DE4243597A1 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfas­ sen der Mikrowellenleistung, die einen Mikrowellensensor verwendet, der geeignet ist zum Erfassen eines Erwärmungszustandes oder Endzustandes eines erwärmten Objektes in einer Mikrowellenheizvorrichtung wie z. B. einem Mikrowellenofen.

Ein Mikrowellenofen gewährleistet verschiedene Funktionen wie z. B. Auftauen gefrosteter Nahrung, Aufwärmen gekühlter Nahrung und ähn­ liches mittels Mikrowellenheizung. Ein Mikrowellenofen steuert automa­ tisch den Ausgang seines Magnetrons, um Mikrowellenenergie durch Erfassen eines Aufwärmzustandes oder eines Endzustandes solcher Nah­ rung mit einem Sensor zu erzeugen.

Ein Mikrowellenofen, der die Variation der Temperatur von der aufge­ wärmten Nahrung von ihrem gefrosteten Zustand in einen aufgetauten Zustand aufzeichnet und das Ende eines Auftauzyklus erkennt, ist offen­ bart worden (ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 64-50 385). Dieser Mikrowellenofen ist mit einem Detektor, der Wärme durch Absorbieren von Mikrowellenenergie erzeugt, einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur und einer Berechnungs- und Steuerungsein­ richtung zum Steuern des Betriebes des Mikrowellenofens nach der Temperatur ausgerüstet. Der Detektor ist nahe einem in dem Mikrowel­ lenofen zu behandelnden Objekt angeordnet, und die Berechnungs- und Steuerungsvorrichtung nützt eine Kurve, die den Temperaturanstieg des Detektors als eine Funktion der Zeit zeigt, bestimmt das Ende des Auftauzyklus des Objektes durch Berechnen des Wertes einer quadrati­ schen Ableitung (d. h. einer zweiten Ableitung) von dieser Kurve und steuert den Betrieb des Mikrowellenofens am Ende des Auftauzyklus, in welchem der Wert der zweiten Ableitung kleiner ist als ein spezifizierter Wert.

Ein anderer mit einem Detektor ausgerüsteter Mikrowellenofen, der bei einer gewissen Empfindlichkeit das Ende jedes Auftaubetriebes aus einer Vielzahl von hintereinander ablaufenden Auftauoperationen erkennen kann, ist auch offenbart worden (ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 64-50384). Dieser Mikrowellenofen ist auch mit einem Mikrowellendetektor, einer Temperaturmeßvorrichtung und einer Berechnungs- und Steuerungsvorrichtung ausgerüstet. Der Detektor dieses Mikrowellenofens hat einen Wärmeisolator, der Mikrowellenenergie aussendet, aber verhindert, daß Wärme des Detektors, die durch Ab­ sorbieren von Mikrowellenenergie erzeugt worden ist, nach außen abge­ strahlt wird. Da der Wärmeisolator den Temperaturanstieg des Detek­ tors durch Verringerung des Wärmeaustausches mit der äußeren Umge­ bung vergrößert, kann der Detektor jede Auftauoperation ohne Absenken seiner Empfindlichkeit überwachen und erkennen. Die Wärmeaustausch­ fläche dieses Detektors ist breit und ist in seiner Dicke dünn. Dieses unterstützt den Wärmeaustausch durch den Detektor mit der äußeren Umgebung und verursacht eine kurze thermische Verzögerungscharak­ teristik, so daß sich die Anfangscharakteristiken nach jeder Auftauopera­ tion schnell erholen.

In dem Mikrowellenofen, der in der ungeprüften veröffentlichten japani­ schen Patentanmeldung Nr. 64-50 385 beschrieben ist, wird, wenn ein Objekt vom Eiszustand in den wäßrigen Zustand übergeht, es langsam durch langsames Absorbieren von mehr und mehr Mikrowellenenergie erwärmt, und die durch den Detektor absorbierte Leistung sinkt langsam.

Wenn der Anstieg (die lineare Ableitung, d. h. die erste Ableitung) der Kurve, die den Temperaturanstieg des Detektors als eine Funktion der Zeit repräsentiert, gemessen wird und die Neigung sich zu einem gewis­ sen Grade verringert und der absolute Wert der zweiten Ableitung der Kurve größer wird als ein spezifizierter Wert, beginnt das Objekt in dem Mikrowellenofen aufzutauen. Wenn diese Steigung flach wird und der absolute Wert der zweiten Ableitung der Kurve kleiner wird als der spezifizierte Wert, ist das Auftauen des Objektes beendet. Der oben er­ wähnte Mikrowellenofen bestimmt den Auftauzustand aus der Variation der zweiten Ableitung. Gemäß diesem Verfahren des Bestimmens eines Auftauzustandes muß es jedoch nur die Variation der Mikrowellenenergie sein, die durch den Detektor absorbiert wurde, die verursacht, daß die zweite Ableitung sich ändert.

Im allgemeinen wird t Stunden, nachdem ein erwärmtes Objekt, z. B. ein Mikrowellensensor mit der Wärmekapazität C Mikrowellenleistung P empfangen hat, sein Temperaturanstiegswert R durch den folgenden Aus­ druck (2) in einem vollkommen adiabaten Zustand repräsentiert, in dem überhaupt keine Wärme nach außen abstrahlt. Diese Beziehung ist in Fig. 26 gezeigt.

R = P × t/C (2)

In einem tatsächlich aufgewärmten Objekt kann jedoch die nach außen abgestrahlte Wärme nicht vernachlässigt werden, wenn es Mikrowellenlei­ stung empfängt. Wenn das aufgewärmte Objekt eine Wärmestrahlungs­ konstante δ hat, wird die Arbeit P×dt, die das Objekt für eine sehr kurze Zeit dt erfährt, durch den folgenden Ausdruck (3) dargestellt.

P×dt = C × dR + δ × Rdt (3)

wo dR der Temperaturanstieg des Objektes während einer sehr kurzen Zeit ist, C×dR eine Wärmeenergie ist, die in dem Objekt während einer sehr kurzen Zeit gespeichert ist und δ×R×dt eine Wärmeener­ gie ist, die während einer sehr kurzen Zeit nach außen abgestrahlt wird. Aus dem oben erwähnten Ausdruck (3) wird der Temperaturanstiegswert R des Objektes durch den folgenden Ausdruck (4) dargestellt, wenn die elektrische Leistung P konstant ist. Diese Beziehung ist in Fig. 27 ge­ zeigt.

R = (P/δ) × [1-exp (-t : τ)] (4)

In diesem Ausdruck ist τ eine thermische Zeitkonstante und hat eine Beziehung von C=τ×δ. Wie in den Fig. 26 und 27 gesehen werden kann, wächst die Differenz zwischen den Temperaturanstiegsraten in den zwei Fällen, wenn der Temperaturanstiegswert R größer wird Das Auffinden der ersten Ableitung (dR/dt) und der zweiten Ableitung (d²R/dt²), was in der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentan­ meldung Nr. 64-50 385 beschrieben ist, aus dem oben erwähnten Ausdruck (4) führt zu den folgenden Ausdrücken (5) bzw. (6). Diese Beziehungen sind in den Fig. 28 und 29 gezeigt.

dR/dt = (P/δ/τ) × exp (-t/τ) (5)

d²R/dt² = (-P/δ/τ²) × wxp (-t/τ) (6)

Fig. 29 und Ausdruck (6) zeigen, daß die zweite Ableitung (d²R/dt²) von (-P/δ/τ²) bis 0 in einem Zeitbereich von 0 bis unendlich (0 bis ∞) variiert und veranlaßt wird, sich durch die Wärmestrahlung zu verändern, sogar wenn die elektrische Leistung nicht mit der Zeit variiert.

Das legt nahe, daß das Verfahren des Bestimmens eines Auftauzustandes in dem Mikrowellenofen, beschrieben in der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 64-50 385, nicht genau ist in einem Zustand, in dem der Wert R des Temperaturanstieges sich erhöht hat, d. h. der oben erwähnte Mikrowellenofen bestimmt den Auftauzustand bezüglich der Variation der zweiten Ableitung nur aus der Variation der Mikrowellenleistung, die durch den Detektor absorbiert wurde, tatsächlich ist es jedoch notwendig, die Wärmestrahlung des Mikrowellensensors zu berücksichtigen.

Der Mikrowellenofen, der in der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 64-50 384, wie oben beschrieben, gezeigt ist, nutzt einen Wärmeisolator und verwendet einen Aufbau, bei dem leicht Wär­ me abstrahlt. Als ein Ergebnis, (1) reduziert der Wärmeisolator die Wärmestrahlung wenn die Mikrowellenenergie eingestrahlt wird, und (2) wenn die Mikrowellenenergie nicht angewendet wird, vergrößert die Struktur, die leicht Wärme abstrahlt, die Wärmeabstrahlung und bringt den Detektor schnell in den Anfangszustand zurück und verhindert weiterhin Wärmezerstörung, die durch Wärmeakkumulation in dem Fall von wiederholter Erwärmung verursacht wird.

Jedoch die oben erwähnten Faktoren (1) und (2) sind gegeneinander widersprüchlich, und es ist unmöglich, jedem voll zu genügen. In dem Fall des Berücksichtigens der Wärmestrahlung nach außen von dem Detektor hängt die abzustrahlende Wärmeenergie von der Umge­ bungstemperatur ab. Das heißt, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist, wird weniger Wärmeenergie abgestrahlt, und wenn sie niedrig ist, wird eine größere Wärmeenergie abgestrahlt. Zum Beispiel wird bei der Bedingung, daß ein Mikrowellenofen benützt wird, der Erfassungsfehler groß, wenn die Temperatur der Aufwärmkammer hoch ist. Da ein ein­ ziger Detektor nach dem Stand der Technik die Umgebungstemperatur gleichmäßig absorbiert, ist der Mikrowellenofen nicht in der Lage gewe­ sen, die Mikrowellenleistung genau zu erfassen.

Es ist eine Aufgabe bzw. ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die nicht immer eine Reduzierung der Wärmestrahlung des Mikrowellensensors erfordert und die die Mikrowellenleistung unter Berücksichtigung dieser Wärmestrahlung genau erfassen kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustel­ len, die die Mikrowellenleistung genau erfassen kann, ohne durch die Variation der Umgebungstemperatur um den Mikrowellensensor beeinflußt zu werden.

Die erste Erfassungsvorrichtung für Mikrowellenleistung der vorliegenden Erfindung weist einen Mikrowellensensor auf, der einen Wellenabsorbie­ rer hat, der Wärme durch Absorption von Mikrowellenenergie erzeugt, und einen Thermistor, der die Temperatur des oben erwähnten Absorbie­ rers erfaßt, und eine Berechnungsvorrichtung, die den Wert der Mikro­ wellenleistung auf der Basis der Ausgabe des Mikrowellensensors berech­ net; und die Berechnungsvorrichtung berechnet den Wert der Mikrowel­ lenleistung als eine Funktion der Zeit, indem der folgende Ausdruck (1) verwendet wird,

P = C × dR/dt + δ × R (1)

Wenn P die Mikrowellenleistung ist, die durch den Wellenabsorber absorbiert wurde, ist R ein Wert des Temperaturanstiegs, der durch den Thermistor erfaßt wurde, ist C die Wärmekapazität des Mikrowellensen­ sors und δ ist eine thermische Strahlungskonstante des Mikrowellensen­ sors.

