專利名稱：磁控管微波消除路面冰雪的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消除冰雪的方法，特別是一種磁控管微波消除路面冰雪的方法。
背景技術(shù)：
冬季的冰雪通常會(huì)以浮雪、積雪和積冰三種形式滯留于路面，嚴(yán)重妨礙交通。當(dāng)積雪與路面凍結(jié)以后，人們采用各種方法對(duì)路面的冰雪進(jìn)行破除，常見的方法有以下幾種1、通常采取的方法是物理融化物理融化一般采用加熱車進(jìn)行加熱，通過紅外熱傳導(dǎo)的方式使冰雪融化后用機(jī)械裝置鏟移路面，這種方法冰雪融化慢作業(yè)效率低，能源消耗大，并且一般適用于小降雪量和冰層較薄的情況下。
2、使用機(jī)械裝置直接鏟移冰雪這種除雪方法在較為平坦的路段效果尚可，但在凹凸不平的地段則效果很差，而且這種除雪方法很容易損傷路面。
3、采用化學(xué)方法融化目前人們用的較多的除雪方法是在路面灑防凍料鹽(NaCl，CaCl2)，這種方法是利用鹽來降低水的冰點(diǎn)，使積雪自動(dòng)融化。但這種方法容易使路面、橋梁腐蝕受損，造成的經(jīng)濟(jì)損失較大，且時(shí)間上不方便把握。
中國專利號(hào)02235062.4公開了一種車載微波道路化冰雪裝置，它由安裝于汽車前端或后端的微波磁控管矩陣裝置、罩于微波磁控管四周的防護(hù)簾和供電裝置組成。上述裝置使用的微波頻率為915MHz或2450MHz，其耗散功率密度較低，磁控管工作時(shí)間長(zhǎng)，能源消耗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種磁控管微波消除路面冰雪的方法，能幫助機(jī)械裝置在不損傷路面的情況下快捷高效地除去路面冰雪，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。
按此目的設(shè)計(jì)的一種磁控管微波消除路面冰雪的方法，其特征是由以下幾個(gè)步驟組成a、將能產(chǎn)生高頻率微波的磁控管制成安全的微波發(fā)生裝置；b、將微波發(fā)生裝置安裝在交通工具上或覆蓋在路面的冰雪上；c、開啟微波發(fā)生裝置進(jìn)行加熱，直至路面與冰雪的結(jié)合力消失；d、待與路面接觸的冰雪層融化后，使用機(jī)械作業(yè)裝置除去路面的冰雪。
本方法中微波功率被物料吸收轉(zhuǎn)化為熱能的關(guān)系由下式計(jì)算P＝ωεrE2V tgδ其中；E-微波電場(chǎng)強(qiáng)度的有效值；V-物料吸收微波的有效體積；ω＝2πf，f-微波工作頻率；εr-物料介電常數(shù)；tgδ-介質(zhì)損耗角正切；由上式可知，在物料吸收微波的有效體積一定的情況下，增加微波工作頻率和選用高介電常數(shù)、高介質(zhì)損耗角的材料能增大微波產(chǎn)生的熱能。
由于冰雪介質(zhì)損耗角的正切值低(約為0.003)，因此冰雪吸收的微波功率小得可以忽略不計(jì)，路面材料的介質(zhì)損耗角正切值為冰雪的10倍左右(約為0.034)，基本上可以吸收磁控管發(fā)射出的絕大部分微波功率。在路面材料吸收微波功率轉(zhuǎn)化成熱能后，其本身溫度升高的過程中把熱量傳導(dǎo)給仍然是0℃的路面冰雪，因此與路面結(jié)合的冰雪層最先融化從而失去與路面的結(jié)合力。另一方面，路面冰雪吸收了路面材料的熱量，使得路面材料升溫不會(huì)過高而損害路面。
本發(fā)明原理簡(jiǎn)單可行，利用冰雪的介電常數(shù)低，對(duì)微波的吸收少的特點(diǎn)，通過磁控管工作產(chǎn)生的微波加熱路面材料直接融化與路面接觸的冰雪層。不需要融化上層冰雪就能夠消除冰雪與路面的結(jié)合力，從而達(dá)到用其他機(jī)械裝置輕易除去路面冰雪而又不損傷路面的目的，本發(fā)明經(jīng)濟(jì)環(huán)保、快捷高效，沒有任何污染，且對(duì)路面不會(huì)造成傷害。
具體實(shí)施例方式
本磁控管微波消除路面冰雪的方法，由以下幾個(gè)步驟組成a、將能產(chǎn)生高頻率微波的磁控管制成安全的微波發(fā)生裝置；
