CN108367460A - 用于使用微波能量处理介电材料的方法和装置 - Google Patents

用于使用微波能量处理介电材料的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108367460A
CN108367460A CN201680075412.9A CN201680075412A CN108367460A CN 108367460 A CN108367460 A CN 108367460A CN 201680075412 A CN201680075412 A CN 201680075412A CN 108367460 A CN108367460 A CN 108367460A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microwave
cavity
frequency
preform material
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680075412.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108367460B (zh
Inventor
陈星�
D.林
K.W.温策尔
I.波基多夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MKS Instruments Inc
Original Assignee
MKS Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MKS Instruments Inc filed Critical MKS Instruments Inc
Publication of CN108367460A publication Critical patent/CN108367460A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108367460B publication Critical patent/CN108367460B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/42—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C49/64—Heating or cooling preforms, parisons or blown articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/02—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
    • B29B13/023—Half-products, e.g. films, plates
    • B29B13/024—Hollow bodies, e.g. tubes or profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/08—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by using wave energy or particle radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/42—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C49/64—Heating or cooling preforms, parisons or blown articles
    • B29C49/6409—Thermal conditioning of preforms
    • B29C49/6418—Heating of preforms
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/6402—Aspects relating to the microwave cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/70—Feed lines
    • H05B6/707—Feed lines using waveguides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0855—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using microwave
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/003—PET, i.e. poylethylene terephthalate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

提供了用于加热介电预制件材料的方法和系统。示例性方法包括：沿微波腔体的纵向轴线将预制件材料（102）插入到微波腔体（104）中，并且向微波腔体（104）供给具有与沿微波腔体（104）的纵向轴线（z）的轴向波长相对应的频率的微波功率。所述轴向波长大于预制件材料（102）沿纵向轴线（z）的长度。所述方法包括通过微波功率加热微波腔体（104）内的预制件材料（102），并且确定在预制件材料表面上的一个或多个位置处的预制件材料的温度。该方法还包括基于预制件材料（102）的温度来调节微波频率，以至少沿纵向轴线（z）在预制件材料的侧壁上实现大体上均匀的加热。

Description

用于使用微波能量处理介电材料的方法和装置
相关申请
本申请要求于2015年12月22日提交的美国专利申请第14 / 978,091号的权益，所述文献的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及使用微波能量来处理介电材料，并且更具体地涉及加热具有可以在加热期间随着温度而变化的介电性质的介电材料。
背景技术
通常，在热塑性容器（诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶）的生产中，预制件首先被加热并且随后被模塑（例如，经由注塑或拉伸吹塑）以形成具有期望形状的容器。通常利用红外辐射或近红外辐射来执行加热操作，这与低能量效率（通常约为10-15％）相关联。因此，红外加热的持续时间可能会长，通常为大约数分钟。相比之下，利用微波辐射来加热预制件可以具有更高的能量效率（例如，大致30-50％），与使用红外加热相比，这可以显著降低能量成本。
用于塑料预制件的基于微波的加热装置是已知的，诸如在美国专利编号6,952,949、7,163,655、8,231,823、8,517,711和8,629,379中描述的装置。然而，这些微波装置无法在微波加热期间在不线性地和/或旋转地机械地移动预制件的前提下大体上均匀地加热预制件。与这种装置相关联的缺点是，通过一次加热预制件的一部分，生产能力大大降低。另外，机械运动增大了预制件加热装置的复杂性和成本。此外，现有装置无法提供对具有不均匀厚度或几何构型的预制件的相对均匀并且高效的加热，该不均匀厚度或几何构型存在于几乎所有预制件中。
发明内容
本发明提供了用于在将预制件模塑成期望的形状之前以提高的能量效率使用微波能量加热介电材料预制件的系统和方法。本发明还可以提高加热速率和生产能力，同时减少或消除在微波加热过程期间预制件的机械操纵。另外，本发明可以提供精确的温度控制，以在加热期间实现温度均匀性并且使微波腔体中的电场峰化（peaking）最小化以消除电弧，由此改进整体系统鲁棒性。
在一个方面中，提供了用于加热介电预制件材料的方法。该方法包括沿微波腔体的纵向轴线将预制件材料插入到微波腔体中，并且向微波腔体供给具有与沿微波腔体的纵向轴线的轴向波长相对应的频率的微波功率。轴向波长大于预制件材料沿纵向轴线的长度。该方法还包括通过微波功率来加热微波腔体内的预制件材料，以及确定在预制件材料表面上的一个或多个位置处的预制件材料的温度。该方法还包括基于预制件材料的温度来调节微波频率，以通过如下方式至少在预制件材料的侧壁上沿纵向轴线实现大体上均匀的加热：保持微波功率的轴向波长大于预制件材料的长度，这对应于沿微波腔体的纵向轴线的电场大体上均匀。
在一些实施例中，如果预制件材料沿纵向轴线具有不均匀厚度或形状，则将介电间隔件插入到微波腔体中邻近于预制件材料以增强大体上均匀的电场。
另一方面中，提供了用于加热介电预制件材料的系统。该系统包括被微波腔体和微波功率源，所述微波腔体被构造成沿微波腔体的纵向轴线容纳预制件材料，所述微波功率源与微波腔体连通，用于向所述微波腔体供给微波功率以加热预制件材料。该系统还包括至少一个控制器，所述控制器被构造成响应于在加热期间预制件材料的介电常数的变化来调节微波功率的频率。调节频率保持微波功率的轴向波长大于预制件沿纵向轴线的长度，从而确保在微波腔体中沿预制件长度的电场分布大体上均匀。如果预制件材料沿纵向轴线具有不均匀的厚度或形状，则该系统还包括被插入微波腔体中邻近于预制件材料的介电间隔件，以增强大体上均匀的电场分布。
在其他示例中，上述方面中的任何方面可以包括以下特征中的一者或多者。微波频率可以在大约0.5千兆赫兹（GHz）与大约10GHz之间。微波频率可以在大约2.40GHz与大约2.50GHz之间。例如，微波功率可以在大约100瓦特与大约3000瓦特之间。
在一些实施例中，微波腔体大体上是柱形的。可以调节微波频率（例如，通过至少一个控制器调节）以保持微波频率与微波腔体的TM01模式的截止频率大体上相同。微波腔体的直径可以在大约1 cm和大约100 cm之间。响应于预制件材料的几何构型或性质的变化（例如，沿纵向轴线的不均匀厚度或形状），微波腔体的直径/半径可以沿腔体的纵向轴线变化以保持大体上均匀的电场分布。例如，如果预制件材料沿纵向轴线具有不均匀的厚度，则可以构建具有沿纵向轴线变化的腔体半径的微波腔体以增强大体上均匀的电场。在预制件材料的厚度较小处可以增大腔体半径，并且在预制件材料的厚度较大处可以减小腔体半径。
在一些实施例中，如果预制件材料大致为矩形形状，则微波腔体是矩形的。
在一些实施例中，介电间隔件可以被定位成邻近于预制件材料的封闭端以增强封闭端附近的电场。