Das zweite Erfassungsgerät für Mikrowellenleistung weist auf: einen Mikrowellensensor, der einen Wellenabsorbierer hat, um Wärme durch die Absorption von Mikrowellenenergie zu erzeugen, und den ersten Thermistor, um die Temperatur des Absorbierers zu erfassen; den Tem­ peratursensor; der den zweiten Thermistor hat, um die Umgebungstempe­ ratur des Wellenabsorbierers zu erfassen; und eine Berechnungsvorrich­ tung, die den Wert der Mikrowellenleistung auf der Basis jeder Ausgabe des Mikrowellensensors und des Temperatursensors berechnet; und die Berechnungsvorrichtung berechnet den Wert der Mikrowellenleistung als eine Funktion der Zeit, indem der folgende Ausdruck (1) verwendet wird,

P = C × dR/dt + δ × R (1).

Wenn P die Mikrowellenleistung ist, die durch den Wellenabsorbierer absorbiert wird, ist R=R₁-R₂, wo R₁ ein Wert des Temperaturanstiegs ist, der durch den ersten Thermistor erfaßt wurde, und R₂ ist ein Wert des Temperaturanstiegs, der durch den zweiten Thermistor erfaßt wurde, ist C die Wärmekapazität des Mikrowellensensors, und δ ist eine thermi­ sche Strahlungskonstante des Mikrowellensensors.

In der zweiten Erfassungsvorrichtung für Mikrowellenleistung kann der Wellenabsorbierer in einer passenden Öffnung eingepaßt sein, die an einer Metallwand vorgesehen ist, die eine Mikrowellenaufwärmkammer mittels eines ersten Metallteils bildet, so daß eine Stirnfläche des Wellen­ absorbierers ins Innere der Aufwärmkammer weist. Der temperaturfüh­ lende Teil des ersten Thermistors kann an der anderen Stirnfläche des Wellenabsorbierers haften, um so keine Mikrowellenenergie aufzunehmen; und der zweite Thermistor kann an der hinteren Stirnseite der Metall­ wand mittels eines zweiten Metallteils angepaßt sein.

In dem zweiten Erfassungsgerät für Mikrowellenleistung kann der Tempe­ ratursensor einen Wellenreflektor haben, der die gleiche Form, Größe und Wärmekapazität hat wie der Wellenabsorbierer; und ein zweiter Thermistor, der die Temperatur des Reflektors erfaßt und dieselbe Struktur hat wie der erste Thermistor.

In der ersten Erfassungsvorrichtung für Mikrowellenleistung kann der Mikrowellensensor den Wellenabsorbierer haben, der in der Form einer flachen Platte ausgebildet ist, die eine Fläche hat, die mindestens breiter als ein temperaturfühlender Teil des Thermistors ist, wobei eine Stirnsei­ te eine mikrowellenabsorbierende Stirnseite ist und der temperaturfühlen­ de Teil des Thermistors an der anderen Stirnfläche haftet, um so keine Mikrowellenenergie aufzunehmen.

Der oben erwähnte Ausdruck (1) wird durch Dividieren beider Seiten des oben erwähnten Ausdruckes (3) durch dt erhalten. Indem dieser Ausdruck (1) benutzt wird, kann die Mikrowellenleistung P bezüglich der Zeit aus der Wärmekapazität C des Sensors, der Wärmestrahlungskon­ stante δ, dem Wert des Temperaturanstieges R durch die Zeit und seine Änderungsrate dR/dt erhalten werden.

Und durch Dividieren eines Wertes der Mikrowellenleistung P durch eine mikrowellenaufnehmende Fläche des Mikrowellensensors kann die Be­ strahlungsleistung pro Flächeneinheit erhalten werden.

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird Bezug zu der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen vorgenom­ men, während der Schutzbereich der Erfindung in den angefügten An­ sprüchen ausgeführt wird.

Fig. 1 ist eine strukturelle Darstellung einer Erfassungsvorrichtung für Mikrowellenleistung der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Mikrowellensensors der ersten Erfassungsvorrichtung für Mikrowellenleistung.

Fig. 3 ist ein Graph, der die Variation der elektrischen Leistung zeigt, die mit der ersten Leistungserfassungsvorrichtung erfaßt wurde, wenn kein zu erwärmendes Objekt existiert.

Fig. 4 ist ein Graph, der die Variation der elektrischen Leistung zeigt, die durch die erste Leistungserfassungsvorrichtung erfaßt wurde, wenn Eis aufgetaut wird.

Fig. 5 ist eine strukturelle Darstellung einer Erfassungsvorrichtung für Mikrowellenleistung der zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 ist ein Graph, der die Variation der elektrischen Leistung zeigt, die durch die zweite Erfassungsvorrichtung für elektrische Lei­ stung erfaßt wurde, wenn kein aufzuwärmendes Objekt existiert, in Fällen, wo eine Korrektur der Temperatur durchgeführt und nicht durchgeführt wurde.

Fig. 7 ist ein Graph, der die Variation der elektrischen Leistung zeigt, die durch die zweite Erfassungsvorrichtung für elektrische Lei­ stung erfaßt worden ist, wenn kein aufzuwärmendes Objekt existiert, und zwar an vier Ebenen des Mikrowellenausgangs.

Fig. 8 ist eine strukturelle Darstellung einer Erfassungsvorrichtung für Mikrowellenleistung der dritten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 9 ist eine Perspektivansicht, um einen Montageprozeß eines Mikro­ wellensensors der dritten Erfassungsvorrichtung für elektrische Leistung zu zeigen.

Fig. 10 ist eine Perspektivansicht, um einen Montageprozeß eines ande­ ren Mikrowellensensors der dritten Erfassungsvorrichtung für elektrische Leistung zu zeigen.

Fig. 11 ist eine Perspektivansicht, um einen Montageprozeß eines Tem­ peratursensors einer Erfassungsvorrichtung der dritten Ausfüh­ rungsform für elektrische zu Leistung zeigen.

Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiel einer Variation des Mikrowellensensors der Erfindung.

Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Ebene M-M von Fig. 14 genommen wurde, welche den Aufbau eines anderen Beispiels einer Variation des Mikrowellensensors der Erfindung zeigt.

Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Ebene L-L des Mikrowellensensors, der in Fig. 13 gezeigt ist, genommen wurde.

Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht eines anderen Beispiels einer Varia­ tion des Mikrowellensensors.

Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Ebene N-N von Fig. 17 genommen wurde, die den Aufbau eines anderen Bei­ spiels einer Variation des Mikrowellensensors zeigt.

Fig. 17 ist eine Perspektivansicht des Mikrowellensensors, der in Fig. 16 gezeigt ist.

Fig. 18 ist eine Draufsicht eines Metallteils, das den Mikrowellensensor bildet, der in Fig. 16 gezeigt ist.

Fig. 19 ist eine Vorderansicht des Metallteils von Fig. 18.

Fig. 20 ist eine Mittelquerschnittsansicht des Metallteils von Fig. 18.

Fig. 21 ist eine Draufsicht eines Thermistors, der den Mikrowellensensor von Fig. 16 bildet.

Fig. 22 ist eine Illustrierung, um einen Montageprozeß des Mikrowellen­ sensors von Fig. 16 zu zeigen.

Fig. 23 ist eine Querschnittsansicht, um zu zeigen, wie der Mikrowellen­ sensor von Fig. 16 an den Mikrowellenofen angepaßt ist, der ein anzupassendes Objekt ist.

Fig. 24 ist eine Draufsicht einer Befestigung, die zum Anpassen des Sensors verwendet wird, wie in Fig. 23 gezeigt.

Fig. 25 ist ein Schaltkreisdiagramm von der Brückenschaltung, die für die Steuerung des Magnetrons des Mikrowellenofens in der dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.

Fig. 26 ist ein Graph, der die Variation der Temperatur eines Objektes zeigt, wenn es Mikrowellenleistung in einem adiabaten Zustand aufnimmt.

Fig. 27 ist ein Graph, der die Variation der Temperatur eines Objektes zeigt, wenn es Mikrowellenleistung in einem Zustand aufnimmt, wo Wärmestrahlung auftritt.

Fig. 28 ist ein Graph, der eine erste Ableitung der Temperatur nach der Zeit zeigt, wenn ein Objekt Mikrowellenleistung in einem Zustand aufnimmt, wo Wärmestrahlung auftritt.

Fig. 29 ist ein Graph, der eine zweite Ableitung der Temperatur nach der Zeit zeigt, wenn ein Objekt Mikrowellenleistung in einem Zustand aufnimmt, wo Wärmestrahlung auftritt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen­ den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungsseiten.

Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Detail auf der Basis von Fig. 1 und 2 beschrieben. In der Zeichnung sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Eine Tür 14 ist an der vorderen Stirnseite eines Mikrowellenofens 13 angebracht, so daß die Tür 14 geöffnet und geschlossen werden kann. Ein Mikrowellensensor 10 ist an der Decke der Aufwärmer 17 des Mikrowellenofens 13 angebracht. In diesem Mikrowellensensor 10 haftet ein temperaturfühlender Teil 11a eines Thermistors 11 an einem flach geformten Wellenabsorbierer 12. Der Mikrowellensensor 10 ist in einer Paß-Öffnung 15a befestigt, die in dem Rahmen 15 des Deckenteils gebildet ist, um so auf die Aufwärmkammer 17 zu weisen. Anschluß­ drähte 11c des Sensors 10 sitzen an einem Ort, wo sie nicht mit Mikro­ wellenenergie von dem Magnetron 18 bestrahlt werden können, das die Mikrowellenquelle ist.

Der Thermistor 11 ist eine MELF-(Metal Electrode Face = Metallelek­ trodenstirnfläche)-Vorrichtung von 1,35 mm Durchmesser und 1,45 mm Dicke, hat den temperaturfühlenden Teil 11a, der aus gesintertem Metall­ oxid ist, das Mn, Co und Ni als seine Hauptbestandteile aufweist, und wird gebildet durch Löten der Anschlußdrähte 11c an die Anschlußelektroden 11b beider Enden des temperaturfühlenden Teiles 11a. Der Widerstand des Thermistors 11 bei 25°C ist 100 kΩ und seine P-Kon­ stante ist 3965 K.

Der Wellenabsorbierer 12 aus gesintertem SiC hat 12 mm Durchmesser und 1 mm Dicke. Eine Stirnfläche 12a des Wellenabsorbierers 12 ist eine mikrowellenabsorbierende Stirnfläche. Der temperaturfühlende Teil 11a des Thermistors 11 mit Anschlüssen haftet an dem zentralen Teil der anderen Stirnfläche 12b des Wellenabsorbierers 12 indem Epoxidharz 10a verwendet wird. Die Wärmestrahlungskonstante δ des Mikrowellen­ sensors 10, der den Thermistor 11, den Wellenabsorbierer 12 und Ep­ oxidharz 10a einschließt, ist 6 mW/K (6 mW/°C), und seine thermische Zeitkonstante τ ist 40 s.

