作为介电加热的一种,射频加热技术因其快速、整体加热,含水率自平衡,对害虫选择性加热且无化学残留等优点而被广泛应用于农产品和食品加工领域。在该技术大规模的工业化应用发展进程中,为了克服射频加热过程中存在的不均匀性问题,对射频设备的参数和加热工艺进行优化有着重要的发展意义。计算机模拟技术因具有方便、快捷、不受试验条件和设备限制等优点而被作为研究射频加热技术的一种重要方法,在建模分析的过程中,上极板电压是一个重要的输入参数。有关极板电压的真实值的确定及分布均匀性的研究,对模拟分析的有效性有着重要的意义。本文主要从射频加热系统上极板电压的模型验证和分布均匀性两方面入手,对上极板电压这一重要参数进行了系统的研究,为改善射频加热的不均匀性、推进射频加热的工业化应用,提供了新的参考方法和思路。本文先后进行了射频加热系统的上极板电压的模型验证和极板电压的分布均匀性研究。具体研究内容为:(1)以3种不同含水率的黄豆为加热物料,5个极板间距下,试验获取代表层的等温图和代表点的实时温度曲线,并记录试验过程中的电流值。(2)基于试验过程中获取的电流值,结合电压估算模型计算出上极板电压。(3)将计算所得的电压值代入模拟软件COMSOL中,通过比较试验和模拟特定结果的匹配度来达到对模型的验证。(4)进行上极板电压的多点检测来获取其电压分布规律并进行验证性试验。主要结论如下:(1)阳极电流(射频系统中的电流)随着系统极板间距的增加而减小,但是测量电流(测量电路中的电流)随着系统极板间距的增加而增加。上极板电压值随着物料含水率的增加或极板间距的减小,基本呈线性增加趋势。同一条件下,基于试验中获取的阳极电流和测量电流,结合模型公式分别估算的上极板电压的最大差值为111 V,相对差值小于10%,所以本研究以阳极电流估算的电压值为主,由测量电流估算的电压值作为对比参考值。(2)模拟和试验的3层表面温度分布匹配良好,通过对试验和模拟的3个代表点的实时温度求取均方根误差,可以得出平均和最大均方根误差分别为1.6%和3.5%,二者均小于5%,说明由模型公式估算的上极板电压可以准确的应用于计算机模拟中。(3)在同一长度的条件下,测量所用铜板形状的改变对最终的测量结果极板电压值的输出基本无影响,但是铜板的长度对输出极板电压的影响很明显,随铜板长度的增加,输出电压几乎呈线性增加趋势。(4)通过对上极板处5点电压的测量,发现远离喂入点的P4、P5处的极板电压比离喂入点较近的P2、P3和P1处的电压值高一些,在空载和加载的条件下,对应5个点的上极板电压的最大值与最小值之间的偏差为694.3 V和440.9 V,分别为最高电压的11.99%和7.12%;相对于空载条件下,加载后,5个点处电压值的变化率的平均值为6.1%。验证性试验所得结论与上述电压分布规律一致。