在一些实施例中，通过将两个或更多个温度传感器定位在沿预制件材料的长度的一个或更多个位置处并且由两个或更多个温度传感器测量温度来确定预制件材料的温度。温度传感器可以沿纵向轴线沿预制件材料等距离地间隔开。
在一些实施例中，与一个或多个温度传感器以及微波功率源通信的至少一个控制器被构造成响应于所监测的一个或多个温度来调节微波功率的频率以均匀地加热预制件材料，从而保持大体上均匀的电场分布。在一些实施例中，通过响应于预制件材料的温度变化而调节微波频率来调节微波频率，该预制件材料的温度变化表明在加热期间预制件材料的介电常数的变化。在一个示例中，使微波频率随着预制件材料的介电常数的增大而减小，以保持大体上均匀的电场。在另一示例中，基于加热期间预制件材料的温度梯度来调节微波频率。微波频率可以被进一步调节为偏离截止频率，以修正至少在预制件材料的侧壁上的温度的不均匀性。
在一些实施例中，微波功率经由沿微波腔体的长度定位的至少一个环形入口被耦合。例如，环形狭缝可以被设置尺寸成能够以在预定范围内耦合效率将微波功率耦合到微波腔体。可以利用同轴电缆将微波功率源与环形狭缝耦合。
在一些实施例中，在加热期间基于在微波腔体中的一个或多个位置处进行的电场测量来确定电场梯度。基于电场梯度，调节微波频率（例如，通过至少一个控制器来调节）以保持微波腔体中大体上均匀的电场。在一些实施例中，一个或多个电场传感器被设置在微波腔体内以监测腔体内的电场。与一个或多个电场传感器以及微波功率源通信的至少一个控制器被构造成响应于监测到的电场来调节微波功率的频率，以通过保持大体上均匀的电场分布来沿纵向轴线均匀地加热至少预制件材料的侧壁。一个或多个电场传感器可以包括多个电场传感器，所述多个电场传感器沿纵向轴线沿预制件材料等距离地间隔开。
在一些实施例中，微波腔体包括用于插入和移除预制件材料的至少一个开口。在一些实施例中，微波扼流器被定位于微波腔体的开口之外以减少微波功率从微波腔体泄漏。在一些实施例中，微波功率源是固态微波发生器。
在一些实施例中，调节微波功率（例如，通过至少一个控制器来调节）以控制预制件材料的加热速率，使得将预制件材料的加热速率保持在预定范围内。在一些实施例中，调节微波功率（例如，通过至少一个控制器来调节）以将微波腔体中的电场限制成低于空气击穿极限。
在一些实施例中，基于微波功率吸收效率或预制件材料的温度中的至少一者来调节微波功率，以优化加热速率或能量效率中的至少一者。
附图说明
通过参照结合附图考虑的下述描述，可以更好地理解本发明的上述优点以及其他优点。附图不一定是按比例的，而是通常把重点放在说明技术的原理。
图1示出了示例性微波加热系统的截面图。
图2示出了图1的微波加热系统的一部分的截面图。
图3a和图3b示出了用于图1和图2的微波加热系统的示例性微波腔体构造。
图4a和图4b示出了示例性微波腔体，其中具有在多个位置处插入的一个或多个部件以改进预制件的加热均匀性。
图5a和图5b示出了沿图1的微波腔体中的预制件的示例性电场分布，其中不存在对于不均匀的预制件厚度结构补偿。
图6a-图6c示出了当介电间隔件被定位成邻近于预制件的封闭尖端以增强电场分布时沿图1的微波腔体中的预制件的示例性电场分布。
图7示出了图1的微波加热系统的示例性控制电路。
图8示出了可以被图7的控制电路使用以设置用于加热PET预制件的操作频率的示例性查找表的图。
图9示出了当预制件的介电常数在图1的微波腔体中的加热过程期间变化时PET预制件中的模拟功率吸收效率。
图10示出了图7的控制电路的示例性实施方式。
图11a-图11c示出了用于操作图10的控制电路实施方式的示例性过程。
图12a和图12b分别示出了图1的微波加热系统中温度传感器和电场传感器的示例性放置。
图13示出了用于使用图1和图2的微波加热系统来加热预制件的示例性过程。
图14a和图14b分别示出了，对于示例性加热过程，在使用图11a-图11c和图13的过程来调节频率后的预制件温度发展和预制件周围的所测量的温度分布（profile）。
图15示出了用于加热大体上矩形的预制件的示例性矩形微波腔体。
具体实施方式
图1示出了示例性微波加热系统100的截面图，该微波加热系统100被构造成加热介电材料的预制件102，该介电材料是绝缘材料，其为电流的不良导体。在一些实施例中，预制件102由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）制成。加热系统100包括被构造成容纳预制件102的微波腔体104。取决于预制件102的形状，微波腔体104可以是大体上柱形或矩形的形状。如果预制件102大体上是柱形的，则可以选择柱形微波腔体104来收容预制件102。如果预制件102大体上是矩形的，则可以选择矩形微波腔体104。如示出的，预制件102沿微波腔体104中的纵向轴线z取向。微波腔体104在纵向轴线z的方向上的轴向长度可以与预制件材料102的轴向长度大约扩及同空间。在一些实施例中，微波腔体104的轴向长度更长以确保其能够适应预制件102。
微波腔体104包括开口106，预制件102可以穿过该开口106被插入和定位。诸如微波功率发生器的微波功率源107可以被定位成邻近微波腔体104并且与微波腔体104连通以供给微波功率来加热容纳在其中的预制件102。在一些实施例中，由功率源107供给的微波功率在大约100瓦特（W）和大约3000瓦特之间。例如，微波功率可以是大约800 W和大约1000W。微波功率的频率可以在大约0.5千兆赫兹（GHz）和大约10 GHz之间。在一些实施例中，微波功率的频率在大约2.40 GHz和大约2.50 GHz之间。
如示出的，微波腔体104可以包括处于环形几何构型的环形狭缝108，环形狭缝108限定用于接收来自微波功率源107的微波功率的入口。微波功率源107和环形狭缝108可以经由传输线112耦合，传输线112包括例如同轴电缆122、同轴波导128和扩展同轴波导204。在一些实施例中，用于接收预制件102的腔体开口106和环形狭缝108在微波腔体104的相反两端上并且平行于径向轴线r（即，大体上垂直于纵向轴线z）。在一些实施例中，微波扼流器126被定位于开口106之外以减少微波功率从微波腔体104的泄漏。
微波加热系统100包括具有一个或多个控制器（未示出）的控制板110，该一个或多个控制器被构造成自动调节在加热期间由微波功率源107生成的微波功率的参数。控制板110可以基于如下来做出功率调节：（i）由围绕微波腔体104设置的一个或多个温度传感器114（例如，热传感器）采集的预制件102上的温度分布和/或（ii）由围绕微波腔体104设置的一个或多个电场传感器116（例如，射频传感器）采集的在微波腔体104中的电场。温度传感器114和/或电场传感器116可以被定位于微波腔体104一个或多个侧壁上的沿纵向轴线z大致等距离的开口处。在一些实施例中，电场传感器116还被定位成靠近在功率源107与环形狭缝108之间的传输线112，以测量与传输线112相关联的性质，诸如传输线112的电压驻波比（VSWR）。
图2示出了图1的微波加热系统100的一部分的截面图。将微波功率源107耦合到微波腔体104的传输线112可以被划分成多个部段。第一部段128可以是7/8英寸直径的同轴波导，其耦合到在其功率输入端处的7/8英寸直径的电子工业联盟（EIA）母连接器124。第二部段204可以是厚度变化的扩展（或过渡）同轴波导。第三部段208可以是构造成与微波腔体104连接的较厚的同轴波导。所有三个部段都包括内导体228和外导体230的至少一部分。内导体228可以由介电材料支撑，诸如由两个聚四氟乙烯（PTFE）特氟隆支撑件206、210支撑。在内导体228和外导体230之间的间隔可以填充有稳定的（solid）介电材料，诸如具有高击穿电压的油，空气或负电气体。传输线112可被设计成对于期望的操作频率范围（例如，在大约0.5 GHz和大约10 GHz之间）的微波功率具有低反射系数。
在一些实施例中，微波腔体104中的预制件102具有圆顶形状，其具有封闭尖端218、大体上柱形侧壁217、较窄柱形颈部219和螺纹部分220。预制件102可具有大约45克（g）或更小的质量以及大约150毫米（mm）或更小的轴向长度（沿纵向轴线z）。如果预制件102大体上是柱形的，则微波腔体104也是柱形的，具有在大约1厘米（cm）和大约100厘米之间的直径。在一个示例中，预制件102的直径为大约26 mm，轴向长度为大约134 mm，并且厚度为4mm。对应的微波腔体104是柱形的，并且直径为大约8.1厘米。 PET材料的玻璃化转变温度在大约67℃和大约81℃之间。为了拉伸吹塑的目的，预制件102上的所期望温度分布可以是（i）在柱形侧壁217中大约100至110℃，其中温度在侧壁217上沿纵向轴线z大体上均匀，（ii）在邻近于预制件颈部219的螺纹部分220中低于大约60℃，以及（iii）在封闭尖端218处大约85至90℃。微波加热系统100可以用于实现这样的温度分布。
预制件支撑件212可以大体上被定位在微波腔体104的外部。预制件支撑件212被构造成在邻近于预制件颈部219的螺纹部分220处保持预制件102大体上平行于纵向轴线z。螺纹部分220可以被定位在微波腔体104的外部并且因此被保护免于被腔体104中的微波加热。预制件支撑件212使得能够分别将预制件102快速插入微波腔体104和从微波腔体104快速移除。预制件支撑件212可以接合在微波腔体104的一端处，开口106被定位在该一端处以用于插入预制件102。诸如¼波长微波扼流器的微波扼流器126可以被设置在预制件支撑件212内以防止微波功率从腔体104泄漏。为了确保微波扼流器126的适当操作，可以在预制件支撑件212和微波腔体104之间放置介电间隔件221，以防止两个部件之间的电接触。
图1和图2的微波加热系统100可以提供介电预制件102的大体上均匀的加热，使得预制件102的温度在加热过程期间在侧壁217上沿纵向轴线z相对均匀。通常，在介电材料中的功率吸收可以表示为：
（公式1），
其中P是材料的每单位体积的微波功率耗散，ε”（T）是材料的耗散因数，ω是角频率，并且E是电场。如从公式1可以看出的，大体上均匀的电场E和大体上均匀的耗散因数ε”（T）导致大体上均匀的介电预制件的功率吸收P，其可以确保预制件至少沿侧壁217的均匀加热。由于PET材料的耗散因数ε”（T）是温度的递增函数，因此在一些实施例中，PET预制件102的温度分布在加热过程期间沿侧壁217保持均匀，以防止预制件102中的热失控。