Ein Magnetron 18 zum Erzeugen von Mikrowellenenergie mit 2450 MHz ist in dem inneren Teil der Aufwärmkammer 17 angebracht, und ein Gebläseventilator 19 und ein Ventilatormotor 20 sind an der Rückseite des inneren Teils der Kammer 17 angebracht. Ein Drehtisch 22, der einen Behälter 21 daran hat, der durch einen Motor 23 gedreht wird, ist an dem Boden der Aufwärmkammer 17 befestigt. Ein Einlaß 24 ist nahe dem Ventilatormotor 20 vorgesehen, und ein Auslaß 26 ist in dem Deckenteil der Aufwärmkammer 17.

Eine Berechnungsvorrichtung, z. B. eine Steuerungseinrichtung 30, die eine CPU und einen Speicher aufweist, ist in dem Mikrowellenofen 13 vor­ gesehen. Dieser Speicher speichert die Beziehung des oben erwähnten Ausdruckes (1), sowie jeden Wert der Wärmestrahlungskonstante δ, und der thermischen Zeitkonstante τ. Der Ausgang des Mikrowellensensors 10 ist mit der Steuerungseinrichtung 30 verbunden, und der Wert e des Temperaturanstieges, der durch die Wärmeerzeugung des Wellenabsorbie­ rers 12 hervorgerufen wird, hat die Steuerungseinrichtung 30 als ein elek­ trisches Signal des Thermistors 11 eingegeben. Jeder Ausgang der Steue­ rungseinrichtung 30 ist mit dem Magnetron 18 und den Motoren 20 bzw. 23 verbunden.

In dem in solch einer Weise angeordneten Mikrowellenofen sind die Beziehung des Ausdruckes (1) und jeder Wert der Wärmekapazität C und der Wärmestrahlungskonstante δ, die spezifisch für den Mikrowel­ lensensor 10 sind, in der Steuerungseinrichtung 30 im voraus gespeichert.

Wenn die Mikrowellenenergie den Mikrowellensensor 10 erreicht, erzeugt der Wellenabsorbierer 12 Wärme durch Absorbieren dieser Mikrowellen­ energie. Der Wert R des Temperaturanstieges, der durch diese Wär­ meerzeugung hervorgerufen wird, wird in die Steuerungseinrichtung 30 eingegeben. Die Steuerungseinrichtung 30 berechnet den Ausdruck (1) mit diesem eingegebenen Wert R, um genau die Mikrowellenleistung zu finden, die durch ein aufgewärmtes Objekt aufgenommen wurde, unter Berücksichtigung der Wärmestrahlung des Mikrowellensensors.

Wie nachfolgend beschrieben, wurden Mikrowellenleistungs-Erfassungstests durchgeführt, indem der Mikrowellenofen benutzt wurde, der in solch einer Art und Weise aufgebaut ist. Der Mikrowellenausgang wurde als "schwach" gesetzt, was 200 W entspricht. Eine Aufzeichnungsvorrichtung 27 wurde mit der Steuerungseinrichtung 30 verbunden, um die Mikrowel­ lenleistung zu prüfen, die im Inneren der Aufwärmkammer 17 einge­ strahlt wird.

Test A

Zunächst wurde in dem Zustand, bei dem nichts auf dem Drehtisch 22 gestellt wurde, Mikrowellenenergie im Inneren der Aufwärmkammer 17 von dem Magnetron 18 eingestrahlt, das durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert wurde. Die durch die Steuerungseinrichtung 30 berechnete elektrische Leistung wurde auf der Aufzeichnungsvorrichtung 27 mit dem Verstreichen der Einstrahlzeit aufgezeichnet. Das Ergebnis ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Fall war, da es kein aufgewärmtes Objekt auf dem Drehtisch 22 gab, die auf den Mikrowellensensor eingefallene elektrische Leistung fast konstant bezüglich der Zeit.

Test B

Als nächstes wurden 100 g Eis in dem Behälter 21 auf den Drehtisch 22 gestellt, und dann wurde Mikrowellenenergie im Inneren der Aufwärm­ kammer 17 in der gleichen Art wie in Test A eingestrahlt. In diesem Fall wurde erwartet, daß die auf den Mikrowellensender 10 auftreffende elektrische Leistung sich verringerte, während das Eis schmolz. Als ein Ergebnis des Aufzeichnens der elektrischen Leistung, die durch die Steuerungseinrichtung 30 in der gleichen Art wie in Test A berechnet wurde, wurde gefunden, daß sich die elektrische Leistung zu der Zeit von etwa 200 s, wie in Fig. 4 gezeigt, verringerte und daß sich diese Erwartung als sinnvoll herausstellte.

Aus den Ergebnissen der Tests A und B hat sich der Mikrowellensensor 10 dieser Ausführungsform als akkurat auf die einfallende elektrische Leistung antwortend erwiesen.

Wenn der in Fig. 4 als X bezeichnete Zeitpunkt als das Ende eines Auftauprozesses gesetzt wird, wenn die elektrische Leistung das Minimum erreicht, und der Mikrowellenausgang des Magnetrons 18 gesteuert wird, wenn die Steuerungseinrichtung 30 diesen Punkt gefunden hat, dann kann ein Ende des Auftauprozesses erfaßt werden.

Als nächstes wird im Detail auf der Basis von Fig. 5 die zweite Aus­ führungsform der Erfindung beschrieben.

Eine Tür 14 ist an der vorderen Stirnseite des Mikrowellenofens 13 angebracht, so daß die Tür 14 geöffnet und geschlossen werden kann. Ein Mikrowellensensor 10 und ein Temperatursensor 50 sind parallel an dem Deckenteil der Aufwärmkammer 17 des Mikrowellenofens 13 ange­ bracht. Beide Sensoren 10 und 50 sind jeweils in Paß-Löchern 15a und 15a befestigt, die in dem Rahmen 15 der Decke gebildet sind, um so auf das Innere der Aufwärmkammer 17 zu weisen, und Anschlußdrähte 11c und 51c beider Sensoren 10 und 50 sind an einen Ort gelegt, wo sie nicht durch Mikrowellenenergie von dem Magnetron 18 bestrahlt werden, wie später beschrieben wird.

Die Thermistoren 11 und 51 sind jeweils eine MELF-(Metal Electrode Face)-Vorrichtung von 1,35 mm Durchmesser und 1,45 mm Dicke, haben temperaturfühlende Teile 11a und 51a, die aus gesintertem Metalloxid hergestellt sind, das Mn, Co, und Ni als die Hauptbestandteile aufweisen, und sind durch Löten der Anschlußdrähte 11c und 51c jeweils an An­ schlußelektroden 11b und 51b beiden Ender der temperaturfühlenden Teile 11a und 51 gebildet. Die Widerstandswerte der beiden Thermisto­ ren 11 und 51 bei 25°C sind jeweils 100 kΩ) und ihre B-Konstanten sind jeweils 3965 K.

Die Wellenabsorbierer 12 und 52 aus gesintertem SiC haben jeweils 12 mm Durchmesser und 1 mm Dicke und haben jeweils die gleiche Wär­ mekapazität. Eine Seitenfläche 12a und eine Seitenfläche 52a der Wellenabsorbierer 12 und 52 sind mikrowellenabsorbierende Stirnflächen und an ihren mittleren Teilen der anderen Seitenstirnflächen 12b bzw. 52b haften die temperaturfühlenden Teile 11a und 52a der Thermistoren 11 und 51, wobei die Anschlüsse Epoxidharz 10a und 50a benutzen. Die mikrowellenaufnehmende Stirnfläche 52a des Wellenabsorbierers 52 des Temperatursensors 50 ist mit Ag-Paste bedruckt (H-5723, hergestellt durch Shoei Kagaku) und ist gesintert, indem die maximale Temperatur von 800°C für 10 Minuten gehalten wird, um einen Metallüberzug 53 herzustellen. Dieser Metallüberzug 53 kann mittels eines Dünnfilm-Ver­ fahrens wie z. B. Aufdampfen, Sputtern und ähnlichem hergestellt werden.

Die Wärmestrahlungskonstante δ und die thermische Zeitkonstante τ des Mikrowellensensors 10, der den Thermistor 11, den Wellenabsorbierer 12 und Epoxidharz 10a einschließt, sind 6 mW/K bzw. 40 s. Die Wärme­ strahlungskonstante δ und thermische Zeitkonstante τ des Temperatursen­ sors 50, der den Thermistor 51, den Wellenabsorbierer 52 und Epoxid­ harz 50a einschließt, sind auch 6 mW/K bzw. 50 s.

Ein Magnetron 18 zum Erzeugen von Mikrowellenenergie von 2450 MHz ist in dem inneren Teil der Aufheizkammer 17 angebracht, und ein Gebläseventilator 19 und ein Ventilatormotor 20 sind an der Rückseite des inneren Teiles der Kammer 17 angebracht. Ein Drehtisch 22, der durch einen Motor 23 mit einem darauf angeordneten Behälter 21 gedreht wird, ist an dem Boden der Aufheizkammer 17 angebracht. Ein Einlaß 24 und Auslaß 26 sind jeweils nahe dem Ventilatormotor 20 und in dem Deckenteil der Aufheizkammer 17 vorgesehen.

Eine Steuerungseinrichtung 30, die eine CPU und einen Speicher auf­ weist, ist in dem Mikrowellenofen 13 vorgesehen. Der Speicher speichert die Beziehung des oben erwähnten Ausdruckes (1), und jeden Wert der Wärmestrahlungskonstante δ und thermischen Zeitkonstante τ des Mikro­ wellensensors 10. Ausgangsleitungen des Mikrowellensensors 10 und Temperatursensors 50 sind mit der Steuerungseinrichtung 30 verbunden, und die Werte R₁und R₂ des Temperaturanstieges, der durch die Wär­ meerzeugung jeweils der Wellenabsorbierer 12 und 52 hervorgerufen wird, werden in die Steuerungseinrichtung 30 als elektrische Signale der Ther­ mistoren 11 bzw. 51 eingegeben. Jeder Ausgang der Steuerungseinrich­ tung 30 ist mit dem Magnetron 18, den Motoren 20 bzw. 23 verbunden.

In einen in solcher Art aufgebauten Mikrowellenofen werden die Bezie­ hung des Ausdruckes (1) und jeder Wert der Wärmekapazität C und Wärmestrahlungskonstante δ, die spezifisch für den Mikrowellensensor 10 sind, vorher in der Steuerungseinrichtung 30 gespeichert.

Wenn die Mikrowellenenergie den Mikrowellensensor 10 und den Tempe­ ratursensor 50 erreicht, reflektiert dieser Sensor 50 sie mit dem Metall­ überzug 53, jedoch der Wellenabsorbierer 12 erzeugt Wärme durch Absorbieren von ihr. Der Thermistor 51, der den Temperatursensor 50 aufweist, variiert im elektrischen Widerstand mit der Temperatur der Aufheizkammer, deren Temperatur durch abgestrahlte Wärme von einem aufgewärmten Objekt beeinflußt wird. Der Thermistor 11, der den Mikro­ wellensensor 10 bildet, variiert auf der anderen Seite im elektrischen Widerstand mit der Wärmeerzeugung, die der Mikrowellenleistung zusätz­ lich zu der Temperatur der Aufheizkammer entspricht.