b、將微波發(fā)生裝置安裝在交通工具上或覆蓋在路面的冰雪上；c、開啟微波發(fā)生裝置加熱數(shù)分鐘，直至路面與冰雪的結(jié)合力消失；d、待與路面接觸的冰雪層融化后，使用機(jī)械作業(yè)裝置去除路面的冰雪。
所述磁控管的工作頻率為2.45GHz～8GHz。本實(shí)施例磁控管的工作頻率為5.8GHz。
通過微波功率被物料吸收轉(zhuǎn)化為熱能的關(guān)系式可知，在物料吸收微波的有效體積一定的情況下，增加微波工作頻率和選用高介電常數(shù)、高介質(zhì)損耗角的材料能增大微波產(chǎn)生的熱能。
因此，可以通過以下兩個(gè)方面增大微波產(chǎn)生的熱能(1)、通過理論計(jì)算和測(cè)試，在相同的輸入功率和工作時(shí)間下對(duì)相同路面進(jìn)行加熱，5.8GHz磁控管在路面表面的耗散功率密度是2.45GHz磁控管的4倍以上，因此可以選用5.8GHz工作頻率的磁控管作為微波發(fā)生裝置。
(2)、路面材料則選用CuFeS2和\或Fe2O4和\或磁黃鐵礦Fe1-xS和\或Co2O3等這類化合物含量較高的礦石做路面材料，在微波加熱的情況下能極大地提高路面表層的溫升速率。
權(quán)利要求
1.一種磁控管微波消除路面冰雪的方法，其特征是由以下幾個(gè)步驟組成a、將能產(chǎn)生高頻率微波的磁控管制成安全的微波發(fā)生裝置；b、將微波發(fā)生裝置安裝在交通工具上或覆蓋在路面的冰雪上；c、開啟微波發(fā)生裝置進(jìn)行加熱，直至路面與冰雪的結(jié)合力消失；d、待與路面接觸的冰雪層融化后，使用機(jī)械作業(yè)裝置除去路面的冰雪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控管微波消除路面冰雪的方法，其特征是本方法中微波功率被物料吸收轉(zhuǎn)化為熱能的關(guān)系由下式計(jì)算P＝ωεrE2V tgδ其中E-微波電場(chǎng)強(qiáng)度的有效值；V-物料吸收微波的有效體積；ω＝2πf，f-微波工作頻率；εr-物料介電常數(shù)；tgδ-介質(zhì)損耗角正切；由上式可知，在物料吸收微波的有效體積一定的情況下，增加微波工作頻率和選用高介電常數(shù)、高介質(zhì)損耗角的材料能增大微波產(chǎn)生的熱能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控管微波消除路面冰雪的方法，其特征是所述磁控管的工作頻率為2.45GHz～8GHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的磁控管微波消除路面冰雪的方法，其特征是所述磁控管的工作頻率為5.8GHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控管微波消除路面冰雪的方法，其特征是所述路面材料選用CuFeS2和\或Fe2O4和\或磁黃鐵礦Fe1-XS和\或Co2O3這些化合物含量較高的礦石做路面材料，在微波加熱的情況下能極大地提高路面表層的溫升速率。
全文摘要
一種磁控管微波消除路面冰雪的方法，由以下幾個(gè)步驟組成a、將能產(chǎn)生高頻率微波的磁控管制成安全的微波發(fā)生裝置；b、將微波發(fā)生裝置安裝在交通工具上或覆蓋在路面的冰雪上；c、開啟微波發(fā)生裝置進(jìn)行加熱，直至路面與冰雪的結(jié)合力消失；d、待與路面接觸的冰雪層融化后，使用機(jī)械作業(yè)裝置除去路面的冰雪。本發(fā)明經(jīng)濟(jì)環(huán)保、快捷高效，沒有任何污染，且對(duì)路面不會(huì)造成傷害。它利用冰雪的介電常數(shù)低，對(duì)微波的吸收少的特點(diǎn)，通過磁控管工作產(chǎn)生的微波加熱路面材料直接融化與路面接觸的冰雪層。不需要融化上層冰雪就能夠消除冰雪與路面的結(jié)合力，從而達(dá)到使用其他機(jī)械裝置輕易除去路面冰雪而又不損傷路面的目的。
文檔編號(hào)E01H5/10GK101029478SQ20071002733
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者崔獻(xiàn)奎, 趙智華, 張?zhí)扃? 唐相偉, 高子渝, 王強(qiáng), 楊謹(jǐn) 申請(qǐng)人:美的集團(tuán)有限公司