微波介電加熱原木檢疫處理方法與流程

本發明涉及一種原木檢疫滅活領域，具體涉及一種微波介電加熱原木檢疫處理方法。

背景技術：

原木是我國最主要的進口大宗商品之一，大量的原木進口隱藏著隨原木進口帶來的外來有害生物的傳播與控制問題，即檢疫處理問題。以往世界通行的檢疫處理方法主要是采用化學藥劑溴甲烷進行熏蒸處理。國內目前針對進口集裝箱原木也是采取化學溴甲烷熏蒸技術進行原木病蟲害處理，其處理方法主要存在三點弊端，一是溴甲烷為有毒氣體，會帶來嚴重的大氣污染尤其對臭氧層的破壞；二是殘留的溴甲烷對人員的健康會造成傷害，不符合職業健康要求；三是溴甲烷熏蒸處理一部集裝箱原木需要24小時，生產效率很低。

根據1997年《蒙特利爾議定書哥本哈根修正案》，由于溴甲烷對大氣臭氧層的影響，發達國家已達成在2005年完全停止使用溴甲烷的協議，發展中國家也應在2015年前完全停止溴甲烷作為熏蒸處理劑使用。

從保護環境的角度出發，檢疫除害處理手段必將朝著以物理處理為主流的方向發展，國際植物保護組織鼓勵締約方在木材檢疫處理中開展用微波介電加熱方式替代溴甲烷熏蒸方式。微波輻射處理技術因其快速、高效和經濟的優點，處于快速殺滅木材害蟲檢疫研究前沿。開發和研究微波檢疫處理技術，不僅具有較好的經濟價值，對提高口岸驗放速度、增進“大通關”效能，對保護環境等，均具有十分重要的意義，社會效益十分巨大。

微波是波長在1mm～1m之間，頻率在300MHz～300GHz具有穿透性的電磁波，微波技術主要應用于雷達、導航、通訊等領域。

微波輻射加熱技術被開發應用僅僅60余年，上世紀50年代利用微波加熱食品在美國取得了第一個專利。到60年代，微波加熱技術已開始應用于干燥領域，但受當時技術條件限制，微波加熱與傳統手段相比所用設備復雜，投資大，效率低，微波應用在工業加熱領域很少。隨著技術發展，電子技術飛速發展，微波發生器的功率不斷增大，微波加熱技術已經日趨成熟，同時微波設備所用電子器件價格下跌，使得微波加熱技術作為一種環境友好的作業方式，有了迅速的發展，民用應用最廣泛的是家用微波爐；工業上在木材微波干燥有了很大的突破。到目前為止，微波輻射技術推廣到冰凍食品解凍、面粉食品干燥、橡膠硬化處理、焦煤處理、化工產品的催化加熱、中草藥的萃取、微波醫療、陶瓷燒結等等。

微波加熱技術獲得廣泛應用的原因在于其對物體內部高效的穿透性的生熱功能。微波輻射生熱的機理：微波在傳輸過程中，產生交變的電磁場，當電介質處在交變的電磁場中，帶有不對稱電荷的分子受到交變電磁場的激勵，產生轉動，由于物資內部原有的分子無規律熱運動和相鄰分子之間作用，分子的轉動受到干擾和限制，產生“摩擦效應”，結果一部分能量轉化為分子熱運動功能，即以熱的形式表現出來，從而木材、煤炭等“電介質”被加熱。

將微波技術應用于原木檢疫處理應用尚未見報道，相近的應用有：由南京檢驗檢疫局和煙臺楓林微波廠合作承擔的“微波在進出口木質包裝除害處理中的應用”課題，該課題于2005年結束，設計制造的微波處理機已申請知識產權保護，主要針對進出境木質包裝的除害處理。

學術研究上有利用家用微波爐對切片原木及害蟲開展研究的論文，但未見有針對大體量進口原木實物進行檢疫滅活的報道。

技術實現要素：

本發明提供一種微波介電加熱原木檢疫處理方法，利用微波介電加熱檢疫處理系統設備完成對進口原木的檢疫滅活處理，需要通過系統性、安全性、流程化設計，具備工業化使用的能力，達到原木檢疫處理的高效率，能保障系統運行過程中設備狀態受控、安全可靠，降低對操作人員數量配置及專業技術能力的要求。

具體技術方案如下：

一種微波介電加熱原木檢疫處理方法，微波介電加熱原木檢疫處理流程由兩條工作流水線協同并行運作構成，第一條工作流水線為原木檢疫處理流水線，所在區域為處理區，包括以下步驟：