Die Steuerungseinrichtung 30 findet nur die Wärme, die durch Absorp­ tion der Mikrowellenleistung erzeugt wurde, durch Subtrahieren der Temperatur R₂, die durch den Thermistor 51 erfaßt wurde, von der Temperatur R₁, die durch den Thermistor 11 erfaßt wurde. Die Diffe­ renz R₁-R₂ wird für R in den Ausdruck (1) eingesetzt, dann kann die Mikrowellenleistung, die durch das aufgewärmte Objekt aufgenommen wurde, in dem die Wärmestrahlung von dem Mikrowellensensor 10 und die Variation der Umgebungstemperatur um den Sensor berücksichtigt werden, genau erhalten werden.

Unter Verwendung des so angeordneten Mikrowellenofens wurde ein Mikrowellenleistungs-Erfassungstest in einem Zustand durchgeführt, wo kein aufzuwärmendes Objekt auf den Drehtisch 22 gelegt wurde. Eine Aufzeichnungsvorrichtung 27 wurde mit der Steuerungseinrichtung 30 ver­ bunden, um die Mikrowellenleistung, die im Inneren der Aufheizkammer 17 eingestrahlt wurde, zu prüfen.

Test A′

Zuerst wurde in dem Zustand, wo der Mikrowellenausgang auf einen "schwach"-Zustand entsprechend 200 W gesetzt wurde, Mikrowellenenergie im Inneren der Aufheizkammer 17 von dem Magnetron 18 abgestrahlt, das durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert ist. Zum Vergleich: Auch in einem Zustand, wo der Temperatursensor nicht mit der Steue­ rungseinrichtung verbunden war, wurde Mikrowellenenergie im Inneren der Aufheizkammer 17 von dem Magnetron 18 eingestrahlt.

Die durch die Steuerungseinrichtung 30 berechnete elektrische Leistung wurde an der Aufzeichnungsvorrichtung 27 aufgezeichnet. Das Ergebnis ist in Fig. 6 gezeigt. Während die elektrische Leistung mit dem Ver­ streichen der Einstrahlzeit in dem Fall des Nichtnutzens des Temperatur­ sensors 50, d. h. in dem Fall des Vornehmens der Temperaturkorrektur, leicht anstieg, war die elektrische Leistung konstant unabhängig von der Dauer der Einstrahlzeit im Fall des Vornehmens der Temperaturkorrek­ tur mit dem Temperatursensor 50.

Test B′

Als nächstes wurde jede durch die Steuerungseinrichtung 30 berechnete elektrische Leistung auf der Aufzeichnungsvorrichtung 27 aufgezeichnet, und zwar durch Schalten des Mikrowellenausgangs zwischen vier Niveaus von 150 W, 200 W, 250 W bzw. 300 W. Das Ergebnis ist in Fig. 7 gezeigt.

Wie man von Fig. 7 sieht, war im Fall des Vornehmens der Tempera­ turkorrektur mit dem Temperatursensor jede elektrische Leistung jeweils konstant trotz einer langen Einstrahlzeit bei verschiedenen Mikrowellen­ ausgangsniveaus.

Diese Fakten haben bewiesen, daß Mikrowellenleistung durch die Korrek­ tur der Umgebungstemperatur genauer erfaßt werden kann.

Als nächstes wird im Detail auf der Basis der Fig. 8 bis 11 die dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Eine Tür 14 ist an der Vorderstirnseite des Mikrowellenofens 13 ange­ bracht, so daß die Tür 14 geöffnet und geschlossen werden kann, wie in Fig. 8 gezeigt. Ein Mikrowellensensor 10 und Temperatursensor 50 sind parallel an dem Deckenteil der Aufheizkammer 17 des Mikrowellenofens 13 angebracht. Der Mikrowellensensor 10 ist an den Paß-Löchern 15a befestigt, die in der Metallwand 15 des Deckenteils mittels eines ersten Metallteils 28 gebildet sind, um so eine Stirnfläche 12a des Wellenabsor­ bierers 12 zum Inneren der Aufheizkammer zu richten, und ein zweiter Thermistor 51 ist an der hinteren Stirnfläche der Metallwand 15 mittels eines zweiten Metallteils 29 angepaßt. Dieser so aufgebaute Mikrowel­ lensensor 10 strahlt leicht Wärme ab, wenn Mikrowellenenergie nicht auf ihn eingestrahlt wird.

Der Mikrowellensensor 10 hat den Wellenabsorbierer 12 um Wärme durch Absorbieren von Mikrowellenenergie zu erzeugen, und den ersten Thermistor 11, um die Temperatur von diesem Absorbierer 12 zu erfas­ sen. Der Temperatursensor 50 hat einen zweiten Thermistor 51, um die Umgebungstemperatur um den Wellenabsorbierer 12 zu erfassen.

Ein Magnetron 18 ist, um Mikrowellenenergie von 2450 MHz zu erzeu­ gen, in dem inneren Teil der Aufheizkammer 17 angebracht, und ein Gebläseventilator 19 und ein Ventilatormotor 20 sind an der Hinterseite des inneren Teils der Kammer 17 angebracht. Anschlußdrähte 11c und 51c der Thermistoren 11 und 51 sind an einem Ort angebracht, wo sie keine Mikrowellenenergie von dem Magnetron 18 empfangen.

Ein Drehtisch 22 mit einem darauf angeordneten Behälter 21 wird durch einen Motor 23 gedreht und ist an dem Boden der Aufheizkammer 17 angebracht. Ein Einlaß 24 und Auslaß 26 sind jeweils nahe dem Venti­ latormotor 20 und dem Deckenteil der Aufheizkammer 17 vorgesehen.

Eine Steuerungsvorrichtung 30, die eine CPU und einen Speicher aufweist, ist in dem Mikrowellenofen 13 vorgesehen. Der Speicher speichert die Beziehung des oben erwähnten Ausdruckes (1) sowie jeden Wert der Wärmestrahlungskonstante δ und der thermischen Zeitkonstante τ des Mikrowellensensors 10. Die Ausgangsleitungen des Mikrowellensensors 10 und des Temperatursensors 50 sind mit der Steuerungseinrichtung 30 verbunden. Der Wert R₁ des Temperaturanstieges, der durch die Wär­ meerzeugung des Wellenabsorbierers 12 hervorgerufen ist, und der Wert R₂ des Temperaturanstieges, der durch die Wärmeübertragung durch das Metallteil 29 hervorgerufen ist, werden in die Steuerungseinrichtung 30 als elektrische Signale der Thermistoren 11 bzw. 51 eingegeben. Die durch das Metallteil 29 übertragene Wärme schließt Wärme der Metall­ wand 15 ein, die durch die Wärmestrahlung des aufgewärmten Objektes in dem Mikrowellenofen 13 gegeben ist, und Wärme der Metallwand 15, die durch das Metallteil 28 von dem Absorbierer 12 übertragen wird, dessen Wärme als Symbol T in Fig. 8 gezeigt ist. Jeder Ausgang der Steuerungseinrichtung 30 ist mit dem Magnetron 18, und den Motoren 20 bzw. 23 verbunden.

Fig. 9 zeigt einen Montageprozeß des Mikrowellensensors 10. Ein schei­ benförmiger Wellenabsorbierer 12 von 10 bis 30 mm Durchmesser und 0,5 bis 5 mm Dicke wird im voraus vorbereitet. Eine Scheibenplatte 28b ist vorbereitet, die 0,2 bis 1 mm dick ist, die in dem mittleren Teil mit einem Loch 28d versehen ist, das 4 bis 6 mm kleiner im Durch­ messer ist als der äußere Durchmesser des Wellenabsorbierers 12. Die Platte 28e hat drei Gewindedurchgangsbohrungen 28e, die um das Loch 28d gebildet sind mit einem äußeren Durchmesser, der 5 bis 20 mm größer ist als der des Wellenabsorbierers 12. Ein zylindrisches Teil 28a ist vorbereitet, das 0,2 bis 1 mm dick ist, das in dem mittleren Teil mit einem Loch 28c versehen ist, das 4 bis 6 mm kleiner im Durchmesser ist als der äußere Durchmesser des Wellenabsorbierers 12 und das in der Lage ist, den Wellenabsorbierer 12 passend darin unterzubringen. Das zylindrische Teil 28a und die Scheibenplatte 28b sind jeweils aus dem gleichen Metallmaterial hergestellt, das z. B. aus Metallmaterial wie z. B. Aluminium, Eisen, Kupfer, nicht rostender Stahl, Messing und ähnlichem ausgewählt wurde. Der Wellenabsorbierer 12 ist aus SiC- gesintertem Material hergestellt.

Der Wellenabsorbierer 12 wird zuerst auf die Scheibenplatte 28b gesetzt und wird mit dem zylindrischen Teil 28 abgedeckt, und dann wird das zylindrische Teil 28a auf die Scheibenplatte 28b punktgeschweißt 28f. Der Wellenabsorbierer 12 ist durch das zylindrische Teil 28a und die Scheibenplatte 28b in dieser Art gehalten. Das zylindrische Teil 28a und die Scheibenplatte 28 bilden das erste Metallteil 28 der Erfindung. Als nächstes wird der Thermistor 11 an dem zentralen Teil der oberen Stirnfläche 12b des Wellenabsorbierers befestigt, dessen Stirnfläche 12b von dem Loch 28c des zylindrischen Teils 28a freigegeben ist, und durch Überziehen des Thermistorkörpers mit organischem oder anorganischem Material befestigt, so daß das temperaturfühlende Teil 11a (Fig. 8) des Thermistors 11 mit Anschlüssen mit jenem zentralen Teil der oberen Stirnfläche 12b in Kontakt kommen kann. In diesem Beispiel ist der Thermistor 11 mit Epoxidharz 10a befestigt. Obwohl es in der Zeich­ nung nicht dargestellt wurde, ist es wünschenswert, die Anschlußdrähte 11c des Thermistors 11 jeweils mit isolierenden Überzügen zu versehen.

Einige organische Materialien zum Befestigen des Thermistors 11, anders als Epoxidharz, schließen Phenolharz, Silikonharz, Polyimidharz und ähnliches ein. Die Befestigungsverfahren, die anorganisches Material verwenden, schließen ein Verfahren ein, in dem nach dem Gießen des Thermistors mit dem Kleber, der durch Mischen mit Wasser und dem Material, das Kieselgel und Tonerde als seine Hauptbestandteile hat, hergestellt ist, in einen klebrigen Zustand, wird das Wasser bei ca. 80°C verdampft und etwa bei 150°C wärmebehandelt.

Der Mikrowellensensor 10 ist an der Metallwand 15 befestigt, indem die Schrauben 46 durch die Schraubendurchgangslöcher 28e der Scheiben­ platte 28b, die dem Flanschteil des Metallteiles 28 entspricht, und durch die Durchgangslöcher 45 der Metallwand 15 hindurchgehen und durch anschließendes Anziehen der Schrauben 46 und Muttern 47 miteinander.

