1 成果简介 微波耦合加热移动物体的过程，在数学与物理的建模上，通常认为是极其复 杂的过程，普通人员很难掌握，另外，模拟仿真计算还极其耗时。 为解决此问题，我们利用运动的相对性原理和不同物理量(电磁场、温度场 和流场)在不同坐标系之间转换，提出了一种计算微波耦合加热移动物体的数值 计算方法。此法具有操作过程简易，计算精度高且耗时少的特点，理论上，此计 算方法还适用于微波耦合电磁搅伴器时的加热过程计算。 2 关键技术 从物理场的角度而言，微波加热是一个典型的多物理场问题，主要涉及的是 电磁场与温度场能量的转换与传导，以及流场（如周围空气）与加热物之间的共 扼传热。 在现代工业与科研中，广泛应用微波加热。如《Science》和《nature》，分 别在 2016 与 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技术。但由于微波最大的缺 陷，就是加热的不均匀性，又极大地影响了微波的应用。 为了改善加热的均质性，通常使加热物运动，如旋转或采用磁搅伴器。380 微波治疗肿瘤，被国际医学界称为绿色疗法，肿瘤细胞死亡最可能萎缩和死 亡在 42.5℃～43.5℃之间，温度低了则治疗肿瘤无效，而温度高了，又会损伤周 围健康器官，由于在人体上操作，故要非常谨慎的，所以又限制了微波应用。若 能有一种快速预测的计算方法，能立即得到加热的温度场分布，则是一个非常有 意义的事！ 针对移动物体的微波加热，传统模型计算极其复杂，只有少量专业研究人员 会计算，一般人员很难掌握，同时计算又极其耗时。本方法在此方面进行了大胆 的探索。 3 知识产权及项目获奖情况 发表了一篇 SCI 论文，专门论述了该方法，详见： PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1, e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 项目成熟度 该方法计算工作量小，计算方便，且精度高，适合加热运动物体或电磁搅拌 装置，或同时加热运动物体及有电磁搅拌的情况。现在 CAD 与 CAE 技术发展非常 迅速。所以，理论上可以直接利用这些商业软件进行建模与计算。 5 投资期望及应用情况； （1） 微波治疗肿瘤方面。由于微波能够穿透到肿瘤内部，直接“杀死” 肿瘤细胞，理论上，远比高能射线如γ射线效果好，且对人体副作用小。先 前没有广泛使用，原因之一是不好控制加热的不均匀性。若能在治疗之前， 先预先计算出加热物温度场分布，即预测出温度场的分布，则可以控制微波 直接“杀死”肿瘤细胞。 （2） 石墨烯的过程制作。 （3） 食品及其他工业与科研的应用。 

本发明公开了一种医疗垃圾焚烧飞灰微波烧制多孔陶粒的方法，包括如下步骤：(1)将医疗垃圾焚烧飞灰与辅料充分混合，混合物中加入少量水并经成型机造粒成型；(2)造粒成型并干燥得到颗粒生料，在颗粒生料周围填充微波耦合剂粉末；(3)将填粉后的颗粒生料进行微波烧结，烧结后冷却至常温得到多孔陶粒。本发明能够借助飞灰中高含量活性炭在微波场中的“热点”效应将飞灰中二恶英即时彻底分解，同时将大部分重金属包裹固化在烧结产物网格中，并将飞灰快速烧结成多孔陶粒，该陶粒可用于建筑集料或废水滤料，在实现医疗垃圾焚烧飞灰无害化处理的同时进一步将其资源化利用，一举多得。

本发明的固支梁Ｔ型结间接加热式微波信号检测器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器级联构成；六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和固支梁构成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，待测信号经第一端口输入，由第二端口输出到第一间接加热式微波功率传感器，由第四端口和第六端口输出到微波相位检测器；由第三端口和第五端口输出到通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口分别接间接加热式微波功率传感器，通道选择开关

本发明的固支梁Ｔ型结间接加热式微波信号检测仪器由传感器、模数转换、ＭＣＳ５１单片机和液晶显示四大模块组成，传感器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器级联构成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，待测信号经第一端口输入，由第二端口输出到第一间接加热式微波功率传感器，由第四端口和第六端口输出到微波相位检测器；由第三端口和第五端口输出到通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口分别接间接加热式微波功率传感器，通

本发明的固支梁间接加热在线式未知频率微波相位检测器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器级联构成；六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和固支梁构成；共面波导在ＳｉＯ２层上，固支梁的下方为介质层，两个固支梁之间的共面波导长度为λ／４；第一端口到第三端口、第四端口及到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，待测信号经第一端口输入，由第二端口输出到下级处理电路，由第四端口和第六输出到微波相位检测器，由第三端口和第五端口输出到通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八接间接加

本发明的固支梁直接加热在线式已知频率微波相位检测器由六端口固支梁耦合器，微波相位检测器，直接加热式微波功率传感器；六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和固支梁构成；共面波导制作在ＳｉＯ２层上，固支梁的下方沉积介质层，并与空气层，固支梁共同构成耦合电容结构，两个固支梁之间的共面波导长度为λ／４；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，待测信号经六端口固支梁耦合器的第一端口输入，由第三端口和第五端口输出到直接加热式微波功率传感器，由第四端

本发明的固支梁Ｔ型结直接加热式微波信号检测器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器，直接加热式微波功率传感器级联构成；两个固支梁之间的共面波导长度为λ／４；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分别相同，待测信号经第一端口输入，并由第二端口输出直接加热式微波功率传感器，由第四端口和第六端口输出微波相位检测器，由第三端口和第五端口输出通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口接直接加热式微波功率传感器，通道选择开关的

本发明的固支梁间接加热在线式已知频率微波相位检测器由六端口固支梁耦合器、微波相位检测器和间接加热式微波功率传感器级联构成；六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和固支梁构成；共面波导制作在ＳｉＯ２层上，固支梁的下方沉积介质层，并与空气层共同构成耦合电容结构，两个固支梁之间的共面波导长度为λ／４；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分别相同，待测信号经六端口固支梁耦合器的第一端口输入，由第三端口和第五端口输出到间接加热式微波功率传感器，由第四

“秸秆还田”是增加土地有机碳含量提高土地持续生产能力及节省人力物 力的有效方法。但是此法达到预期效果的时间周期长，而且容易造成耕地问题 保水性变差等一系列问题。据调查，我国仅因氮肥流失造成的损失每年在 400 亿元以上，且部分地区由于施肥不当已引起严重的环境污染。 数据显示：若将土壤有机质含量提高 1%的话，相当于土壤从空气中净吸收 了 306 亿吨 CO2。每增加 0.1 个百分点的土壤有机质含量就可释放 600-800 千克 /公顷的粮食生产潜力。如果将秸秆经过热解炭化转化为生物炭，并与化肥进行 调质处理后施用可实现两全其美。 

1 成果简介 微波耦合加热移动物体的过程，在数学与物理的建模上，通常认为是极其复 杂的过程，普通人员很难掌握，另外，模拟仿真计算还极其耗时。 为解决此问题，我们利用运动的相对性原理和不同物理量(电磁场、温度场 和流场)在不同坐标系之间转换，提出了一种计算微波耦合加热移动物体的数值 计算方法。此法具有操作过程简易，计算精度高且耗时少的特点，理论上，此计 算方法还适用于微波耦合电磁搅伴器时的加热过程计算。 2 关键技术 从物理场的角度而言，微波加热是一个典型的多物理场问题，主要涉及的是 电磁场与温度场能量的转换与传导，以及流场（如周围空气）与加热物之间的共 扼传热。 在现代工业与科研中，广泛应用微波加热。如《Science》和《nature》，分 别在 2016 与 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技术。但由于微波最大的缺 陷，就是加热的不均匀性，又极大地影响了微波的应用。 为了改善加热的均质性，通常使加热物运动，如旋转或采用磁搅伴器。 微波治疗肿瘤，被国际医学界称为绿色疗法，肿瘤细胞死亡最可能萎缩和死 亡在 42.5℃～43.5℃之间，温度低了则治疗肿瘤无效，而温度高了，又会损伤周 围健康器官，由于在人体上操作，故要非常谨慎的，所以又限制了微波应用。若 能有一种快速预测的计算方法，能立即得到加热的温度场分布，则是一个非常有 意义的事！ 针对移动物体的微波加热，传统模型计算极其复杂，只有少量专业研究人员 会计算，一般人员很难掌握，同时计算又极其耗时。本方法在此方面进行了大胆 的探索。 3 知识产权及项目获奖情况 发表了一篇 SCI 论文，专门论述了该方法，详见： PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1, e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 项目成熟度 该方法计算工作量小，计算方便，且精度高，适合加热运动物体或电磁搅拌 装置，或同时加热运动物体及有电磁搅拌的情况。现在 CAD 与 CAE 技术发展非常 迅速。所以，理论上可以直接利用这些商业软件进行建模与计算。 5 投资期望及应用情况； （1） 微波治疗肿瘤方面。由于微波能够穿透到肿瘤内部，直接“杀死” 肿瘤细胞，理论上，远比高能射线如γ射线效果好，且对人体副作用小。先 前没有广泛使用，原因之一是不好控制加热的不均匀性。若能在治疗之前， 先预先计算出加热物温度场分布，即预测出温度场的分布，则可以控制微波 直接“杀死”肿瘤细胞。 （2） 石墨烯的过程制作。 （3） 食品及其他工业与科研的应用。