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IEC 60705 《家用微波爐性能測試方法》（Householdmicrowave oven – Method for measuring performance）是一個有著較長歷史、在微波爐領域廣泛應用的性能測試方法國際標準。目前可追溯到的最早版本為IEC 705:1981。其內容涵蓋了輸出功率、效率的測試方法，以及對微波爐烹飪性能優(yōu)劣（特別是烹飪均勻性）的測試方法。自1993 年以來，該標準中的測試方法基本保持穩(wěn)定狀態(tài)，每個版本之間并沒有顯著的、本質的區(qū)別。而2014 年的版本，增加了能耗測試方法以及器具在冷卻期、待機狀態(tài)下的能耗測試方法，內容有了明顯的增加。但該版本的內容也存在一些問題需要進一步明確或糾正。中國微波爐行業(yè)針對這些問題進行了深入研究，在研究的基礎上提出了系列國際標準提案，并最終完成了對IEC 60705 的修訂。

1、微波爐輸出功率測試方法

微波爐輸出功率一直以來沿用的是如下方法：將質量大約為1000 克的純凈水放在特定的容器內，從大約10 攝氏度加熱到20 攝氏度左右，記錄加熱時間t ，以及過程所消耗的電能，從而通過公式計算出輸出功率。計算公式是：

式中：P 是微波輸出功率，以瓦特為單位；mw 是水的質量，以克為單位；mc 是盛水容器的質量，以克為單位；TA 是環(huán)境溫度，以攝氏度為單位；T0 是水的初始溫度，以攝氏度為單位；T1 是水被加熱后的最終溫度，以攝氏度為單位；t 為加熱時間，以秒為單位，去除磁控管燈絲的預熱時間。

從這個公式來看，影響到最終計算結果的重要因素分為分子項和分母項：

分子項由兩個單項式4.187·mw (T1-T0 ) 和0.55·m c (T1-TA) 組成。對這兩個單項式進行比較，我們會發(fā)現：4.187 是0.55的7 倍多， mw 約為1000g， mc 約為400g，(T1-T0 ) 約為10℃，(T1-TA ) 不超過5 ℃。因此，分子的第一項要比第二項大得多，對結果的影響程度要遠大于第二項。最理想的情況下，T1 與TA 完全相等，則分子后一項為零，其影響降到最低。

分母項，只有一個t ，加熱時間。顯而易見，分母對最終計算結果的影響相當之大，成反比關系。

標準中對于t 的定義是“t 為加熱時間，以秒為單位，去除磁控管燈絲的預熱時間”。但是，如何去除磁控管燈絲的預熱時間呢？ 2014 版的國際標準里只字未提。這樣，每個機構、每家企業(yè)去除磁控管燈絲預熱時間的方式都可能不一樣，得到的t 值也就大相徑庭，最終計算出來的輸出功率 P 值自然就存在相當大的不確定性。事實上，曾經發(fā)生過多次不同實驗室對于同一款微波爐產品輸出功率測量數據偏差較大的情況，有的甚至于相差了10% 以上。這與 t定義不明確帶來的不確定性有直接的關系。

因此，降低輸出功率的不確定性首先得從加熱時間 t 的測試方法入手，更清晰地定義和規(guī)范它的測試方法，降低輸出功率的不確定度。

從微波爐的磁控管工作原理可見，磁控管陰極的電子流在受到預熱之后才有能量飛向陽極，然后在磁場的作用下，偏離其徑向路程，繞陰極旋轉，產生微波頻率的振蕩，從而產生了微波，以加熱腔體內的食物或飲料。當微波爐剛剛啟動時，由于陰極的電子還沒有被加熱，因此還沒有足夠的能量飛向陽極，這時實際上還沒有微波產生。根據相關研究表明，當微波爐的輸入功率至少達到其正常輸入功率的三分之二及以上時，磁控管開始發(fā)射微波，而在此之前，磁控管的燈絲在預熱電子，為發(fā)射微波做準備。這個研究結果告訴我們，微波爐從啟動之時起，一直到輸入功率達到其正常輸入功率的三分之二的這段時間，磁控管實際上是沒有產生微波的，這段時間應該從微波爐的加熱時間中去除。

中國在2014 年的IEC/SC59K 會議上針對IEC 60705：2014 提出了三項修訂提案，其中一項就是針對該問題的提案：

即，在t 的描述之后加一個注：磁控管燈絲的預熱時間可視為從微波爐啟動至達到標稱輸入功率2/3 的時間。

在隨后的研究過程中，項目組對于燈絲預熱時間的截止點如何確定進行了大量的理論分析和試驗比對，推薦采用在1993版IEC 705 標準中曾經提及的“功率最終值的90%”作為確定時間截止點的條件。但由于考慮到“功率最終值”難以在短時間內找到，最終采用“達到90% 額定功率”的時間作為燈絲預熱時間的截止點。

