微波功率量熱計負(fù)載及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.3 片式吸收體負(fù)載測試結(jié)果

圖8、9為負(fù)載加工圖以及駐波測試圖，其駐波均在1.12以下，高頻部分駐波優(yōu)于低頻部分，其微波特性滿足使用要求。加熱功率在10mW情況下溫升在0.1K左右，其直流與微波替代效率可達到80%以上，負(fù)載設(shè)計滿足量熱計整體需求。

圖8 8mm負(fù)載實際加工圖

圖9 8mm負(fù)載實測駐波結(jié)果圖

4 量熱計的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及熱力學(xué)仿真

4.1 量熱計的結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于量熱計法測量微波功率是建立在直流功率通過在負(fù)載上的熱效應(yīng)來替代微波功率，所以這種測量方法就對量熱計整體結(jié)構(gòu)的溫度穩(wěn)定性提出了非常高的要求。在量熱計結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計中，我們采用了雙負(fù)載量熱計結(jié)構(gòu)。在控溫精度要求方面整體結(jié)構(gòu)采用了三層桶的結(jié)構(gòu)，外層為薄壁鋁制圓筒，中間為大質(zhì)量大熱容銅制控溫筒，內(nèi)層為銅制內(nèi)桶，銅制控溫桶表面貼敷加熱電阻膜，并通過貼敷在該桶表面的測溫電阻溫度的變化量由控溫設(shè)備控制加熱功率的大小以實現(xiàn)其表面溫度穩(wěn)定度達到0.05攝氏度以內(nèi)。薄壁外層鋁桶與外層銅制控溫桶之間的變化量由控溫設(shè)備控制加熱功率的大小， 填充泡沫塑料，用以減小整體與外界的熱交換。

功率輸入端口采用不銹鋼制薄壁波導(dǎo)，該設(shè)計得主要目的是減少整段波導(dǎo)傳輸線的熱量損耗。內(nèi)外銅桶之間采用塑料質(zhì)地的隔熱波導(dǎo)段，其波導(dǎo)連接表面與波導(dǎo)腔內(nèi)壁鍍金，采用原因是因為熱容傳輸線質(zhì)量較大，而不銹鋼薄壁波導(dǎo)其承載荷較低，容易發(fā)生損壞。在負(fù)載與內(nèi)桶蓋熱容傳輸線與外桶蓋熱容傳輸線間采用不銹鋼薄壁波導(dǎo)隔熱傳輸線，保證內(nèi)桶的熱量交換不受環(huán)境的影響和準(zhǔn)確測溫的要求。

微波傳輸通道結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10 微波信號傳輸通道示意圖