一款微波消解仪的腔体和消解罐的设计与优化
微波样品前处理技术是近十多年来发展较快一种实验室样品处理技术，主要用于对待测样品进行消解和萃取处理，以便进行后续的分析测定。随着应用范围的越来越广泛，人们对微波样品前处理设备的技术要求也在不断提高，对样品处理的有效性和设备安全性尤其关注。样品处理的有效性关键在于设备对微波加热的均匀性要足够好，同时对反应温度和压力的控制要足够精确;设备的安全性则主要体现在消解罐结构的科学设计以及仪器的一系列主、被动安全措施设置上。 本文介绍了微波消解/萃取的工作原理及特点，以及典型微波样品前处理设备基本组成。分析了在MSP-X微波化学工作站研制中几个关键部分的技术要求和设计路线，并重点对微波谐振腔和样品消解罐的设计进行了优化研究。利用HFSS仿真技术对微波谐振腔的电磁场分布均匀性进行了分析研究，在此基础上对谐振腔的设计做了优化。利用薄壁圆筒形压力容器的应力分析理论指导优化消解罐的设计。 最终设计完成的MSP-X微波化学工作站具有约60L大容量的工业级高强度不锈钢腔体，具有安全可靠的理想气体压力测控装置和光纤温度测控装置，并且具有多重的主被动安全防护措施，可以有效地减少或避免使用中产生压力失控或消解罐炸损的几率。通过破坏性试验也证实了即使出现了意外爆炸，MSP-X也能有效保护操作人员和仪器设备的安全，能最大限度的减少事故损失。
微波消解仪;消解罐;微波谐振腔;电磁场分布;优化设计
北京化工大学
硕士
机械工程
张莉彦;武进田
2016
中文
TH811
2023-07-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）