射频(Radiofrequency,RF)加热是一种电磁介电加热技术,因其具有整体快速的加热特性而被广泛应用于木材的干燥胶合、塑料焊接、农产品及食品的生产加工业中。在射频加热技术大规模应用于农产品、食品加工领域的发展进程中,对加工工艺和加工设备的优化改进着重要的工业化发展意义。论文主要从射频加热系统的辐射泄漏量和上极板电压两方面入手,对射频加热系统的设备特性进行研究,为该技术的工业化应用和优化提供技术参考和理论依据。安全和稳定的系统运行条件对射频加热技术的工业化发展意义重大,然而关于射频加热系统辐射泄漏安全的研究却很缺乏。研究针对实验室内两台27.12MHz射频加热系统进行了电磁辐射泄漏量检测,并根据国际标准对系统的操作安全性进行了评估,并给出了相关优化改进建议。在射频加热技术的工业化应用研究中,有限元模拟以其具有方便、快速的特点而作为一项主要的研究手段。在对射频加热的模拟过程中,上极板电压值是一项重要的输入参数,而且难以快速并准确确定。论文基于分析、模拟和实际测量的方法,建立了极板电压估算模型,实现了上极板电压的精准、快速估算,提高了计算机模拟研究效率。具体研究内容和结论如下:(1)在辐射泄漏量研究试验中,利用高频电磁场强探测仪分别对不同测量距离、极板间距、加载状况、屏蔽情况下的电场强度、磁场强度进行测量,并根据测量值计算功率密度,最后对射频加热系统物料出、入口屏蔽门帘的效果进行了分析。结果表明电场、磁场强度随测量距离、极板间距的减小而增加。以1kg自来水作为射频加热负载,在加载情况下,随着射频输出功率的增大,泄漏电场强度减小。Jiyuan射频加热系统的物料出口和入口处屏蔽门帘对电磁泄漏有明显效果,泄漏电场强度和功率密度有显著的减小。(2)极板间距130mm处泄漏电场、磁场强度的测量平均值均低于国际非电离辐射保护委员会(ICNIRP)和电气与电子工程师协会(IEEE)的标准规定。为进一步减少操作人员在日常射频加热系统操作中受到的电磁辐射,建议在射频加热系统物料出入口增加屏蔽门帘、避免系统空载运行、减少操作人员在辐射区域的作业时间。(3)在5种不同的极板间距下分别对3kg黄豆的进行了射频加热试验。基于试验结果建立了计算机模拟模型,得出模拟电压。根据分压和整流原理制作了上极板电压检测装置来实际测量射频加热系统的上极板电压。根据红外热像仪、光纤传感器和热电偶对物料实际加热速率进行测量并通过分析计算法来计算上极板电压。(4)电压研究结果表明电压值随极板间距的减小、加热速率的增加而增加。选择物料三层平均温度的计算电压值和阳极、实测电流的回归模型作为最佳电压估算模型,并应用于计算机模拟分析。