CA2397137C

CA2397137C - Microwave system with at least two megnetrons and method for controlling said system

Info

Publication number: CA2397137C
Application number: CA2397137A
Authority: CA
Inventors: Georges Roussy
Original assignee: Rimm Technologies Nv
Current assignee: Rimm Technologies Nv
Priority date: 2000-01-10
Filing date: 2000-01-10
Publication date: 2011-05-31
Anticipated expiration: 2020-01-10
Also published as: AU2000217929A1; WO2001052604A1; JP4426149B2; CA2397137A1; JP2003519894A

Abstract

Disclosed is a heating system or microwave processing system for a material or an object, comprising an applicator or oven (5) which is fed by two separate magnetrons (11, 12). The magnetrons are mounted on the combined branches (3, 4) of a magic T-coupler or directional coupler, forming a ring. The other combined branches (1, 2) irradiate the material (10). Impedance adapters (8,9) are disposed in the branches (3,4) and/or in front of the magnetrons (11, 12) for decoupling the operation of the magnetrons and transmission of the full amount of power emitted by the magnetrons to the material or object. According to the method described, it is possible to obtain a constant, homogeneous, maximum distribution on the object or material, or inversely, a distribution which is modulated according to the material or object, i.e. a maximum amount of central distribution and less distribution on the surface, by adjusting the impedance adapters with the aid of dual balanced mixers, for example.

Description

INSTALLATION MICRO-ONDE A DEUX MAGNETRONS AU MOINS ET
PROCEDE DE CONTROLE D'UNE TELLE INSTALLATION

Réaliser un applicateur micro-onde pour chauffer un produit donné, ayant une géométrie donnée, est toujours un cas d'espèce. Bien que de nombreuses solutions aient été proposées, aucune n'est suffisamment générale pour résoudre tous les problèmes que se pose l'ingénieur. La cavité multimode, qui est à la base de la construction des fours domestiques, fonctionne de façon i o optimale pour des produits dont le volume est proche de 1 dm3. Pour des produits de plus petit ou de plus gros volume, le rendement du four est médiocre. Le temps de chauffage doit alors être augmenté de façon prohibitive pour beaucoup d'applications semi-industrielles.

Comparons, par exemple, le cas du réchauffage d'un petit pain contenant une tranche de viande ou de fromage qui sort du congélateur où il a été
conservé à -18 C. Pour en ramener la température à 35 , avec un four domestique micro-onde, de puissance nominale 800 W, il faut chauffer cinq minutes.

Supposons qu'on sache guider le rayonnement émis par un générateur dans un guide de même dimension que l'objet, la pénétration des ondes dans le produit est voisine de 2 cm. Ceci veut dire que si on néglige la réflexion des ondes sur la face d'entrée de l'objet, ou si on adapte la puissance reçue en disposant devant elle un adaptateur d'impédance convenable, l'objet sera parcouru par une onde dont l'atténuation sera de moitié tous les 4 cm. Compte tenu de l'épaisseur de l'objet, un tiers de la puissance incidente sortira de l'objet par la face opposée. Bien qu'il soit possible de réfléchir cette puissance vers l'objet, la face d'entrée sera toujours mieux chauffée que la face opposée. Le produit pourra éventuellement brûler sur la face d'entrée, avant qu'il soit chaud sur la face opposée.

Dans EP 0 136 453, il est proposé, pour remédier à cette situation, de diviser la puissance émise par le magnétron en deux parties égales et d'irradier chaque face de l'objet avec celle-ci. La distribution du champ électromagnétique, à
l'intérieur de l'objet, est alors symétrique et peut être ajustée au mieux. On peut transmettre toute la puissance émise par le magnétron par une double adaptation, MICROWAVE INSTALLATION WITH TWO MAGNETRONS AT LEAST AND
METHOD FOR CONTROLLING SUCH A INSTALLATION

Make a microwave applicator to heat a given product, having a given geometry, is always a case in point. Although many solutions have been proposed, none are sufficiently general to solve all the problems that the engineer poses. The multimode cavity, who is at the base of the construction of domestic ovens, works so optimal for products whose volume is close to 1 dm3. For some products smaller or larger, the oven performance is poor. The time of heating must then be increased prohibitively for many semi-industrial applications.

Compare, for example, the case of reheating a bun containing a slice of meat or cheese that comes out of the freezer where he has summer stored at -18 C. To bring the temperature back to 35, with an oven domesticated Microwave, nominal power 800 W, it is necessary to heat five minutes.

Suppose we know how to guide the radiation emitted by a generator in a guide of the same size as the object, the penetration of waves into the product is close to 2 cm. This means that if we neglect the reflection of wave on the input side of the object, or if the power received is adapted to with before it a suitable impedance adapter, the object will be traversed by a Wave whose attenuation will be half every 4 cm. Given the thickness of the object, a third of the incident power will come out of the object by the face opposite. Good that it is possible to reflect this power towards the object, the face entry will be always better heated than the opposite side. The product will eventually burn on the entrance face, before it is hot on the opposite side.

In EP 0 136 453, it is proposed, in order to remedy this situation, to divide the power emitted by the magnetron into two equal parts and irradiating each face of the object with this one. The distribution of the field electromagnetic inside the object, is then symmetrical and can be adjusted at best. We can transmit all the power emitted by the magnetron by a double adaptation,

2 une devant chaque face. Les adaptateurs neutralisent les réflexions sur les faces et les ondes transmises à travers le produit.

Le problème se complique cependant si le chauffage de l'objet nécessite d'utiliser deux magnétrons à la fois,- parce que la puissance émise par un seul magnétron est trop faible. Si on irradie chaque face par un magnétron, les ondes transmises peuvent gêner le fonctionnement de l'autre magnétron, parfois jusqu'à la destruction des tubes. La solution qui consiste à polariser les ondes incidentes et à
tourner la polarisation des ondes l'une par rapport à l'autre a été souvent décrite.
Elle est bien connue, mais n'est pas toujours applicable, ni efficace, car les ondes transmises ont une polarisation souvent multiple à cause des phénomènes de diffraction qui ont lieu sur les faces de l'objet.

De même, on a préconisé des solutions où les sources n'émettent pas leur puissance continûment dans le temps, mais alternativement selon un régime pulsé, de sorte que l'onde émise par l'un des magnétrons et reçue par l'autre arrive pendant des instants où ce dernier est éteint. Ce découplage est efficace, mais présente aussi des limites.

L'invention qui suit permet de découpler, d'une façon complète, les ondes émises par chaque magnétron avec un Té magique ou autre coupleur directif.

Ainsi, pour fixer les idées et reprendre l'exemple plus haut, un petit pain contenant une tranche de viande ou de fromage qui sort du congélateur où il a été
conservé à -18 C est selon l'invention réchauffé en 30 secondes environ au lieu de 5 minutes.
Elle concerne une installation de chauffage ou de traitement micro-onde d'un matériau, alimentée par deux magnétrons séparés. Les magnétrons sont montés sur les branches conjuguées d'un Té magique ou d'un coupleur directif ;
les autres branches conjuguées, formant un anneau, irradient le matériau et des 2 one in front of each face. Adapters neutralize reflections on faces and the waves transmitted through the product.

The problem is complicated, however, if the heating of the object requires to use two magnetrons at a time, - because the power emitted by a alone magnetron is too weak. If each side is irradiated by a magnetron, the wave transmitted can interfere with the operation of the other magnetron, sometimes up to the destruction of the tubes. The solution of polarizing the waves incidental and turn the polarization of the waves relative to each other has often been described.
It is well known but is not always applicable or effective because wave transmitted have a polarization often multiple because of the phenomena of diffraction that take place on the faces of the object.

Similarly, solutions have been advocated where sources do not emit their power continuously in time, but alternately according to a regime pulsed, so that the wave emitted by one of the magnetrons and received by the other come during moments when it is off. This decoupling is effective, But also has limitations.