Fig. 10 zeigt einen anderen Montageprozeß des Mikrowellensensors 10. Der Montageprozeß in diesem Beispiel integriert das zylindrische Teil 28a und die Scheibenplatte 28b in einem Körper durch Formen von Klauen 28g an drei Orten des unteren Endes des zylindrischen Teiles 28a durch Herstellen von Durchgangslöchern 28h in der Scheibenplatte 28h, durch welche die Klauen 28g eingefügt werden, durch Einfügen der Klauen 28g durch die Durchgangslöcher 28h und dann durch Biegen anstelle des Verbindens des zylindrischen Teiles 28a und der Scheiben­ platte 28b mittels Punktschweißen.

Fig. 11 zeigt einen Montageprozeß des Temperatursensors 50. Eine Scheibenplatte 29b von 0,2 bis 1 mm Dicke und 6 bis 20 mm Durch­ messer wird zuvor vorbereitet. Ein zylindrisches Teil 29a wird vorberei­ tet, das eine Dicke von 3 bis 5 mm hat und einen äußeren Durchmesser von 4 bis 10. Als erstes wird der zweite Thermistor 51 mit An­ schlüssen 51c in dem zylindrischen Teil 29a befestigt durch Auffüllen von Epoxidharz 50a darin in einem Zustand des Haltens des temperaturfül­ lenden Teils 51a des Thermistors 51, der in Kontakt mit dem inneren Bodenteil des zylindrischen Teiles 29a ist. Als nächstes wird der äußere Bodenteil des zylindrischen Teils 29a an die Scheibenplatte 29b punkt­ geschweißt 29c. Der Temperatursensor 50 wird an der hinteren Stirnsei­ te der Metallwand 15 durch Punktschweißen der Bodenstirnseite der Scheibe 29b an die Wand 15 befestigt. Das zylindrische Teil 29a und die Scheibenplatte 29b sind aus dem gleichen Material wie das zylin­ drische Teil 28a und die Scheibenplatte 28b des Mikrowellensensors 10 hergestellt. Das zylindrische Teil 29a und die Scheibenplatte 29b bilden das zweite Metallteil 29 der Erfindung.

Die temperaturfühlenden Teile 11a und 51a der Thermistoren 11 und 51 sind jeweils aus gesintertem Material von Metalloxyd, das Mn, Co und Ni als seine Hauptbestandteile aufweist, hergestellt und werden durch Löten der Anschlußdrähte 11c und 51c jeweils an deren beiden Enden gebildet. Die Widerstandwerte der beiden Thermistoren 11 und 51 bei 25°C sind jeweils 100 kΩ, und ihre B-Konstanten sind jeweils 3965 K.

Wie in Fig. 8 gezeigt, ist eine Stirnfläche 12a des Wellenabsorbierers 12 eine mikrowellenabsorbierende Stirnfläche, und die andere Stirnfläche 12b hat das temperaturfühlende Teil 11a des Thermistors 11 daran befestigt.

Die Wärmestrahlungskonstante δ und thermische Zeitkonstante τ des Mikrowellensensors 10 der den Thermistor 11, den Wellenabsorbierer 12 und Epoxidharz 10a aufweist, sind 6 mW/K bzw. 40 s.

In einem so angeordneten Mikrowellenofen erzeugt der Wellenabsorbierer 12, wenn Mikrowellenenergie den Mikrowellensensor 10 erreicht, Wärme, indem er sie absorbiert. Der Thermistor 51, der den Temperatursensor 50 bildet, variiert im elektrischen Widerstand durch die an die Metall­ wand 15 übertragene Wärme. Diese Wärme ist die Wärme, die von einem oder beiden der aufgewärmten Objekte und dem Wellenabsorbie­ rer 12 übertragen werden. Andererseits variiert der Thermistor 11 des Mikrowellensensors 10 im elektrischen Widerstand mit der durch den Wellenabsorbierer 12 erzeugten Wärme, die der Mikrowellenleistung zusätzlich zu der Umgebungstemperatur um den Thermistor 11 entspricht.

Die Steuerungseinrichtung 30 findet nur die Wärme, die durch Absorp­ tion der Mikrowellenleistung durch Subtrahieren der Temperatur R₂, die durch den Thermistor 51 erfaßt wird, von der Temperatur R₁, die durch den Thermistor 11 erfaßt wird, erzeugt wird.

Wenn die Beziehung des Ausdruckes (1) sowie jeder Wert der Wärmeka­ pazität C und Wärmestrahlungskonstante δ, die spezifisch für den Mikro­ wellensensor 10 sind, im voraus in der Steuerungseinrichtung 30 gespei­ wert werden und die oben erwähnte Temperaturdifferenz R₁-R₂ in dem Ausdruck (1) anstelle von R eingesetzt wird, dann werden die elektrische Leistung, die durch das aufgewärmte Objekt unter Berücksich­ tigung der Wärmestrahlung des Mikrowellensensors 10 aufgenommen wurde, und die Variation der Umgebungstemperatur um den Sensor genau erhalten.

Mit einem so angeordneten Mikrowellenofen wurde ein Mikrowellenlei­ stungs-Erfassungstest durchgeführt ohne ein aufzuwärmendes Objekt auf dem Drehtisch 22 anzuordnen. Eine Aufzeichnungsvorrichtung 27 wurde mit der Steuerungseinrichtung 30 verbunden, die Mikrowellenleistung zu überprüfen, die im Inneren der Aufheizkammer 17 eingestrahlt wurde. Im Ergebnis des aufeinanderfolgenden Ausführens des gleichen Tests A und B wie bei der zweiten Ausführungsform wurde das gleiche Ergebnis erhalten.

Für einen Mikrowellensensor, der das Hauptbauteil einer Erfassungsvor­ richtung für Mikrowellenleistung der Erfindung ist, können auch ver­ schiedene Konstruktionen, die anders sind als die oben erwähnten Bei­ spiele, verwendet werden, wie in den Fig. 12 bis 24 gezeigt.

Der in Fig. 12 gezeigte Mikrowellensensor 10 ist mit einem Thermistor 112 mit Anschlußdrähten 111, einer Metallabdeckung 113 zum Abdecken des Thermistors 112 und seiner Anschlüsse 111 gemeinsam in enger Nähe des Thermistors 112 und einer wellenabsorbierenden Schicht 114 versehen, die an der Oberfläche der Metallabdeckung 113 angebracht ist.

Als der Thermistor 112 kann eine öffentlich bekannte Vorrichtung, wie z. B. eine Perle, Scheibe, Stange, Dickfilm, Dünnfilm, ein Chip, der mit Elektroden integriert oder ähnliches ist, benutzt werden. Als eine Vor­ richtung mit Anschlußdrähten ist eine Vorrichtung des glasüberzogenen Perlentyps, der mit Glas überzogen ist, oder ein glasabgedichteter Typ, der in einer Glasröhre abgedichtet ist, wünschenswert, da sein Wärmewi­ derstand etwa 200°C bis 400°C ist. Ein Thermistor des glasüberzogenen Perlentyps wird durch Überziehen des Thermistorkörpers mit geschmolze­ nem Glas nach dem Schweißen zweier feiner Anschlußdrähte an einen Thermistorkörper des Perlentyps hergestellt.

Es ist wünschenswert, daß die Metallabdeckung 113 eine kleine Wärme­ kapazität hat, um ihre Antwortgeschwindigkeit zu verbessern und auch um eine Form zu haben, die verhindert, daß die Anschlußdrähte Mikro­ wellenenergie ausgesetzt sind. Die Metallabdeckung 113 ist geerdet, um eine elektrische Entladung zu verhindern, die durch Mikrowellenenergie verursacht werden kann. Aus diesem Grund ist die Metallabdeckung aus Material hergestellt wie z. B. Kupfer; rostfreier Stahl oder ähnliches, das Wärmewiderstand besitzt oder elektrisch leitend ist. Wenn die Metall­ abdeckung einen spitzen Teil in seiner Form hat, neigt ein elektronisches Entladungsphänomen dazu, durch die Konzentration von Mikrowellen­ energie auf dem scharfen Teil hervorgerufen zu werden. Es ist deshalb wünschenswert, daß die Metallabdeckung die Form einer an einem Ende abgedichteten Büchse wie z. B. ein Zylinder, ein quadratisches Prisma oder ähnliches hat, die eine vergleichsweise breite Fläche hat, um Mikro­ wellenenergie aufnehmen und nicht einen solchen spitzen Teil hat. In dem Fall eines Zylindertyps wird für den inneren Durchmesser des Zylinders gewünscht, daß er gleich oder leicht größer als der äußere Durchmesser des Thermistorkörpers ist, so daß der Zylinder den Thermi­ stor in dichter Nähe des Thermistors 112 mit Anschlußdrähten abdeckt. Die Metallabdeckung 113 kann mit einem Flansch 113a an seinem Grundende versehen sein, um das Anpassen der Metallabdeckung auf der Erfassungsvorrichtung für Mikrowellenleistung zu erleichtern.

Die wellenabsorbierende Schicht 115 ist auf der Oberfläche der Metall­ abdeckung 13 vorgesehen. Diese wellenabsorbierende Schicht 114 ist entweder aus organischen oder anorganischen Materialien oder aus organischen und anorganischen Materialien hergestellt, die wellenabsorbie­ rendes Pulver als Füller enthalten. Dieses wellenabsorbierende Pulver ist Keramikpulver; das entweder Magnetismus oder Dielektrizität oder Ma­ gnetismus und Dielektrizität hat. Wellenabsorbierendes Pulver mit Magnetismus schließt Ferritpulver oder Keramikpulver, das Ferrit enthält, ein als sein Hauptbestandteil, und wellenabsorbierendes Pulver, das Dielektrizität hat, schließt ein oder mehr keramische Pulver ein, die aus der Gruppe SiC, Al₂O₃, B₄C, SrTiO₃ ZrO₂ Y₂O₃, PZT und PLZT ausgewählt werden. Wellenabsorbierendes Pulver, das sowohl Magnetis­ mus als auch Dielektrizität hat, schließt ein keramisches Pulver ein, das sowohl magnetischen Verlust als auch sehr großen Dielektrizitätsverlust hat, das eine Reaktionsphase hat, die zwischen den Ferritteilchen oder zwischen Ferritteilchen und Perovskite-Verbundteilchen gebildet ist, und wird hergestellt durch Sintern bei 1000 bis 1500°C eines gemischten Materials, das durch Mischen von magnetischem Materialpulver, das feine Ferritteilchen von 50 µm oder kleiner im Durchmesser aufweist, und von dielektrischem Materialpulver, das Pervoskite-Verbundteilchen wie z. B. BaTiO₃-Teilchen von 10 µm oder größer im Durchmesser aufweist, erhalten werden, was in der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 1-2 91 406 offenbart wurde.