(1)控制系統開機，微波發生器10開機預熱10min；

(2)屏蔽艙內外6路視頻監控開機對處理區域自動錄像記錄；4路微波泄露監控開機工作進入實時監控狀態；

(3)水冷機9開機，出水溫度設置為室溫值；

(4)屏蔽艙8兩側艙門關閉；處理間兩側卷簾門打開；等待原木14在托盤上以單層排列準備就緒的信號，該信號由待處理準備區操作人員給出；

(5)屏蔽艙進艙門5打開，確認進艙門打開到位信號有效；

(6)原木14及托盤在進艙鏈板4驅動下以15m/min的速度進入屏蔽艙8；在進艙同時，開啟噴淋設備32，使用自來水以5L/min的流量對進艙原木14作霧化加濕；

(7)原木14及托盤進艙后，噴淋設備32關閉；

(8)光纖溫度傳感器布置到位；

(9)屏蔽艙進艙門5關閉到位；

(10)8臺微波發生器10以每臺75kW的微波功率輸出；

(11)模式攪拌器36以60r/min的速度旋轉；原木14隨傳送帶以8m/min～15m/min的速度作往復運動；

(12)判斷溫度達到61℃以上，微波發生器10進入待機狀態；

(13)模式攪拌器36停止、傳送帶往復運動停止；

(14)屏蔽艙出艙門6打開到位；

(15)原木14及托盤以15m/min的速度出艙進入出艙鏈板7；

(16)完成對處理后原木14的檢查/拍照/數據記錄；

(17)屏蔽艙出艙門6關閉到位；

(18)重復步驟4～17，繼續當天工作；

(19)當日工作結束，各設備關機斷電；

(20)給屏蔽艙8作排濕抽風、日常檢查和維護；

(21)處理間卷簾門關閉。

第二條工作流水線為原木14從集裝箱出箱在托盤上作排列準備以及處理后原木14裝載運走的流水線，所在區域為待處理準備區，包括以下步驟：

(1)封閉廠房1開門，批次裝載原木14的集裝箱進入待處理準備間；

(2)空載托盤進入封閉廠房1；

(3)關閉封閉廠房1；

(4)集裝箱載運原木14開箱，在托盤上以單層狀態平行排列，保證原木14在托盤上達到80％～100％的容積裝載量或6m³～10m³的原木14體量；

(5)對待處理原木14作檢尺拍照記錄，在原木14上隨機打孔，孔深5cm，孔徑約1cm，用于光纖傳感器放置；

(6)操作人員按下按鈕，向控制中心人員給出原木14在托盤上準備就緒的信號；

(7)在原木14進屏蔽艙8進行檢疫處理過程中，同步進行下一托盤原木14的準備工作；

(8)對處理后的原木14進行裝載用于運走準備；

(9)重復步驟4～8，直至當天作業結束；

(10)作日常的檢查維護，空托盤返回封閉廠房1。

進一步的，在屏蔽艙8內均勻分布有12路光纖溫度傳感器，12路紅外溫度傳感器，紅外溫度傳感器用于測量原木14表皮溫度，紅外溫度傳感器為固定安裝，當某紅外溫度傳感器測溫范圍不含或只有部分被測原木時，該路紅外溫度傳感器不被系統所使用；光纖溫度傳感器用于測量表皮以里溫度；兩種溫度傳感器39測溫范圍覆蓋0℃～150℃；兩種溫度傳感器39通過4mA～20mA電流模擬量接口將溫度值傳輸給控制系統，控制系統控制微波發生器10輸出微波功率進行檢疫處理，同時實時監控溫度值，具體包括以下步驟：

(1)八套微波發生器10皆以滿功率運行，各輸出75kW微波功率；

(2)屏蔽艙8內26路模式攪拌器36啟動運行，電機轉速60r/min；

(3)原木14及托盤隨傳送帶在屏蔽艙8內作往復運動，行程0.32m，速度8m～15m/min；

(4)控制系統采集紅外溫度傳感器和光纖溫度傳感器溫度值；

(5)控制系統判斷是否所用溫度傳感器39溫度值皆達到61℃以上，若未達到繼續以上1～5步；

(6)控制系統檢測到所用溫度傳感器39溫度值皆達到61℃以上，保持1min；

(7)停止原木14及托盤的往復運動；關閉模式攪拌器36；

(8)所有微波發生器10進入待機狀態；

(9)本輪次處理結束。

進一步的，屏蔽艙8進出艙門布置有關門到位干結點和開門到位干結點，進艙門的關門到位干結點與出艙門的關門到位干結點形成串聯電路，連接到微波發生器10控制電路，作為微波發生器10輸出微波的控制信號，只有當兩側艙門皆關閉到位即控制電路聯通后，微波發生器10才能輸出微波信號，否則微波發生器10的輸出被鎖死。

進一步的，待處理準備區為封閉的廠房空間，專用于集裝箱載運原木14的開箱、原木14作處理排列準備的區域，為避免爬蟲逃逸，在待處理準備區廠房沿墻體內部四周建設有環形水道2，水道寬10cm深20cm，環形水道2水量保持有10cm深度；待處理準備區內部沿墻體四周均布布置有生物信息素誘捕器30套、熒光高壓滅蟲器30套；與待處理準備區對接的處理區屏蔽艙8進出艙門不能同時開啟，避免生物穿艙而過,以此保證無論爬蟲還是飛蟲皆無法逃逸。

進一步的，屏蔽艙8為矩形六面體結構，屏蔽艙8兩側為原木14進出艙門；屏蔽艙8內布置有托盤傳送帶及其支撐梁照明設備和視頻監控設備38，照明設備和視頻監控設備38由金屬板形成的殼體密封，殼體透光的一面采用屏蔽玻璃提供微波衰減；

屏蔽艙8的地面中間高兩側低，形成百分之三的坡度避免積水，屏蔽艙8兩側地面開有兩個Φ30mm*60mm的圓形孔，用于排出積水；

屏蔽艙8艙頂均布兩扇通風窗作為強制排風口，屏蔽艙8底部均布四扇通風窗作為自然進風口，排風口和進風口為截止波導風口，風口是大小為300mm*300mm、厚度為50mm的正方形銅質蜂窩狀結構，排風口和進風口四周與屏蔽艙8艙壁焊接，排風口上安裝風機和風管形成抽風排濕系統，排風能力≥每次/3min；

屏蔽艙8采用全焊接屏蔽。

進一步的，微波發生器10在所述屏蔽艙8兩側均布，通過標準BJ 9矩形波導與屏蔽艙天饋系統連接，上層天饋系統采用屏蔽艙8艙頂開口吊裝的固定方式；下層天饋系統由屏蔽艙8內底面承載，從屏蔽艙8側面開口與微波發生器10通過波導進行連接，每條天饋線上安裝有三銷釘調配器18、波導密封窗19、通風波導20、弧光檢測設備22，三銷釘調配器18通過控制系統設備34遠程電控調配；波導密封窗19采用聚四氟乙烯板，避免濕氣進入所述微波發生器10內部；鼓風機21通過通風波導20向天饋線引入干燥空氣，避免屏蔽艙8內水汽凝聚導致放電打火；弧光檢測設備22實時檢測波導內打火情況，并將檢測信號引入微波發生器10。