The following invention makes it possible to decouple, in a complete manner, the waves emitted by each magnetron with a magic tee or other coupler directive.

So, to fix ideas and take the example above, a small roll containing a slice of meat or cheese that comes out of the freezer where he has summer stored at -18 C is according to the invention heated in about 30 seconds at place of 5 minutes.
It relates to a heating installation or microwave treatment of a material, powered by two separate magnetrons. Magnetrons are mounted on the conjugate branches of a magic tee or directional coupler;
the other conjugate branches, forming a ring, irradiate the material and

3 adaptateurs d'impédance sont situés dans les branches latérales et/ou devant les magnétrons pour découpler le fonctionnement des magnétrons et transmettre toute la puissance émise par les magnétrons au matériau ou à l'objet.

L'invention concerne aussi un procédé de contrôle d'une installation à
deux magnétrons à l'aide de doubles mélangeurs équilibrés pour séparer des distributions électromagnétiques générées par les deux magnétrons les contributions venant de chacun d'entre eux.

Ce procédé est avantageusement automatisé et les doubles mélangeurs équilibrés, ajustent en permanence les réglages des adaptateurs pour optimiser les paramètres de fonctionnement des magnétrons, selon un processus d'asservissement.

De la sorte, on peut obtenir une distribution homogène et constante sur le matériau ou l'objet. S'il y a lieu, on peut aussi mettre à profit les réglages pour distribuer le champ d'une façon modulée ou inhomogène, par exemple un maximum au coeur de l'objet et un champ moindre en surface.

L'installation correspondante pour le chauffage ou le traitement micro-onde d'un matériau comprend un applicateur ou four alimenté par deux ou plusieurs magnétrons et plusieurs adaptateurs d'impédance permettant d'annuler les ondes réfléchies par l'applicateur, que chacun des magnétrons reçoit. Un ou plusieurs doubles mélangeurs équilibrés, dont les références sont alimentées par un magnétron, détectent la part des ondes émises par celui-ci, parmi toutes celles reçues, afin de régler les adaptateurs d'impédance et transmettre toute la puissance émise par les magnétrons au matériau.

Dans un autre aspect encore, l'invention concerne une installation de chauffage ou de traitement micro-onde d'un matériau, comprenant un applicateur alimenté par deux ou plusieurs magnétrons et plusieurs circuits de réglages 3 impedance adapters are located in the side branches and / or in front the magnetrons to decouple the operation of the magnetrons and transmit all the power emitted by the magnetrons to the material or object.

The invention also relates to a method for controlling a plant two magnetrons using double balanced mixers to separate electromagnetic distributions generated by the two magnetrons the contributions from each of them.

This process is advantageously automated and the double mixers balanced, continuously adjust adapter settings to optimize the operating parameters of the magnetrons, according to a process servo.

In this way, one can obtain a homogeneous and constant distribution on the material or the object. If necessary, we can also take advantage of settings for distribute the field in a modulated or inhomogeneous way, for example a maximum in the heart of the object and a smaller field on the surface.

The corresponding installation for heating or micro-treatment wave of a material includes an applicator or furnace powered by two or many magnetrons and several impedance adapters to cancel the waves reflected by the applicator, which each magnetron receives. One or many double balanced mixers, whose references are fed by a magnetron, detect the part of the waves emitted by it, among all those received, in order to adjust the impedance adapters and transmit the entire power emitted by the magnetrons to the material.

In yet another aspect, the invention relates to an installation of heating or microwave treatment of a material, comprising an applicator powered by two or more magnetrons and several tuning circuits

4 permettant de modifier la distribution des ondes émises par chacun des magnétrons, transmises à l'applicateur et réfléchies par celui-ci. Un ou plusieurs doubles mélangeurs équilibrés dont les voies de référence sont alimentées par un magnétron, détectent la contribution des ondes émises par chacun des autres magnétrons, parmi toutes les ondes reçues, afin de régler les circuits modifiant la répartition du champ électromagnétique appliqué au matériau et lui transmettre toute la puissance émise par les magnétrons.

Dans les deux derniers cas, les voies de référence des doubles mélangeurs peuvent être alimentées par un générateur annexe dont la fréquence est stabilisée sur la fréquence d'un des magnétrons, ou par un générateur annexe dont la fréquence est décalée de celle d'un magnétron d'une valeur fixe.
Alternativement, les voies de référence des doubles mélangeurs équilibrés sont alimentées par un magnétron après égalisation du niveau du signal.
Dans ce contexte et comme on le verra en détail plus loin, on peut utiliser quatre doubles mélangeurs équilibrés. Pour une meilleure optimisation encore, les doubles mélangeurs équilibrés seront au nombre total de six, les deux doubles mélangeurs supplémentaires étant utilisés pour des mesures faites à
proximité immédiate ou directement au coeur du matériau ou de l'objet ou produit soumis aux micro-ondes.
L'invention sera mieux comprise en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans ces dessins :

- la figure 1 est un schéma de montage de principe d'un exemple d'applicateur d'une installation de chauffage ou de traitement micro-onde qui, selon l'invention, comprend un Té magique (T) et son anneau associé, - la figure 2 est une vue schématique en perspective (tel qu'un observateur le verrait selon l'axe matérialisé par la flèche P) du Té magique de l'applicateur esquissé dans la figure 1, 4a - la figure 3 est une vue de détail d'un adaptateur d'impédance à tige plongeant pour un applicateur tel que sur la figure 1, - la figure 4 montre les distributions stationnaires des champs électromagnétiques créés par chacun des magnétrons, et par la conjugaison des deux dans ('anneau, - la figure 5 est une vue en perspective géométrique d'une première réalisation d'une installation selon l'invention répondant au schéma de principe de la figure 1, - la figure 6 correspond à la figure 5, où sont indiqués les capteurs permettant le réglage du fonctionnement des magnétrons, - la figure 7 illustre une autre disposition spatiale d'une installation selon l'invention, aompi es as, dam guides d'onde suaires, intercalés entre les branches et l'applicateur, à i'errtrée de celui-ci, - la figure 8 décrit une autre disposition spatiale encore pour une installation selon l'invention employant quatre magnétrons (deux fois deux 4 to modify the distribution of the waves emitted by each of the magnetrons, transmitted to the applicator and reflected by it. One or many double balanced mixers whose reference channels are powered by a magnetron, detect the contribution of the waves emitted by each of the others magnetrons, among all the waves received, to regulate the circuits amending the distribution of the electromagnetic field applied to the material and transmit it all the power emitted by the magnetrons.

In the last two cases, the double reference pathways mixers can be powered by an auxiliary generator whose frequency is stabilized on the frequency of one of the magnetrons, or by a generator Annex whose frequency is shifted from that of a magnetron of a fixed value.
Alternatively, the reference paths of double mixers are fed by a magnetron after equalizing the level of the signal.
In this context and as will be discussed in detail below, use four balanced double mixers. For better optimization double balanced mixers will be six in total, two additional double mixers being used for measurements made at immediate proximity or directly to the heart of the material or object or product subject to microwaves.
The invention will be better understood with reference to the accompanying drawings, given only as non-limiting examples. In these drawings:

FIG. 1 is a basic circuit diagram of an example applicator of a heating or microwave treatment plant which, according to the invention comprises a magic tee (T) and its associated ring, FIG. 2 is a schematic perspective view (such as a observer would see it along the axis indicated by the arrow P) of the magic tee of the applicator sketched in Figure 1, 4a FIG. 3 is a detailed view of a rod impedance adapter dipping for an applicator as in Figure 1, - Figure 4 shows the stationary distributions of the fields electromagnetics created by each of the magnetrons, and by the conjugation of two in ('ring, FIG. 5 is a geometric perspective view of a first realization of an installation according to the invention corresponding to the diagram of principle of figure 1, FIG. 6 corresponds to FIG. 5, where the sensors are indicated enabling adjustment of the operation of the magnetrons, FIG. 7 illustrates another spatial arrangement of an installation according to the invention, with the help of waveguides, interposed between the branches and the applicator, at the end of it, - Figure 8 describes another spatial arrangement again for a according to the invention employing four magnetrons (two times two

5 magnétrons).

