行下托輥參數(shù)槽形前傾托輥的選取前傾托輥的能調(diào)節(jié)輸送帶的偏移，其一般與槽形托輥組合使用。此處選擇35176。30′170130M1250C324 表343 35176。尾部滾筒到第一組托輥間距上托輥間距。： 托輥布置 單位：mm 滾筒的選擇 滾筒是帶式輸送機(jī)的重要部件。鋼制光面滾筒主要缺點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)小，所以一般常用于短距離輸送機(jī)中。包膠的目的是為了減少物料在其表面的黏結(jié)以防輸送帶的跑偏與磨損。又有，輸送量QT== (348)上式中，QT—每小時(shí)的輸送量，等于10t/h qm—單位長(zhǎng)度物料的質(zhì)量，kg/m S—輸送物料最大截面積，m2 ρ—物料密度，kg/m3 V—帶速，m/s由上式可得： qm= Sρ （349） V=m/s（3410）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，輸送帶上允許的物料最大截面積S可查得，取托輥槽角а=35176。 （3414） 式中， 承載段最小張力，N 承載段托輥間距，m 輸送帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m 輸送物料單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m 輸送帶允許的最大垂度， 重力加速度，m/s2帶入數(shù)據(jù)得 N最小張力發(fā)生在尾部改向滾筒繞出處。 張緊裝置的選擇與布置張緊裝置是帶式輸送機(jī)必不可少的部件，具有以下四個(gè)主要作用：①使輸送帶有足夠的張力，以保證輸送帶與滾筒間產(chǎn)生必要的摩擦力并防止打滑；②保證輸送帶各點(diǎn)的張力不低于一定值，以防止輸送帶在托輥之間過(guò)分松弛而引起撒料和增加運(yùn)動(dòng)阻力；③補(bǔ)償輸送帶的塑性伸長(zhǎng)和過(guò)渡工況下彈性伸長(zhǎng)的變化；④為輸送帶重新接頭提供必要的行程。由線(xiàn)速度和角速度的關(guān)系可得 （公式3416）式中 ——傳動(dòng)滾筒角速度，rad/s。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)【1】查的德國(guó)SEW公司的R系列(斜齒輪減速電機(jī))能滿(mǎn)足轉(zhuǎn)速的輸出要求，所以選擇斜齒輪減速電機(jī)作為動(dòng)力輸出部分。如表349所示：表349 SEW R系列斜齒輪減速電機(jī)承載能力 由上表確定選擇的減速器型號(hào)為RF107，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為DV100M6。，能滿(mǎn)足輸送機(jī)構(gòu)動(dòng)力要求和速度要求。S7200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。I/O端子排可很容易地整體拆卸?？煽毓杓訜嵫b置：對(duì)于要求溫度控制而不要溫度記錄的殺菌設(shè)備采用帶PID調(diào)節(jié)的數(shù)字式溫度顯示調(diào)節(jié)儀顯示和調(diào)節(jié)溫度，輸出0～10mA作為直流信號(hào)輸入控制可控硅電壓調(diào)整器或觸發(fā)板改變可控硅管導(dǎo)通角的大小，本設(shè)備用來(lái)調(diào)節(jié)磁控管勵(lì)磁線(xiàn)圈電流的大小，從而改變磁控管陽(yáng)極電流，間接的控制磁控管功率的輸出。 PID控制原理 PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例（P）、積分（I）、微分（D）計(jì)算出控制量來(lái)進(jìn)行控制。比例系數(shù)Ｋc加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速度加快。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，他推動(dòng)控制器的輸出增大，是穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。其原因是由于存在有較大的慣性組件或有滯后組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。Ｔd偏小時(shí)，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時(shí)間也較長(zhǎng)。主參數(shù)是工藝操作的重要指標(biāo)，允許波動(dòng)的范圍較小，一般要求無(wú)余差，因此，主調(diào)節(jié)器一般選PI或PID控制，副參數(shù)的設(shè)置是為了保證主參數(shù)的控制質(zhì)量，可允許在一定范圍內(nèi)變化，允許有余差，因此副調(diào)節(jié)器只要選P控制規(guī)律就可以。以 STEP7Micro/WIN創(chuàng)建程序，為接通STEP7Micro/WIN，可雙擊STEP7 Micro/WIN的圖標(biāo)，STEP7Micro/WIN項(xiàng)目窗口將提供用于創(chuàng)建程序的工作空間。子程序和中斷程序在程序編輯器窗口的的底部按標(biāo)簽顯示。 PID指令向?qū)?S7200PLC中的部分指令的編程工作量和難度都較大，為了減少編寫(xiě)程序的難度，S7200PLC的編程軟件設(shè)置了各種指令向?qū)?。出現(xiàn)PID參數(shù)設(shè)置框，： 設(shè)置PID 參數(shù)微波加熱設(shè)備要實(shí)現(xiàn)的溫度控制為0—90℃,—，比例增益Kc暫時(shí)取3，積分時(shí)間Td設(shè)為10分鐘。單擊下一步。此處不添加PID手動(dòng)控制。： 副回路PID回路設(shè)置，設(shè)置副回路PID參數(shù)，： 副回路PID參數(shù)設(shè)置由于副回路僅采用比例控制，所以積分時(shí)間設(shè)為INF（無(wú)窮大），微分時(shí)間設(shè)為0，即關(guān)閉積分和微分的作用。完成主回路與副回路的PID向?qū)гO(shè)置，即可以再主程序或子程序中調(diào)用它們。2. 主調(diào)節(jié)器程序（子程序之一） 主調(diào)節(jié)器程序1 主調(diào)節(jié)器程序2 主調(diào)節(jié)器程序33. 副調(diào)節(jié)器程序（子程序之一） 副調(diào)節(jié)器程序1 副調(diào)節(jié)器程序2 副調(diào)節(jié)器程序3 副調(diào)節(jié)器程序4第四章 總結(jié) 設(shè)備的特點(diǎn)與不足 此污泥微波處理設(shè)備，采用隧道式箱型加熱器結(jié)構(gòu)，主要由物料輸送機(jī)構(gòu)、直流電源、微波管、連接波導(dǎo)、加熱器、冷卻系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成，能實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)處理。 采用了PLC溫度控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微波加熱過(guò)程的溫度自動(dòng)控制功能。由于磁控管的數(shù)量較多，容易導(dǎo)致操作失誤，造成人員或設(shè)備的傷害。并能根據(jù)加熱過(guò)程中的實(shí)時(shí)反饋信息，實(shí)現(xiàn)加熱過(guò)程中的各參數(shù)最優(yōu)化控制，最大限度的保證設(shè)備的使用壽命