張渭熊

一、電磁波加熱技術概述

眾所周知，一種非常普遍流行的利用電能對物體進行加熱的方式，是讓電流通過一個發(fā)熱元件（如電爐絲、硅炭棒、硅鉬元件等），使其發(fā)熱，然后，再利用發(fā)熱元件的輻射等等傳導到被加熱物件上，對之進行加熱，如工業(yè)上應用的各種加熱爐，生活上常用的電飯煲、電熨斗、電水壺等等都屬于這類方式。這類加熱方式的最大缺點是電能的利用效率低、且有“明火”。

于是出現(xiàn)了另外一種利用電能加熱的方式，那就是甩掉中間的發(fā)熱元件，使電能以電磁波的形式直接作用于物質(zhì)之上來進行加熱，以提高其電能利用效率，且無“明火”（至于被加熱物體升溫到明火程度，則另當別論）。當然，它另外還有一些用輻射熱和傳導熱所不能達到的優(yōu)點——如只對金屬表面加熱等等。

二、電磁波加熱技術的兩種形式

應用電磁波對物質(zhì)直接進行加熱的技術，一般可分為兩種形式：

一種形式是置物質(zhì)于兩個帶有強電磁場的極板之間，利用其場能，當電磁場的極性快速不斷變換時，使極板間被加熱物質(zhì)內(nèi)的分子，亦相應隨著作快速的極性變換；其結果是，使被加熱物質(zhì)內(nèi)的分子不斷地作快速往復擺動、從而使分子間相互摩擦而產(chǎn)生熱量。這種加熱方法的特點是：其熱量產(chǎn)生自被加熱物質(zhì)的內(nèi)部，而不是象電爐絲加熱那樣，熱量自被加熱物質(zhì)外部向內(nèi)部逐漸傳遞。這種加熱方法一般稱之為“介質(zhì)加熱”形式。

另一種形式是置被加熱物質(zhì)于能產(chǎn)生電磁波的線圈（稱：感應圈）內(nèi)，使感應線圈內(nèi)的被加工物質(zhì)，因電磁感應而產(chǎn)生感應電流；且因這感應電流實際上是被短路的，故而其短路電流很大，從而產(chǎn)生的熱量也很大，所以其熱量亦來自被加熱物質(zhì)本身內(nèi)部；而不是由外部的熱的輻射和傳導所致。這種加熱方法一般稱之為：“感應加熱”形式。

三、電磁波加熱技術的應用領域

“介質(zhì)加熱”的應用，在工業(yè)上，如用于糧食、木材（象三合板制造）、皮革等的大規(guī)模連續(xù)烘干。一般其所使用的頻率很高，至少在幾兆赫芝到幾十兆赫茲之間；糧食的介質(zhì)加熱烘干，還附帶有一個“滅蟲”功能。在生活上，如應用于微波爐來對食品進行加熱，其所使用的頻率則更高，總在幾百兆赫茲之間；甚至可到幾千兆赫茲；由于其所使用的頻率甚高，故而其傳輸特性也有所變化，它不是用導線來傳輸微波電能；而是象水一樣是用金屬管來傳輸微波電能；這種管子稱為“波導管”，而被加熱物體也不是置于兩個極板間，而是象接自來水那樣，將被加熱物體置于波導管的出口處（或幾經(jīng)箱腔的反射），來接受微波的能量。

“感應加熱” 的應用，常見的，在工業(yè)上，如用于鋼鐵熔煉（嚴格地應稱為：“重熔”）、“高頻”或“中頻”表面熱處理（表面淬火）、區(qū)域提純、高頻感應焊接（焊管及釬焊）。此外，尚有鋼管的高頻接觸焊。其頻率應用范圍，一般被稱之為“高頻”的，常見的為250千赫至300千赫之間，而習慣上被稱之為“中頻”的，其頻率則在1千赫到30千赫之間。近年來，市場上還推出有電磁灶一類食品加熱用炊具。

四、電磁波加熱設備的特點

㈠輸出功率大：高頻電磁波加熱設備，應用于工業(yè)方面的，一般都具有輸出大功率的特點。市場上推出的系列產(chǎn)品有：8、30、60、100、200、400KW等規(guī)格。一般市級城市的一座廣播電臺的發(fā)射輸出功率，有1KW就算夠大的了；如果有10KW發(fā)射功率輸出，那就算是相當大的了；而一臺100KW的高頻電磁波加熱設備，在系列產(chǎn)品中，則只能算是中等個兒的設備，而實際上它的輸出功率，已有10座大型廣播電臺發(fā)射功率那么大了！

㈡高頻電磁波加熱設備的第二個特點，是它工作在高電壓、大電流的條件下，所以，保護人身的安全措施，必須考慮周全。

由于其輸出功率大，使其設備相應的必須具備很高的直流工作電壓（約15000伏）和較大的工作電流（約10安）。若與電視機作個比較，有的電視機顯象管上的直流工作電壓，雖然也有將近15000伏，但它的輸出電流只有幾個毫安，電源內(nèi)阻又很大，因之，相對說來，它對工作人員的危險性就比較小。而高頻電磁波加熱設備的高電壓、大電流條件，對工作人員來說有很大的致命危險性，所以，在設備上必須安裝有很多的聯(lián)鎖安全保證措施，以免在誤操作時發(fā)生人身安全事故。