- la figure 9 décrit encore un autre mettarrt en oeuvre un applicateur micro-onde à fente, avantageuse pour le traitemerit en continu de matériaux défilant devant-la-fente-délivrant l'énergie1Tricro-onde, et - les figures 10s (10a à 10d) regroupent sous forme d'un croquis 1o schématique les principes des mesures et des calculs utilisés dans les doubles mélangeurs équilibrés pourle-réglage-du fonctionnement-de l'anneau.

On comprendra aisément le fonctionnemerrt du montage à l'aide des figures 1 et 2. L'objet ou le matériau à chauffer.. 10 placé à l'intérieur d'un applicateur ou four micro-onde 5, est irradié par les branches conjuguées symétriques (guides d'ondes) 1 et 2 d'un Té magique M. Les autres branches conjuguées (guides d'ondes) 3 et 4, usdioguu i les aux deux autres comme illustré sur la figure 2, comportent les sources microsonde ou magnétrons 11 et 12 matérialisés par une double flèche (p). Les branches 1 et 2 ont des langueurs égales et le montage est totalement symétrique. L'ensemble des guides d'ondes 1, 2 forment un guide d'ondes en forme d'ormeau ou anneau-guide.

L'énergie émise- parle-rrragnétron 11, en-provenance de la branche 3 ne sort pas parla branche 4. Elle est-réparti au niveau du Té en deux ondes de même phase dans les branches 1 et 2. Ces ondes se réfléchissent chacune sur les faces 13 et 14 du matériau 10. Elles restent en phase et-se combinent dans le Té
pour s'additionner-dans la branche 3. Ces-ondes réfléchies-s'annulent dans la branche 4 par raison de symétrie. Il suffit doric-de disposer de deux adaptateurs d'impédance 5 magnetrons).

- Figure 9 describes yet another mettarrt implemented a Slotted microwave applicator, advantageous for the continuous processing of scrolling materials in front of the slot-delivering energy to the microwave, and FIGS. 10s (10a to 10d) are in the form of a sketch 1o schematic principles of measurements and calculations used in double Balanced mixers for the-setting-of the operation-of the ring.

It will be easy to understand the operation of mounting with the help of Figures 1 and 2. The object or material to be heated .. 10 placed inside an applicator or microwave oven 5, is irradiated by the symmetrical conjugate branches (guides of waves) 1 and 2 of a magic tee M. The other conjugate branches (guides 3 and 4, to the other two as shown in the figure include microprobe or magnetron sources 11 and 12 embodied by a double arrow (p). Branches 1 and 2 have equal lengths and mounting is totally symmetrical. The set of waveguides 1, 2 form a guide wave-shaped abalone or guide ring.

The energy emitted by Rragnetron 11 from branch 3 do not go out by branch 4. It is distributed at the level of the tee in two waves of even phase in branches 1 and 2. These waves are each reflected on the sides 13 and 14 of the material 10. They stay in phase and-combine in the T
for add-in branch 3. These-reflected waves-cancel each other out in the branch 4 by reason of symmetry. It suffices to have two adapters impedance

6,7 symétriquement-dans les branches 1 et 2, en avant des faces de l'objet 10 pour les annuler. Si l'objet-n'absorbe pas-totalemerrt l'énergie, les ondes-transmises sont elles-mêmes en phase. Elles s'additionnent au niveau du Té dans la branche 3 également. Il suffit donc de disposer-d'un troisième adaptateur 8 dans la branche 3 en avant du magnétnm 11 pour-éviter-que celles-ci ne paffViennerrt et perturbent le fonctionnement du magnétrorn 11.

Le magnétron 12, qui est situé dans la branche 4 fonctionne de même. Il émet des ondes dans les branches 1 et 2 ayant des phases opposées, qui se réfléchissent sur les faces 101 et 102 avec des phases évidemment opposées.
Dans le Té elles s'annulent dans la branche 3 et s'additionnent dans la branche 4 comme précédemment, si des adaptateurs symétriques 6,7 devant les faces 101 et 102 éliminent ces réflexions. Le magnétron 12 ne reçoit par d'énergie. Comme précédemment aussi, les ondes transmises qui proviennent du magnétron 12 sont en opposition de phase l'une par rapport à l'autre. Elles s'annulent également dans la branche 3 du Té et se combinent dans la branche 4 du magnétron 12 qui les a émises. Un quatrième adaptateur d'impédance 9, placé devant le magnétron 12, évite qu'elles parviennent jusqu'à lui.

Le découplage entre les deux magnétrons est ainsi aussi parfait que possible. Aucune onde émise par le magnétron 11 ne parvient au magnétron 12 et vice-versa. De plus, il est possible de réduire la réflexion des ondes émises par chaque magnétron et reçues par lui-même au moyen d'adaptateurs d'impédance qui fonctionnent de façon séparée.

De tels adaptateurs d'impédance 6,7,8,9 sont représentés à la figure 3.
Ils sont du type plongeur, à vis par exemple, et jouissent de 2 degrés de liberté, en hauteur et pénétration dans le guide d'onde selon f1, et longitudinalement selon f2 (tige 6 et fente 6' dans l'exemple de l'adaptateur placé sur le guide d'onde 1).

Le montage présente en plus l'avantage de procurer une distribution homogène du champ électromagnétique dans le produit, comme on le voit sur la figure 4, qui représente en ordonnées et en mV les amplitudes El et E2 des champs électriques rayonnées séparément par les magnétrons 11, respectivement 12, et le champ associé à l'énergie totale résultant de leur conjugaison, soit E*= E1+E2 . Dans les cas idéaux, E* est une droite horizontale.

La distribution stationnaire du champ électromagnétique produite par l'émission du magnétron 11 est symétrique entre les deux adaptateurs d'impédance 6,7 Le champ présente un maximum au centre de l'objet 10, par exemple tel que la courbe (11) de la figure 3 le représente. La distribution présente des maxima et des minima plus ou moins prononcés suivant l'atténuation des ondes dans le produit. La distance entre deux maxima consécutifs est égale à la longueur d'onde dans le matériau, divisée par 2. 6.7 symmetrically-in branches 1 and 2, in front of the faces of the object 10 for cancel them. If the object does not totally absorb energy, the waves transmitted are themselves in phase. They add up at the tee level in branch 3 also. So just have a third adapter 8 in the branch 3 ahead of the magnet 11 to avoid-that they do not paffViennerrt and disturb the operation of the magnetron 11.

Magnetron 12, which is located in branch 4, works the same. he emits waves in branches 1 and 2 with opposite phases, which reflect on the faces 101 and 102 with obviously opposite phases.
In the tee they cancel each other in branch 3 and add up in the branch 4 as before, if symmetrical adapters 6.7 in front of the faces 101 and 102 eliminate these reflections. Magnetron 12 receives by energy. As previously also, the transmitted waves coming from the magnetron 12 are in opposition of phase with respect to each other. They also cancel each other out in branch 3 of the tee and combine in branch 4 of the magnetron 12 which has them issued. A fourth impedance adapter 9, placed in front of the magnetron 12, avoid that they reach him.

The decoupling between the two magnetrons is thus as perfect as possible. No wave emitted by the magnetron 11 reaches the magnetron 12 and vice versa. In addition, it is possible to reduce the reflection of waves emitted by each magnetron and received by itself by means of impedance adapters which operate separately.

Such impedance adapters 6,7,8,9 are shown in FIG.
They are of the type diver, with screw for example, and enjoy 2 degrees of freedom, height and penetration in the waveguide according to f1, and longitudinally according to f2 (rod 6 and slot 6 'in the example of the adapter placed on the waveguide 1).

