摘要：文章根据微波炉的防泄漏设计原理从磁控管的设计安装，腔体的密封性，炉门的扼流槽的设计和装配工艺，双重连锁开关的设计等方面提出了结构优化的设计方案，有利于从设计的源头来有效控制微波泄漏，在微波炉产品开发的过程中有实际的指导意义。
关键词：微波泄漏；腔体的密封性；扼流槽的设计
微波密封性能是指磁控管发振产生的微波不能通过传送路（例如波导管）和腔体库泄漏至机体外的能力，也称遮蔽性能。要做到防止微波泄漏，炉门和腔体的微波密封性能非常重要。设计者需要根据微波的特性精密计算出微波炉炉门上的网眼、腔体上的吸排气口和炉内灯透光小圆孔，使它们只能通过光线和空气，遇到微波会将微波反射回去。可以从以下几方面进行防泄漏的结构优化设计。
1微波源的防泄漏
由磁控管和波导管构成了微波发生源路径系统，磁控管是微波发生器，是产生微波的源头。通常磁控管的泄漏可能发生在灯丝（阴极）插头和天线处。灯丝插头处都装有LC滤波器，对微波和谐波进行抑制，但串心电容质量差会影响抑制效果，要求磁控管结构的设计上满足防泄漏要求。波导口与磁控管的弹性铜丝编织网接触不良，将引起严重的微波泄漏。可以在磁控管安装板的微波能馈入口的结构设计上采取外翘的措施。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，这样就防止微波从缝隙处泄漏出去。组装时要求波导管的安装平面平整，确保无间隙装配。
2炉腔接合部缝合、焊接、开口部的密封性能
利用金属对微波具有屏蔽和反射作用的特性，炉腔由多片金属缝合、焊接而成，形成产生微波谐振。如果密封性能不合格，将会引起严重的微波泄漏。
2.1炉腔接合部缝合、焊接的密封性能
炉腔由三块金属板组成，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，微波泄漏出现在各块板的连接处。要防止泄漏只要做到连接处配合严密，通常采用点焊和铆接的方法使三块板严密结合成为一体，需要保证炉腔对微波的密封。设计时使翻边部的点焊间距在λ/2以内，可以提高衰减量。波导管、腔体翻边通过点焊接合时因间距及翻边宽度接合部的泄漏量也会变化。
2.2炉腔冲孔、开口部的密封性能
整个炉腔与炉门合成一个整体，炉腔内的微波可以从吸排气口、灯泡照明部或门E上的冲孔部往机体内外泄漏，冲孔处的微波泄漏量与孔径、孔间距（开孔率）、数量成正比、与板厚成反比、而且频率高的（波长（λ）短）微波泄漏量增加。通常频率变高，板厚（t或翻边高度）也变大。经验值表明通风孔不应超4mm直径，过大也会产生泄漏；小孔对微波的截止作用与孔径和钢板厚度有关，开孔比不应超过35%。
3炉门的密封设计
微波炉的最大微波泄漏通常在炉门四周，密封微波是炉门设计中必须解决的问题。设计师需要从结构设计上采取遮蔽措施，使炉门四周一圈的微波相抵消，阻止微波通过微小的缝隙处漏到外面。抗流槽结构是从微波辐射的原理上得到的防止微波泄漏的稳定可靠的方法。
3.1炉门的扼流构造设计
在考虑防止泄漏时，必须同时考虑降低产生附加热量，因此防泄漏元件应尽可能是无耗的电抗系统。依据传输线终端短路阻抗变换原理，在微波炉的金属门E四周设有抗流槽结构，抗流槽是在门内设置的一条异型槽结构，并使其槽口（炉门外开口）到槽内短路面的距离为λ/4（约31mm，λ是微波的波长），它具有引导微波反转相位的作用；在抗流槽入口处，微波会被它逆向的反射波抵消，炉门口处呈很高的阻抗，炉腔内的微波被阻挡，不能从门缝处逸出。
3.1.1基本扼流（λ/4扼流）
基本扼流为使阻抗反转，λ/4的距离是必须的。将与炉腔前板相对的炉门处设计为扼流槽，形成一个短路波导。通常，扼流槽深d=30mm，宽g2=20mm，炉门与炉腔前板间隙g1<1mm。扼流槽近炉腔前板侧短路，致使此壁电流通路的炉门接触面也具有良好的短路性能。扼流槽远前板侧是高阻抗低电流的，可以在此采用一个电容间隙，允许高频电流通过，也可以在此用一个低阻抗二次扼流系统。扼流槽深度与泄漏量的关系：槽深偏离λ/4（约31mm）后，泄漏明显增加。扼流槽外侧的微波功率密度与炉门、炉腔间的缝隙g1和槽宽g2的比值平方成正比，与扼流槽内侧的功率密度成正比。因此，减小炉门缝隙，增大槽宽及降低扼流槽内侧的功率密度都有助于降低微波泄漏量。
3.1.2小型扼流齿（不满λ/4的扼流）
如果产品的可视窗增大、机体缩小将推进小型扼流齿的开发，将小型导波扼流圈商品化，就需要采用小型扼流构造来防止微波泄漏。可以采用板金翻折，设置两层的扼流槽，板金用点焊固定。各种微波炉扼流槽的位置、形状和尺寸不尽相同，但基本原理是一样的。扼流槽横向开周期性微缝，可抑制高次谐波，减少对高频信号的干扰。
3.2吸收微波能量材料的使用
实际上，通过门臂座用弹簧将门拉紧而使门在关闭时能完全紧贴炉子前板是非常困难的。因为门与前板的间隙处的微波状态比较复杂，即使有扼流构造也不能完全遮蔽，还有微量的微波泄漏，因此需要采取额外的遮蔽措施。可以在狭缝处装上含Ni-Cu-Zn系带有磁性的、铁氧体含量不超过50%的铁氧体橡胶（薄片状）制作门封条来吸收高频。
3.3炉门的制造工艺和装配工艺
首先，制造工艺不良表现为微波炉炉门的平整度差，其密封面的不平整有时可达1～2mm以上，且平面多处扭曲。可以采取的补救措施是对焊好的门板进行整形后再安装。其次，炉门装配时不能歪斜，避免门密封面与前板的有效接触面减小，门缝隙大及炉门平面扭曲等。避免炉门与前板拉得过紧，如果在微波炉上扳撬、敲打门密封面，将使炉门损坏增大，在炉腔内造成异常驻波，使空载时微波泄漏更大。使用新开发的硅系特殊耐热涂料涂装在门E上，可以避免黑色搪瓷处理把透视窗网孔堵住的缺陷。该涂料具有高达300℃的耐热性，并以良好的密着强度耐受开关门时的机械振动。试验表明，对炉门进行15万次门开关耐久试验后，仍能保持原有的防泄漏水平。
3.4通过炉门双重联锁开关的设计防止微波泄漏
不设计使门在不经意间被打开的门钩构造。设计时在炉门的活动边，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。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。
4结束语
通过以上对微波泄漏相关的微波炉构造的功能分析，并且对结构进行优化设计，对微波源的设计安装、腔体的焊接密封、炉门的制造工艺和装配工艺提出要求，为有效防止微波炉的泄漏指出方向，能在实际的生产活动中起到借鉴作用。
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作者：冯光辉 单位：上海松下微波炉有限公司