㈢它的高頻電磁波有借供電電源線及高頻設備本身裸露在外的部件和連線對空宣泄電磁波的可能。所有外泄的電磁波，既對車間工作人員的健康不利；又對無線電通信會造成嚴重干擾。

同時，因為高頻電磁波加熱設備的輸出功率大，工作頻率高，使得它的感應磁場的強度和范圍都較大，因而就有更多的直接向外（對空）宣泄、發(fā)射電磁波的機會?？梢栽O想，假如一臺100KW設備，僅只泄漏出百分之一功率，就有一千瓦，它對空中電波的影響就會比一座縣級廣播電臺還要大。另一方面，它還可憑借工作車間的電源導線向外泄漏電磁波。

對于前者，設備本身在設計時，已考慮了各種屏蔽措施，盡量減少其對工作人員的健康損害；且規(guī)定了高頻加熱設備的工作車間，應采取六面屏蔽措施并獨立接地。對于后者，設備本身附帶有低通濾波器，可以阻止高頻電磁波沿電源導線向外宣泄。

但對各地多數(shù)高頻加熱設備工作車間考察的結果表明，上述兩項措施多數(shù)被使用單位忽略了：工作車間既未有屏蔽；電源進線上也未接有低通濾波器。因而成為目前供電電源中最大的干擾（污染）源之一。

五、水—常被勿視的重要環(huán)節(jié)

在高頻加熱設備的安裝和運行過程中，人們往往只重視“電”的重要性；而忽視了“水”路的重要性。其實，對工業(yè)上使用的大功率高頻加熱設備來說，“水”與“電”有同樣的重要性。水的質(zhì)量（硬度、酸堿度、清潔度）好壞；水管管徑及位置安裝是否合理，甚至進、出水的操作手法和次序的不同，都會影響到設備的正常運行及其壽命。在環(huán)保和節(jié)能的要求下，還要講求水的循環(huán)使用和污染的排除和中水回收利用。

六、高頻振蕩管的維護

高頻振蕩管是設備的心臟，而對于高頻振蕩管的維護，卻是沒有人關心。一支振蕩管上機后，往往是“鞠躬盡瘁、死而后已！”。其實，如能對之進行科學的維護，其使用壽命至少可比額定值高出2—3倍。這對降低生產(chǎn)成本具有重要意義，因為一支振蕩管的價格，總在3000元以上。

七、切莫輕信某些“莫名其妙”的“奇談怪論”

寧波某報2003年9月18日第24版刊登了一篇名為《微波加熱的食物  危險》（以下簡稱：《微》文。）的文章，一時之間，街頭巷尾、家家戶戶引起一片驚慌：上班族、書包族早餐本來都是用微波爐來加熱牛奶的，這下誰也不敢把奶杯放進微波爐內(nèi)；只得喝點冷牛奶就匆匆背起書包去上學?！?。

到了2003年9月20日，適逢浙江科技節(jié)開幕，天一廣場人頭濟濟，就有不少人在科技咨詢攤位前急切詢問：“微波爐加熱出來的食物究竟有沒有毒？”。這也算是給科技節(jié)添了一把亂。

《微》文，這篇文章除了本身有許多“自相矛盾”之外，文內(nèi)還存在對微波加熱原理的無知描述，及多處“不知所云”莫名其妙的結論。請看：

該文第二自然段是對微波加熱原理的描述，其中有這樣一句：“水分子以每秒鐘幾十億次的速度旋轉，造成……發(fā)熱…”。這里面用“旋轉”來描述此時的分子運動狀態(tài)，是一種無知的錯誤。正確的應該是“往復擺動”。因為在單個交變磁（電）場中，不會產(chǎn)生旋轉磁場，所以使得水分子不可能作旋轉運動；而只能在被反復極化的過程中，作“往復擺動”運動。顯然，《微》文作者對微波加熱的原理是一無所知。

該作者既然對電磁波加熱的基本原理是一無所知，那末其后續(xù)的種種引伸結論，是否有根據(jù)，是否可信，就值得懷疑了。試問：“結果許多新的奇怪的分子出現(xiàn)了。問題就在這里。食物的分子結構發(fā)生了改變，產(chǎn)生了人體不能識別的分子。”這句話有根據(jù)嗎？那些“奇怪的分子”的分子式是什么？分子結構式又是怎樣？有哪個權威機構作過鑒定證明它有毒性？還可能致癌？凡此種種，文中均無交代，其可信度等于零。接下來的種種“奇談怪論”，也就不必一一列舉與評說了！讀者千萬莫要輕信這種不科學的“奇談怪論”。