進一步的，模式攪拌器36包括：金屬扇葉、電機、非金屬傳動桿、過壁圓波導；金屬扇葉由交流電機驅動，電機通過非金屬傳動桿與金屬扇葉連接，過壁圓波導通過法蘭結構與屏蔽艙8相連接。

進一步的，玻璃鋼托盤12由橫梁、底板和金屬框架組成；橫梁為玻璃鋼材質，兩端安裝在金屬框架上；底板為玻璃鋼材質；框架為鋼框架結構，用于固定所述橫梁。

進一步的，天饋系統包含八個天饋單元，每個天饋單元均包括頻率源、三銷釘調諧器、屏蔽窗、通風波導20、饋電直波導、E面彎波導、H面彎波導、弧光探測儀、天線、波導縫隙塞；

頻率源置于金屬屏蔽艙外面；天線置于金屬屏蔽艙內，天線上部為第一波導縫隙天線，下部為第二波導縫隙天線。

本發明的有益效果是：

微波介電檢疫處理方法代替藥物熏蒸的檢疫處理方式，實現對原木高效、快速的檢疫處理，微波介電加熱檢疫處理方法以溫度閉環控制實現對原木害蟲100％的殺滅效果；屏蔽艙進出艙關門到位信號對微波發生器的高功率微波輸出形成硬件閉鎖，確保了處理過程人員和設備不受強微波信號的意外傷害，確保處理過程的安全性；通過待處理準備區內布置的環形水道、生物信息素誘捕、高壓電擊滅蟲、屏蔽艙門只能單側開門的手段，確保原木在處理準備區害蟲無法逃逸，確保處理過程生物防護的安全性。

在正常工況下單套微波檢疫處理設備按此方法年處理原木能力約9800個40英尺集裝箱/年。

該微波介電加熱原木檢疫處理系統采用本方法可實現控制室一人在崗操作即可，操作人員經過簡單培訓即可上崗。

附圖說明

圖1為檢疫加熱處理的溫度閉環控制流程圖；

圖2為處理設備分區和生物防護示意圖；

圖3為微波介電檢疫處理工藝流程圖；

圖4是微波介電加熱檢疫處理系統總體示意圖；

圖5、圖6天饋子系統布局圖；

圖7天饋線連接示意圖；

圖8漏功率安全監控原理圖；

圖9紅外傳感器安裝原理；

圖10為天饋系統示意圖；

圖中1封閉廠房；2環形水道；3生物誘捕設施；4進艙鏈板；5屏蔽艙進艙門；6屏蔽艙出艙門；7出艙鏈板；8屏蔽艙；9水冷機；10微波發生器；11托盤傳送帶；12玻璃鋼托盤；14原木；18三銷釘調配器；19波導密封窗；20通風波導；21鼓風機；22弧光檢測設備；23聚四氟乙烯蓋板；24截止圓波導；25通風孔；26紅外傳感器探頭；27吹掃防護器；32噴淋設備；33漏功率監測設備；34控制系統設備；36模式攪拌器；37天饋子系統；38視頻監控設備；39溫度傳感器。

具體實施方式

下面結合附圖來具體描述本發明的優選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，并與本發明的實施例一起用于闡釋本發明的原理。

微波介電加熱檢疫處理方法通過以下方法實現處理過程的高效率，確保各設備參數受監控，安全性得到保障，降低對人力資源的要求，具體包括：

a)微波檢疫加熱處理采用以溫度作為檢測判據的閉環控制方法；

b)傳輸機械設備、屏蔽艙門、微波發生器10之間的安全聯鎖控制，避免設備意外碰撞，避免屏蔽艙8開艙門情況下高功率微波發射對人員和設備的傷害；

c)采用封閉廠房1內拆箱操作、避免雙側屏蔽艙門同時開啟等手段避免生物逃逸，確保生物防護安全；

d)全過程及各設備的的安全監測與控制方法；

e)自動化的工藝處理流程。

微波檢疫加熱處理采用以原木14溫度作為檢測判據的閉環控制方法，通過分布于屏蔽艙8內的溫度傳感器39實時獲得處理過程中原木14溫度情況，當全部達到設定的溫度值并保持一定時間，即確認完成檢疫處理；為保證高微波功率工作環境下的安全性，采用了安全連鎖的控制方法，保障人員和設備的絕對安全；為避免處理準備過程中，爬蟲飛蟲等發生逃逸現象，采用了在待處理準備區布置環形水道2、藥劑誘殺、高壓滅蟲等設施，在處理區屏蔽艙8只能單側開門不形成逃逸通道的方法，保障生物防護的安全；微波介電檢疫處理系統的處理流程由兩條工作流水線協同并行運作構成：一是待處理原木隨玻璃鋼托盤12隨進艙鏈板4輸送進屏蔽艙8、原木14在屏蔽艙8內完成介電加熱檢疫處理、原木14及玻璃鋼托盤12隨出艙鏈板7輸送出艙；二是集裝箱載原木14拆卸以單層狀態裝載在玻璃鋼托盤12上轉運到進艙鏈板4上、處理完原木14從出艙鏈板7上卸載裝車。第一條工作流水線為主，第二條工作流水線為輔，通過人員和設備的配置使得第二天工作流水線效率與第一條工作流水線效率相匹配。