The assembly has the additional advantage of providing a distribution homogeneous electromagnetic field in the product, as seen on the FIG. 4, which represents in ordinates and in mV the amplitudes E1 and E2 of electric fields radiated separately by the magnetrons 11, respectively 12, and the field associated with the total energy resulting from their conjugation, E * = E1 + E2. In ideal cases, E * is a horizontal line.

The stationary distribution of the electromagnetic field produced by the emission of the magnetron 11 is symmetrical between the two adapters impedance 6.7 The field has a maximum in the center of the object 10, for example as the curve (11) of Figure 3 represents it. The distribution presents maxima and minima more or less pronounced following the attenuation of the waves in the product. The distance between two consecutive maxima is equal to the wavelength in the material, divided by 2.

7 La distribution stationnaire du champ électromagnétique produit par le magnétron 12 correspond à des ondes de même amplitude mais l'une des ondes est en opposition de phase par comparaison à la distribution précédente. Il s'ensuit que la distribution stationnaire est décalée d'un quart de la longueur d'onde de sorte que ses maxima sont situés aux endroits où sont situés les minima de la distribution stationnaire du champ émise par le magnétron 11.

L'énergie totale E* dissipée dans le produit étant proportionnelle à la somme des carrés des champs des distributions séparées, on voit que le chauffage est bien plus homogène, si on prend en compte les deux distributions qu'avec 1o chacune d'elles. Si les amplitudes relatives des deux distributions ne sont pas telles qu'on le souhaite, on peut ajuster la répartition locale d'énergie sans sortir du cadre de l'invention, en déréglant légèrement les adaptateurs d'impédance latéraux 6,7, situés dans les branches 1 et 2. Il s'ensuivra, certes, que les ondes réfléchies sur les magnétrons ne seront plus nulles mais comme le montage comporte des adaptateurs d'impédance 8,9 devant chaque magnétron, on saura rattraper les réglages avec ceux-ci, parce que les ondes à compenser en avant de chaque magnétron sont bien émises par chaque magnétron.

Il est à noter que l'invention décrite, qui utilise un Té magique (T) pour, découpler le fonctionnement de deux magnétrons émettant en continu, s'applique aussi à des magnétrons qui fonctionneraient alternativement l'un par rapport à
l'autre. L'invention renforce le découplage que cette solution pourrait apporter. De même, l'invention se combine aussi avec les moyens classiques signalés, qui reviennent à tourner les plans de polarisation des ondes transmises et réfléchies ou émises.

On ne sort pas du cadre de l'invention si l'on dispose les magnétrons dans les branches 1 et 2 du Té magique en alimentant l'applicateur par les branches 3 et 4. Le fonctionnement peut être décrit de la même façon.

On peut aussi utiliser des Tés magiques autres que le Té dessiné à la figure 2, qui sont différents par leur forme mais qui fonctionnent de façon identique.
De même, on peut utiliser un coupleur directif 3 db appelé Té à 90 , constitué par deux guides ayant une ouverture commune sur le petit côté
commun.
Ce Té a un plan de symétrie différent du Té magique ; les ondes sortant par les 7 The stationary distribution of the electromagnetic field produced by the magnetron 12 corresponds to waves of the same amplitude but one of the waves is in phase opposition compared to the previous distribution. he follows that the stationary distribution is shifted by a quarter of the wavelength so that its maxima are situated at the places where the minima of the distribution stationary of the field emitted by the magnetron 11.

The total energy E * dissipated in the product is proportional to the sum of the squares of the fields of the separate distributions, we see that the heater is much more homogeneous, if we take into account the two distributions 1o each of them. If the relative magnitudes of the two distributions are not not such you want, you can adjust the local energy distribution without going out of the frame of the invention, by slightly adjusting the lateral impedance adapters 6.7 located in branches 1 and 2. It will, of course, follow that the waves reflected on the magnetrons will not be null anymore but as the assembly includes impedance adapters 8.9 in front of each magnetron, we will catch up with settings with these, because the waves to compensate ahead of each magnetrons are well emitted by each magnetron.

It should be noted that the described invention, which uses a magic tee (T) for, decoupling the operation of two continuously emitting magnetrons, applies also to magnetrons that would operate alternately one with respect to the other. The invention reinforces the decoupling that this solution could to bring. Of same, the invention is also combined with the conventional means reported, which come back to turn the polarization plans of the transmitted waves and thoughtful or issued.

We do not go beyond the scope of the invention if we have the magnetrons in branches 1 and 2 of the Magic Tee by feeding the applicator branches 3 and 4. The operation can be described in the same way.

You can also use Magic Tees other than the Tee drawn at the Figure 2, which are different in form but function identical.
Similarly, a 3 db directional coupler called Té at 90 can be used, consisting of two guides having a common opening on the short side common.
This tee has a plane of symmetry different from the magic tee; the waves coming out the

8 branches conjuguées 1 et 2 sont en quadrature de phase l'une par rapport à
l'autre, quelle que soit la source en 3 ou 4. Cette différence revient à la situation décrite pour le Té magique classique à condition de choisir des longueurs de branche 1 et 2 différentes (de x.g/4).

De même, on peut utiliser sans sortir du cadre de l'invention, un coupleur directif, ayant un coefficient de couplage différent de 3 db, par exemple 10 db, avec deux générateurs de même puissance nominale ou de puissance nominale différente. La circulation des ondes a lieu comme décrit. Les distributions stationnaires sont évidemment modifiées en amplitude, on pourra par exemple en 1o tirer partie pour surchauffer, éventuellement pendant un temps donné, une face de l'objet.

D'une façon générale et sachant que le prix de revient des magnétrons industriels croît beaucoup plus rapidement que la puissance nominale, l'usage de deux magnétrons de plus faible puissance est une solution très économique par rapport à l'utilisation d'un seul magnétron.

Il convient de noter ici que l'invention n'a rien de commun avec les dispositifs appelés combineurs ou assembleurs de plusieurs sources hautes fréquences ou micro-onde. Ces dispositifs ont trois ou plusieurs branches. Ils servent à brancher deux ou plusieurs amplificateurs et des sources synchrones, c'est-à-dire alimentées par un même préamplificateur. Avec ces dispositifs, la combinaison des ondes n'a lieu que parce que les sources sont synchrones.
L'invention n'utilise pas non plus, et s'en distingue par là même, un Té
magique avec un seul générateur qui alimente un applicateur séparé en deux parties ou deux applicateurs fonctionnant de façon identique. Ce montage dont les ondes réfléchies séparées varient fortement au cours du traitement, de façon identique, utilise un Té magique pour optimiser l'absorption dans les deux applicateurs, sans réglage, comme décrit par exemple dans FR 2 316 761.

Une première disposition spatiale pour une installation selon l'invention est représentée par exemple sur la figure 5, dans laquelle on a repris les chiffres de référence des figures 1 à 3 pour les organes identiques ou remplissant une même fonction. L'applicateur micro-onde 5 ou four renfermant le produit à traiter 10, est dessiné avec un porte permettant d'y introduire et d'en retirer ce produit 10. 8 conjugate branches 1 and 2 are in quadrature phase with respect to the other, regardless of the source in 3 or 4. This difference comes back to the situation described for the classic Magic Tee provided you choose branch lengths 1 and 2 different (xg / 4).

Similarly, it is possible to use without departing from the scope of the invention, a directional coupler, having a coupling coefficient different from 3 db, by example 10 db, with two generators of the same nominal power or nominal power different. The circulation of the waves takes place as described. Distributions stationary are obviously modified in amplitude, we can for example in 1o take advantage to overheat, possibly for a given time, a opposite the object.

Generally and knowing that the cost price of magnetrons is growing much faster than the nominal power, the use of of two magnetrons of lower power is a very economical solution by compared to the use of a single magnetron.

It should be noted here that the invention has nothing in common with devices called combiners or assemblers of several high sources frequencies or microwave. These devices have three or more branches. They used to connect two or more amplifiers and synchronous sources, that is, powered by the same preamplifier. With these devices, the The combination of waves occurs only because the sources are synchronous.
The invention does not use either, and is therefore different from it, a T
magic with a single generator that powers a separate applicator in two parts or two applicators working identically. This montage of which the separate reflected waves vary greatly during treatment, so identical, uses a magic tee to optimize the absorption in both Applicators, without adjustment, as described for example in FR 2,316,761.