Das Grundmaterial der wellenabsorbierenden Schicht 114 wird als ein adhäsives Mittel des wellenabsorbierenden Pulvers auf der Metallabdec­ kung 113 verwendet. Ein Material hohen Wärmewiderstandes und hoher Wärmeleitfähigkeit ist für die wellenabsorbierende Schicht 114 wünschens­ wert. Als ein organisches Grundmaterial wird z. B. wärmebeständiges Harz, das beständig bis zu 200 bis 300°C ist, wie z. B. Epoxidharz, Phe­ nolharz, Silikonharz, Flourharz oder ähnliches verwendet, oder es wird wärmebeständiges Harz, das beständig bis zu 300 bis 400°C ist, wie z. B. Polyimidharz oder ähnliches verwendet. Für ein anorganisches Grundma­ terial wird z. B. Glaskleber verwendet. Andere Materialien können auch verwendet werden, wie z. B. ein Kompositmaterial ("Chirano Polymer Coat AL-15", hergestellt durch Ubekosan, Inc.), das durch Mischen anorgani­ scher Fasern von Si-Ti-C-O-Verbindungen ("Chirano Fiber" hergestellt durch Ubekosan, Inc.) mit dem obenerwähnten wärmebeständigen Harz wie z. B. Epoxidharz oder ähnlichem verwendet wird. Dieses Komposit­ material hat einen Wärmewiderstand von etwa 90°C. Epoxidharz und das obenerwähnte Kompositmaterial sind wünschenswert im Hinblick auf ihren hohen Wärmewiderstand und ihre hohe Wärmeleitfähigkeit.

Der Gehalt an wellenabsorbierendem Pulver der wellenabsorbierenden Schicht wird vergrößert, um seine Wellenabsorbierungseffizienz zu erhö­ hen. Obwohl dieser Gehalt mit den Arten der organischen oder anorga­ nischen Materialien variiert, die Grundmaterialien sind, wird gewünscht, daß die Grundmaterialien über 10 bis 50 Gew.-% an wellenabsorbieren­ dem Pulver enthalten.

Die wellenabsorbierende Schicht 114 wird, wie nachfolgend beschrieben, gebildet. Als erstes wird eine Überzugslösung durch Schmelzen von entweder organischen oder anorganischen Materialien oder sowohl organi­ schen als auch anorganischen Materialien und dann durch gleichmäßiges Mischen mit der erhaltenen Flüssigkeit mit dem wellenabsorbierenden Pulver vorbereitet. Die Metallabdeckung 113 wird getrocknet, nachdem sie in die Überzugslösung bis zu einer spezifizierten Tiefe eingetaucht wurde. Das meiste der äußeren Oberfläche der Metallabdeckung 113 wird mit der wellenabsorbierenden Schicht 114 mittels dieses Tauchüber­ ziehens überzogen. Von der wellenabsorbierenden Schicht 114 wird gewünscht, daß sie so dünn wie einige 10 µm bis einige 100 µm in Dicke ist, um ein Abblättern der wellenabsorbierenden Schicht 114 zu verhindern, das durch eine Differenz in der thermischen Ausdehnung zwischen der Schicht 114 und der Metallabdeckung 113 hervorgerufen wird.

Ein Herstellungsprozeß des Mikrowellensensors 10 wird nachfolgend be­ schrieben. Nachdem der Thermistor 112 mit den Anschlußdrähten in die Metallabdeckung 113 eingefügt wurde, wird er mit Füller 116 befestigt. Der Füller kann eine Keramik sein, die als Hauptbestandteile Kieselgel und Tonerde zusätzlich zu den organischen und anorganischen Mate­ rialien enthält, die beim Bilden der wellenabsorbierenden Schicht 114 verwendet werden. Um den Thermistor 112 mit dem Füller 116 in der Metallabdeckung 113 zu befestigen, kann der tauchüberzogene Thermistor 112 in die Metallabdeckung 113 eingefügt werden, nachdem der Füller geschmolzen ist und der Thermistor 112 mit dieser Füllerlösung tauch­ überzogen ist, oder der geschmolzene Füller kann in die Metallabdeckung 113 eingegossen werden, nachdem der Thermistor 112 in die Metall­ abdeckung 113 eingefügt ist. Die wellenabsorbierende Schicht 114 kann gebildet werden, entweder bevor der Thermistor 112 in die Metallabdec­ kung 113 eingefügt ist oder nachdem der Thermistor 112 in die Metall­ abdeckung 112 eingefügt und mit dem Füller in der Abdeckung 113 befestigt ist.

Der Mikrowellensensor 10 eines solchen Aufbaus ist an dem Rahmen 124 der Mikrowellenaufheizvorrichtung mit einer Paßplatte 118 und Schrauben 118a befestigt.

Der in Fig. 13 und 14 gezeigte Mikrowellensensor 10 ist mit einem Wellenabsorbierer 211, der eine Halbleitercharakteristik hat und in der Lage ist, Mikrowellenenergie zu absorbieren, mit einem Paar Elektroden 212 und 213 versehen, die separat voneinander mit einem gewissen Abstand gebildet sind, und so an der Stirnfläche keine Mikrowellen­ energie des Wellenabsorbierers 211 aufnehmen. Die Elektroden 212 und 213 des Mikrowellensensors 10 sind jeweils mit einem der Enden der Anschlußdrähte 214 und 216 verbunden. Die anderen Enden der An­ schlußdrähte 214 und 216 gehen durch das kappenförmige Paßteil 217 durch und sind jeweils mit den Anschlußelektroden 218 und 219 ver­ bunden, die an der oberen Stirnfläche des Paßteils 217 angepaßt sind. Das Paßteil 217 ist an der oberen Stirnfläche des Rahmens 224 befestigt, wobei es das Deckenteil der Mikrowellenaufwärmvorrichtung bildet, die später beschrieben wird. Eine Abdeckung 222 ist vorgesehen, um die Anschlußdrähte 214 und 216 in deren dichter Nähe abzudecken, so daß sie Mikrowellenenergie vermeiden. Ein Ende der Abdeckung 222 haftet an der Seite des Mikrowellenabsorbierers 211, und dessen anderes Ende haftet an der inneren Stirnfläche des Oberteils des Paßteils 217. Die Abdeckung 222 ist aus Keramik oder wärmebeständigen Kunststoffen hergestellt.

Als ein Material für den Wellenabsorbierer 211, das Halbleitercharak­ teristiken hat und in der Lage ist, Mikrowellenenergie zu absorbieren, sei ein Oxidmaterial erwähnt, das mindestens eines der Übergangsmaterial­ elemente wie - z. B. Mn, Co, Ni, Fe, Cu und ähnliches enthält oder ein Nicht-Oxidmaterial, das entweder β-SiC oder B₄C oder sowohl β-SiC als auch B₄C als seine Hauptbestandteile beinhaltet. Von dem Oxidmaterial wird gewünscht, daß es ein Oxidmaterial ist, das ein oder mehrere Elemente enthält, die aus Mn, Co und Ni ausgewählt sind, und eins oder mehr Elemente, die aus Fe, Al und Cu ausgewählt sind. Ein Übergangsmetalloxid-Material, das Fe enthält, ist besonders wünschens­ wert, da es oft Ferromagnetismus hat und außerdem auch den Mikrowel­ lenabsorptionseffekt durch Wirken auf die Magnetfeldkomponenten der Mikrowellenenergie verbessert.

Der Wellenabsorbierer 211 wird mittels eines allgemeinen Verfahrens des Herstellens von Keramik, wie unten beschrieben, hergestellt. Zunächst wird nach dem Mischen der Materialien des Wellenabsorbierers 211 mit einem Bindezusatz bei einem spezifizierten Metallelementeverhältnis das gemischte Material zeitweilig gebrannt und gebrochen. Nach dem Gra­ nulieren des gebrochenen Materials, seinem Schmelzen und Brennen des geschmolzenen Materials in einem Block wird der gebrannte Block in eine spezifizierte Form gearbeitet, um den Wellenabsorbierer 211 in einer gewünschten Form zu erhalten. Von dem Wellenabsorbierer 211 wird gewünscht, daß er in einer Dicke von mehreren 100 µm bis mehre­ ren Millimetern unter Berücksichtigung seiner mechanischen Festigkeit ist.

Gemäß einem Verfahren zur Herstellung des Mikrowellensensors ist an der Stirnfläche, die keine Mikrowellenenergie empfängt, des Wellenabsor­ bierers 221, der wie oben beschrieben hergestellt ist, ein Paar Elektroden 212 und 213 separat voneinander mit einem gewissen Abstand mittels Siebdrucken, Sputtern, Verdampfen und ähnlichem gebildet. Der beim Siebdrucken verwendete Kleber enthält solche Metalle wie Ag/Pd-Legie­ rung, Cu, Au, Ag und ähnliches. Diese Metalle werden auch im Sput­ tern und Verdampfen benutzt. Wenn eine Unterzugschicht (nicht in der Figur gezeigt), die aus einem Metall wie z. B. Pd, Ci, Ti und ähnlichem hergestellt ist, zwischen dem Wellenabsorbierer 211 und einem Paar Elektroden 212 und 213 vorgesehen ist, wird die adhäsive Festigkeit der Elektroden weiter verbessert. Die Anschlußdrähte 214 und 216 sind jeweils mit den Elektroden 212 und 213 und den Anschlußelektroden 218 und 219 mittels Löten, Punktschweißen, Festverdrahten oder ähnlichem verbunden.

Wenn die mit den Anschlußdrähten 215 und 216 zu verbindenden Elek­ troden aus Ag/Pd-Legierung, Cu oder Ag hergestellt sind, ist Löten besonders wünschenswert. Die aus Au, Pt, Cu, Ag oder ähnlichem hergestellten Anschlußdrähte 214 und 216 sind vorzugsweise mehrere zehn bis mehrere hundert Mikrometer im Durchmesser. Wenn die An­ schlußdrähte 214 und 216 durch Punktschweißen von Pt-Drähten herge­ stellt sind, haben sie einen hohen Wärmewiderstand.

Der in Fig. 5 gezeigte Mikrowellensensor 10 ist mit einem Thermistor 312 mit Anschlüssen 311 und einem Wellenabsorbierer 313 versehen, um den Thermistor 312 zusammen mit seinen Anschlüssen 311 in dichter Nähe des Thermistors 312 abzudecken.

Für den Gebrauch als den den Mikrowellensensor 10 bildenden Thermi­ stor 312 kann eine öffentlich bekannte Vorrichtung eines Tips wie Perle, Scheibe, Stab, Dickfilm, Dünnfilm, Chip, Typ integriert mit Elektroden oder ähnlichem ausgenutzt werden. Als eine Vorrichtung mit Anschlüssen ist eine Vorrichtung des glasüberzogenen Perlentyps, der mit Glas überzogen ist oder des glasabgedichteten Typs, der in einer Glasröhre abgedichtet ist wünschenswert, weil sein Wärmewiderstand etwa 200 bis 400°C ist. Ein Thermistor des glasüberzogenen Perlentyps wird durch Überziehen des Thermistorkörpers mit geschmolzenem Glas nach dem Schmelzen von zwei feinen Anschlußdrähten an den Thermistorkörper des Perlentyps hergestellt.

Der Wellenabsorbierer 313 ist aus dem gleichen wellenabsorbierenden Pulver hergestellt wie das Pulver, das für das Herstellen des Wellen­ absorbierers verwendet wird, der den in Fig. 12 gezeigten Mikrowellen­ sensor 10 bildet.