1)屏蔽艙8內均布有溫度傳感器39，包括接觸式光纖溫度傳感器和非接觸式紅外傳感器，接觸式光纖溫度傳感器用于對原木14表皮以內的溫度監測，非接觸式紅外傳感器用于對原木14表皮部位的溫度監測。所有溫度傳感器39的信息通過4mA～20mA模擬接口傳輸到控制系統設備34，原木14檢疫處理效果以傳感器溫度作為判斷依據，只有達到所要求的原木14檢疫加熱溫度以上，才判斷完成處理流程。

控制系統設備34軟件按照附圖1所示的閉環處理流程開展原木14的檢疫處理過程。

2)傳輸機械設備、屏蔽艙門、微波發生器10之間的安全聯鎖控制。

屏蔽艙進艙門5和出艙門為升降式屏蔽門，屏蔽門提升到位設計有開門到位接觸開關，只有完全開門到位后該接觸開關才輸出開門到位信號；屏蔽門關門到位設計有關門到位接觸開關，只有屏蔽門關門到位后該接觸開關才輸出關門到位信號。

屏蔽門關門到位信號輸出到微波發生器10，對微波發生器10微波輸出形成硬聯鎖，只有關門到位信號正常，微波發生器10才能輸出微波信號；在微波發生器10輸出微波信號的過程中，若發生屏蔽門開門也會立即鎖止微波輸出，確保高功率微波信號只能限定在屏蔽艙8內部，保障外部人員和設備的安全。

屏蔽門開門到位信號輸出到傳輸機械設備即進艙鏈板4和出艙鏈板7，只有對應側的屏蔽門開門到位信號正常的情況下，才能使能對應側鏈板的運動；當對應側的屏蔽門開門到位信號沒有給出時，對應側鏈板被鎖止。這樣避免傳輸鏈板異常運動導致碰撞屏蔽艙門的情況發生，確保設備的安全。

為防止檢疫處理過程中，屏蔽艙內玻璃鋼托盤(12)往復運動誤碰撞兩側屏蔽門，采取了兩項措施：一是屏蔽艙頂上距離屏蔽門各0.6m位置，每側安裝兩路激光位置傳感器，用于檢測玻璃鋼托盤12運動位置，當某一側激光位置傳感器檢測到玻璃鋼托盤12，則玻璃鋼托盤12停止下來，向另一側反向運動；二是兩端屏蔽門里側面板上各安裝3路行程開關，行程開關垂直門板向里側伸出長度為20cm的非金屬桿，行程開關高度與玻璃鋼托盤12齊高，每側3路行程開關為常閉觸點，線路串行連接于傳動系統電機控制回路，當玻璃鋼托盤(12)失控撞向屏蔽門時，觸碰行程開關立即斷開傳動系統電機控制回路，停止玻璃鋼托盤12的運動。

屏蔽艙8內部的傳送帶的運動范圍由屏蔽艙8內部的機械止擋所限制，避免超出運動范圍導致碰撞屏蔽艙門。傳送帶兩側設計有導向輪，保證傳送帶往復運動中其承載的玻璃鋼托盤12發生偏離碰撞屏蔽艙8側壁。

3)采用封閉廠房1拆卸原木14、避免雙側屏蔽艙門同時開啟等手段避免生物逃逸，確保生物防護安全

整個微波介電加熱原木14檢疫處理區域劃分為三個區：待處理區、處理區和處理后區。其中待處理區用于對集裝箱載原木14的開箱和碼放操作，該區域存在生物逃逸的可能，另外處理區兩側艙門同時開啟的情況下也會形成生物逃逸的通道。

為避免原木14生物逃逸確保生物防護安全，采取了以下措施：

a)集裝箱進口原木14的拆卸操作在封閉的廠房即待處理區內進行，倉房四周建有環形水道2，避免爬蟲逃逸，倉房四壁布置有生物誘捕設施3殺滅逃逸飛蟲；見附圖2所示。

b)處理區內屏蔽艙進艙門5和出艙門不能同時開啟，避免生物穿艙而過。出艙門關閉后才能允許待處理原木14進入屏蔽艙8，艙內原木14完成檢疫處理后出艙門打開，處理完的原木14出艙后出艙門關閉。見附圖2所示。

3)全過程及各設備的的安全監測與控制功能

屏蔽艙8內部及外部均布置有視頻監控設備38，視頻信號匯總到控制中心可實現對現場情況的基本掌握；

屏蔽艙8四周布置有多套漏功率監控設備，監測設備各自獨立工作，相互之間形成備份，監測設備直接控制聲光告警，并輸出給控制中心，實現對現場微波泄露情況的實時監控；

各設備內部參數皆通過局域網輸出到控制中心，便于控制中心監控工作情況，發現參數異常會自動警示，并提示操作人員故障信息供進一步排除故障。這些參數包括：微波發生器10內的高壓、燈絲電流、燈絲電壓、電磁體電壓、電磁體電流、進出水溫、水流量、輸出微波功率、反射微波功率、弧光檢測信號等；水冷機9的進出水溫、水流量、水量、電壓、電流、壓縮機狀態等；機械傳輸設備的工作電壓、電流、位置信息、速度等；屏蔽艙門狀態信息、模式攪拌器36狀態、屏蔽艙內溫度傳感器39信息；屏蔽艙外溫濕度信息等。

4)自動化的工藝處理流程

微波介電檢疫處理系統的處理流程由兩條工作流水線并行運作構成：一是待處理原木14隨玻璃鋼托盤12隨進艙鏈板4輸送進屏蔽艙8、原木14在屏蔽艙8內完成介電加熱檢疫處理、原木14及玻璃鋼托盤12隨出艙鏈板7輸送出艙；二是集裝箱載原木14拆卸以單層狀態裝載在玻璃鋼托盤12上轉運到進艙鏈板4上、處理完原木14從出艙鏈板7上卸載裝車。