A first spatial arrangement for an installation according to the invention is represented for example in FIG. 5, in which the figures of reference of FIGS. 1 to 3 for the identical members or filling a even function. The microwave applicator 5 or furnace containing the product to be treated 10, is drawn with a door allowing to introduce and to withdraw this product 10.

9 On retrouve le té magique (T) à la jonction des branches 3 et 4, guides d'ondes provenant respectivement des magnétrons 11 et 12, et débouchant dans l'anneau-guide constitué des branches ou guides d'ondes 1 et 2, lequel conduit à
l'applicateur 5. Les guides d'ondes sont par exemple d'un type standard rectangulaire de 86 x 43 mm. L'anneau peut être circulaire ou ovoïde, ou encore coudé avec des parties droites.

Dans ce cas, on peut régler une fois pour toutes la position des adaptateurs 6,7,8,9 pour une répartition optimale et conforme à l'invention de l'énergie micro-onde reçue par le produit 10, en provenance des magnétrons 11,12.

Le montage décrit dans l'invention peut être aussi automatisé et son utilisation peut être justifiée par ce seul fait. En effet, si les propriétés diélectriques du produit traité varient ou si le produit a une forme qui varie, les réglages des adaptateurs du montage des figures 1 et 2 peuvent être complètement automatisés, comme on peut le voir en référence à la figure 6.

C'est souvent le cas par exemple en cours de chauffage ou de cuisson où le produit traité peut gonfler ou au contraire se racornir, les propriétés diélectriques se modifiant alors généralement, et il est alors avantageux de pouvoir modifier en conséquence et en fonction du temps les réglages et ainsi les puissances appliquées.

Pour ce faire, on dispose devant chaque magnétron 11,12 des capteurs sous forme de coupleurs directifs de mesure 13, respectivement 14, permettant la mesure de la puissance incidente Pi et de la puissance réfléchie Pr par chaque magnétron 11 et 12, et on utilisera alors quatre doubles mélangeurs équilibrés pour détecter les signaux micro-onde. Incidemment, ce montage comprend aussi une antenne ou capteur 15 à proximité immédiate du produit 10 à traiter ou enfichée au coeur de celui-ci. Ceci sera décrit avec plus de détails plus loin, c'est-à-dire après la présentation d'autres dispositions géométriques de l'installation selon l'invention, les chiffres de références correspondants indiquant des organes identiques ou de même fonctionnalité.

De fait, la figure 7 illustre un autre montage de l'installation, dans lequel le four 5 est parallélépidique au lieu de pyramidal et où entre celui-ci et les guides d'ondes (branches 1,2) sont intercalés deux guides d'ondes 16, respectivement 17, Inclinés par rapport aux branches 1 et 2, mais orthogonaux entre eux. Ces deux guides d'ondes cornptémeritain s 16,17 permettent d'agir sur Porientation des vecteurs champ électrique, de régler ainsi les valeurs relatives des coefficients de réflexion et de trartssuisbian complexes et, si besoin est, de parfaire le découplage 5 des magnétrons.

La figure 8 ralrée+enie un autre montage encor, cette fois-ci à quatre magnétrons 11, 12; 11',12' alimentani-par pair e deux Tés magiques T,T' avec leurs quatre branches 1,2,3,4 (premier anneau-guide), respectivement 1,'2,'3',4' (deuxième anneau-guide). Les deux anneaux débouchent côte-à-côte dans un four lo cylindrique 5'.

En variante non icpt enitée, il est possible d'adjoindre un troisième anneau-guide alimenté par deux autres magnétrons et placé dans un plan orthogonal par rapport aux-deux autres, d'est-à-dire dans un plan hvrizo,, 1 si on se rapportait à la figure 8.

La figure 9 représente schématiquemerit un autre montage encore où
l'énergie micro-on est-délivrée-parune-fénte 18 dans une structure d'applicateur 5 ouverte permettarii-le défilement-du-produit à t aiter-devant la fente.

Les guides à fente, irradiant un matériau ou objet placé dans une enceinte, sont à la base de nombreux applicateurs performants, bien qu'il soit 2o difficile d'obtenir une répartition - homogène du champ électromagnétique au voisinage des fentes (voir notamment Sébastien Keller, Thèse de Doctorat, Université de Henri Poincaré (Nancy 1), 6 novembre 1997). En alimentant un guide à
fente par deux magnétrons, le-problème-se simplifie.

Dans un tel montage, reprdrue, té sur la figure 9, on réalise un radiateur de champ électromagnétique procurant-une distribution 1 tomogèrtè dans le sens de la longueur et homogène dans le sens perpendiculaire à la fente. Il permet un traitement en continu, contrairement aux mvrrtages des figures précédentes qui concernent plutôt des-taitenmseriis lots par lots. A noter que la fente 18 n'est pas située à mi-hauteur, mais plutôt à une hauteur située entre les 213 et les 314 de la 3o hauteur. De préférence, le guide à fente rayonnant est muni de volets inclinés 19,20.

Revenons maintenant et avec plus de détails aux doubles mélangeurs équilibrés dont le rôle est de suivre et de traiter en continu les variations des paramètres mesurés par les capteurs 13,14, selon les principes illustrés à la figure 9 We find the magic tee (T) at the junction of branches 3 and 4, guides waves respectively from the magnetrons 11 and 12, and opening into the guide ring consisting of branches or waveguides 1 and 2, which leads at the applicator 5. The waveguides are for example of a standard type rectangular of 86 x 43 mm. The ring may be circular or ovoid, or again bent with straight parts.

In this case, one can settle once and for all the position of 6,7,8,9 adapters for optimal distribution and in accordance with the invention of the microwave energy received by the product 10, from the magnetrons 11.12.

The arrangement described in the invention can also be automated and its use can be justified by this fact alone. Indeed, if the properties dielectric of the processed product vary or if the product has a shape that varies, the settings of the mounting adapters of Figures 1 and 2 may be completely automated as can be seen with reference to Figure 6.

This is often the case for example during heating or cooking where the treated product can swell or on the contrary become shorn, the properties dielectrics then generally changing, and it is then advantageous to power modify accordingly and as a function of time the settings and so the applied powers.

To do this, we have in front of each magnetron 11.12 sensors in the form of directional measuring couplers 13 and 14 respectively the measuring the incident power Pi and the reflected power Pr by each magnetron 11 and 12, and we will then use four balanced double mixers for detect the microwave signals. Incidentally, this montage also includes a antenna or sensor 15 in the immediate vicinity of the product 10 to be treated or plugged in heart of it. This will be described in more detail later, that is, say after the presentation of other geometrical arrangements of the installation according to the invention, corresponding reference numbers indicating identical or same functionality.

In fact, FIG. 7 illustrates another assembly of the installation, in which oven 5 is parallelepidic instead of pyramidal and where between it and the guides of waves (branches 1,2) are interposed two waveguides 16, respectively Inclined relative to branches 1 and 2, but orthogonal to each other. These two 16,17 Cornerstone waveguides allow to act on the orientation of electric field vectors, thus to adjust the relative values of coefficients of reflection and complex trartssuisbian and, if necessary, to perfect the decoupling 5 magnetrons.

Figure 8 is still another installation, this time at four magnetrons 11, 12; 11 ', 12' alimentani-par pairs and two magic T, T 'with their four branches 1,2,3,4 (first guide ring), respectively 1, '2,' 3 ', 4' (second guide ring). The two rings open side by side in an oven cylindrical lo 5 '.

In a variant not icpt enitée, it is possible to add a third guide ring powered by two other magnetrons and placed in a plane orthogonal with respect to the other two, that is to say in a hvrizo plane, 1 if we reported in Figure 8.