下列公式示出了如何可以通过柱形微波腔体104来实现均匀电场E。TM01模式沿纵向轴线z（Ez）的轴向电场和TM01模式沿径向轴线r（Er）的径向电场在微波腔体104中由下列公式表示：
（公式2）
（公式3）
（公式4），
其中β是传播常数，εr(T)是介质的相对电容率（介电常数），ε0是自由空间的电容率，μ是介质的磁导率，ρ01 = 2.405是J0（r）= 0的第一个根，并且a是微波腔体104的半径。柱形微波腔体104的截止频率是传播常数β等于0所在处的频率，在该频率处微波的轴向波长在沿纵向轴线z的方向上变为无穷大。在截止频率下，轴向电场Ez仅是腔体半径的函数，并且沿纵向轴线z是均匀的，而径向电场（Er）变为0，如在下列公式中所表示：
（公式5）
（公式6）。
基于这些公式并且假定介电预制件102的最大尺寸通常是在纵向轴线z上的轴向长度，加热系统100可以在其微波腔体104的TM01模式的其截止频率处或其截止频率附近操作（即，生成大于预制件102和/或微波腔体104的轴向长度的轴向波长），以确保预制件102和/或微波腔体104中的电场分布大体上均匀，这允许均匀加热在微波腔体104中的预制件102的大体上柱形的侧壁217。对于预制件102的封闭尖端218，由于电介质极化及其几何构型，均匀的腔体电场可能会不足够将封闭尖端218加热到期望的温度，如将在下文讨论的，尽管在封闭尖端218处的期望温度（例如，大约85至90℃）通常低于在侧壁217处的期望温度（例如，大约110至110℃）。在一些实施例中，微波腔体104具有大约2.45GHz的TM01模式的截止频率。
假定预制件102部分地填充微波腔体104的内部体积，可以引入腔体的有效相对介电常数εr(T)。有效相对介电常数εr(T)的值在空气和介电预制件材料的介电常数之间，并且其随着预制件材料的介电常数增大而增大或当预制件材料的厚度增大时增大。微波腔体的截止条件β= 0可以表示为：
（公式7）。
当微波功率的频率偏离公式7的截止频率时，沿微波腔体104的纵向轴线z的电场变得不均匀。例如，如果微波频率低于腔体104的截止频率，则微波场的幅度从微波被发射到腔体104中的位置处衰减或减小。如果微波频率高于截止频率，则微波可以在腔体104中传播并且微波场的幅度可以取决于微波的波长和腔体104的结构而从微波被发射的位置处增大或减小。当需要修正沿预制件102的侧壁217的温度不均匀性时，这些性质可以用于控制介电预制件102上的温度分布。
因为预制件102的介电常数随着温度而变化，所以用于保持截止条件的频率（公式7）在加热过程期间偏移。例如，当预制件102的温度升高时，介电常数εr(T)适应地增大，这有可能会导致微波腔体104的截止频率降低。在一些实施例中，研发了系统和方法以调节由微波功率源107生成的微波功率的一个或多个参数，以将微波频率保持在大约微波腔体104的TM01模式的截止条件处，从而确保微波功率的轴向波长大于预制件102的轴向长度，尽管微波腔体104中的介电性质变化时也是如此。这确保了轴向电场Ez大体上均匀（并且径向电场Er接近于0），这保持预制件侧壁217在加热过程期间的均匀加热。
图3a和图3b示出了用于图1和图2的微波加热系统100的示例性微波腔体构造，其中每个微波腔体在径向方向r上具有非恒定的半径a以当预制件102被放置在腔体104内部时适应预制件102的形状和/或厚度的任何不均匀性。特别地，图3a示出了图1和图2的微波腔体104的详细视图，其中微波腔体104具有阶梯式波状侧壁302，该侧壁302包括多个台阶305以适应预制件102沿纵向轴线z的形状或厚度的变化。图3b示出了具有波状侧壁306的另一示例性微波腔体104'，该波状侧壁具有平滑曲线。图3a和图3b的微波腔体设计104、104'两者都可以适应具有不规则形状的预制件102的加热。例如，预制件102的封闭尖端218可以具有大体上球形的形状，并且预制件102的邻近于螺纹部分220的颈部219可以沿轴向长度z变化厚度。预制件102的侧壁217也可以沿轴向长度z变化半径304和/或径向厚度303。
在预制件侧壁217的径向厚度303沿纵向轴线z不均匀的情况下，有效相对介电常数εr(T)基于厚度303而变化。例如，如果预制件侧壁217的厚度303增大，则有效相对介电常数也增大，并且反之亦然。如在公式4中所表明的，随着介电常数εr(T)增大，微波腔体104或104'的半径a减小以保持TM01模式的截止条件。因此，微波腔体104或104'的半径a通常与预制件侧壁217的径向厚度303成反比。
在预制件侧壁217的半径304沿纵向轴线z不均匀的情况下，微波腔体104的波状侧壁302或微波腔体104'的波状侧壁306可以适当地设置尺寸以保持沿微波腔体的纵向轴线z的恒定截止频率，并因此保持在预制件侧壁217内的大体上均匀的电场。如在公式5中所表明的，沿预制件侧壁217的电场Ez是预制件半径304与腔体半径a的比率的函数。因此，为了保持沿预制件侧壁217大体上均匀的电场，需要保持该比率大体上恒定。例如，如果预制件侧壁217的半径304增大，则微波腔体104或104'的半径a增大以确保预制件侧壁217的均匀加热。替代性地，一个或多个部件可以被插入微波腔体104或104'中以保持恒定比率而不更改腔体的实际结构。
图4a和图4b示出了示例性微波腔体450，其中，一个或多个部件在多个位置处被插入其中以改进预制件102的加热均匀性。如所示出的，具有与预制件102互补的形状的波状介电衬垫452可以定位在微波腔体450中并且与纵向轴线z同心地对准以补偿预制件102的几何和/或材料变化。介电衬垫452的使用确保了可以沿纵向轴线z保持均匀的电场。介电衬垫452可以由具有低微波吸收的材料（诸如石英，蓝宝石，特氟隆和/或陶瓷材料）制成。介电衬垫452可以被定位在微波腔体450中，在预制件102外部（如图4a所示出）或在预制件102的内部（如图4b所示出）。介电衬垫452可以具有相对于预制件102的互补几何构型，以使得沿微波腔体452的纵向轴线z的截止频率维持大致恒定。例如，如图4a和图4b所图示的，衬垫452大体上遵循预制件102的轮廓，使得其在预制件侧壁217的半径304较小处在径向方向r上较厚，并且在半径304较大处较薄。
在一些实施例中，当公式7的截止条件不能沿预制件102的纵向轴线z得到满足时，会需要附加的加热步骤来优选地加热欠热的区域。例如，如果在预制件102上观察到不期望的温度分布（例如，在预制件侧壁217上观察到不均匀的温度分布），则可以使微波频率从微波腔体的截止频率偏移开以将功率传递到欠加热的区域。
在一些实施例中，如图1-图4所示出的，介电间隔件120被定位成邻近于微波腔体104、104'或450中的预制件102的封闭端218。介电间隔件120可以增大封闭端218附近的局部电场，在封闭端218附近，预制件材料中的电场由于材料的电介质极化而降低。图5a和图5b示出在图1的微波腔体104中预制件102的示例性电场分布，其中不存在对于不均匀的预制件厚度的结构补偿。如图5a中所图示的，具有沿微波腔体104的纵向轴线z的方向的腔体电场E0，即使在微波腔体104内部在TM01模式中建立均匀的轴向电场时，由于预制件材料的电介质极化，封闭尖端218中的电场低于侧壁217中的电场。这是因为预制件102的侧壁217沿纵向轴线z方向是长且窄的，而预制件102的封闭尖端218的壁沿纵向轴线z是相对短的并且宽的。当预制件材料在电场E0下极化时，位于预制件表面沿电场方向的相对端处的极化电荷形成沿预制件材料中的电场E0的相反方向的电场。如图5a中所图示，在预制件102的侧壁217中，极化电荷的量较少并且相对于封闭端218中的极化电荷间隔更远。这导致在侧壁217中的预制件材料中的场抵消比在封闭端218中的场抵消更少。这些效应也在位于介电界面处的电场的边界条件中指定，其中与界面相切的电场分量是连续的（Et1 = Et2），而垂直于界面的电场分量是不连续的（En1 =(ε2/ε1)En2）。考虑到空气和预制件材料的介电常数分别是大约1和3，封闭端218处的电场减弱可以是显著的。如图5b中所示出，尽管沿纵向轴线z的原始电场E0高于在微波腔体104的外半径处的原始电场E0，但在封闭尖端218处的功率吸收为预制件102的侧壁217中的功率吸收的大约50％。
图6a-图6c示出了当介电间隔件120被定位成邻近于封闭尖端218以增强尖端218处的电场时图1的微波腔体104中的预制件102的示例性电场分布。如图6a中所示出，沿纵向轴线z在靠近封闭尖端218处添加一块介电材料（诸如介电间隔件120）迫使介电间隔件120的极化电荷处于封闭尖端218附近。如在图6b中所示出，由介电间隔件120生成的电场的方向在介电间隔件120内部与原始电场E0的方向相反，而其在介电间隔件120外部大体上沿原始电场E0的方向。利用足够高的介电常数材料，可以通过介电间隔件120形成足够强的电场以增强被定位于附近的封闭端218中的电场。在一些实施例中，间隔件120由具有低介电损失的材料（诸如石英、蓝宝石、PTFE、其它塑料材料、陶瓷材料）或高介电常数材料（诸如石英、蓝宝石或氧化钽）制成。在一些实施例中，间隔件120大体上为柱形。间隔件120沿径向轴线r的直径122与预制件102的内直径大致相同。基于间隔件120的介电常数和在封闭尖端218处的期望的电场增强（例如，期望的温度和/或加热速率）来选择间隔件120沿纵向轴线z的轴向长度124。如图6c中所示出，当石英介电间隔件120被定位成邻近于封闭尖端218并且与封闭尖端218轴向对齐时，在封闭尖端218处的功率吸收为预制件102的侧壁217中的功率吸收的大约78％。在此示例中，期望的预制件的温度分布是在封闭端218处处于或低于90℃，并且在侧壁127中处于或低于110℃。预制件102的直径为大约26 mm，轴向长度为大约134 mm，并且厚度为大约4 mm。石英介电间隔件120的直径122为大约16.4 mm，并且其轴向长度124为大约13.5 mm。在替代性实施例中，呈介电杆或管形式的间隔件可以被插入预制件102中以增强在封闭尖端218处的电场。
在另一方面中，如上文参照公式7所描述的，因为介电预制件102的介电常数εr(T)随着温度而变化，用于保持截止条件（β= 0）的频率在加热过程期间偏移。在一些实施例中，研发了系统和方法以调节由微波功率源107生成的微波功率的一个或多个参数，以将微波频率保持在大约微波腔体104的TM01模式的截止条件处，从而确保微波功率的轴向波长大于预制件102的轴向长度，尽管微波腔体104中的介电性质变化也是如此。这进一步确保了轴向电场Ez是大体上均匀的（并且径向电场Er接近于0），这保持预制件侧壁217在加热过程期间的大体上均匀加热。通常，能量效率和加热均匀性是相关的，并且可以通过控制某些微波参数（例如，频率和/或输出功率）来优化该关系。在一些实施例中，因为过程参数（例如预制件102的入口温度和/或尺寸）可变化并且需要加热过程的精确控制，所以加热系统100可以使用原位测量来确定微波腔体104中的变化，以使得可以实时地或接近实时地调节一个或多个微波参数，以至少沿预制件侧壁217实现相对恒定的电场，从而实现相对均匀的温度。