第一項處理過程由控制系統設備34全程控制、自動處理，各處理設備由控制系統綜合控制、檢測和調度，只有在故障情況下由人工介入進行處理。該項處理時間長度相對固定。

第二項處理過程配合第一項，人員和設備配置相對靈活，根據拆卸和裝載的實際增減設備和人員以與第一項流程時間上相匹配，卸載原木14后的玻璃鋼托盤12返回集裝箱載原木14拆卸廠房實現流程的循環。

玻璃鋼托盤12的結構和組裝關系為：

橫梁為玻璃鋼材質FRP，共23根，橫梁尺寸為3400mm(長)×60mm(寬)×270mm(高)，橫梁兩端通過安裝孔安裝在框架上，橫梁主體厚度為60mm，底板安裝平臺在橫梁兩側，寬度為20mm。每兩根橫梁之間可形成一個橋梁結構，底板平鋪在安裝平臺上。橫梁所用FRP玻璃鋼板材由不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維、固化劑、促進劑組成，具體比例為不飽和聚酯樹脂32％，玻璃纖維65％，固化劑0.3％和促進劑4.1％，固化劑為過氧化甲乙酮，固化劑加入量可根據實際溫度適當加減，促進劑為E4，采用此組分能在保證透波率不低于95％的情況下保持板材的韌性和強度，使得單根玻璃鋼橫梁能承受一根1噸原木14從200mm高處落下的沖擊，托盤上總計23根玻璃鋼橫梁整體可承受15噸原木14。

底板為玻璃鋼材質FRP，共24塊，底板尺寸為3400mm(長)×430mm(寬)，底板通過橫梁上的安裝平臺放置在兩個橫梁之間，底板并不起支撐原木14的作用，其作用主要用于原木14碎屑掉落或原木14滲液影響下面波導天線的正常工作，避免有活體生物掉落在下面弱場強區域，底板采取傾斜設計便于油污向一側匯聚流出，最后經由屏蔽艙底部的排水孔排出。

框架為鋼框架結構，采用的所有型材及鋼板材質為Q235、Q345、SPAH，側面橡膠墊片材質均為EPDM，框架外形四邊框采用SPHA鋼板，具有極強的耐大氣和海水腐蝕能力，特別具有抗高溫氧化能力，可以滿足港口環境的要求；框架上的橫梁安裝框6處采用Q235型鋼板，其屈服值在235MPa左右，具有較強的耐壓特性，可滿足承受原木14載重的要求；框架底邊預留叉車作業孔，方便使用叉車進行轉運操作，框架側面設置吊裝作業孔，方便正面吊設備進行起吊轉運，叉車作業孔和吊裝作業孔采用Q345型鋼板，為低合金鋼，其屈服值在345MPa左右，能在短時間內承受較大的壓力，可以滿足短時間作業要求；同時，所用EPDM橡膠墊片具有耐油、耐酸堿、耐寒熱和耐老化等特性，可以滿足屏蔽艙內由于微波照射產生的溫度變化要求。框架外形尺寸為12192mm(長)×3400mm(寬)×526mm(高)，框架上設計橫梁安裝框，橡膠墊片通過膠粘接固定在橫梁安裝框內表面，橡膠墊片起緩沖作用；使用時，只需將橫梁放置在安裝框內，通過介質螺釘固定.玻璃鋼托盤12上承重玻璃鋼橫梁的高度在12cm以上，也滿足叉車屬具對原木14在托盤上的裝載和卸載操作的空間需要。

模式攪拌器36的結構和組裝關系為：

金屬扇葉為模具注塑成型，采用ABS塑料，外層電鍍銅和鉻，鍍銅厚度大于30μm，以保證扇葉具有良好的導電特性，為達到最佳攪拌效果，葉片長度應為0.5×λ₀(λ₀為空氣波長)，實際應用中，為在水平和豎直兩個方向均達到最好的攪拌效果，將扇葉進行傾斜，扇葉與水平方向夾角為45度，葉片長度為葉片之間夾角為90°，葉片厚度大于等于4mm，以保證其具有較高的結構強度。金屬扇葉安裝結構主體為方形通孔，尺寸為12mm×12mm，預留正公差，四周進行減重處理，側面預留銷1安裝孔，直徑為Φ6.4mm。

非金屬傳動桿采用工程塑料機加工而成，不進行任何電鍍處理，為純介質桿。傳動桿直徑為Φ20mm，長度為660mm，介質桿底端預留與扇葉裝配的安裝臺，安裝臺同樣為方形，尺寸為12mm×12mm，預留負公差，方便與傳動桿的裝配。安裝臺側面預留銷1安裝孔，直徑為Φ6.4mm，質桿頂端加工與電機裝配的安裝孔，安裝孔為圓孔，尺寸為Φ7.4mm，孔深為20mm，側面預留銷2安裝孔，直徑為Φ3.5mm。

過壁圓波導采用的鋁棒機加而成，內孔直徑為Φ30mm，圓波導外徑為Φ38mm，法蘭盤直徑為Φ90mm，厚度為4mm。法蘭盤上均勻分布8個Φ4.5mm的通孔。電機與傳動桿安裝臺直徑為Φ7mm，側面預留銷2孔20直徑為Φ3.5mm。

銷1直徑為Φ6mm，長度為50mm，其材質為工程塑料。銷2直徑為Φ3mm，長度為22mm，其材質為鋁棒。

微波介電檢疫處理系統的結構和組裝關系為：

微波介電檢疫處理系統用于對各種進口原木14的檢疫滅活處理，典型原木14如：黑胡桃、花梨木、櫻桃木等，典型原木14直徑范圍在Φ0.2m～Φ1m，長度在3m～6m，含水率40％～100％。