Figure 9 schematically shows another montage still where the micro-on energy is delivered-by a-fenate 18 in a structure of applicator 5 open allows the scroll of the product to titer-in front of the slot.

Slotted guides, radiating a material or object placed in a pregnant, are at the base of many powerful applicators, although it is 2o difficult to obtain a homogeneous distribution of the electromagnetic field at neighborhood of the slits (see in particular Sébastien Keller, PhD thesis, University of Henri Poincaré (Nancy 1), November 6, 1997). By feeding a guide to split by two magnetrons, the problem becomes simpler.

In such a mounting, repressed, té in Figure 9, is carried a radiator electromagnetic field providing-a distribution tomogèrtè in the direction of the length and homogeneous in the direction perpendicular to the slot. It allows a continuous processing, unlike the previous versions of rather, they relate to batch lots. Note that the slot 18 is not located at mid-height, but rather at a height between 213 and 314 of the 3o height. Preferably, the radially slotted guide is provided with shutters inclined 19.20.

Let's go back now and in more detail to the double mixers balanced, whose role is to monitor and continuously process variations of the parameters measured by the sensors 13,14, according to the principles illustrated in figure

10.

Ces doubles mélangeurs équilibrés sont alimentés par un signal micro-onde de référence R sur leur entrée. Ils détectent alors, de façon vectorielle, toutes les ondes synchrones au signal de référence et seulement les ondes synchrones à
la référence. On peut alors combiner les signaux Pi11, Pr11, Pi12 et Pr12 pour obtenir - soit une image des ondes réfléchies dans chaque branche 3 et 4;

- soit une image du signal de déséquilibre des ondes réfléchies par chaque face de l'objet ;

soit une image du déséquilibre des ondes transmises par chaque magnétron.

Pi11 représente la puissance incidente délivrée par le magnétron 11, Pi12 par le magnétron 12, Pr11 représente la puissance réfléchie en direction du magnétron 11, Pr12 en direction du magnétron 12, etc.

Ces informations, qui caractérisent les amplitudes et les phases des ondes concernées, permettent d'agir sur les réglages des quatre adaptateurs selon un régime défini, en fonction du traitement souhaité. Un régime peut être clairement appliqué parce qu'on sait comment les ondes élémentaires circulent dans le circuit et comment on veut qu'elles circulent.

Avantageusement les adaptateurs délivrent leurs signaux de sortie à un calculateur, qui peut se réduire un simple ordinateur portable, lequel envoie des ordres de commandes sur les adaptateurs 6,7,8,9 de façon à rester toujours en régime optimal en faisant varier, si nécessaire, les positions absolues ou relatives de ceux-ci.

On peut aussi compléter la procédure par la mesure de la distribution du champ électromagnétique directement dans le produit au moyen d'une (voir plus haut) ou plusieurs antennes en utilisant à nouveau des doubles mélangeurs équilibrés dont les signaux de référence sont les ondes incidentes émises par chaque magnétron. On pourra isoler les valeurs du champ électrique produit par chaque magnétron.

Il est possible d'alimenter les voies de référence des doubles mélangeurs équilibrés par des signaux émis par un seul magnétron 11 sans utiliser les coupleurs directifs de mesure. Généralement, les magnétrons sont plantés dans un guide rectangulaire devant un court-circuit, dont la position est choisie avec soin pour que le magnétron 11 fonctionne de façon nominale et émette toute sa puissance dans le guide dans la direction opposée. On peut monter une boucle dans le fond du court-circuit pour capter par influence magnétique une onde d'amplitude proportionnelle à l'émission du magnétron 11. Cette boucle peut alimenter les doubles mélangeurs équilibrés.

Le contrôle automatique des réglages d'un four tel que décrit ci-dessus dans ses versions différentes, est compliqué parce que le four comporte au moins quatre adaptateurs d'impédance, c'est-à-dire au moins huit réglages au total, parce que chaque adaptateur possède deux degrés de liberté, à savoir sa position latérale et son enfoncement. Il faut tenir compte de ce que le four est alimenté par deux magnétrons au moins, c'est-à-dire que le champ électromagnétique qui règne dans le four ou dans toutes les branches de l'anneau, est une combinaison linéaire variable des champs électromagnétiques émis par chaque magnétron. Il faut donc que les capteurs sélectionnent la part du champ électromagnétique émise par chaque magnétron et qu'ils fournissent une information double en amplitude et en phase.

On ne peut assurer ces conditions avec des détecteurs ordinaires, à
diodes, qui mesurent seulement l'amplitude du champ électromagnétique total.
Par contre, on peut atteindre l'objectif fixé en utilisant des mélangeurs simples.
Un mélangeur est un détecteur qui est alimenté par deux signaux électriques, l'un est appelé signal S, l'autre est appelé référence R. Cette entrée est souvent désignée dans la littérature technique par l'expression "oscillateur local". Un mélangeur simple 3o fournit une tension non nulle, seulement si les deux signaux R et S ont la même fréquence et sont synchrones. La tension est proportionnelle à l'amplitude de S et au cosinus de la phase de S par rapport à R, soit V = S.coscp.

Avec deux mélangeurs simples, montés en parallèle et avec un déphaseur convenable, on sait faire un double mélangeur équilibré. Le double mélangeur équilibré fournit deux tensions de sorties pi aportionnelles à S.cos ( et S.sin cp quand on ails rierrte le double-mélangeur équilibré par-des signaux.S
et de référence R synchrones.

On voit, ainsi, que si le signal R est une onde du magnétron 11 (par exemple), on peut-appliquer-sur l'entrée S d'un double mélangeur-équilibré un signal complexe venant des deux magnétrons. On obtient que les sorties du double mélangeur équilibré ne détectent que la part du champ électromagnétique synchrone au signal R ; c'est-à-dire à l'onde émise-par le magnétnvrn 11. De plus, le lo double mélangeur équilibré fournit l'amplitude et la phase de la part détectée. Les deux sorties permettes,-de-néglercomme on veut un adaptateur d'impédance.

En revenant à la figure 10, organigramme des réglages des quatre adaptateurs d'impédance 6-7-8-9, on peut disposer deux coupleurs directifs de mesure 13,14 dans les branches conjuguées 3 et 4 du Té, entre les magnétrons et les adaptateurs d'impédance 8 et 9.

Chaque coupleur de mesure fournit deux signaux praporiiunnels respectivement à l'onde incidente et à l'onde réfléchie qui circulent dans les branches considérées, notés Pli 1, Pr12, Pj11, Pr12.

Si un double mélangeur équilibré a pour signal de référence R l'onde incidente Pi11 et poursignal S l'onde Pr12, ses sorties indiqueront l'amplitude et la phase de l'onde synchrone avec l'émission du magnétron 11. Ces sorties permettront de régler les adaptateurs 6 et 7 pour qu'elles soient nulles, sachant que les adaptateurs 6 et 7 doivent- être positionnés symétriquement de façon à ce que, comme vu précédemment, l'onde émise par le magnétron 11 qui est réfléchie sur la face 13 de l'objet ou du matériau 10, soit nulle.

Le réglage de la symétrie des adaptateurs peut être aussi commandé
par les sorties S d'un autre double mélangeur équilibré dont la référence R
serais fournie par le signal P112 et dont la voie signal serait alimentée par le signal Pr11, en s'arrangeant pourque ces-serties-svient-égalemes, nulles.

Si on alimente la voie référence R d'un troisième double mélangeur équilibré par le signai Pi11 et sa voie signal 8 par PrI1, on obtient à sa sortie directement des informations, en amplitude et en phase, qui mesurent l'onde réfléchie que reçoit le magnétron 11, et qui a été émise par lui-même. On peut donc obtenir que celle-ci soit nulle en réglant l'adaptateur d'impédance 8 de façon à ce que ces tensions soient nulles.