图7示出了图1的加热系统100的示例性控制电路400。控制电路400包括经由传输线112连接到微波腔体104的微波功率源107（例如，固态微波发生器）。微波功率源107适于经由传输线112发射微波到微波腔体104中。一个或多个传感器被设置在微波腔体104上以监测腔体/预制件的性质。例如，一个或多个温度传感器114（例如，四个温度传感器114）诸如彼此等距离地被设置在微波腔体104的侧壁上，以测量微波腔体104中的预制件102在特定位置处的温度，从而建立在加热过程期间预制件102的实际温度分布。在一些实施例中，一个或多个电场传感器116（例如，三个电场传感器116）诸如彼此等距离地被设置在微波腔体104的侧壁上，以测量在微波腔体104中在特定腔体位置处的电场（E），从而建立在加热过程期间微波腔体104的电场分布和电场梯度（dE / dz）。附加的电场传感器116可以耦合到靠近微波功率源107的传输线112以确定与传输线112相关联的性质。温度传感器114和/或电场传感器116与控制板110通信，以将温度和/或电场数据提供到控制板110。在一些实施例中，诸如微波腔体104的功率吸收/反射的附加信息也被供给到控制板110。基于接收到的数据，控制板110可以在反馈回路402中调节由功率源107生成的微波功率的参数，使得在加热过程期间微波功率维持在微波腔体104的截止频率处。另外，当预制件102在微波腔体104中被加热时，预制件材料的介电常数变化并且微波腔体104的截止频率变化。控制板110可以基于预制件104的测量温度来计算截止频率，并且将微波源107设置成在该期望的频率处操作。这允许在微波腔体104中保持均匀的温度和/或电场，即使当在加热过程期间腔体104中的介电性质随着温度的变化而变化时也是如此。可调节的微波功率参数包括在每个加热步骤处的微波频率、功率水平和持续时间。控制板110可以控制硬件和/或软件部件来对微波功率参数进行调节。控制板110可以实时地（或接近实时地）自动且连续地（或周期性地）调节微波功率参数。
在一些实施例中，可以检测并且修正沿预制件102的侧壁217的不均匀温度，即使在操作频率被设置为截止频率之后也是如此。例如，当在预制件侧壁217上观察到温度不均匀性时，实际温度分布可以以一阶近似来表示：。控制电路400可以使微波频率相对于截止频率偏移，以利用期望的功率吸收密度分布来补偿温度不均匀性：
（公式8）
其中z表示沿纵向轴线z的位置。例如，在加热持续时间Δt之后，沿预制件102的侧壁217的温度分布可以由以下公式来表示：
（公式9）
其中T0表示在加热持续时间Δt开始时在预制件102中的温度，P0表示在预制件102上z= 0位置处的功率吸收密度，ρ是预制件102的质量密度，并且cP是预制件102在恒定压力下的比热容。根据公式9，为了消除沿侧壁217的温度不均匀性，期望的功率密度分布（8）可以被适当地公式化为使得：
（公式10）。
在一些实施例中，期望的温度分布这样加热预制件102，在颈部区域219中处于或低于约60℃时加热颈部区域219，在封闭端218处处于或低于90℃时加热封闭端218，并且在侧壁127上处于或低于110℃时加热侧壁127。如示例性实施例中所示出，期望的温度分布可以通过微波腔体的适当的设计和操作来实现，例如，通过将介电间隔件120定位在预制件102的封闭端218附近（如图1-图3中所示出）、使微波腔体的侧壁波状化（如图3a和图3b中所示出）、添加腔体衬垫（如图4a和图4b中所示出）和/或在加热过程期间控制诸如频率和功率的微波参数。
控制电路400可以接收期望的温度分布404作为输入并且调节微波功率的频率以实现期望的温度分布404，其中期望的温度分布至少指定沿预制件102的侧壁217的温度需要是大体上均匀的并且在目标温度范围内。在一些实施例中，控制板110通过参照查找表来确定期望的频率以实现此温度分布。图8示出了示例性查找表500的图，图7的控制板100可以使用该查找表作为PET预制件温度的函数来设置操作频率。PET预制件重大约35克，并具有3.15 mm厚的侧壁。如所示出的，在介电预制件102具有随温度增大的介电常数（例如，PET预制件）的情况下，当预制件温度增加时，控制板110可以降低微波频率以保持截止条件或接近截止条件。用于选择期望的操作频率的温度可以是由温度传感器114中的至少一个所测量的温度（例如，最小温度）或温度测量中的两个或更多个的平均值。在一些实施例中，控制板110可以根据数学公式来设置操作频率，诸如：
（公式11），
其中Taverage是由温度传感器114中的两个或更多个获得的温度测量的平均值，fcutoff（T）是包括具有随温度变化的介电常数的介电预制件材料的微波腔体的截止频率，是预制件102上的温度梯度，并且k是比例常数或温度的函数，其可以补偿所观察到的温度梯度。在一些实施例中，控制板110可以根据考虑到预制件材料上的温度梯度以及腔体的能量吸收效率（η）的另一数学公式来设置操作频率：
（公式12）
通常，将能量吸收效率（η）纳入考虑允许进一步优化加热过程的温度均匀性和能量效率。
在一些实施例中，如果基于由电场传感器116中的两个或更多个进行的测量所计算的电场梯度在预制件102的侧壁217上沿z轴线不是大体上均匀的，则控制板110通过将微波功率源107的频率调节为更接近TM01模式的截止条件来修正所观察到的不均匀性。通常，微波腔体104中的电场均匀性表明预制件加热的均匀性。因此，如果电场分布缺乏均匀性，则控制板110可以调节微波功率源107的频率以确保微波频率接近截止条件，从而保持大体上均匀的电场分布。例如，如果电场强度从微波被发射的位置沿微波腔体降低，则可以增大微波频率以使电场分布更均匀。另外，当调节微波频率（例如，从截止频率偏离）以修正预制件侧壁上的温度不均匀性时，腔体中的电场分布的测量可以给出在加热期间的电场分布的更精确控制。与可以在较慢的时间尺度上变化的温度不同，电场可以几乎立即变化，并且可以以大大更快的速率被测量。因此，将电测量与热测量结合虽然不是必要的，但是与单独基于测量温度来执行控制相比，允许更精确且更快地控制加热过程。
除了微波频率之外，控制板110还可以设置由微波源107生成的微波功率，以控制预制件102的加热速率并且将微波腔体104中的电场限制到低于空气击穿极限。通常，每单位体积的预制件的微波功率耗散密度（P）表达为：
（公式13），
其中ρ是预制件102的质量密度，V是预制件102的体积，CP是预制件102在恒定压力下的比热容，并且dT/dt是以度每秒为单位的加热速率。上述关系示出加热速率与微波功率成比例。由于预制件通常在空气中被加热，所以最大加热速率受到微波腔体中空气击穿的限制。腔体中的电场强度取决于输入微波功率的水平和预制件中的功率吸收两者。控制板110因此可以设置微波功率源107的功率来控制预制件102的加热速率，这是有利的，因为这在预制件102的功率吸收低时将预制件102中的电场限制在低于空气击穿极限。
在另一方面中，加热系统100的环形狭缝108（如图1和图2中所示出）被设置尺寸成有助于微波频率的调节。特别地，环形狭缝108可以被适当地设置尺寸以使得微波功率源107能够良好地耦合到微波腔体104，以使得由源107生成的微波功率可以以预定范围内的耦合效率被传递到微波腔体104中。在具有给定微波频率的典型阻抗匹配网络中，需要至少两个可调节变量，因为负载阻抗的幅度和相位二者都需要被匹配。当在预制件加热期间微波频率变化以适应预制件材料的介电性质的变化时，阻抗匹配变得更加困难。预制件加热的持续时间通常在数秒内。这使得使用阻抗匹配网络的电机驱动的调节元件不切实际。因此，宽带固定阻抗匹配网络是期望的。
使用加热系统100作为示例，由于微波腔体104被保持在接近TM01模式的截止条件处，微波腔体104中的电磁场结构在加热过程期间是几乎固定的。在这种情况下，固定节器可以有效地覆盖一定范围的微波频率。作为阻抗匹配元件的环形狭缝108的设计可以使用微波模拟软件来执行，该微波模拟软件考虑到在加热期间预制件材料的介电常数和微波吸收的变化。具有轴向高度224和宽度226的环形狭缝108可以被设置尺寸成在接近用于预制件加热的中心频率处与微波腔体104的阻抗匹配。环形狭缝108可以被定位在微波腔体104的端部处，与如图1和图2中所示出的腔体104的纵向轴线z同轴地对齐。替代性地，环形狭缝108可以围绕其外直径（未示出）被耦合到微波腔体104。从腔体电场较低的大半径耦合微波功率有助于减小匹配元件中和微波传输线112中的电场。当在用于预制件加热的可能频率范围上模拟匹配网络时，可以重新调节环形狭缝108的尺寸，例如其轴向高度224、宽度226和/或相对于腔体104的径向位置，以使得预制件加热过程的整体能量效率最大化。在示例性设计中，对于半径为40.5 mm且长度为135 mm的微波腔体，环形狭缝108的轴向高度224为大约12 mm，其宽度226为大约3.5 mm。预制件102的直径为大致26 mm，厚度为3.15 mm，并且长度为大约140 mm。
图9示出了当PET预制件102的介电常数在图1的微波腔体104中的加热过程期间变化时，PET预制件102中的模拟功率吸收效率。如上文所解释的，当预制件温度在加热期间增加时，PET预制件102的介电常数以及耗散因数ε”趋于增大。因此，为了保持微波腔体104的截止频率，如由线902所展现的，微波频率随着介电常数的增大而减小。在这种情况下，如由线904所展现的，在使用环形狭缝108作为固定匹配元件的情况下，当在介电常数的范围上进行积分时，平均功率吸收效率约为90％。
图10示出了图7的控制电路400的示例性实施方式600。控制板110可以包括多个控制器，包括微波控制器602和热控制器604。电路实施方式600包括两个反馈控制回路-由热控制器604、微波控制器602、微波功率源107、微波腔体104和温度传感器114形成的外控制回路608，以及由微波控制器602、微波功率源107、微波腔体104和电场传感器116形成的内控制回路610。外控制回路608可以基于如上文所描述的一个或多个温度测量来调节操作频率，并且内控制回路610可以基于如上文所描述的一个或多个电场测量来调节操作频率和微波功率。内控制回路610可以以较高速度操作，例如，循环时间（或响应时间）在1微秒到数十毫秒的范围中，而由于预制件温度的变化较慢，外部回路608的循环时间可以在数十毫秒到数百毫秒之间。内控制回路610是可选的，并且在某些实施例中从控制电路实施方式600中省除。