系統對原木14介電檢疫處理區域為屏蔽艙8，屏蔽艙8由2mm～3mm鍍鋅鋼板焊接而成，為矩形結構，屏蔽艙8殼體內凈尺寸為15m×4m×3m(L×W×H)，屏蔽艙8沿長度方向的兩端面各設置一樘垂直升降屏蔽門，規格為3.6m×1.5m，分別用于原木14的進艙和出艙。

在屏蔽艙8的兩側面分別布置4套共8套大功率的微波發生器10，微波發生器10工作頻率為915MHz，單套微波發生器10輸出功率75kW，微波產生效率達85％，微波能量輸出接口采用BJ 9矩形波導型式。

屏蔽艙8內頂部和底部居中分別布置四行BJ9矩形波導即天饋子系統37，相鄰波導的中心距離650mm，每行波導長度為13m，采取中心饋電的方式，波導上開有輻射微波能量的裂縫，縫寬度30mm。該8行波導分別連接8套微波發生器10。為便于安裝、維護，其中底部的波導從屏蔽艙8側面開孔引出與微波源連接，頂部的波導從屏蔽艙8頂部開孔的方式引出與微波源連接，屏蔽艙8上的開孔通過焊接法蘭盤與屏蔽艙8壁的方式密封，避免能量泄露。天饋子系統37工作頻率為915MHz，駐波比帶寬不小于20MHz，屏蔽艙8內承載原木14帶來天饋子系統37駐波比惡化情況下，可通過其三銷釘調配器18進行調節，達到駐波比不高于2。為避免原木14處理過程中熱蒸汽經過波導裂縫串入波導內部，所有波導縫隙采用聚四氟乙烯蓋板23進行封堵，另外利用風機、通風波導20和波導密封窗19向波導內引入正壓，避免水蒸汽進入波導。

在屏蔽艙8頂部中間兩行13米長波導之間的位置居中以1m為間隔打孔安裝紅外溫度傳感器探頭共12個，為避免紅外溫度傳感器探頭上水汽凝結，紅外溫度傳感器探頭上安裝有吹掃防護器27，通過鼓風機21不停引入干燥空氣來防止水汽凝結；其余兩波導之間位置以1m為間隔打孔安裝2行*12個共24個模式攪拌器36；屏蔽艙8頂部中間靠近兩側板的位置打孔安裝圓形截止波導，用于光纖溫度傳感器的光纖線過壁。

在屏蔽艙8內頂部靠近兩端屏蔽門的位置分別安裝各一個共2個視頻探頭，視頻探頭由透光的屏蔽玻璃提供防護。在屏蔽艙8外安裝4套視頻探頭用于對微波發生器10設備、進艙鏈板13、出艙鏈板14的實時監控。所用視頻探頭像素達到200萬。

沿屏蔽艙8長度方向，沿中心線分別布置進艙鏈板13、托盤傳送帶11、出艙鏈板14，其長度為14.8m，其中托盤傳送帶11位于屏蔽艙8內，其傳送帶為非金屬編織帶，在屏蔽艙8內運行過程中不至于由高功率微波引起打火。進艙鏈板13、托盤傳送帶11、出艙鏈板14之間間距約2m，由進艙、出艙門隔斷，板面的高度依次降低2cm，便于原木14托盤轉移過程中的承接。進艙鏈板13、托盤傳送帶11、出艙鏈板14承載能力均不小于15噸，兩幅板間約距3.6m。

在進艙鏈板13靠近進艙門一側架設金屬龍門架，在金屬架上以0.7m的間距居中安裝4個霧化噴頭，噴頭朝下；在金屬架邊布置水箱用于給噴頭供水，自來水經過軟水機后進入水箱，水箱容量400升，噴水量2l～18l可調節。霧化噴頭隨原木14進艙時開啟，隨原木14完全進艙后關閉。

在屏蔽艙8上層四角1.5m高度分別懸吊布置一個共四個漏功率監測設備33，用于實時監測屏蔽艙8微波泄露的電平情況，當監測到泄露微波信號超出國標規定的范圍，立即發出聲光告警信號，并反饋到微波發生器10立即關斷微波信號的輸出，保障安全。

原木14由專用玻璃鋼托盤12承載，玻璃鋼托盤12尺寸為12.8m長*3.8m寬*0.4m高，其外框架為鋼結構焊接而成，表面鍍鋅，鋅層厚度在50微米以上，底部有叉車孔位，上部有與集裝箱相同的吊裝孔位。玻璃鋼托盤12盤面由3.2m長的玻璃鋼橫梁和玻璃鋼平板構成，玻璃鋼橫梁其原木14承載能力15噸，玻璃鋼平板用于避免雜物掉落到艙內地面。玻璃鋼托盤12中間2.6m寬*12m長的區域為原木14承載區，原木14采用單層排列方式，單托盤平鋪原木14體積約10立方米，工作時該區域對915MHz頻率微波的透波率在95％以上，確保原木14受到上下雙向微波的輻照處理。

微波介電檢疫處理系統中各設備的控制統一以RJ45網線接口方式引入控制系統設備34，各溫度傳感器39以4mA～20mA電流模擬量的形式引入控制系統設備34，控制系統設備34通過主流PLC如Siemens PLC等搭建系統控制硬件平臺，以WINCC組態軟件搭建HMI操作平臺。該系統實現流程化自動處理：當托盤上原木14準備就緒時啟動原木14檢疫處理流程，原木14隨托盤在進艙鏈板13的驅動下進入屏蔽艙，屏蔽門關閉，微波發生器10運行，當檢測到所用溫度傳感器39達到設定的61℃并保持1min后，關閉微波發生器10，出艙門開啟，將原木14托盤傳送出屏蔽艙8轉移到出艙鏈板14上，出艙門關閉，完成一次處理流程。按照一年工作300天、作業效率90％估算，單套微波檢疫處理設備可處理原木14約9800個40英尺集裝箱/年。

