【摘要】：冷凍肉作為國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源的一種,在市場(chǎng)上一直占有一定的份額,而冷凍肉在使用之前必須經(jīng)過解凍。傳統(tǒng)的解凍手段如空氣解凍、水解凍存在解凍速率慢、質(zhì)量損失嚴(yán)重、易發(fā)生微生物感染等問題,而微波解凍則存在嚴(yán)重的解凍不均。射頻解凍與微波解凍原理相似,都是依靠電磁場(chǎng)使凍品內(nèi)部極性分子相互作用產(chǎn)生熱量,但是其波長(zhǎng)更長(zhǎng)穿透深度更大,因而能夠兼顧解凍速率和解凍均勻性,同時(shí)還更易于控制,能夠有效避免解凍過程中的品質(zhì)下降等問題。為進(jìn)一步研究射頻解凍機(jī)理和外部因素對(duì)解凍效果的影響,本文基于有效比熱法將解凍過程中的材料屬性變化擬合為分段函數(shù),然后利用有限元仿真模擬軟件建立了靜電場(chǎng)-熱傳導(dǎo)雙向耦合模型,分析冷凍豬肉位置、電極板之間距離和電壓波形對(duì)解凍結(jié)果的影響。結(jié)果表明:極板之間距離越大,解凍速度越慢,解凍完成后凍肉溫度分布越均勻,極板之間距離與解凍速度呈非線性關(guān)系;電壓波形為方波時(shí),解凍速率較快但溫度均勻性較差,過熱區(qū)域集中在凍肉中部,施加電壓為正弦波電壓時(shí),過熱區(qū)域集中在凍肉拐角和棱上;凍肉位于極板中間比位于下極板時(shí)解凍速率更高,解凍均勻性更好。根據(jù)仿真結(jié)果,冷凍豬肉放置在上下極板中央、電壓波形為正弦波、極板之間的距離為7.5 cm時(shí)解凍效果最好。解凍過程中凍肉材料屬性的實(shí)時(shí)改變使得負(fù)載阻抗也在隨時(shí)變化,這就對(duì)射頻電源有了更高的要求,基于此本文設(shè)計(jì)了一種頻率、功率和輸出阻抗均可以自動(dòng)調(diào)整的中等功率射頻電源。射頻信號(hào)源采用直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù),可利用控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最小0.04Hz的頻率調(diào)整,射頻信號(hào)經(jīng)低通濾波后進(jìn)入放大電路,在放大電路的輸入端串聯(lián)一個(gè)變阻器從而通過調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的大小實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié),放大后的信號(hào)經(jīng)過自動(dòng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)施加到負(fù)載,自動(dòng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)采用雙定向耦合器監(jiān)測(cè)信號(hào)傳輸線上的入射信號(hào)及反射信號(hào),處理后傳送到單片機(jī),單片機(jī)根據(jù)結(jié)果通過阻抗匹配算法找到最佳阻抗點(diǎn),進(jìn)而通過控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度改變網(wǎng)絡(luò)中的元件值,從而實(shí)現(xiàn)阻抗的自動(dòng)匹配。
【圖文】：

因而一般只應(yīng)用在高功率場(chǎng)合１２５］。電子管射頻電源按照是否含有外部逡逑信號(hào)源又分成自激式和它激式，前者信號(hào)的產(chǎn)生與放大都是由電子管完成，而后逡逑者則有單獨(dú)的振蕩模塊，電路更加復(fù)雜但輸出信號(hào)也更穩(wěn)定，其結(jié)構(gòu)如圖１－３邋ＩＷ。逡逑５逡逑

２．１射頻解凍逡逑２．１．１射頻概念及應(yīng)用逡逑圖２－１列出了從聲頻到宇宙射線的電磁譜圖及相應(yīng)的波長(zhǎng)，從中可以看到射逡逑頻頻譜涵蓋了中頻、高頻、甚高頻頻段，頻率范圍為３００ＫＨｚ？３００ＭＨｚ，自由空逡逑間波長(zhǎng)從ｌｍ到丨Ｋｍ。為了不影響通訊，規(guī)定工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)療領(lǐng)域可用的三個(gè)逡逑射頻頻率為：１３．５６ＭＨｚ邋±邋６．６８ＫＨｚ，邋２７．１２ＭＨｚ邋±邋１６０．００ＫＨＺ，邋４０．６８ＭＨｚ邋土逡逑２０．００ＫＨ＃９］。近幾十年來，射頻己經(jīng)應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域，不僅用于各種物逡逑料的加熱、殺菌，，還用在局部熱療、紡織品固色、塑料制品的融接等方面［４Ｇ］。逡逑波長(zhǎng)／ｍ逡逑１０７邐１０６邐１０５邐１０４邐１０３邐１０：邐１０＇邐１邐１０＂１邐１０邐２邐１０邋３邋３ｘｌ0－５邋１０邋６邋４ｘ１０邋７邋１０邋Ｋ邐＜１０＇＇６逡逑主由邋ｆｉｌｌ邋女逡逑瑕丨丨邋５邐１邋Ｉ邋＞邋Ｄ邋Ｉ邋－邋Ｉ邋＂妾切ＳY鎮(zhèn) ｉ逡逑ＲＦ：ＡＭ／ＦＭ無線屯邐微波；邐ｇ逡逑士頻邐ＶＨＦ電視邐毫米波，亞毫米波邐＝逡逑邐｜邐Ｉ邐邐邐｜邐｜邐邐｜邐｜邐邐邐邐邐邐逡逑３ｘ１０＇邐３ｘｌ0？邐３ｖｌ0５邐３ｘｌ０７邐３ｘｌ0ｇ邐３ｘ１０＂邐３Ｈ０Ｍ邐３ｘｌ０，６邋＞３ｘｌ0２Ｊ逡逑頻率／Ｈｚ逡逑圖２－１電磁譜圖及相應(yīng)的波長(zhǎng)逡逑２．邋１．２射頻解凍原理逡逑凍肉這類生物組織是一種由大量分子和離子構(gòu)成的高分子材料。若是分子內(nèi)逡逑部異種電荷中心相同
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS205

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本文編號(hào)：2664923