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1.陽極 陽極是磁控管的主要組成之一,它與陰極一起構成電子與高頻電磁場相互作用的空間。在恒定磁場和恒定電場的作用下,電子在此空間內完成能量轉換的任務。磁控管的陽極除與普通的二極管的陽極一樣收集電子外,還對高頻電磁場的振蕩頻率起著決定性的作用。 陽極由導電良好的金屬材料(如無氧銅)制成,并設有多個諧振腔,諧振腔的數目必須是偶數,管子的工作頻率越高腔數越多。陽極諧振腔的型式常為孔槽形、扇形和槽扇型,陽極上的每一個小諧振腔相當于一個并聯的2C振蕩回路。以槽扇型腔為例,可以認為腔的槽部分主要構成振蕩回路的電容,而其扇形部分主要構成振蕩回路的電感。由微波技術理論可知,諧振腔的諧振頻率與腔體的幾何尺寸成反比。腔體越大其工作頻率越低。于是,我們可以根據腔體的尺寸來估計它的工作頻段。磁控管的陽極由許多諧振腔耦合在一起,形成一個復雜的諧振系統。這個系統的諧振腔頻率主要決定于每個小諧振腔的諧振頻率,我們也可以根據小諧振腔的大小來估計磁控管的工作頻段。 磁控管的陽極諧振系統除能產生所需要的電磁振蕩外,還能產生不同特性的多種電磁振蕩。為使磁控管穩定的工作在所需的模式上,常用"隔型帶"來隔離干擾模式.隔型帶把陽極翼片一個間隔一個地連接起來,以增加工作模式與相鄰干擾模式之間的頻率間隔。 另外,由于經能量交換后的電子還具有一定的能量,這些電子打上陽極使陽極溫度升高,陽極收集的電子越多(即電流越大),或電子的能量越大(能量轉換率越低),陽極溫度越高,因此,陽極需有良好的散熱能力.一般情況下功率管采用強迫風冷,陽極帶有散熱片.大功率管則多用水冷,陽極上有冷卻水套。 2.陰極及其引線 磁控管的陰極即電子的發射體,又是相互作用空間的一個組成部分。陰極的性能對管子的工作特性和壽命影響極大,被視為整個管子的心臟。 陰極的種類很多,性能各異。連續波磁控管中常用直熱式陰極,它由鎢絲或純鎢絲繞成螺旋形狀,通電流加熱到規定溫度后就具有發射電子的能力。這種陰有加熱時間短和抗電子轟擊能力強等優點,在連續波磁控管中得到廣泛的應用。 此種陰極加熱電流大,要求陰極引線要短而粗,連接部分要接觸良好。大功率管的陰極引線工作時溫度很高,常用強迫風冷散熱。磁控管工作時陰極接負高壓,因此引線部分應有良好的絕緣性能并能滿足真空密封的要求。為防止因電子回轟而使陽極過熱,磁控管工作穩定后應按規定降低陰極電流以延長使用壽命。 3.能量輸出器 4.磁路系統 |
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5.磁控管的正確使用 磁控管是微波應用設備的心臟,因此,磁控管的正確使用是維護微波設備正常工作的必要條件。磁控管在使用時應注意以下幾個問題: 一、負載要匹配。 無論什么設備都要求磁控管的輸出負載盡可能做到匹配,也就是它的電壓駐波比應盡可能的小。駐波大不僅反射功率大,使被處理物料實際得到的功率減少,而且會引起磁控管跳模和陰極過熱,嚴重時會損壞管子。跳模時,陽極電流忽然出現跌落。引起跳模的原因除管子本身模式分隔度小外,主要有以下幾個方面: (1) 電源內阻太大,空載高而激起非π模式。 (2)負載嚴重失配,不利相位的反射減弱了高頻場與電子流的相互作用,而不能維持正常的π模振蕩。 (3)燈絲加熱不足,引起發射不足,或因管內放氣使陰極中毒引起發射不足,不能提供π模振蕩所需的管子電流。 為避免跳模的發生,要求電源內阻不能過大,負載應匹配,燈絲加熱電流應符合說明書要求 二、冷卻。 冷卻是保證磁控管正常管工作的條件之一,大功率磁控管的陽極常用水冷,其陰極燈絲引出部分及輸出陶瓷窗同時進行強迫風冷,有些電磁鐵也用風冷或水冷。冷卻不良將使管子過熱而不能正常工作,嚴重時將燒壞管子。應嚴禁在冷卻不足的條件下工作。 三、合理調整陰極加熱功率。 磁控管起振后,由于不利電子回轟陰極使陰極溫度升高而處于過熱狀態,陰極過熱將使材料蒸發加劇,壽命縮短,嚴重時將燒壞陰極。防止陰極過熱的辦法是按規定調整降低陰極加熱功率。 四、安裝調試。 目前常用的微波加熱設備中磁控管放在激勵腔上直接激勵傳輸系統。激勵腔即是能量激勵裝置,又是傳輸系統的一部分。因此激勵腔的性能對磁控管的工作影響極大。激勵腔應能將管內產生的微波能量有效的傳輸給負載。為達此目的,除激勵腔本身的設計外,管子在激勵腔上的裝配情況對工作的穩定性影響極大。正常工作時管子的陽極與激勵腔接觸部分有很大的高頻電流通過,二者之間必須有良好的接觸,接觸不良將引起高頻打火。天線插入激勵腔的深度直接影響能量的傳輸和管子的工作狀態,應按說明書規定精心裝配。 五、保存和運輸 磁控管的電極材料為無氧銅、可伐等,在酸、堿濕氣中易于氧化。因此,磁控管的保存應防潮、避開酸堿氣氛。防止高溫氧化。包裝式磁控管因帶磁鋼,應防止磁鋼的磁性變化,存在時應在管子周圍10厘米內不得有鐵磁物質存在。管子運輸過程中應放入防振包裝箱內,以防止受振動撞擊而受損壞。 |
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