Selon la même procédure et dans le même esprit, si on alimente la voie de référence R d'un quatrième mélangeur équilibré par le signal Pi12 et sa voie signal S par le signal Pr12, on obtient en sortie des informations qui permettent de régler l'adaptateur d'impédance situé devant le magnétron 12 pour qu'il ne reçoive aucune onde réfléchie.

Dans l'organigramme des réglages des quatre adaptateurs d'impédance présentés précédemment, on utilise quatre doubles mélangeurs équilibrés dont les voies de référence R sont alimentées par les signaux recueillis par deux coupleurs directifs situés devant les magnétrons. Le réglage des adaptateurs d'impédance revient à chercher à rendre nulles les sorties de ces doubles mélangeurs équilibrés.

En d'autres termes, les réglages se font en annulant les signaux de sortie des doubles mélangeurs équilibrés obtenus en :

a) croisant le signal incident Pi du magnétron 11, soit Pi11, avec le signal réfléchi Pr du magnétron 12, soit Pr12, b) croisant le signal incident Pi du magnétron 12, soit Pi12, avec le signal réfléchi Pr du magnétron 11, soit Pr11, c) combinant les signaux Pi11 avec Pr11, et d) combinant les signaux Pi12 avec Pr12.

Les figures 10a à 10d correspondent à chacune des combinaisons précédentes de lettres a) à d). Dans la figure 1Oa et dans la figure 1 Ob, on procède aux réglages de symétrie en commandant les adaptateurs 6, respectivement 7, situés sur les branches 1, respectivement 2 de l'anneau, en amont du four 5 ;
dans la figure 10c, on règle l'adaptateur 8 situé sur la branche 3 et dans la figure 10b, l'adaptateur 9 situé sur la branche 4.

Cet organigramme peut être modifié sans qu'on sorte du cadre de l'invention présentée. On peut d'abord alimenter les voies de référence R des doubles mélangeurs équilibrés par des signaux prélevés au plus près des magnétrons 11 et 12 par des antennes situées au fond des pistons de courts-circuits comme mentionné déjà plus haut.

5 On peut aussi évaluer la distribution du champ électromagnétique global appliquée au produit et agir sur les réglages des quatre adaptateurs d'impédance pour obtenir le meilleur résultat. Considérons en effet une antenne 15 agissant comme capteur comme l'indique la figure 6, située au centre du produit ; elle indique le champ total. Pour évaluer la composante 11 du champ électromagnétique, c'est-1o à-dire la part émise par le magnétron 11, il suffit de connecter cette antenne à la voie signal S d'un cinquième double mélangeur équilibré dont la voie de référence R
est alimentée par Pil1. Cette fois-ci, évidemment, on réglera alors les quatre adaptateurs d'impédance ensemble pour que l'amplitude de la composante 11 de la distribution de champ électromagnétique soit maximale.

15 De même, un sixième double mélangeur équilibré dont la voie de référence R est Pi12 et dont la voie signal S est branchée à l'antenne 15, fournit des informations en amplitude et en phase qui concernent la composante 12 (émise par le magnétron 12), du champ électromagnétique qui règne au centre du produit.
Elle doit être minimale si les quatre adaptateurs d'impédance sont bien réglés.

Les réglages, tels qu'ils sont détaillés ci-dessus, visent à délivrer au matériau ou à l'objet placé dans l'applicateur 5 une distribution maximale et homogène, comme indiqué dans la figure 4. En gérant différemment les réglages, on peut également, comme mentionné plus haut, établir une distribution ad hoc et non homogène spatialement.

Comme indiqué plus haut, l'invention concerne donc aussi une installation de chauffage, qui comprend des moyens de réglage susvisés, et des moyens de commande des adaptateurs (6,7,8,9) pour les ajuster continûment en fonction des signaux délivrés par les doubles adaptateurs équilibrés et assurer une distribution optimale sur le matériau ou l'objet.

Les doubles mélangeurs équilibrés sont des dispositifs disponibles dans le commerce. Ils sont par exemple fabriqués par ANAREN ou MINI-CIRCUITS aux Etats-Unis d'Amérique.

La présente invention peut être mise en oeuvre dans des installations micro-onde de tout type, pour des installations électro-ménagères pour décongeler ou cuire des aliments ou chauffer des boissons, comme pour des installations industrielles dans le domaine alimentaire ou plus généralement du traitement des matériaux.

Une application particulièrement intéressante est celle du traitement des déchets comme décrit par exemple dans WO 97/44069, en particuliers des déchets infectieux, afin de pouvoir les mettre en décharge ou les recycler plutôt que de les incinérer, opération toujours extrêmement coûteuse. Une telle installation pourra en lo constituer la pièce maîtresse. 10.

These balanced double mixers are powered by a micro-wave signal.
reference wave R on their input. They detect then, so vector, all synchronous waves to the reference signal and only synchronous waves at the reference. We can then combine the signals Pi11, Pr11, Pi12 and Pr12 for get or an image of the waves reflected in each branch 3 and 4;

- an image of the signal of imbalance of the waves reflected by each face of the object;

an image of the imbalance of the waves transmitted by each magnetron.

Pi11 represents the incident power delivered by the magnetron 11, Pi12 by the magnetron 12, Pr11 represents the power reflected in the direction of magnetron 11, Pr12 towards the magnetron 12, etc.

This information, which characterizes the amplitudes and phases of concerned waves, allow to act on the settings of the four adapters according to a defined diet, depending on the desired treatment. A diet can be clearly applied because we know how elemental waves flow in the circuit and how do we want them to circulate?

Advantageously, the adapters deliver their output signals to a calculator, which can be reduced to a simple laptop, which sends of the order orders on adapters 6,7,8,9 so as to always stay in optimal regime by varying, if necessary, absolute positions or on of these.

The procedure can also be completed by measuring the distribution of the electromagnetic field directly into the product by means of a (see more top) or multiple antennas again using dual mixers whose reference signals are the incident waves emitted by each magnetron. We can isolate the values of the electric field produced by each magnetron.

It is possible to feed the reference paths of duplicates mixers balanced by signals emitted by a single magnetron 11 without use the directional measurement couplers. Generally, magnetrons are planted in a rectangular guide in front of a short circuit, whose position is chosen with care for the magnetron 11 to operate in a nominal manner and to transmit all its power in the guide in the opposite direction. We can mount a loop in the bottom of the short-circuit to capture by magnetic influence a wave of amplitude proportional to the emission of the magnetron 11. This loop can feed balanced double mixers.

Automatic control of oven settings as described above in its different versions, is complicated because the oven has at less four impedance adapters, that is, at least eight settings in total, by that each adapter has two degrees of freedom, namely its position lateral and his depression. It must be taken into account that the oven is powered by two magnetrons at least, that is to say that the electromagnetic field which reigns in the oven or in all the branches of the ring, is a linear combination variable electromagnetic fields emitted by each magnetron. Must therefore that the sensors select the part of the electromagnetic field emitted by each magnetron and they provide double information in amplitude and in phase.

These conditions can not be assured with ordinary detectors, diodes, which measure only the amplitude of the total electromagnetic field.
By against, we can achieve the goal set using simple mixers.
A
mixer is a detector that is powered by two electrical signals, one is called S signal, the other is called reference R. This input is often designated in the technical literature by the term "local oscillator". A
single mixer 3o provides a non-zero voltage, only if the two signals R and S have the even frequency and are synchronous. The voltage is proportional to the amplitude of S and at the cosine of the phase of S with respect to R, let V = S.coscp.

With two simple mixers, mounted in parallel and with a suitable phase shifter, we know how to make a balanced double mixer. Double Balanced mixer provides two separate output voltages at S.cos (and S.sin cp when we have rierrte the double-mixer balanced by-signals.
and of synchronous reference R.

It can thus be seen that if the signal R is a wave of the magnetron 11 (by example), one can apply-on the input S of a double mixer-balanced a signal complex coming from the two magnetrons. We get that the outputs of the double Balanced mixer only detect the part of the electromagnetic field synchronous with the signal R; that is to say, to the wave emitted by the magnet.
more, the The double balanced mixer provides the amplitude and phase of the part detected. The two outputs allow, -de-neglercomme as one wants an impedance adapter.