图11a-图11c示出了用于操作图10的控制电路600以调节操作频率以使得实现微波腔体104的截止条件的示例性过程。对于该示例，如图12a中所示出，存在围绕微波腔体104定位的四个温度传感器114a-d，其中温度传感器114a提供最接近尖端218的T4的测量，并且温度传感器114b、c和d分别提供沿侧壁217的T2、T3和T4的测量。类似地，图12b示出了沿微波腔体104的纵向长度定位的四个电场传感器116a-d的示例性放置。
在图11a中，过程800a从步骤802开始，其中设置了初始频率（Freq）（例如，设置在2.5GHz）以及一个或多个调节参数（例如，1MHz的频率增量（Freq_inc），90℃和105℃的阈值温度以及5％的温度均匀性参数）。然后使用图12a的温度传感器114a-d来测量预制件102的温度（步骤804），并且预制件102的初始实际温度分布被存储。将沿侧壁217的预制件的平均温度（例如，T1、T2和T3的平均值）与105℃的阈值温度Ta进行比较，并且将在封闭端218处预制件102的温度（T4）与90℃的阈值温度Tb进行比较（步骤805）。如果热控制器604确定由温度传感器测量的温度等于或高于它们各自的阈值温度，则由于已经实现了期望的温度分布，所以参数调节过程结束（步骤810）。替代性地，如果热控制器604确定由温度传感器测量的温度低于它们各自的阈值，则热控制器604继续进行到步骤806以计算预制件侧壁217沿纵向轴线z的温度均匀性。在步骤808中，将在步骤806处计算的温度均匀性与温度均匀性阈值进行比较，在此特定示例中，其为ΔT/ Tave = 5％，其中Tave表示侧壁217上的温度的平均值，并且ΔT是在侧壁217上的温度T1、T2和T3之间的最大差值。使用比率T / Tave来确定是否需要修正预制件的不均匀温度。在步骤808处，如果沿侧壁217的温度比温度均匀性阈值更均匀，则控制继续进行到图11b的过程800b，在该情况下，微波频率被设置在微波腔体104的截止频率（f_cutoff）处。替代性地，如果温度缺乏均匀性，则控制继续进行到图11c的过程800c，其中微波频率被调节为偏离微波腔体104的截止频率。
在过程800b期间，热控制器604将微波频率设置为微波腔体104的截止频率（步骤812），以实现沿预制件侧壁217的期望的温度分布和温度均匀性。可以基于预制件102的所测量温度和在这样的温度中预制件材料的对应的介电常数来确定截止频率。例如，可以从图8的预定查找表500或使用公式11或12的数学公式来获得截止频率。在步骤812处，热控制器604还可以基于预制件102的所测量温度和在这样的温度中预制件材料的对应的介电吸收来设置微波功率（Power），如上文所描述的。加热过程随后继续进行预设的持续时间（步骤814），诸如大约50毫秒。在预设的时间段内，微波频率可以或者维持在预先计算的截止频率处，或者替代性地由微波控制器602基于由电场传感器116进行的电场测量来调节（步骤815、816、818）。为了进行这样的确定，微波控制器602计算由电场传感器116沿预制件侧壁217进行的电场测量的差值（步骤815），并且确定对于预制件侧壁217的均匀加热来说该差值是否足够接近零（步骤816）。如果在侧壁217上沿z轴线的电场梯度或者连续电场测量之间的差值对于预制件102的均匀加热来说太大，则微波控制器602可以调节微波频率以增加电场的均匀性（步骤818）。频率增量有时被微波源107的频率分辨率限制，在该示例中，由于所使用的特定的微波源，微波源107的频率分辨率为大约1MHz。如果沿预制件侧壁217的纵向轴线的电场足够均匀（如通过步骤816所确定的），则微波控制器602不调节现有频率，并且在步骤814处重复过程800b。如果沿预制件102的电场是不均匀的，则微波控制器602调节频率（步骤818），诸如将频率增大或减小由频率增量设置的量，并且在步骤814处重复过程800a。由于电场中的变化可以几乎立即被测量，因此过程800b中的步骤能够以与处理器允许的速率一样快的速率继续进行，例如，以毫秒或更短的周期时间。在过程800b的预设的加热时间段结束时（步骤814），控制返回到过程800a的步骤804，在步骤804处再次测量预制件102的温度。
在过程800c期间，热控制器604（i）将微波频率设置为微波腔体104的截止频率，以实现沿预制件侧壁217的期望的温度分布和温度均匀性，并且（ii）修正截止频率，以通过从微波腔体104的截止频率偏离计算出的量来补偿沿预制件侧壁217的观察到的温度不均匀性。特别地，在步骤822处，热控制器604根据预制件102的平均温度和在这样的温度中预制件材料的对应的介电常数来确定截止频率。截止频率可以从预定查找表500或由公式11或12表示的数学函数获得。在一些实施例中，还根据预制件102的所测量温度和在这样的温度中预制件材料的对应的介电吸收来设置微波功率，如上文所描述的。另外，基于根据公式10的预制件温度和温度梯度来计算对截止频率df的初始修正，以修正所测量的温度分布中的不均匀性。随后加热过程继续进行预设持续时间（步骤824），诸如大约20毫秒。在预设的时间段期间，微波频率可以或者维持在预先计算的截止频率（包括初始修正）处，或替代性地由微波控制器602基于由电场传感器116进行的电场测量来调节。为了进行这样的确定，微波控制器602计算由电场传感器116（步骤815）沿预制件侧壁217所进行的电场测量的差值（步骤825），并且确定该差值是否足够修正温度不均匀性（步骤826）。如果电场梯度（诸如在侧壁217上沿z轴线的连续电场测量之间的差值）对于修正预制件上的温度不均匀性来说太大或太小（步骤826），则微波控制器602可以调节微波频率以减小或增大电场梯度（步骤828）。如果沿预制件104的电场梯度大约处于正确的值（步骤826），则微波控制器602不调节现有频率，并且在步骤824处重复过程800c。在过程800c的预设的加热时间段结束时，控制返回到过程800a的步骤804，以使得加热过程继续直到预制件102达到期望的温度分布，同时确保沿预制件侧壁217的温度大体上均匀。
图13示出了使用图1和图2的微波加热系统100来加热预制件（例如，预制件102）的示例性过程1200。首先将预制件102沿微波腔体104的纵向轴线z插入到微波腔体104中（步骤1202）。将具有与大于预制件材料104沿纵向轴线z的长度的轴向波长相对应的频率的微波功率供给到微波腔体（步骤1204）。微波腔体104内的预制件102被微波功率加热，导致随着温度升高其介电性质发生变化（步骤1206）。测量在预制件材料102表面上的一个或多个位置处的预制件材料102的温度（步骤1208）。然后基于预制件材料102的温度来调节微波源107的频率，使得微波频率维持在微波腔体104的截止频率处或者从微波腔体104的截止频率修正。该调节保持微波功率的轴向波长大于预制件材料102的长度，以实现/保持沿预制件材料102的侧壁217的大体上均匀的加热（步骤1210）。例如，可以使用图11a-图11c的过程800a-800c来调节频率。频率调节在加热期间继续，直到预制件材料的温度达到期望的温度分布（步骤1210）。
图14a和图14b分别示出了对于示例性加热过程，在使用图11a-图11c和图13的过程800a-800c和1200来调节频率之后的预制件温度发展和在预制件102周围的所测量的温度分布。如图14a所图示，随着加热持续时间增加，介电预制件102的平均温度趋于升高，这影响预制件102的介电常数εr(T)，并且继而影响用于保持微波腔体104中的截止条件的频率，其中对于介电预制件而言频率趋于降低，如图8所示出的。使用过程800a-800c，控制电路600可以适当地调节操作频率和/或微波功率，使得保持截止条件或接近截止条件，并且在每个温度水平下实现沿预制件102侧壁217的温度均匀性（或接近均匀性）。例如，如图14b所图示，随着温度增加，在传感器114b-114d处获得的温度测量（图12a中示出其示例性放置）几乎是均匀的，其中预制件侧壁217上的变化最多为4℃。另外，预制件侧壁217处的最终温度为大约102℃，并且封闭端218处的温度为大约90℃，正如针对预制件的拉伸吹塑的期望温度分布所需要的。对于该示例，预制件102的能量吸收为大约70％。
在一些实施例中，除了用于加热预制件的微波功率源107之外，预制件的尺寸、材料和/或初始温度由本发明的加热系统控制。在加热期间，从一个预制件到下一预制件的预制件的温度变化可以是非常可重复的。在这样的条件下，微波源107的频率和功率可以按照预定的时间顺序设置，其中几乎不具有或不具有来自温度传感器114和/或电场传感器116的反馈。省除一些传感器可以有助于降低加热系统的成本。由于预制件材料的介电性质在加热过程期间变化，所以微波频率和功率可以遵循与当传感器存在时大致相同的时间轨迹。
在加热系统100的示例性操作中，预制件102可以具有大约35g的质量和长达大约140 mm的轴向长度。微波腔体104的直径可以为大约110 mm或更小。当预制件102固定时可以供给大约800至1000 W的微波功率以加热预制件102。在一些实施例中，针对大约24g的预制件102，可以实现小于5秒的加热速率。在一些实施例中，针对PET预制件102，可以实现50％或更高的能量效率。在一些实施例中，实现了大约85％至大约90％的微波吸收效率。在一些实施例中，期望的预制件温度分布在颈部区域219下方低于大约60℃，在直的侧壁部段217中为110℃或低于110℃，并且在封闭端219处为90℃或低于90℃。
在一些实施例中，如果预制件的形状大致为矩形，则微波腔体的形状为矩形。图15示出了用于加热大体上矩形的预制件1502的大体上矩形形状的微波腔体1504。在这种情况下，可以应用类似于针对柱形波导的公式1-6的、针对矩形波导的电磁场原理来确定矩形微波腔体1504的TE11模式的截止频率，以确保微波功率的轴向波长大于预制件1502的轴向长度。类似地，响应于预制件1502的介电常数εr(T)的变化，控制板110可以自动调节微波频率和/或微波功率，以在矩形微波腔体1504中至少沿预制件侧壁保持均匀的电场和/或预制件的加热。