天饋系統的結構和組成關系為：

天饋系統包含八個天饋單元，每個天饋單元均包括頻率源109～116、三銷釘調諧器101、屏蔽窗102、通風波導20、饋電直波導106、E面彎波導104、H面彎波導105、弧光探測儀401、天線117～124、波導縫隙塞；各部件依次相連，組成雙向均勻輻照天饋系統，其中弧光探測儀401置于每個H面彎波導105的斜臂上，107是支撐柱，用于支撐傳送帶；天饋系統中的天線和部分直波導放置于金屬屏蔽艙108內，本發明中波導采用的是標準BJ 9的矩形波導，法蘭盤采用的標準FDP 9法蘭。屏蔽艙為15000mm(長)×4260mm(寬)×3000mm(高)的長方體結構，第一波導縫隙天線117～120之間的中心間距為650mm，第二波導縫隙天線121～124之間的中心間距為650mm，第一波導縫隙天線117～120與第二波導縫隙天線121～124之間的中心距離為2700mm，頻率源109～112之間的中心間距為2310mm，頻率源113～116之間的中心間距為2310mm，頻率源109～112與頻率源113～116之間的中心間距為8000mm。

頻率源109～116用于產生高功率電磁波信號，為整個系統提供微波能量，頻率源109～116置于金屬屏蔽艙108外面，便于維修和檢測，頻率源109～116產生的高功率電磁波信號進入饋電網絡，為天饋單元中的八根天線饋電，其中頻率源109、110、113、114為下方的四根天線饋電，頻率源111、112、115、116為上方的四根天線饋電；饋電網絡的主要功能是將頻率源產生的電磁波信號傳輸到天線，饋電網絡包含頻率源109～116向天線117～124饋電過程中信號所經過的全部部件，主要包括三銷釘調諧器101、屏蔽窗102、通風波導20、饋電直波導106、E面彎波導104、H面彎波導105、弧光探測儀401；由于天線和頻率源的位置已經固定，每個饋電波導的總長度不一樣，因此，饋電網絡的長度主要是靠直波導調節。天線117～124置于金屬屏蔽艙內，位置已經固定，為避免打火以及維修便利性，其他部件均放在墻體外部，上部為第一波導縫隙天線117～120，下部為第二波導縫隙天線121～124，其作用是輻射微波能量。

屏蔽艙的結構和組成關系為：

屏蔽艙的殼體凈尺寸為15m×4m×3m(L×W×H)。采用六面鍍鋅鋼板焊接而成，形成電磁屏蔽結構，鋼板依附在鋼龍骨結構上。為減小屏蔽艙結構自身對微波能量的損耗，屏蔽鋼殼體內側需作良好的表面處理，提高導電性能和表面光潔度，艙內腔鋼結構表面鍍鋅厚度：≥50μm；另外屏蔽鋼殼體外側作保溫防護，避免熱量的流失，提高能量使用效率。屏蔽艙的地面施工順序應為艙內傳送帶支撐梁地樁首先完成施工，屏蔽艙在此基礎上進行屏蔽鋼板的拼裝和焊接，確保整體的屏蔽性能。

為保證焊接質量，地面采用3mm鍍鋅鋼板，墻面和頂面采用2mm鍍鋅鋼板，滿足屏蔽艙在不同頻段范圍的屏效要求。其中，主立柱截面為80×60×4(mm³)，柱距2m均布；橫龍骨截面為60×40×3(mm³)，間距1m布置；豎龍骨截面為50×30×3(mm³)，焊于豎龍骨之間，間距1m。頂面：考慮頂部設備(風扇及波導)重量略大，頂面設置6道頂主梁：截面為120×60×4(mm³)，跨度為3.6m，沿屏蔽艙寬度方向架設。頂圈梁：截面為120×60×4(mm³)，沿屏蔽艙頂部周圈設置；頂次梁：截面為60×40×3(mm³)，跨度為2m，間距1m；頂龍骨：截面為50×30×3(mm³)，跨度為1m，形成1m×1m網格。

地面滿鋪40×2(mm²)，間距500mm均布，地圈梁規格為150×100×4(mm³)。為了減少焊接變形，地面采用3mm厚屏蔽鋼板。

考慮屏蔽艙內的排水，屏蔽艙地面鋼板焊接時沿屏蔽艙長度方向考慮0.3％的坡度，并在最低處預留水波導將水做過壁處理后排出屏蔽艙外，土建預留相應管道匯入地下排水管網。

屏蔽艙屏蔽殼體采用成熟的二氧化碳保護焊接工藝，氣候環境適應能力較強，不會因潮濕、電化學腐蝕、受力變形等影響屏蔽效能。

屏蔽門

屏蔽艙兩端面各設置一樘垂直升降屏蔽門，規格為3.6m×1m。通過電動鉸鏈拉動開啟和閉合。屏蔽門主要用作屏蔽艙工作時原木進出屏蔽艙的通道，大門主體采用H型鋼構支撐，門扇主體在鋼構內的導軌上運行。完全自動化的推拉門是通過氣動閥門和電器元件的組合控制的，所有的控制是通過安裝在主控制面板上邏輯控制器來實現的，可通過電腦遠程控制。屏蔽門的鎖緊為雙點斜楔鎖緊結構。采用單刀插入式電磁密封技術，以鐵為基體的鍍銅復合刀口，可拆卸式鈹青銅雙排簧片，能有效地形成電磁密封腔，電磁密封可靠。簧片維修更換方便。內外門板為雙層絕緣結構，具有較高的屏蔽效能。屏蔽門采用噴漆工藝，整體美觀，外形漂亮，運行平穩，安全可靠。