Returning to Figure 10, flow chart of the four settings impedance adapters 6-7-8-9, two directional couplers of measure 13,14 in the conjugate branches 3 and 4 of the tee, between the magnetrons and impedance adapters 8 and 9.

Each measuring coupler provides two praporiiunnel signals respectively to the incident wave and the reflected wave circulating in the branches considered, noted Pli 1, Pr12, Pj11, Pr12.

If a balanced double mixer has the reference signal R the wave incident Pi11 and signal S wave Pr12, its outputs will indicate the amplitude and the phase of the synchronous wave with the emission of magnetron 11. These outputs will allow adapters 6 and 7 to be set to zero, knowing that adapters 6 and 7 must be positioned symmetrically so that than, as seen previously, the wave emitted by the magnetron 11 which is reflected on the face 13 of the object or material 10, be zero.

The adjustment of the symmetry of the adapters can also be controlled by the outputs S of another balanced double mixer whose reference R
would provided by the signal P112 and whose signal path would be powered by the signal Pr11, by arranging that these sets-are equal-equal, null.

If we feed the reference channel R of a third double mixer balanced by the signal Pi11 and its signal path 8 by PrI1, we obtain at its exit directly information, in amplitude and in phase, that measure the wave reflected that receives the magnetron 11, and that was emitted by itself. We can therefore obtain that it is zero by adjusting the impedance adapter 8 so at this that these tensions are null.

According to the same procedure and in the same spirit, if we feed the way of reference R of a fourth mixer balanced by the signal Pi12 and its way signal S by the signal Pr12, we obtain at the output information which allow to set the impedance adapter in front of the magnetron 12 so that it does not receive no reflected wave.

In the flowchart of the settings of the four impedance adapters previously presented, we use four balanced double mixers the R reference channels are fed by the signals collected by two couplers directed in front of the magnetrons. Setting the impedance adapters is to seek to make null the outputs of these double mixers balanced.

In other words, the settings are done by canceling the signals of output of balanced double mixers obtained in:

a) crossing the incident signal Pi of the magnetron 11, Pi11, with the reflected signal Pr of the magnetron 12, ie Pr12, b) crossing the incident signal Pi of the magnetron 12, Pi12, with the reflected signal Pr of the magnetron 11, namely Pr11, c) combining the signals Pi11 with Pr11, and d) combining the Pi12 signals with Pr12.

Figures 10a to 10d correspond to each of the combinations previous letters (a) to (d). In Figure 10a and in Figure 1 Ob, we process to the symmetry settings by controlling the adapters 6, respectively 7, located on the branches 1, respectively 2 of the ring, upstream of the furnace 5;
in 10c, we adjust the adapter 8 located on the branch 3 and in the figure 10b, the adapter 9 located on the branch 4.

This flowchart can be modified without departing from the invention presented. We can first feed the reference paths R
double mixers balanced by signals taken as close as possible to magnetrons 11 and 12 by antennas at the bottom of the pistons of short-circuits as mentioned already above.

5 We can also evaluate the distribution of the global electromagnetic field applied to the product and act on the settings of the four adapters impedance to get the best result. Consider an antenna 15 acting as a sensor as shown in Figure 6, located in the center of the product; she indicated the total field. To evaluate the component 11 of the electromagnetic field, it is-1o ie the part emitted by the magnetron 11, just connect this antenna to the signal path S of a fifth double balanced mixer whose path of reference R
is powered by Pil1. This time, of course, we will then settle the four impedance adapters together so that the amplitude of component 11 of the electromagnetic field distribution is maximum.

Likewise, a sixth balanced double mixer whose route of reference R is Pi12 and whose signal path S is connected to antenna 15, provides amplitude and phase information concerning component 12 (issued by the magnetron 12), the electromagnetic field that reigns in the center of the product.
She must be minimal if the four impedance adapters are set correctly.

The settings, as detailed above, are intended to provide the material or object placed in the applicator 5 a maximum distribution and homogeneous, as shown in Figure 4. By managing the settings differently, it is also possible, as mentioned above, to establish an ad hoc distribution and spatially inhomogeneous.

As indicated above, the invention therefore also relates to a heating system, which comprises the above-mentioned adjustment means, and control means of the adapters (6,7,8,9) for continuously adjusting them function of the signals delivered by balanced double adapters and ensure a optimal distribution on the material or object.

Balanced dual mixers are devices available in trade. They are for example manufactured by ANAREN or MINI-CIRCUITS with United States of America.

The present invention can be implemented in installations microwaves of any type, for household electrical installations for thaw or cook food or heat beverages, as for installations in the food sector or, more generally, the treatment of the materials.

A particularly interesting application is that of the treatment of waste as described for example in WO 97/44069, in particular waste infectious, so that they can be landfilled or recycled rather than of the to incinerate, operation always extremely expensive. Such an installation may in lo constitute the centerpiece.

Claims

WHAT IS CLAIMED IS:

1. Installation for heating or microwave treatment of a material or object comprising an applicator or oven powered by two separate magnetrons, characterized in that:
the magnetrons are mounted on first conjugate branches of a Magic tee or directional coupler, second lateral branches of the tee or of the coupler forming a ring irradiate the material, and there are impedance adapters in the first branches and/or in front of the magnetrons to decouple the operation of the magnetrons and transmit all the power emitted by the magnetrons to the material or to the object.

2. Heating installation according to claim 1, characterized in that impedance adapters make it possible to cancel waves reflected by the applicator that each of the magnetrons receives, and in that it comprises a Where several double balanced mixers, whose references are fed by a magnetron, to detect the part of the waves emitted by it, among all those received, in order to adjust the impedance adapters.

3. Heating installation according to claim 2, characterized in that what includes several adjustment circuits for modifying the distribution of the waves emitted by each of the magnetrons, transmitted to the applicator and thoughtful by it, the reference channels of the double balanced mixers being powered by a magnetron to detect the contribution of the waves emitted by each of the other magnetrons among all the waves received, in order to adjust the circuits modifying the distribution of an electromagnetic field applied to the object or to the material.

4. Heating installation according to claim 2 or 3, characterized in that that:
- the reference channels of the double mixers are supplied by a auxiliary generator whose frequency is stabilized on the frequency of one of the magnetrons on by an additional generator whose frequency is shifted from that a magnetron of a fixed value; Where - the reference channels of the double mixers are supplied by a magnetron after signal level equalization.

5. Method of controlling an installation with two separate magnetrons, characterized by separating generated electromagnetic distributions by the two magnetrons, the contributions coming from each of them using of double balanced mixers.

6. Method according to claim 5, characterized in that using the balanced mixers, we constantly adjust the settings of the adapters to optimize the operating parameters of the magnetrons.

7. Method according to claim 6, characterized in that the settings are carried out in such a way as to obtain a constant, homogeneous and maximum on the material or object.

8. Method according to claim 7, characterized in that the settings consist of canceling the output signals of the double balanced mixers obtained in:
a) crossing the incident signal Pi of a magnetron with the reflected signal Pr of the other magnetron, b) crossing the incident signal Pi of the other magnetron with the reflected signal Pr of the first magnetron, and c) combining the signals obtained in step a), and d) combining the signals obtained in step b).

9. Method according to claim 6, characterized in that your settings are carried out in such a way as to obtain a modulated distribution on the material or the object.

10. Automated heating installation according to any of the claims 1 to 4, characterized in that it comprises means of setting of the method according to one of Claims 5 to 9, and means for controlling the adapters to continuously adjust them according to the signals delivered by them double balanced adapters and ensure predetermined distribution on the material or object.

11. Use of the installation according to any one of claims 1 at 4 or 10 in the treatment of infectious waste.

12. Method according to claim 9, characterized in that the distribution modulated is maximum in the center and less on the surface.

13. Use of the installation according to claim 10, in the treatment of hospital waste: