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Die Erfindung betrifft das Messen der Temperatur einer Probe,
die in einen Behälter eines Gerätes zur Anwendung von
Mikrowellen eingebracht worden ist, das eine Einrichtung zum
Aussenden von Mikrowellen in einen Anwendungsraum aufweist,
wobei der Behälter im Anwendungsraum angeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft insbesondere ein Gerät zum Zuführen
von Mikrowellen zu mindestens einer Probe, deren Temperatur
während der Zuführung der Mikrowellen durch eine
Temperaturmeßeinrichtung gemessen wird.
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Das Gerät zur Anwendung von Mikrowellen dient dazu,
Mikrowellen auf eine Probe einwirken zu lassen. Ein derartiges Gerät
weist Mittel zum Emittieren von Mikrowellen in einen
Anwendungsraum auf, in den ein die Probe enthaltender Behälter
eingeführt ist. Derartige Geräte sind beispielsweise in den
Europäischen Patenten Nr. 0 155 893, 0 156 742, in der unter
der Nr. 0 387 161 veröffentlichten Europäischen
Patentanmeldung und im US-Patent Nr. 5 059 400 der Société PROLABO
beschrieben.
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Die in den Behälter eingebrachte Probe wird den Mikrowellen
ausgesetzt, um eine schnelle Erwärmung der Probe
herbeizuführen, z.B. um eine chemische Reaktion ablaufen zu lassen oder
eine physikalische Behandlung in feuchtem Medium vorzunehmen.
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Beispielsweise können in einem derartigen Gerät chemische
Reaktionen, wie Mineralisierung, Zersetzung, Hydrolyse ...
oder physikalische Behandlungen, wie Auflösung,
Kristallisation, Verdampfung, Schmelzen ... durchgeführt werden.
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Je nach der durchgeführten chemischen Reaktion und/oder
physikalischen Behandlung kann der in den
Mikrowellen-Anwendungsraum gebrachte Behälter ein Produkt oder ein
Produktgemisch enthalten und ggf s. ein oder mehrere Reagentien. Der
Einfachheit halber wird im vorliegenden Text der Inhalt des
Behälters als "Probe" bezeichnet.
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Um die Temperatur einer in einem einer Erwärmung ausgesetzten
Behälter befindlichen Probe zu messen, wird im allgemeinen
eine im Behälter in die Probe eingetauchte Sonde verwendet.
Derartige Sonden, die aus Metall bestehen und durch
Leitungsdrähte mit einem Ablesegerät verbunden sind, können nicht
eingesetzt werden, um die Temperatur einer Probe zu messen,
die sich in einem in einem Mikrowellen-Anwendungsraum
angeordneten Behälter befindet. Derartige Metallsonden und ihre
Verbindungsdrähte wirken nämlich als Antenne und leiten daher
Mikrowellen aus dem Anwendungsraum nach außen, wodurch sich
gewisse Gefahren ergeben.
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Um die Antennenwirkung zu vermeiden, ist bereits vorgesehen
worden, die Temperatur mit Hilfe von in die Probe
eintauchenden Sonden zu messen, die aus Lichtleitfasern bestehen,
welche die Strahlung einem optischen Pyrometer zuleiten. Diese
Meßmethode mag verführerisch erscheinen, ist aber nur ganz
beschränkt einsetzbar und ermöglicht es nicht, den
Temperaturverlauf einer Probe kontinuierlich zu verfolgen, z.B. die
Umgebungstemperatur bis zu 500 ºC oder 600 ºC. Eine aus
Lichtleitfasern bestehende Sonde erlaubt nämlich die Messung
nur in einem genau begrenzten Temperaturbereich, weshalb es
nicht möglich ist, den Temperaturverlauf einer Probe,
beispielsweise von 20 ºC bis 500 ºC kontinuierlich zu
überwachen, weil dazu ein mehrfacher Wechsel der Meßsonde
erforderlich wäre.
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Außerdem ist das Reaktionsmedium bei der Durchführung von
chemischen Reaktionen in feuchtem Medium, etwa bei
Mineralisierungen, sehr aggressiv, wodurch die Zuverlässigkeit der
Messung und die Lebensdauer der Lichtleitfasern nachteilig
beeinflußt werden.
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Schließlich ist aus der Patentschrift GB-2062428 ein
Mikrowellenofen bekannt, der eine
Infrarot-Erfassungseinrichtung aufweist, die oberhalb einer für Infrarotstrahlung
durchlässigen Membran angeordnet ist, welche in die obere
Wand des Ofens eingesetzt ist. Gemäß dieser Patentschrift
befindet sich die zu erwärmende Nahrung im Zentrum des
Anwendungsraumes, und die Öffnung, durch die hindurch die
Temperatur der Nahrung gemessen wird, ist gegenüber der zu
erwärmenden Nahrung axial versetzt.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist ein Gerät zur Behandlung
mindestens einer Probe mit Mikrowellen, das mit einer
Einrichtung zur Temperaturmessung unter Vermeidung einer
Mikrowellenverschmutzung der Geräteumgebung versehen ist, wobei die
Temperatur kontinuierlich gemessen werden kann.
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Es ist nun ein Gerät zur Anwendung von Mikrowellen an
mindestens einer in mindestens einen Behälter eingebrachten Probe
geschaffen worden, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist; dieses Gerät umfaßt eine Einrichtung, um Mikrowellen in
einen Anwendungsraum zu leiten, der begrenzt ist durch eine
obere Wand, eine untere Wand und eine Seitenwand, wobei die
obere Wand des genannten Anwendungsraums mindestens eine
Öffnung einer solchen Größe aufweist, daß der Behälter in den
Anwendungsraum eingeführt werden kann, welche Öffnung
konzentrisch zu der Achse des genannten Behälters liegt und mit
einem am Rande der Öffnung befindlichen Schacht versehen ist,
dessen Höhe H von der Mikrowellenfrequenz und dem
Durchlaßquerschnitt der Öffnung abhängt, so daß eine
Absorptionsschranke
entsteht, die den Austritt der Mikrowellen aus dem
Anwendungsraum verhindert, und zeichnet sich dadurch aus, daß
es eine Temperaturmeßeinrichtung aufweist, bestehend aus
einem Strahlungspyrometer, das unmittelbar die von der Probe
ausgesandte Strahlung auffängt, die durch eine Öffnung
hindurchtritt, die in der unteren Wand des Anwendungsraums
unterhalb des Behälters, im wesentlichen in der Achse des
genannten Behälters vorgesehen ist, wobei die Abmessungen der
genannten Öffnung so gewählt sind, daß diese selbst eine
Schranke gegen den Austritt der Mikrowellen aus dem
Anwendungsraum bildet.
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Als "Strahlungspyrometer" wird sowohl ein die sichtbare und
die unsichtbare Strahlung auffangendes Pyrometer als auch ein
nur die sichtbare Strahlung auffangendes Pyrometer
bezeichnet.
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In dem vorliegenden Text ist unter "unmittelbar" zu
verstehen, daß die von der Probe ausgesandte Strahlung das
Strahlungspyrometer erreicht, ohne ein Zwischenglied, etwa ein
Lichtleitfaserbündel, zu durchlaufen. Die Strahlung
durchdringt frei die den Behälter umhüllende und den
Anwendungsraum zwischen der Probe und dem Strahlungspyrometer
ausfüllende Atmosphäre, was jedoch nicht ausschließt, daß gemäß
einer weiteren Ausführungsform des Gerätes das
Strahlungspyrometer die Strahlung nach Umlenkung an einem Spiegel
empfängt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Gerät ein Gerät
zur gleichzeitigen Anwendung von Mikrowellen an einer
Mehrzahl von Proben, wobei sich jede Probe in einem Behälter
befindet und das Gerät Mittel zur Aussendung von Mikrowellen
in einen von einer Wand begrenzten Anwendungsraum aufweist,
wobei die Behälter in dem Anwendungsraum auf einer Kreislinie
mit der Achse X gleichmäßig angeordnet sind und die obere
Wand des Anwendungsraumes so ausgebildet ist, daß mindestens
der die Behälter enthaltende Bereich sich um die Achse X
drehen kann, wobei sich das Gerät dadurch auszeichnet, daß es
die weiter oben genannte Einrichtung zur Messung der
Temperatur aufweist.
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In dem erfindungsgemäßen Gerät besteht die Einrichtung zur
Temperaturmessung aus einem Strahlungspyrometer, das
unmittelbar die Strahlung auffängt, die von der Probe durch eine
Öffnung in der Wand des Mikrowellen-Anwendungsraumes hindurch
ausgesandt wird.
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Damit die für den Durchtritt der Strahlung in Richtung auf
das Strahlungspyrometer vorgesehene Öffnung in der Wand des
Anwendungsraumes nicht eine Quelle für die Verschmutzung der
Geräteumgebung durch die Mikrowellen bildet, kann das Gerät
in einer Weise ausgeführt sein, daß die Abmessungen der
Öffnung in der Wand des Mikrowellen-Anwendungsraumes so gewählt
sind, daß die Öffnung selbst eine die Fortpflanzung der
Mikrowellen außerhalb des Anwendungsraumes hindernde Schranke
bildet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist an der Öffnung in
der Wand des Mikrowellen-Anwendungsraums zur Verhinderung des
Austritts von Mikrowellen aus dem Anwendungsraums durch die
Öffnung ebenfalls ein Schacht mit einer von der
Mikrowellenfrequenz und dem Durchlaßquerschnitt der Öffnung abhängigen
Höhe h vorgesehen, um eine Schranke zur Absorption von
Mikrowellen außerhalb des Anwendungsraums zu bilden.
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Nach einer Ausführungsvariante kann das erfindungsgemäße
Gerät mit einem Spiegel versehen sein, der so angeordnet ist,
daß er die Strahlung auffängt, die von der Probe durch die
Wandöffnung hindurch ausgesandt wird, und daß er diese
Strahlung auf das Strahlungspyrometer umlenkt.
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Das erfindungsgemäße Gerät dient dazu, eine in einem Behälter
befindliche Probe Mikrowellen auszusetzen, um sie schnell zu
erwärmen, welche Erwärmung zum Herbeiführen eines
physikalischen oder chemischen Ablaufs an der Probe dient.
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Das Gerät ist somit insbesondere dazu bestimmt, zur
Durchführung chemischer Umsetzungen an den Proben in feuchtem Medium
verwendet zu werden.
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Die Erfindung wird durch die Beschreibung der beigefügten
Figuren besser verständlich, die als Beispiele verschiedene
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gerätes schematisch,
ohne bestimmten Maßstab, darstellen.
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Fig. 1 ist eine allgemeine, schematische Ansicht einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes von außen,
teilweise in einer Vertikalebene geschnitten.
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Fig. 2 ist eine allgemeine Ansicht einer weiteren
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes von außen.
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Fig. 3 ist eine Detailansicht in einer vertikalen
Schnittebene einer weiteren Ausführungsform des Gerätes, die das den
Gegenstand der Erfindung bildende Messen der Temperatur
ermöglicht.
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Fig. 4 ist eine Detailansicht in einer vertikalen
Schnittebene einer noch anderen Ausführungsform des Gerätes, die das
Messen der Temperatur gleichzeitig von einer Vielzahl Proben
ermöglicht, von denen jede in einem Behälter angeordnet ist.
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Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Gerät (1) für die
Anwendung von Mikrowellen an einer in einem Behälter (2)
befindlichen Probe (10) umfaßt eine Einrichtung (3) zum
Aussenden von Mikrowellen in einen Anwendungsraum (4), in dem sich
der Behälter (2) befindet, und eine Einrichtung (5) zur
Messung der Temperatur der Probe (10).
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Die Einrichtung (3) zum Aussenden von Mikrowellen besteht aus
einem Mikrowellengenerator (6) mit einer Antenne (7), die in
einen mit dem Anwendungsraum (4) verbundenen Wellenleiter (9)
emittiert.
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Der Wellenleiter (9) hat im wesentlichen die Form eines
Parallelepipeds mit rechteckförmigem Querschnitt, und der
Anwendungsraum (4) wird von einem Bereich des Wellenleiters (9) an
dessen der Antenne (7) abgewandten Ende gebildet. Der
Anwendungsraum (4) wird somit begrenzt durch die obere Wand (11),
die untere Wand (12) und die Seitenwand (13) des
Wellenleiters (9).
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Um den Behälter (2) in den Anwendungsraum (4) einzuführen,
weist dessen obere Wand (11) eine Öffnung (14) auf, die eine
für das Einführen des Behälters (2) in den Anwendungsraum (4)
ausreichende Weite hat. Der Behälter (2) hat in vielen Fällen
Kreisquerschnitt, und die Öffnung (14) ist ebenfalls
kreisförmig begrenzt. Bei der gezeichneten Ausführungsform hat der
Behälter (2) die Form eines Reagenzglases und ist im oberen
Halsteil mit einem äußeren Wulst (18) versehen.
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Die Öffnung (14) ist an ihrem Rande mit einem Schacht (15)
versehen, dessen Höhe H von der Mikrowellenfrequenz und dem
Durchlaßquerschnitt der Öffnung (14) abhängt, damit eine
Absorptionsschranke entsteht, die das Austreten von Mikrowellen
aus dem Anwendungsraum (4) verhindert. Nach der Darstellung
in Fig. 1 ist der Schacht (15) rohrförmig mit
Zylinderquerschnitt und besteht aus Blech.
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Im Schacht (15) befindet sich zwischen dem Schacht (15) und
dem Behälter (2) ein Mantel (16) aus einem
mikrowellendurchlässigen
Material, und der Mantel (16) verhindert, daß beim
Bruch des Behälters (2) Spritzer des Probenmaterials (10) und
Scherben des Behälters (2) in den Anwendungsraum (4)
gelangen. Der Mantel (16) besitzt in seinem oberen Teil eines
äußeren Wulst (17).
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Der Wulst (17) des Mantels (16) liegt auf der Oberseite (19)
des Schachts (15) auf, und der Wulst (18) des Behälters (2)
liegt auf dem Wulst (17) des Mantels (16) auf.
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Die Einrichtung (5) zur Messung der Temperatur der Probe (10)
besteht gemäß der Erfindung aus einem Strahlungspyrometer
(20), das die von der Probe (10) ausgehende Strahlung (21)
unmittelbar auffängt, d.h. ohne daß die Strahlung (21) durch
ein dazwischenliegendes Medium, etwa ein Lichtleitfaserbündel
zum Strahlungspyrometer geleitet wird.
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Das Strahlungspyrometer (20) fängt unmittelbar die Strahlung
(21) auf, die von der Probe (10) durch eine Öffnung (22) in
der unteren Wand (12) des Mikrowellen-Anwendungsraums (4)
hindurch ausgesandt wird.
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Nach der gezeichneten Ausführungsform ist der Öffnung (22)
ein Schacht (23) zugeordnet, dessen Höhe h von der
Mikrowellenfrequenz und dem Durchlaßguerschnitt der Öffnung (22)
abhängt, um wie bei der Öffnung (14) eine Schranke für die
Absorption von außerhalb des Anwendungsraums (4) auftretenden
Mikrowellen zu bilden.
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Außerdem wird in der gezeichneten Ausführungsform die von der
Probe (10) durch die Öffnung (22) hindurch ausgesandte
Strahlung (21) von einem Spiegel (24) in Richtung auf das
Strahlungspyrometer (20) reflektiert, und weil der Mantel (16) die
von der Probe (10) ausgesandte Strahlung (21) nicht
hindurchtreten
läßt, ist er mit einem der Öffnung (22) entsprechenden
Loch (25) versehen.
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Im Betrieb wird mit dem Gerät die Temperatur der in dem
Behälter (2) befindlichen Probe (10) von dem
Strahlungspyrometer (20) gemessen, welches die von der Probe (10) ausgesandte
Strahlung (21) aufnimmt, die das Loch (25) in dem Mantel
(16), die Öffnung (22) des Anwendungsraums (4) durchläuft und
dann von dem Spiegel (24) in Richtung auf das
Strahlungspyrometer (20) reflektiert wird.
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Die Temperatur der Probe (10) kann kontinuierlich oder
diskontinuierlich gemessen werden, sie kann von der
Bedienungsperson nach der Anzeige unmittelbar abgelesen und/oder kann
aufgezeichnet werden, wozu das Strahlungspyrometer (20) an
eine Druckvorrichtung oder ein Gerät zur photographischen
Aufzeichnung angeschlossen ist.
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Das Gerät (1) nach Fig. 2 gestattet es, Mikrowellen
gleichzeitig einer Mehrzahl von Proben zuzuführen, wobei jede Probe
in einen Behälter (2) gebracht ist.
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Das Gerät (1) besitzt eine Einrichtung (3) zum Aussenden von
Mikrowellen, die von einem Mikrowellengenerator (6) gebildet
ist, der mit einer Antenne (7) versehen ist, die in einen mit
dem Anwendungsraum (4) verbundenen Wellenleiter (9)
emittiert.
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Der Anwendungsraum (4) hat bei dieser Ausführungsform die
Form eines Kreiszylinders mit einer Achse X, die senkrecht zu
der Fortpflanzungsrichtung der Mikrowellen in dem
Wellenleiter (9) verläuft, wobei die Symmetrieebenen von Wellenleiter
(9) und Anwendungsraum (4) zusammenfallen.
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Der Anwendungsraum (4) ist begrenzt durch eine obere Wand
(11), eine untere Wand (12) und eine Seitenwand (13).
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Bei der gezeichneten Ausführungsform hat die obere Wand (11)
des Anwendungsraums (4) keine Verbindung mit der Seitenwand
(13) und kann in eine Drehbewegung um die Achse X versetzt
werden. Die obere Wand (11) des Anwendungsraums (4) ist dabei
an ihrer Peripherie mit einer Einrichtung versehen, die mit
einer von dem oberen Rand der Seitenwand (13) getragenen
Einrichtung zusammenwirkt, um einerseits eine Viertelwellenfalle
zu bilden und andererseits die Verstellung der oberen Wand
(11) gegenüber der Seitenwand (13) zu erleichtern, indem die
Reibungskräfte herabgesetzt werden.
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Das Gerät (1) ermöglicht das Einsetzen von acht jeweils eine
Probe enthaltenden Behältern (2) in den Anwendungsraum (4).
Die Behälter (2) werden in den Anwendungsraum (4) durch
Öffnungen in der oberen Wand (11) eingeführt, die, wie oben
angegeben, Schächte (15) der Höhe H aufweisen, um eine
Absorptionsschranke zu bilden, die das Austreten von Mikrowellen
aus dem Anwendungsraum (4) verhindern, und die Behälter (2)
liegen mit einem äußeren Wulst (18) auf der Oberseite des
Schachts (15) auf. Die Schächte (15) der Höhe H reichen hier
zum Teil in den Anwendungsraum (4) hinein.
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Die Öffnungen der oberen Wand (11) des Anwendungsraums (4)
sind auf einer Kreislinie mit der Achse X angeordnet. Alle
Behälter (2), folglich die in ihnen befindlichen Proben, sind
somit bei der Drehung der oberen Wand (11) des Gerätes (1)
um die Achse X der gleichen Menge Mikrowellen ausgesetzt.
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Damit ein (nicht gezeichnetes) Strahlungspyrometer die von
der Probe ausgesandte Strahlung auffangen kann, ist in der
Seitenwand (13) des Anwendungsraums (4) eine Öffnung (22)
vorgesehen.
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Ein Gerät (1) in dieser Ausführungsform ermöglicht jedoch
eine diskontinuierliche Messung der Temperatur einer Probe,
denn die Temperatur wird bei jedem Vorbeigang der Probe an
der Öffnung (22) gemessen.
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Um Temperaturmessungen in kürzeren Zeitintervallen zu
ermöglichen, kann die Seitenwand (13) mehrere Öffnungen (22)
aufweisen, wobei jeder Öffnung (22) ein Strahlungspyrometer
zugeordnet ist.
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Ein Gerät zur Anwendung von Mikrowellen kann auch dem
vorstehend beschriebenen ähnlich sein, aber nur einen
Zentralbereich aufweisen, der die Öffnungen zum Einsetzen von
Behältern in den Anwendungsraum besitzt und dem eine Drehbewegung
erteilt werden kann.
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Ein Gerät zur Anwendung von Mikrowellen, das die Anwendung
von Mikrowellen auf eine Mehrzahl von Proben ermöglicht, die
jeweils in einen Behälter gesetzt sind, kann so ausgebildet
sein, daß die Behälter und die Wände des Anwendungsraums
relativ zueinander feststehen. Um die Temperatur der Proben zu
messen, ist die Seitenwand des Anwendungsraums mit einer
Mehrzahl von Öffnungen versehen, und jeder Öffnung ist ein
Strahlungspyrometer zugeordnet, oder die Bedienungsperson
bewegt ein Strahlungspyrometer, um es nacheinander jeder
Öffnung zuzuordnen.
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Es versteht sich, daß die Temperaturmessung gemäß der in Fig.
2 dargestellten Ausführungsform nicht Teil der vorliegenden
Erfindung ist.
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Fig. 3 zeigt im Schnitt in einer Vertikalebene ein Detail
einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes
zur Anwendung von Mikrowellen.
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Der Anwendungsraum (4) ist, wie zuvor, begrenzt durch eine
obere Wand (11), eine untere Wand (12) und eine (nicht
gezeichnete) Seitenwand. In der oberen Wand (11) befindet sich
mindestens eine Öffnung (14) zum Einführen eines Behälters
(2) in den Anwendungsraum (4). Die Öffnung (14) ist, wie
zuvor, versehen mit einem Schacht (15) der Höhe H, der eine
Absorptionsschranke für Mikrowellen bildet, und der Schacht
(15) reicht bei dieser Ausführungsform zum Teil in den
Anwendungsraum (4) hinein.
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In dem Schacht (15) ist ein Mantel (16) angeordnet, der
sowohl für Mikrowellen als auch für die von der Probe (10)
ausgesandte Strahlung (21) durchlässig ist.
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Wie zuvor, ruht der Mantel mit einem Wulst (17) auf der
Oberseite (19) des Schachts (15) und der Behälter (2) mit einem
Wulst (18) auf dem Mantel auf.
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Die Einrichtung zur Messung der Temperatur der Probe (10)
besteht aus einem (nicht gezeichneten) Strahlungspyrometer,
das die Strahlung (21) auffängt, die von der Probe (10)
ausgehend durch eine Öffnung (22) hindurchtritt, die sich in der
unteren Wand (12) des Anwendungsraums (4) im Bereich des
Behälters (2) befindet. Die Öffnung (22) ist, im Gegensatz zu
der Öffnung (22) bei dem Gerät (1) nach der in Fig. 1
gezeichneten Ausführungsform, nicht von einem Schacht der Höhe
h umgeben. Die Abmessungen der Öffnung (22) sind in diesem
Fall so gewählt, daß sie selbst eine Schranke gegen die
Fortpflanzung der Mikrowellen bildet.
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Das Gerät zur Anwendung von Mikrowellen mit einem Schacht
(15), dessen Vertikalschnitt die Fig. 4 zeigt, ist so
ausgebildet, daß die Mikrowellen in einen Nebenraum (14)
ausgesandt werden, dessen obere Wand (26) mit mindestens einem
Verbindungsfenster (27) versehen ist. Jedes
Verbindungsfenster
(27) ist von einem oberhalb der oberen Wand (26) des
Nebenraums (14) befindlichen zylinderförmigen Schacht (15)
umgeben.
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Der Innenraum des Schachts (15) bildet einen
Mikrowellen-Anwendungsraum (4), der zur Aufnahme des Behälters (2) bestimmt
ist.
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Der Schacht (15) in der dargestellten Ausführungsform besteht
in seinem unteren Teil (28) aus einem mit Durchbrechungen
versehenen Material, etwa einem Metallgitter, und in seinem
oberen Teil (29) aus zusammenhängendem Material, z.B. Blech.
Er hat eine Höhe H, die von der Frequenz der Mikrowellen in
dem Nebenraum (14) und dem Querschnitt des
Verbindungsfensters (27) abhängt, um das Austreten von Mikrowellen aus dem
Anwendungsraum (4) zu verhindern.
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In dem Schacht (15) befindet sich, wie oben beschrieben, ein
Mantel (16), der mit einem Wulst (17) auf dem oberen Rand
(19) des Schachts (15) aufliegt. In dieser Ausführungsform
liegt der Behälter (2) mit seinem unteren Teil (30)
unmittelbar oder auch nach Einfügung eines stoßdämpfenden Materials
auf dem Boden des Mantels (16) auf.
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Nach dieser Ausführungsform besteht der Mantel (16) aus einem
Material, das sowohl für Mikrowellen als auch für die von der
Probe (10) ausgehende Strahlung (21) durchlässig ist.
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Die Einrichtung (5) zum Messen der Temperatur der Probe (10)
besteht aus einem Strahlungspyrometer (20), das die von der
Probe (10) ausgesandte und durch die Lücken in dem den
unteren Teil (28) des Schachts (15) bildenden durchbrochenen
Material fallende Strahlung unmittelbar auffängt. Dieses
vorstehend genannte Merkmal bildet nicht Teil der vorliegenden
Erfindung.
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Ein Gerät zur Anwendung von Mikrowellen, das, wie oben
beschrieben, einen Nebenanwendungsraum 14 umfaßt, kann einen
Schacht (15) besitzen, der über seine gesamte Höhe H aus
zusammenhängendem Werkstoff besteht. Ein derartiger Schacht
weist dann in seinem nahe der Probe befindlichen Abschnitt
eine Öffnung für den Durchtritt der von der Probe in Richtung
auf das Strahlungspyrometer ausgesandten Strahlung auf.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die hier
dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen, und die
verschiedenen angegebenen Ausführungsvarianten lassen sich miteinander
kombinieren, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen
wird.
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Auch andere, dem Fachmann geläufige Varianten oder
Ausführungsformen sind Teil der Erfindung.
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So wie der Mikrowellen-Anwendungsraum des erfindungsgemäßen
Gerätes vorstehend als Wellenleiterabschnitt oder als
Kreiszylinder beschrieben worden ist, kann er auch aus einem
Zylinder von nicht kreisrunder, z.B. polygonaler Direktrix
gebildet sein.
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Die die Probe enthaltenden Behälter sind vorstehend als
Reagenzgläser beschrieben und gezeichnet worden; natürlich
können statt dessen auch andere, laborübliche Behälter aus
mikrowellendurchlässigem Werkstoff verwendet werden, etwa
Kolben, Ampullen usw.
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Ferner wurden offene Behälter angegeben; sie können in ihrem
oberen Abschnitt mit Mitteln zum Auffangen von Rauch und
Dämpfen versehen sein, die aus der Probe bei der Einwirkung
von Mikrowellen austreten, oder können auch mit einem Stopfen
versehen sein, der den Behälter dicht verschließt, wobei der
Behälter dann so ausgeführt ist, daß er einem Innendruck
standhält.
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Das erfindungsgemäße Gerät zur Anwendung von Mikrowellen auf
mindestens eine Probe bietet zahlreiche Vorteile.
Insbesondere kann die Messung der Probentemperatur in dem
Anwendungsraum kontinuierlich erfolgen, und zwar ohne Gefahr des
Austritts von Mikrowellen aus dem Anwendungsraum. Außerdem kann
die Messung der Temperatur von sehr aggressiven Proben
vorgenommen werden, ohne eine in die Probe eintauchende Sonde
verwenden zu müssen.
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Das Gerät zur Anwendung von Mikrowellen an mindestens einer
Probe ist insbesondere zur Anwendung bei chemischen
Reaktionen in feuchtem Medium bestimmt.