Der Mikrowellenabsorbierer 313 muß eine Form haben, um so zu ver­ hindern, daß seine Anschlüsse 311 Mikrowellenenergie aufnehmen, und es ist wünschenswert, daß seine Form eine an einem Ende abgedichtete Büchse ist, wie ein Zylinder, ein quadratisches Prisma oder ähnliches. Im Fall eines Zylinders ist es wünschenswert, daß der innere Durch­ messer des Zylinders gleich oder leicht größer ist als der äußere Durch­ messer des Thermistorkörpers, so daß der Zylinder den Thermistor in dichter Nähe des Thermistors 312 mit Anschlüssen abdecken kann. Um den Wellenabsorbierer 313 herzustellen, kann Keramikpulver; das entwe­ der Magnetismus oder Dielektrizität oder sowohl Magnetismus als auch Dielektrizität hat, einfach oder, falls notwendig, zusammen mit einem Bindemittel mittels eines Metallgusses oder ähnlichem in eine wie in Fig. 15 gezeigte Zylinderform druckgegossen werden, und wobei der zylin­ derförmige Block gebrannt wird, oder der gebrannte prismenförmige Block kann auch in einen Zylinder oder ein quadratisches Prisma ge­ arbeitet werden mittels einer Bearbeitung nach dem Gießen des kerami­ schen Pulvers in eine Zylinder- oder Quadratprismaform. Wie in Fig. 15 gezeigt, kann ein Flansch 314, der aus Metall oder Kunststoff hergestellt ist, an dem Grundende des Wellenabsorbierers 313 vorgesehen sein, um das Befestigen des Wellenabsorbierers 313 an der Mikrowellenaufwärm­ vorrichtung zu erleichtern.

In einem Herstellungsprozeß des Mikrowellensensors 10 wird der Thermi­ stor 312 mit Anschlüssen 311 in den Wellenabsorbierer 313 eingefügt und wird dann mit dem Füller 316 befestigt. Für den Füller ist ein Material hohen Wärmewiderstandes und hoher thermischer Leitfähigkeit wünschenswert. Für den Gebrauch einer solchen Art von Material wer­ den z. B. wärmebeständiges Harz, das beständig bis zu 200 bis 300°C wie z. B. Epoxidharz, Phenolharz, Silikonharz, Fluorharz oder ähnliches ist, und ein anderes wärmebeständiges Harz, das beständig bis zu 300 bis 400°C wie z. B. Polyimidharz oder ähnliches ist, genutzt. Keramik, die Kieselgel und Tonerde als ihre Hauptbestandteile hat, ist als Füller eines höheren Wärmewiderstandes erwähnt. Für den Füller ist es wünschens­ wert, ein anorganisches Material zu sein, da Keramik, die ein anorgani­ sches Material ist, allgemein eine höhere thermische Leitfähigkeit hat. Um den Thermistor 312 in dem Wellenabsorbierer 313 mit dem Füller 316 zu befestigen, kann ein Verfahren benützt werden, wo der tauch­ überzogene Thermistor 312 in den Wellenabsorbierer 313 eingefügt werden kann, nachdem der Füller geschmolzen und der Thermistor 312 mit dieser Füllerlösung tauchüberzogen ist, oder der geschmolzene Füller kann in den Wellenabsorbierer 313 gegossen werden, nachdem der Thermistor 312 in den Wellenabsorbierer 313 eingefügt ist.

Der Mikrowellensensor 10 eines solchen Aufbaus ist an dem Rahmen 324 der Mikrowellenaufwärmvorrichtung mit einer Paßplatte 318 und Schrauben 318a befestigt.

Ein in den Fig. 16 und 17 gezeigter Mikrowellensensor 10, dessen Vorderstirnfläche eine Stirnfläche zum Aufnehmen von Mikrowellenener­ gie ist, ist mit einem Wellenabsorbierer 412, der in der Lage ist, Mikro­ wellenenergie zu absorbieren; mit einem Metallteil 414, das an seiner hinteren Stirnfläche, die die Mikrowelle des Wellenabsorbierers 415 nicht aufnimmt, haftet, und mit einem Thermistor 416 versehen, der durch das Metallteil 414 gehalten ist, um die Temperatur des Wellenabsorbierers 412 durch das Metallteil 414 zu erfassen. In dem Mikrowellensensor 10 ist es wünschenswert, daß der Wellenabsorbierer 412 in einer flachen Form ist und eine Verbindungsfläche 418 an dem zentralen Teil seiner hinteren Stirnfläche hat, um das Metallteil 414 damit zu verbinden, daß der Thermistor 416 Anschlüsse 422 hat, die mit isolierendem Material 420 an deren beider Enden überzogen sind, und daß das Metallteil 414 einen Schlitz 424 hat, um den Thermistor 416 zu halten, an dem An­ schlüsse 422 und eine Eingriffsnut 426 zum Anpassen des Mikrowellen­ sensors 10 an einen Paßkörper angebracht sind.

In diesem Mikrowellensensor 10 können das Metallteil 414 und der Thermistor 416 leicht miteinander verbunden werden, und zwar lediglich durch Einfügen des Thermistors 416 in den Schlitz 424 und Einpressen/ Abdichten des Schlitzes 424. Der Mikrowellensensor 10 kann leicht an einem Körper befestigt werden, der durch Befestigen einer Befestigung des zu befestigenden Körpers in der Haltenut 426 befestigt ist.

Der Wellenabsorbierer 412 des Mikrowellensensors 10 ist aus dem gleichen wellenabsorbierenden Pulver hergestellt wie der, der benutzt wird beim Herstellen des Wellenabsorbierers, der den in Fig. 12 gezeig­ ten Mikrowellensensor 10 bildet.

Der Wellenabsorbierer 412 wird mittels eines Verfahrens hergestellt, in dem Keramik des magnetischen Materials und/oder dielektrischen Mate­ rials druckgegossen wird zusammen mit einem Bindemittel in die Form einer flachen Platte, und der gegossene Block wird dann gebrannt, um einen Wellenabsorbierer zu bilden, oder durch ein anderes Verfahren, in dem Slurry durch Kneten des keramischen Pulvers zusammen mit einem Bindemittel und einem Lösungsmittel vorbereitet wird. Dieses Slurry wird in ein Blatt geformt und ein flaches Stück wird daraus ausgestanzt und gebrannt, um einen Wellenabsorbierer zu bilden. In diesem Beispiel hat, wie in Fig. 17 gezeigt, der Wellenabsorbierer 412 eine Scheiben­ form von 10 bis 30 mm Durchmesser und 1 bis 3 mm Dicke und nimmt Mikrowellenenergie an seiner vorderen Stirnfläche auf.

An dem zentralen Teil der hinteren Stirnfläche des ausgebildeten Wellen­ absorbierers 412 ist eine Metallschicht 418, die einen verbindenden Teil bildet, um das Metallteil 414 damit zu verbinden. Die Metallschicht 418 ist aus Metall aufgebaut wie z. B. Cu-Zn, Zn, Ag, Ag-Pd oder ähnliches und wird mittels thermischen Sprühens, Verdampfens, Metallklebdruckens oder ähnlichem gebildet.

Wie in den Fig. 16 bis 20 gezeigt, ist ein Schlitz 424, der durch die Mitte der oberen Stirnfläche des Metallteiles 414 geht und eine spezifi­ zierte Tiefe hat, in dem Metallteil 414 gebildet. In diesem Beispiel hat das Metallteil 414 eine zylindrische Form von 5 bis 10 mm Durchmesser und 3 bis 5 mm Dicke. Der Schlitz 424 ist in dem Metallteil 414 von seiner oberen Stirnfläche bis zu der Tiefe von gerade der Hälfte seiner Dicke gebildet, und an dem Boden des gebildeten Schlitzes 424 ist ein Durchgangsloch, das breiter als der Schlitz 424 ist zum darin Einpassen des Thermistors 416 mit den Anschlüssen 422.

Auf der äußeren Umfangsstirnfläche des Metallteiles 414 ist die Eingriffs­ nut 426 zum Anpassen des Mikrowellensensors 10 an einen zu befesti­ genden Körper wie z. B. einen Mikrowellenofen gebildet.

Für das Metallteil 414 ist es wünschenswert, aus einem Metall hergestellt zu sein, das eine gute thermische Leitfähigkeit und einen hohen Wärme­ widerstand hat wie z. B. Cu-Zn-Legierung, Aluminium oder ähnliches.

Für den Thermistor 416 ist es wünschenswert, daß er klein in der Abmessung und wärmebeständig ist, und, wie in Fig. 21 gezeigt, ein glasüberzogener Perlentyp ist, der mit Glas überzogen ist, weil sein Wärmewiderstand etwa 200 bis 400°C ist. Ein Thermistor des glasüber­ zogenen Perlentyps wird durch Überziehen des Thermistorkörpers mit geschmolzenem Glas nach dem Schweißen von zwei feinen Anschlußdrähten 422 an beide Enden des Thermistorkörpers 416 des Perlentyps hergestellt. In diesem Beispiel sind die Anschlußdrähte 422 in der Nähe des Thermistorkörpers 416 mit einem isolierenden Material 420 über­ zogen, das einen Wärmewiderstand hat wie z. B. Teflon, Polyimid oder ähnliches.

In einem Herstellungsprozeß des Mikrowellensensors 10 wird zuerst eine flache Form des Wellenabsorbierers 412 vorbereitet, wie in Fig. 25 gezeigt. An dem zentralen Teil der hinteren Stirnfläche des Wellen­ absorbierers 412 ist eine Metallschicht 418 gebildet, die ein verbindendes Teil bildet, um das Metallteil 414 damit zu verbinden. Das Metallteil 414 ist mit der Metallschicht 418 mittels einer Verbindungstechnik ver­ bunden wie z. B. Hochtemperaturlöten, Hartlöten oder ähnliches. Als nächstes wird der Thermistor 416 mit den Anschlußdrähten 422, an die ein Isoliermaterial 420 an deren beider Enden angebracht ist und die mit einem Isoliermaterial 420 an ihren beiden Enden überzogen sind, in den Schlitz 424 des Metallteiles 414 (siehe Fig. 16 bis 20) eingepaßt. Bei diesem Einpassen des Thermistors in den Schlitz wird ein Teil der jeweiligen Anschlußdrähte 422 vorher im rechten Winkel gebogen, wie in den Figuren dargestellt, so daß jedes Anschlußteil der Anschlußdrähte 422 daran gehindert werden kann, hinter dem Wellenabsorbierer 412 versteckt zu sein und Mikrowellenenergie nach dem Anpassen zu empfan­ gen.

Nach dem Einpassen des Thermistors 416 in den Schlitz 424 wird der Thermistor 416 in dem Durchgangsloch an dem Boden des Schlitzes 424 durch Einpressen/Abdichten des Metallteiles 416 dahinein unter Anwen­ dung von Kraft von den Richtungen der Pfeile A an dem Metallkörper 414 befestigt.

Als ein Beispiel wird ein Prozeß des Anpassens des Mikrowellensensors 10 an einen Mikrowellenofen 430, der ein anzubringender Körper ist, unter Bezugnahme auf die Fig. 23 und 24 beschrieben. Als erstes wird eine Öffnung 432 zum Anpassen des Mikrowellensensors 10 in einem Teil der inneren Wand 431 des Mikrowellenofens 430 vorgesehene. Jedes Grundende der Paßteile 434 und 434, die aus einem Paar flacher Federn aufgebaut sind, die sich einander gegenüberstehen, ist nahe der Öffnung 432 an der Außenseite der inneren Wand 431 befestigt. Jedes obere Ende eines Paares der Paßteile 434 und 434 ist an der Außenseite der inneren Wand 431 angepaßt, die der Öffnung 432 gegenübersteht, und läßt einen Abstand zwischen ihren oberen Enden zum Halten des Metallteiles 414 mit der Haltenut 426. Jedes obere Ende der Paßteile 434 und 434 läßt eine spezifizierte Höhe von der inneren Wand 431, so daß die vordere Stirnfläche des Wellenabsorbierers 412 auf das gleiche Niveau wie die Stirnfläche der inneren Wand 431 bei einem Zustand des Haltens des Mikrowellensensors 10 in der Eingriffsnut 426 kommen kann.