虽然已经参照特定实施例具体地示出和描述了本发明，但本领域技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明精神和范围的情况下，可以于其中在形式和细节上进行各种变化。

Claims (35)

1.一种用于加热介电预制件材料的方法，所述方法包括：
沿微波腔体的纵向轴线将所述预制件材料插入到所述微波腔体中;
向所述微波腔体供给具有这样的频率的微波功率，所述频率对应于沿所述微波腔体的所述纵向轴线的轴向波长，所述轴向波长大于所述预制件材料沿所述纵向轴线的长度；
通过所述微波功率加热所述微波腔体内的所述预制件材料；
确定在所述预制件材料的表面上的一个或多个位置处的预制件材料的温度；以及
基于所述预制件材料的温度来调节微波频率，以通过如下方式至少在所述预制件材料的侧壁上沿所述纵向轴线实现大体上均匀的加热：保持所述微波功率的轴向波长大于所述预制件材料的长度，这对应于沿所述微波腔体的纵向轴线的电场大体上均匀。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述微波频率包括：保持所述微波频率与所述微波腔体的TM01模式的截止频率大体上相同。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在所述预制件材料沿所述纵向轴线具有不均匀厚度的情况下，将介电间隔件插入到所述微波腔体中邻近于所述预制件材料以增强所述大体上均匀的电场。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在所述预制件材料沿所述纵向轴线具有不均匀的厚度或形状的情况下，构建沿所述纵向轴线具有变化的腔体半径的所述微波腔体以增强所述大体上均匀的电场。
5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括：在所述预制件材料的厚度较小处增大所述腔体半径，并且在所述预制件材料的厚度较大处减小所述腔体半径。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述预制件材料的温度包括：
将两个或更多个温度传感器定位在沿所述预制件材料的长度的一个或更多个位置处；以及
通过所述两个或更多个温度传感器测量所述温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述微波频率包括：响应于所述预制件材料的温度变化来调节所述微波频率，所述预制件材料的温度变化表明在加热期间所述预制件材料的介电常数的变化。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，调节所述微波频率包括：随着所述预制件材料的介电常数的增大而减小所述微波频率，以保持大体上均匀的电场。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，调节所述微波频率包括：基于在加热期间所述预制件材料的温度梯度来调节所述微波频率。
10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：经由沿所述微波腔体的长度定位的至少一个环形入口来耦合所述微波功率。
11. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
在加热期间，基于在所述微波腔体中的一个或多个位置处进行的电场测量来确定电场梯度；以及
基于所述电场梯度来调节所述微波频率，以保持所述微波腔体中的所述大体上均匀的电场。
12.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：将微波扼流器定位在所述微波腔体的开口之外以减少所述微波功率从所述微波腔体的泄漏。
13.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：调节所述微波功率以将所述预制件材料的加热速率保持在预定范围内。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述微波频率在大约2.40千兆赫兹（GHz）和大约2.50 GHz之间。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微波功率在大约100瓦特和大约3000瓦特之间。
16.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：基于微波功率吸收效率或所述预制件材料的温度中的至少一者来调节所述微波功率，以优化加热速率或能量效率中的至少一者。
17.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：将所述微波频率调节为偏离所述截止频率，以至少在所述预制件材料的侧壁上修正温度的不均匀性。
18.一种用于加热介电预制件材料的系统，所述系统包括：
微波腔体，所述微波腔体被构造为沿所述微波腔体的纵向轴线容纳所述预制件材料；
微波功率源，所述微波功率源与所述微波腔体连通，以用于向所述微波腔体供给微波功率以加热所述预制件材料；
至少一个控制器，所述控制器被构造成响应于在加热期间所述预制件材料的介电常数的变化来调节所述微波功率的频率，其中，调节所述频率保持所述微波功率的轴向波长大于所述预制件沿所述纵向轴线的长度，从而确保在所述微波腔体中沿所述预制件长度的电场分布是大体上均匀的；以及
介电间隔件，所述介电间隔件被定位成邻近于所述微波腔体中的所述预制件材料，以在所述预制件材料沿所述纵向轴线具有不均匀厚度或形状的情况下增强所述大体上均匀的电场分布。
19. 根据权利要求18所述的系统，其中，所述微波功率的频率在大约0.5 GHz和大约10GHz之间。
20. 根据权利要求18所述的系统，其中，所述微波功率的频率在大约2.40 GHz和大约2.50 GHz之间。
21.根据权利要求18所述的系统，其中，所述微波腔体大体上是柱形的。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少一个控制器被构造成在所述预制件材料的加热期间将所述微波功率的频率保持在大约所述微波腔体的TM01模式的截止频率处。
23. 根据权利要求21所述的系统，其中，所述微波腔体的直径在大约1 cm和大约100cm之间。
24.根据权利要求21所述的系统，其中，响应于所述预制件材料的几何构型或性质的变化，所述微波腔体的直径沿所述腔体的纵向轴线变化以保持所述大体上均匀的电场分布。
25.根据权利要求18所述的系统，其中，在所述预制件材料的形状大致为矩形的情况下，所述微波腔体是矩形的。
26.根据权利要求18所述的系统，所述系统还包括环形狭缝，所述环形狭缝限定所述微波功率到所述微波腔体中的入口，所述环形狭缝被设置尺寸成使得能够以预定范围内的耦合效率将所述微波功率耦合到所述微波腔体。
27.根据权利要求26所述的系统，其中，利用同轴电缆将所述微波功率源与所述环形狭缝耦合。
28.根据权利要求18所述的系统，所述系统还包括：
一个或多个温度传感器，所述温度传感器围绕所述微波腔体设置以在加热期间监测所述预制件材料的温度，
其中，与所述一个或多个温度传感器以及所述微波功率源通信的所述至少一个控制器被构造成响应于所监测的温度来调节所述微波功率的频率，以通过保持所述大体上均匀的电场分布来沿所述纵向轴线均匀地加热至少所述预制件材料的侧壁。
29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述一个或多个温度传感器包括多个温度传感器，所述多个温度传感器沿所述纵向轴线沿所述预制件材料等距离地间隔开。
30.根据权利要求26所述的系统，所述系统还包括：
一个或多个电场传感器，所述电场传感器被设置在所述微波腔体内以监测所述腔体内的电场；
其中，与所述一个或多个电场传感器以及所述微波功率源通信的所述至少一个控制器被构造成响应于所监测的电场来调节所述微波功率的频率，以保持所述大体上均匀的电场分布。
31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述一个或多个电场传感器包括沿所述纵向轴线沿所述预制件材料等距离地间隔开的多个电场传感器。
32.根据权利要求18所述的系统，其中，所述至少一个控制器还被构造成设置所述微波功率以控制所述预制件材料的加热速率，并且将所述微波腔体中的电场限制成低于空气击穿极限。
33.根据权利要求18所述的系统，其中，所述介电间隔件被定位成邻近于所述预制件材料的封闭端以增大所述封闭端附近的电场。
34. 根据权利要求18所述的系统，所述系统还包括：
至少一个开口，所述开口用于插入和移除所述预制件材料；以及
微波扼流器，所述微波扼流器被定位在所述开口之外，以减少所述微波功率从所述微波腔体的泄漏。
35.根据权利要求18所述的系统，其中，所述微波功率源是固态微波发生器。
CN201680075412.9A 2015-12-22 2016-12-19 用于使用微波能量处理介电材料的方法和装置 Active CN108367460B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/978091 2015-12-22
US14/978,091 US10071521B2 (en) 2015-12-22 2015-12-22 Method and apparatus for processing dielectric materials using microwave energy
PCT/US2016/067506 WO2017112585A1 (en) 2015-12-22 2016-12-19 Method and apparatus for processing dielectric materials using microwave energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108367460A true CN108367460A (zh) 2018-08-03
CN108367460B CN108367460B (zh) 2021-01-05

Family

ID=57796992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680075412.9A Active CN108367460B (zh) 2015-12-22 2016-12-19 用于使用微波能量处理介电材料的方法和装置