屏蔽門采用電動平移(X、Y方向)的傳動方式，鎖緊采用氣動鎖緊，升降臺采用液壓油缸驅動模式。

開門動作：通過電腦操作界面給出開門信號，鎖緊裝置逐漸松開，啟動電機，門就會沿開始X方向移動(垂直屏蔽板體方向)，齒輪和機架安裝在門前。當門達到固定限位后,向上的提拉電機動作，門扇作Y方向運動，Y方向上運動達到另一個限位位置，門立即停止運動。開門動作完成后給出提示信號。

關門動作：通過電腦操作界面給出關門信號，門扇由高位向下緩慢運動(Y方向)至固定位置，再由此位置向側推進(X方向)，直至門扇與門框接觸，啟動簧片鎖進系統完成大門關門動作。關門動作完成后給出提示信號。

大門的運行控制配有急停系統確保運行安全，備有斷電應急保護裝置，能使大門在斷電的情況下完成一次安全操作。

大門的鎖緊系統為氣動鎖緊，氣缸系統配有儲氣設備，可使大門的氣泵故障時運用儲存的氣使門扇與門框松開。

兩側屏蔽艙屏蔽門關閉到位、開門到位閉鎖雙路輸出信號(短路接通為到位，斷路為未到位)，屏蔽門關閉到位時給出機械安全限位。

由于傳送帶電機在艙外，傳送帶運動過程中必然要穿過屏蔽艙，帶來屏蔽性能的減低。采用截止波導的過壁方式增強屏蔽性能。傳送帶截止波導波導管截面為100mm×50mm，深度為500mm。考慮皮帶更換及維修，矩形波導部分為可拆卸形式，通過螺栓與其他固定部分連接。將皮帶嵌入矩形波導內，將此部分用螺栓與固定部分連接。艙內照明系統

照明設計按照《民用建筑照明設計標準》及《工業企業照明設計標準》執行。屏蔽艙頂部設置LED燈。滿足屏蔽艙內平均照度大于100lux的要求。為防護高強度微波輻射，LED燈安裝在屏蔽箱內，通過屏蔽玻璃將光線射入屏蔽艙。

艙內視頻監控

屏蔽艙內設置高清固定攝像頭，分別安裝于屏蔽艙頂面角部，保證整個屏蔽艙范圍無死角。該監控系統采用數字信號，具有較高的抗電磁干擾特性，將攝像頭安裝于屏蔽箱內，通過屏蔽玻璃采集屏蔽艙內視野，滿足較高功率電磁環境下的使用要求。采用此種方案，屏蔽玻璃對顯示畫面清晰度有一定的影響。艙內視頻監控受整個控制監控子系統遠程控制。

防腐處理

由于屏蔽艙內的高溫環境，選用耐高溫專用的防腐涂料，該種材料采用互傳網絡結構無機聚合物，所有填料均由耐熱、不燃的無機物組成。基料中含有大量-OH活性基團，它與填料中的活性組分及鋼鐵活性表面快速反應，生成三維結構的無機聚合物，將涂層與鋼鐵基體連成一體，形成具有電化學保護和物理屏蔽作用的耐熱防腐涂層，特別適用于工作在高溫，腐蝕環境下的鋼鐵結構的長效防護。

該種材料可實現常溫下自固化，防腐性能好，使用壽命長，涂層硬度高，抗擦傷，抗沖擊，耐老化等優點。

裝飾裝修

屏蔽艙龍骨焊接完成后在，在外側安裝玻鎂板玻作為鋁塑板的粘貼面，鎂板具有耐高溫、阻燃、吸聲防震、防水防潮、防蟲蛀、輕質防腐、無毒無味無污染等特性，在玻鎂板安裝完成后，在玻鎂板上粘貼白色鋁塑板作為裝飾面。鋁塑板具有艷麗多彩的裝飾性、耐蝕、防火、防潮、隔音、隔熱、質輕等特點，被廣泛應用于各種建筑裝飾上。

由于屏蔽艙內的高溫環境，選用耐高溫專用的NB(JYX-2)室內薄型鋼結構防火防腐涂料，涂料由高分子乳液、成碳劑、膨脹催化劑、防火劑、顏料經攪拌、磨細產物，采用互傳網絡結構無機聚合物，涂料中的基料內含有大量-OH活性基團，它與填料中的活性組分及鋼鐵活性表面快速反應，生成三維結構的無機聚合物，將涂層與鋼鐵基體連成一體，形成具有電化學保護和物理屏蔽作用的耐熱防腐涂層，特別適用于工作在高溫，腐蝕環境下的鋼鐵結構的長效防護；該材料施工采用噴涂、刷涂方法，使用時應充分攪拌均勻，涂料稍稠時，可用適量自來水進行稀釋，以方便噴涂為宜，施工前，應將電纜表面的浮沉、油污、雜物等清洗、打磨干凈，待表面干燥時方可進行防火材料的噴涂，施工過程中，涂層未干時，應防水、防暴曬、防污染、防移動、防彎曲，如有損壞應及時修補；該涂料常溫噴涂在鋼結構表面，常溫自干，與表面附著力非常好，堅硬耐磨耐劃傷，不開裂，性能優良。

矩形波導過壁處理

為實現電磁波的艙內照射，屏蔽艙頂面和地面均有矩形波導貫穿，過壁處理可以采用以下方式：

為增強屏蔽性能，采用環裝法蘭盤過壁處理，將法蘭盤按照指定位置與屏蔽殼體焊接，屏蔽體內外波導對應螺絲孔位旋緊。波導法蘭與連接法蘭之間加裝絲網導電襯。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。