這樣，微波爐加熱時間 t 帶來的不確定因素就大大降低了，使得輸出功率測試的可重復性和再現性都得到了較大的提升。

2、組合型微波爐的測試方法

IEC 60705:2014 將微波爐只分為兩大類：微波爐以及組合型微波爐，而對于具備其它發(fā)熱功能的組合型微波爐沒有詳細的區(qū)分，對其所要進行的試驗項目也只進行了粗略的劃分。其不合理處在于：一個具有上發(fā)熱管的組合型微波爐與一個具備熱風對流功能的組合型微波爐以及具備蒸汽功能的組合型微波爐有完全相同的試驗項目。對于一個蛋糕試驗，如蒸汽功能的微波爐也要進行這個試驗，顯然是無法鑒別蒸汽功能的優(yōu)劣。這也顯示出只區(qū)分微波爐與組合型微波爐是不夠的。因此，新版標準將組合型微波爐進行了詳細的區(qū)分：

（1）帶有上發(fā)熱管的組合型微波爐（這個概念首次引入）

（2）帶有強制空氣循環(huán)或熱風對流功能的組合型微波爐

（3）帶有熱蒸汽功能的組合型微波爐

（4）帶有蒸汽功能的組合型微波爐

這樣，不同類型的組合型微波爐需要進行不同的試驗項目，而不是所有組合型微波爐只做同一類試驗。因此，標準中用于規(guī)定不同類型微波爐試驗項目的表1 相應也進行了較大修訂，這也是本次重要的修訂項目之一。

3、多杯試驗用杯的規(guī)格

IEC 60705:2014 在細節(jié)上還存在一些缺陷。例如，圖1 是10.3 條多杯試驗中所用的杯子（cup）的尺寸規(guī)格：

圖1 多杯試驗所用杯子的尺寸規(guī)格

首先，試驗所用的容器是玻璃制的燒杯，不是喝茶用的茶杯。所以，“cup”這個詞用得很不準確, 新版標準一律將其改為“beaker”。

其次，圖中的尺寸要求“d ≥ 40”以及“D ≤ 70”也是很不完善的。如果當“d ”大于“D ”時，將出現一個下大上小的窄口容器。根據我們大量的試驗證明，不同形狀的燒杯對這個試驗的最終結果將產生顯著的影響，特別當容器的形狀出現類似的窄口形狀時，對測試的結果影響最大。因此，規(guī)范燒杯的形狀，縮小它的變化范圍，即會大大降低試驗的不確定度。于是，新版標準的燒杯形狀的規(guī)范如圖2 所示：

圖2 新版標準燒杯形狀規(guī)范

這樣限定了燒杯的形狀為圖示的倒梯形，或者為圓柱形，不會出現下大上小的錐形結構，大大降低了測試的不確定度。

4、需要繼續(xù)研究的問題

在本文第一部分提及的有關輸出功率計算的公示中，分子中的0.55·mc (T1-TA )其實是一個修正項，應盡可能的使其減小。上文已指出當T1 與TA 非常接近甚至完全相等時，0.55·mc(T1-TA )將變得更小甚至為零。同時，當T1 與 TA 充分接近時，有利于試驗過程中水負載加熱后不會與環(huán)境溫度之間發(fā)生熱交換，影響T 1 的測量準確度，這樣更能切實反映真實的微波爐加熱能力。那么實際的試驗過程中如何讓T1 與TA盡量接近呢？可以考慮調整T1 和TA 的取值范圍。

在目前標準6.3 中，規(guī)定第8 章、14 章以及15 章的試驗需在室溫23℃ ±2 ℃的環(huán)境下進行。而目前的第8 章中指出，T 1 的范圍在20℃ ±2 ℃。即:

T1 ： 20℃ ±2 ℃ 取值范圍：18 19 20 21 22

TA ： 23℃ ±2 ℃ 取值范圍： 21 22 23 24 25

可以看出，T1 與 TA 的交匯區(qū)間在21℃ ~22 ℃之間。我們暫且取21.5℃作為它們的最佳交匯點。

目前標準的問題是T1 和TA 取值范圍過大，如T 1 僅為18 ℃也是合乎標準的，而此時的環(huán)境溫度TA 達到25 ℃ 也同樣合乎標準要求。但是T1 與 T A 的差值將達到7 ℃ 之多，加熱后的水容易吸收環(huán)境的熱量而升高溫度，造成T1 的讀取值產生較大的偏差。

因此可以考慮將6.3 中對于第8 章試驗環(huán)境溫度的規(guī)定改為23 ℃ 0-2℃，將第8 章中的最終水溫T1改為20 ℃ 0+2℃，并且建議這兩個溫度都能最終接近21.5 ℃。

5、結語

通過對IEC 60705 的深入研究，中國此次提出的系列國際標準提案在輸入功率、組合型微波爐測試方法、多杯試驗等方面完善了國際標準，大大提升了試驗的準確性和可重現性。由于篇幅所限，本文對系列提案中所包含的對于微波爐定義、標準統一用詞等其他修改內容暫未提及。同時，我們對于進一步完善輸入功率等相關測試方法的研究正在進行中，希望會在未來繼續(xù)對IEC 60705 國際標準的修訂完善提供幫助。

參考文獻：

[1]IEC 60705 Household microwave oven – Method for measuring performance[S].

來源：健康家電