Um den Mikrowellensensor 10 in die Öffnung 432 des so aufgebauten Mikrowellenofens einzupassen, wird der Mikrowellensensor 10 in die Öffnung 432 vom Inneren der Aufwärmkammer des Mikrowellenofens 431 eingefügt, so daß die Anschlüsse 422 an der Außenseite der inneren Wand 431 freigelegt sein können, und dann wird das Metallteil 414 durch Einpassen jedes oberen Endes der Paßteile 434 und 434 in die Eingriffsnut 426 des Metallteiles 414 gehalten.

Fig. 25 zeigt ein Beispiel einer Brückenschaltung 538, die aus einem Mikrowellensensor 10, einem Temperatursensor 50 und Widerständen 536 und 537 besteht, die zum Steuern des Magnetrons 18 der Erfassungsvor­ richtung für Mikrowellenleistung der dritten Ausführungsform der Erfin­ dung benutzt wird. Wie in Fig. 25 gezeigt, ist der Mikrowellenofen mit einer Steuerungseinrichtung 30 versehen, die eine CPU und einen Spei­ cher aufweist. Der Speicher speichert ein Kochprogramm gemäß der Menge der Wärmeerzeugung von einem Nahrungsmittel, das ein auf­ zuwärmendes Objekt ist, für jeden Kochwahlschalter 516c, 516d, . . . 516n auf der Bedienertafel 516. Die Schalter 516a und 516b zusätzlich zu diesen Schaltern 516c, 516d, . . . 516n sind mit der Eingangsseite der Steuerungseinrichtung 30 verbunden. Ein Erfassungsschaltkreis 531 zum Erfassen eines Aufwärmzustandes oder Beendigungszustandes des Nah­ rungsmittels ist durch A/D-Umwandler 533 und 534 mit der Eingangs­ seite der Steuerungseinrichtung 30 verbunden.

Der Erfassungsschaltkreis 531 ist mit der Brückenschaltung 538 versehen, die parallel eine Reihenschaltung eines Widerstandes 536 und des Mikro­ wellensensors 10 mit einer Reihenschaltung eines Widerstandes 537 und des Temperatursensors 50 verbindet, und mit einem Verstärker 539, der seine Eingabeanschlüsse mit den Ausgabeanschlüssen A bzw. B der Brüc­ kenschaltung 538 verbindet. Die Widerstandswerte der Widerstände 536 und 537 sind jeweils 100 kΩ, die gleichen also wie jene der Thermisto­ ren 11 und 51. Die Gleichstromquelle 541 ist durch einen Stromsteuer­ widerstand 540 mit den Eingabeanschlüssen der Brückenschaltung 538 verbunden. Die Ausgabeseite der Steuerungseinrichtung 30 ist durch einen Treiberschaltkreis 542 mit dem Magnetron 18 verbunden, und ist durch eine Treiberschaltung 543 mit den Motoren 20 und 23 verbunden.

Wie oben beschrieben, ermöglicht es die vorliegende Erfindung, die Mikrowellenleistung genau zu erfassen. Wenn die Beziehung des Aus­ druckes (1) sowie die Wärmestrahlungskonstante δ und die thermische Zeitkonstante τ des Mikrowellensensors in die Steuerungseinrichtung 30 im voraus eingegeben werden, und Wärmeleistung, die durch Absorbieren von Mikrowellen verursacht wird, durch den Mikrowellensensor erfaßt wird, der hergestellt ist, um die Wärmestrahlung des Mikrowellensensors mit dem δ und τ zu berücksichtigen, dann ist es für den Mikrowellen­ sensor nicht notwendig, mit einem wärmeisolierenden Teil versehen zu sein, um Wärmestrahlung zu verhindern.

Da die Berechnungsvorrichtung die Mikrowellenleistung mit dem Ablau­ fen der Zeit berechnet, für die die Ausgabe des Mikrowellenablaufs auf der Basis der Variation der Mikrowellenleistung gesteuert ist, kann dann das aufgewärmte Objekt genau in einem gewünschten Auftau- oder Aufwärm­ zustand verarbeitet werden.

Während die vorangegangene Beschreibung und Zeichnungen die bevor­ zugten Auführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen, ist es für die Fachleute offensichtlich, daß verschiedene Änderungen und Modi­ fikationen darin gemacht werden können, ohne von dem wahren Geist und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (12)

1. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung, die aufweist:
einen Mikrowellensensor, der einen Ausgang und einen Wellenabsor­ bierer hat zum Erzeugen von Wärme durch Absorption von Mikro­ wellenenergie und einen Thermistor zum Erfassen der Temperatur des Absorbierers einschließt; und
eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Wertes der Mikro­ wellenleistung auf der Basis des Ausganges des Mikrowellensensors, wobei die Berechnungseinrichtung den Wert der Mikrowellenleistung als eine Funktion der Zeit berechnet, indem der folgende Ausdruck verwendet wird P = C×dR/dt + δ×Rwo P die Mikrowellenleistung ist die durch den Wellenabsorbierer absorbiert wird, R ein Wert des Temperaturanstieges ist, der durch den Thermistor erfaßt wird, C die Wärmekapazität des Mikrowellen­ sensors ist und δ eine thermische Strahlungskonstante des Mikrowel­ lensensors ist.

2. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung, die aufweist:
einen Mikrowellensensor; der einen Ausgang hat und einen Wellen­ absorbierer zum Erzeugen von Wärme durch Absorption von Mikro­ wellenenergie und einen ersten Thermistor zum Erfassen der Tempe­ ratur des Absorbierers einschließt;
einen Temperatursensor; der einen Ausgang hat und einen zweiten Thermistor zum Erfassen der Umgebungstemperatur um den Wellen­ absorbierer einschließt; und
eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Wertes der Mikro­ wellenleistung auf der Basis jedes Ausganges des Mikrowellensensors und des Temperatursensors;
wobei die Berechnungsvorrichtung den Wert der Mikrowellenleistung als eine Funktion der Zeit berechnet, indem folgender Ausdruck verwendet wird: P = C×dR/dt + δ×Rwo P die Mikrowellenleistung ist, die durch den Wellenabsorbierer absorbiert wird, R =R₁-R₂ ist, wo R₁ ein Wert des Temperatur­ anstieges ist, der durch den ersten Thermistor erfaßt wird, und R₂ ein Wert des Temperaturanstieges ist, der durch den zweiten Ther­ mistor erfaßt wird, C die Wärmekapazität des Mikrowellensensors ist und δ eine thermische Strahlungskonstante des Mikrowellensensors ist.

3. Mikrowellenofen, der die Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 einschließt, bei dem der Wellenabsorbierer in eine Paß-Öffnung eingepaßt wird, die in einer Metallwand vorgese­ hen ist, die eine Mikrowellen-Aufwärmkammer durch ein erstes Metallteil bildet, so daß eine Stirnfläche des Wellenabsorbierers in das Innere der Aufheizkammer weist; und in dem der erste Thermi­ stor ein temperaturfühlendes Teil hat, das an der anderen Stirnfläche des Wellenabsorbierers haftet, so daß das temperaturfühlende Teil Mikrowellenenergie von einer Mikrowellenenergiequelle vermeiden kann; und in dem der zweite Thermistor an der hinteren Stirnfläche der Metallwand mittels eines zweiten Metallteiles angepaßt ist.

4. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 in der der Temperatursensor die gleiche Form, Größe und Wärmekapazität wie der Wellenabsorbierer hat und einen Wellenreflektor hat, der die Mikrowellenenergie reflektiert, und in der der zweite Thermistor die Temperatur des Wellenreflektors erfaßt und den gleichen Aufbau wie der erste Thermistor hat.

5. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der Wellensabsorbierer in der Form einer flachen Platte ausge­ bildet ist, die mindestens eine breitere Fläche hat als ein tempera­ turfühlendes Teil des Thermistors, wobei eine Stirnfläche des Wel­ lenabsorbierers eine mikrowellenabsorbierende Stirnfläche ist, und in der das temperaturfühlende Teil des Thermistors an einer anderen Stirnfläche des Wellenabsorbierers haftet, so daß der Thermistor Mikrowellenenergie von einer Mikrowellenenergiequelle vermeiden kann.

6. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der Mikrowellensensor mit einer Metallabdeckung versehen ist, die den Thermistor zusammen mit seinen Anschlüssen in dichter Nähe des Thermistors abdeckt, und in der der Wellenabsorbierer in einer Schicht auf der Metallabdeckung gebildet ist.

7. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der der Mikrowellensensor mit einer Metallabdeckung versehen ist, die den ersten Thermistor zusammen mit ihm in dichter Nähe des Thermistors abdeckt, und in der ein Wellenabsorbierer in einer Schicht auf der Metallabdeckung gebildet ist.

8. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, in der der Mikrowellensensor mit einem Wellenabsorbierer, der eine Thermistor-Charakteristik hat, und einem Paar Elektroden, die mit einem gewissen Abstand dazwischen auf einer Stirnfläche des Wel­ lenabsorbierers, der nicht der Mikrowellenenergie ausgesetzt ist, gebildet sind, versehen ist.

9. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, in der der Wellenabsorbierer den Thermistor zusammen mit seinen Anschlüssen in dichter Nähe des Thermistors abdeckt.

10. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, in der der Mikrowellensensor mit einem Wellenabsorbierer, der eine vordere Stirnfläche hat, die Mikrowellenenergie aufnimmt, und einen hintere Stirnfläche hat, die keine Mikrowellenenergie aufnimmt, einem Metallteil, das mit der hinteren Stirnfläche des Wellenabsor­ bierers verbunden ist, und einem Thermistor versehen ist, der durch das Metallteil gehalten ist, wobei die Temperatur des Wellenabsor­ bierers durch das Metallteil aufgenommen wird.

11. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, in der der Wellenreflektor mit einem zweiten Wellenabsorbierer, der den gleichen Aufbau wie der erste Wellenabsorbierer hat, und mit einem Metallüberzug versehen ist, um Mikrowellenenergie zu reflektieren, die auf einer Stirnfläche bereitgestellt ist, um Mikrowellenenergie von dem zweiten Wellenabsorbierer aufzunehmen.

12. Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, in der der Wellenabsorbierer in Form einer flachen Platte ausgebildet ist, die mindestens breiter in der Fläche ist als das temperaturfühlende Teil des ersten Thermistors, und ein erstes Metallteil hält den Wellenabsorbierer, um so wenigstens eine Stirnfläche freizulegen, wobei die Stirnfläche eine mikrowellenabsorbierende Stirnfläche des Absorbierers ist, und in der das erste Metallteil einen Flansch hat, der an einem Teil befestigt ist, das ein Paßloch umgibt.