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10071521B2 (zh)
EP (1) EP3393737B1 (zh)
JP (1) JP6812433B2 (zh)
KR (1) KR102535795B1 (zh)
CN (1) CN108367460B (zh)
WO (1) WO2017112585A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109367056A (zh) * 2018-12-07 2019-02-22 中南大学 一种树脂基碳纤维复合材料的自动控制加热固化装置
CN112277293A (zh) * 2019-07-22 2021-01-29 Smi股份有限公司 预成型件加热系统

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018115827A1 (de) * 2018-06-29 2020-01-02 Gerlach Maschinenbau Gmbh Vorrichtung zum Vernetzen mit geregelten Mikrowellen
US20210267027A1 (en) * 2018-07-31 2021-08-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. High-frequency heating apparatus
GB201817697D0 (en) * 2018-10-23 2018-12-19 Mbda Uk Ltd Electric field sensor
IT202000001360A1 (it) * 2020-01-24 2021-07-24 Smi Spa Dispositivo di riscaldamento delle preforme
CN111764050B (zh) * 2020-06-19 2021-08-10 北京卫星制造厂有限公司 一种保温板生产线
US11956885B2 (en) * 2021-08-19 2024-04-09 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for impedance matching in a power delivery system for remote plasma generation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2401353C (en) * 2000-02-25 2009-05-05 Personal Chemistry I Uppsala Ab Microwave heating apparatus
CN101841948A (zh) * 2009-03-20 2010-09-22 惠而浦有限公司 微波加热设备
US20110118720A1 (en) * 2009-11-17 2011-05-19 Bsd Medical Corporation Microwave coagulation applicator and system
US20130270747A1 (en) * 2009-06-23 2013-10-17 Pera International Limited Method and apparatus for producing formable products

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3673288A (en) * 1970-09-17 1972-06-27 Dolomite Brick Corp Of America Microwave method for tempering tar-bonded refractory bricks
US3830893A (en) 1972-04-25 1974-08-20 Monsanto Co Method of processing high nitrile preforms
GB1380447A (en) 1971-04-29 1975-01-15 Monsanto Co Method of heating
SE417780B (sv) * 1980-01-22 1981-04-06 Por Microtrans Ab Dielektrisk uppvermningsanordning
US4477706A (en) * 1982-07-19 1984-10-16 Control Data Corporation Combination microwave/convection and broiling oven
JPS63145620A (ja) 1986-07-07 1988-06-17 株式会社アデランス ブラインド洗浄装置
FR2628730B1 (fr) * 1988-03-16 1990-06-29 France Etat Dispositif de fabrication de preformes pour fibres optiques
US5283026A (en) * 1989-12-12 1994-02-01 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Method for molding fiber-reinforced composite material
JPH03182309A (ja) * 1989-12-12 1991-08-08 Kobe Steel Ltd 繊維強化複合材料の加熱方法
EP0561934B1 (en) * 1990-12-17 1995-10-11 GUSTAFSSON, Per Erik Device for producing energy and method to use it
US5250773A (en) * 1991-03-11 1993-10-05 Mcdonnell Douglas Corporation Microwave heating device
US5258596A (en) * 1991-03-15 1993-11-02 Aluminum Company Of America Microwave absorber designs for metal foils and containers
US5721286A (en) * 1991-11-14 1998-02-24 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Method for curing polymers using variable-frequency microwave heating
JP3758233B2 (ja) 1996-05-07 2006-03-22 東洋製罐株式会社 熱可塑性樹脂成形品の加熱方法と装置
DE19925695B4 (de) * 1999-06-04 2010-01-28 Aisa Automation Industrielle S.A. Verfahren zur Herstellung von tubenförmigen Behältern
DE19963122A1 (de) 1999-12-24 2001-06-28 Tetra Laval Holdings & Finance Anordnung zum Einkoppeln von Mikrowellenenergie in eine Behandlungskammer
US20030171889A1 (en) * 2002-03-04 2003-09-11 Shelby Marcus David Method and device for predicting temperature profiles throughout the thickness of a polymer preform
US6979420B2 (en) 2002-03-28 2005-12-27 Scimed Life Systems, Inc. Method of molding balloon catheters employing microwave energy
US7163655B2 (en) 2002-03-28 2007-01-16 Scimed Life Systems, Inc. Method and apparatus for extruding polymers employing microwave energy
US6984352B1 (en) * 2002-05-29 2006-01-10 Akopyan Razmik L Dielectric mold for uniform heating and molding of polymers and composites in microwave ovens
US6928839B2 (en) * 2002-08-15 2005-08-16 Ceramoptec Industries, Inc. Method for production of silica optical fiber preforms
US7091457B2 (en) 2004-11-12 2006-08-15 Hrl Laboratories, Llc Meta-surface waveguide for uniform microwave heating
EP1868785A1 (de) 2005-04-07 2007-12-26 SIG Technology Ltd. Verfahren und vorrichtung zur temperierung von vorformlingen
US7881577B1 (en) * 2005-09-26 2011-02-01 Sherburne Slack Nanotube structures and methods for making and using nanotube structures
EP3098057A3 (de) 2006-05-11 2017-03-08 Krones AG Erwärmungsverfahren und erwärmungsvorrichtung für kunststoffrohlinge
