目前隧道式微波炉的腔体尺寸和波导布置的设计是基于“模仿-试制-优化-改进”思路的,但是存在腔体模式数较少、电磁场分布均匀性较差、设计周期长、设计成本高的缺陷。针对上述问题,本文对隧道式微波炉的腔体尺寸、波导布置、控制系统进行了设计,主要研究结果如下:(1)提出了腔体尺寸设计方法。根据隧道式微波炉常规工艺要求,提出了腔体尺寸设计步骤,得到腔体尺寸范围,利用matlab2008a求解腔体的谐振频率,得到腔体对应的谐振模式标识、TEmnp和TMmnp的数量、模式总数、固有品质因素、谐振频率、奇偶比、功率容积比等参数,并利用加权法对参数进行分析,最后根据分析结果确定腔体最佳尺寸。(2)探究了波导布置对电磁场的影响规律。利用HFSS13.0对波导布置方式进行优化设计,通过分析腔体底部电磁场分布、电磁场场强以及电压驻波比等,得出以下结论:①同一腔体,相邻波导两两正交布置于同一表面有利于提高微波场的场强;②同一腔体,行列比不高于2或不低于0.5,且不等于1,可有效避免电磁场分布生成冷热区带或呈现较明显的对称性;通过行数或列数增加波导数量的方法可以提高电磁场的场强,但是降低了微波的输送效率;③单节腔体电磁场分布均匀的前提下,应采用波导两两正交的布置方式来布置相邻腔体,否则,应采用相同的波导布置方式;(3)设计了控制系统。采用专家系统和模糊控制实现了微波炉的温度闭环控制,专家系统采集输送带速率后,通过知识库的调用,经过推理机获取知识,确定微波输出总功率,使温度达到设定范围;模糊控制是单输入单输出的,输入端为温度实际值和温度设定值的差值,输出端为微波输出功率,通过调用模糊控制规则表,调节微波输出总功率,使温度稳定在设定值。(4)采用上述方法设计了一台81kW大米微波杀虫机,由7节腔体组成,单节腔体具有12或15个波导,共有90个波导。单节腔体最佳尺寸为a=146.0cm、b=115.0cm、c=51.0cm,当单节腔体波导数量为15个时,对应的模式总数、平均谐振频率、功率容积比、平均奇偶比、固有品质因素及最佳物料铺放厚度依次为96、2449MHz、15.63kW/cm3、0.714、1665 及 1.35～2.03cm,当单节腔体波导数量为 12时,对应的功率容积比为12.50kW/cm3,波导布置采用3X4和3×5阵列,相邻波导与相邻腔体波导均采用两两正交布置。试验表明,大米微波杀虫机的电磁场和物料温度分布均匀性较高,物料温度分布偏差小于3℃,当变频器工作频率在12Hz～16Hz时,温度可以迅速达到设定值,并保持稳定,且温度波动幅度均小于2℃,温度设定范围为 55℃～65℃。