0、引言
國外天氣雷達(dá)普遍配備有波導(dǎo)干燥機(jī)(Dehydrator或Waveguide Dehydrator)，該設(shè)備用來給波導(dǎo)腔體內(nèi)注入干燥的空氣，同時(shí)兼具增壓功能，所以有時(shí)也稱為波導(dǎo)增壓器。該設(shè)備結(jié)構(gòu)原理簡單、除濕效果好、維護(hù)簡單，能夠提高雷達(dá)的穩(wěn)定性和可靠性。這種設(shè)備國產(chǎn)雷達(dá)很少配備，有的則配備了采用冷媒壓縮機(jī)的除濕機(jī)，相比之下，其造價(jià)高、易損壞、除濕效果差。
不采取增壓措施的波導(dǎo)系統(tǒng)，總是難于保證完全密封，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化，如天氣系統(tǒng)來臨、傍晚降溫等導(dǎo)致溫度、氣壓變化，環(huán)境溫度可能降低到露點(diǎn)溫度之下并進(jìn)入波導(dǎo)腔體，使水汽在波導(dǎo)當(dāng)中凝結(jié)。這將帶來腐蝕、打火、VSWRc3,4]增高等問題，進(jìn)而影響雷達(dá)系統(tǒng)性能、壽命，甚至導(dǎo)致故障。波導(dǎo)干燥機(jī)持續(xù)地向波導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)注入干燥空氣，使波導(dǎo)相對(duì)外界環(huán)境保持干燥和正壓狀態(tài)，很好地解決了上述問題。本文就波導(dǎo)干燥機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)闡述如下，富通新能源生產(chǎn)銷售木屑顆粒機(jī)、木屑鋸末烘干機(jī)等生物質(zhì)顆粒燃料成型、木屑鋸末成型等機(jī)械設(shè)備。
1、工作原理
1.1干燥劑及其工作機(jī)理
波導(dǎo)干燥機(jī)中的干燥材料是關(guān)鍵，其采用的是分子篩(molecular sieve)干燥劑。分子篩又稱泡沸石或沸石，是一種結(jié)晶型的鋁硅酸鹽，其晶體結(jié)構(gòu)中有規(guī)整而均勻的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，孔徑為分子大小的數(shù)量級(jí)，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內(nèi)部中來，而把比孔道大的分子排斥在孔道外，因此能將混合物中的分子按大小加以篩分，故稱分子篩。
分子篩吸濕能力極強(qiáng)，常用于氣體的純化處理。空氣經(jīng)分子篩干燥后，露點(diǎn)溫度可以下降到-60～- 90℃。此外，利用分子篩進(jìn)行空氣干燥，還具有以下特點(diǎn)：對(duì)相對(duì)濕度低的空氣干燥能力強(qiáng)、高溫下仍具有強(qiáng)烈的吸水性、干燥效率高、可同時(shí)吸附雜質(zhì)、有選擇性吸附等等。
1.2干燥劑的吸濕與再生
(1)吸濕
在8～12℃下分子篩選于吸濕狀態(tài)。波導(dǎo)干燥機(jī)采用微型氣泵將自然空氣打入到干燥罐中，干燥罐內(nèi)的干燥劑吸附空氣中的水汽，干燥后的空氣進(jìn)入波導(dǎo)系統(tǒng)。
(2)再生
干燥劑吸附一定量水汽后，趨近飽和，干燥能力下降，加溫至200～350℃可對(duì)干燥劑實(shí)現(xiàn)再生。分子篩經(jīng)多次再生后，其吸水性會(huì)有所下降。經(jīng)過約200次再生后，其吸水柱下降約30%，但其后續(xù)再生，則以水性下降緩慢。
實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，采用雙干燥罐交替工作，一個(gè)對(duì)空氣進(jìn)行干燥，另一個(gè)再生后備用。
2、主要結(jié)構(gòu)及工作狀態(tài)
2.1干燥機(jī)主要結(jié)構(gòu)
波導(dǎo)干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括電源組件、控制板、電機(jī)、氣泵、干燥罐、各種閥門、濕度傳感器、壓力表以及配套管路和電纜，如圖1所示嘲。
氣路分為兩部分，分別工作于干燥和再生狀態(tài)。對(duì)于干燥氣路，環(huán)境空氣被氣泵打人干燥罐，迅速干燥后進(jìn)人波導(dǎo)腔體，途中設(shè)置濕度傳感器、壓力表、泄壓閥等測(cè)量與保護(hù)裝置。另一路干燥罐在剛剛進(jìn)入再生狀態(tài)時(shí)加溫，并由氣泵沖氣排濕，水蒸氣排出到外界，部分冷凝為液態(tài)水滴入蒸發(fā)器蒸發(fā)。完成排濕后，再生完成，該氣路進(jìn)入預(yù)備狀態(tài)。根據(jù)濕度傳感器測(cè)量值，主控板判斷當(dāng)前工作在干燥狀態(tài)的干燥罐是否需要再生，從而控制工作狀態(tài)的交替。
由于分子篩干燥劑忌油，因此氣泵必須是無油的，在設(shè)計(jì)干燥機(jī)時(shí)，要特點(diǎn)注意這一點(diǎn)。
2.2干燥罐
干燥罐由罐體、干燥劑、加熱器、溫度傳感器、進(jìn)氣管和出氣管組成，如圖2所示。
在除濕階段，加熱器不工作，環(huán)境空氣進(jìn)入罐體后，其水汽被干燥劑迅速吸收，成為干燥空氣，經(jīng)出氣管路進(jìn)入波導(dǎo)管腔體。
在再生階段，加熱器將干燥劑加熱到再生溫度，分子篩中的水汽分子被排除，經(jīng)出氣管路排出到外界。
干燥罐外部還需要加保溫材料，既可防止高溫對(duì)周邊器件造成影響，也可提高加熱效率。
3、輔助功能
干燥機(jī)配備的壓力表設(shè)置在面板上為操作者提供壓力指示；泄壓閥用于氣路高壓保護(hù)；干燥罐溫度傳感器用于控制溫度和過溫保護(hù)；另外有些干燥機(jī)還配備了計(jì)時(shí)器和數(shù)碼顯示器，用于記錄工作累計(jì)時(shí)間和顯示工作狀態(tài)、載荷比、錯(cuò)誤編碼等。主控板能夠根據(jù)各個(gè)傳感器工作狀態(tài)診斷設(shè)備故障并通過信號(hào)線路傳遞給上位機(jī)。一些干燥機(jī)還具備多機(jī)聯(lián)動(dòng)工作功能，還有的具有多路可控的輸出氣門，可同時(shí)為多個(gè)設(shè)備供應(yīng)干燥空氣。
波導(dǎo)干燥機(jī)的主要指標(biāo)包括流量、干燥空氣露點(diǎn)溫度、安裝方式等，用戶可根據(jù)需要選擇。
4、結(jié)束語
波導(dǎo)干燥機(jī)能夠有效保持波導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)正壓干燥，有利于提高雷達(dá)的可靠性和壽命，也有利于保持雷達(dá)性能的穩(wěn)定。該設(shè)備還可廣泛應(yīng)用到其他需要干燥空氣的設(shè)備當(dāng)中。我國天氣雷達(dá)近年來取得了長足的進(jìn)步，但在一些細(xì)節(jié)上與國外相比還存在差距。如果也能夠加裝波導(dǎo)干燥機(jī)，相信雷達(dá)的整體水平將得到大大提高。