CN101970197A (zh) 2007-11-29 2011-02-09 陶氏环球技术公司 控制并优化塑料板材微波加热的方法
DE102008014215A1 (de) 2008-03-13 2009-09-17 Krones Ag Vorrichtung zum Erwärmen von Behältnissen
DE102008024108A1 (de) 2008-05-17 2009-11-19 Krones Ag Vorrichtung und Verfahren zum gesteuerten Erwärmen von Kunststoffbehältnissen
DE102008056346A1 (de) 2008-11-07 2010-05-12 Krones Ag Verfahren zur Vorbehandlung von Vorformlingen und Streckblasmaschine zur Vorbehandlung und zum Streckblasen von Vorformlingen zu Behältern
DE102008060572A1 (de) 2008-12-04 2010-06-10 Krones Ag Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffbehältnissen und Resonator hierfür
DE102009005358A1 (de) 2009-01-16 2010-07-22 Krones Ag Resonatoreinheit, Expansionsverfahren und Vorrichtung zur Erwärmung von Behältnissen
DE102009025839A1 (de) * 2009-05-19 2010-11-25 Krones Ag Verfahren und Temperiervorrichtung zur Erwärmung von Vorformlingen vor deren Umformung zu Behältern
DE102009033902A1 (de) * 2009-07-16 2011-01-20 Khs Corpoplast Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Blasformung von Behältern
DE102009035868A1 (de) 2009-07-31 2011-02-03 Krones Ag Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen mit synchroner Erwärmung und Reckung
DE102010047223A1 (de) 2010-10-04 2012-04-05 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen
DE102010055188B4 (de) 2010-12-20 2021-05-27 Krones Aktiengesellschaft Resonatoreinheit für eine Vorrichtung zum Erwärmen von Behältnissen und Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffbehältnissen
FR2974701B1 (fr) 2011-04-27 2014-03-21 Sairem Soc Pour L Applic Ind De La Rech En Electronique Et Micro Ondes Installation de production d'un plasma micro-onde
ITPR20120020A1 (it) 2012-04-06 2013-10-07 Gea Procomac Spa Dispositivo e metodo per il riscaldamento di una preforma in materiale plastico
DE102012112370A1 (de) 2012-12-17 2014-06-18 Krones Ag Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen
GB2552023B (en) * 2016-07-08 2020-03-25 Gr8 Eng Ltd Container and manufacture thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2401353C (en) * 2000-02-25 2009-05-05 Personal Chemistry I Uppsala Ab Microwave heating apparatus
CN101841948A (zh) * 2009-03-20 2010-09-22 惠而浦有限公司 微波加热设备
US20130270747A1 (en) * 2009-06-23 2013-10-17 Pera International Limited Method and apparatus for producing formable products
US20110118720A1 (en) * 2009-11-17 2011-05-19 Bsd Medical Corporation Microwave coagulation applicator and system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109367056A (zh) * 2018-12-07 2019-02-22 中南大学 一种树脂基碳纤维复合材料的自动控制加热固化装置
CN112277293A (zh) * 2019-07-22 2021-01-29 Smi股份有限公司 预成型件加热系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018538171A (ja) 2018-12-27
US20180345569A1 (en) 2018-12-06
JP6812433B2 (ja) 2021-01-13
WO2017112585A1 (en) 2017-06-29
EP3393737B1 (en) 2024-01-31
US10940635B2 (en) 2021-03-09
KR20180096650A (ko) 2018-08-29
US10071521B2 (en) 2018-09-11
KR102535795B1 (ko) 2023-05-22
US20170173846A1 (en) 2017-06-22
CN108367460B (zh) 2021-01-05
EP3393737A1 (en) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108367460A (zh) 用于使用微波能量处理介电材料的方法和装置
US6259078B1 (en) Method for microwave drying of ceramics
JP4018151B2 (ja) 無線周波とマイクロ波とを利用した材料の処理
CA1296393C (en) Method for treating a material using radiofrequency waves
NO20023819D0 (no) Varmeapparat med mikrobölger
EP0452458A4 (en) Radiofrequency wave treatment of a material using a selected sequence of modes
Wu et al. Control of thermal runaway in microwave resonant cavities
US4711983A (en) Frequency stabilized microwave power system and method
AU2007289403B2 (en) Microwave T-junction applicator
JP5408566B2 (ja) 導電性薄膜のマイクロ波加熱
WO2013159815A1 (en) Heating of dielectric loads
CN111720865A (zh) 具有再辐射器的rf加热设备
JPS6361760B2 (zh)
Kulumbaev et al. Stability of microwave heating of ceramic materials in a cylindrical cavity
KR101967646B1 (ko) 마이크로웨이브 가스버너
JP2019140103A (ja) マイクロ波加熱装置、加熱方法及び化学反応方法
JP7417225B2 (ja) マイクロ波処理装置及びマイクロ波処理方法
CN106369644B (zh) 半导体微波炉及其加热控制方法和装置
JPH07122356A (ja) 高周波加熱装置
Trigorly et al. Modeling and Investigation of a Conveyor-Type Microwave Installation for Heating Bulk Materials
Qiu et al. Uniform processing of V-shaped and Tri-planar composite parts using microwaves
KR100614132B1 (ko) 펄스 파워 마이크로파 발생 장치 및 방법
Qiu et al. Composite material processing in a single mode cavity with variable frequency microwaves
JPH08124670A (ja) 高周波加熱装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant