DE69217886T2 - Gerät zur Messung der Temperatur eines in einem Gefäss eines Mikrowellenbehandlungsgerät angebrachten Gegenstandes - Google Patents

Gerät zur Messung der Temperatur eines in einem Gefäss eines Mikrowellenbehandlungsgerät angebrachten Gegenstandes

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Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Beispielsweise können in einem derartigen Gerät chemische Reaktionen, wie Mineralisierung, Zersetzung, Hydrolyse ... oder physikalische Behandlungen, wie Auflösung, Kristallisation, Verdampfung, Schmelzen ... durchgeführt werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Als "Strahlungspyrometer" wird sowohl ein die sichtbare und die unsichtbare Strahlung auffangendes Pyrometer als auch ein nur die sichtbare Strahlung auffangendes Pyrometer bezeichnet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Das Gerät ist somit insbesondere dazu bestimmt, zur Durchführung chemischer Umsetzungen an den Proben in feuchtem Medium verwendet zu werden.
  • Die Erfindung wird durch die Beschreibung der beigefügten Figuren besser verständlich, die als Beispiele verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gerätes schematisch, ohne bestimmten Maßstab, darstellen.
  • Fig. 1 ist eine allgemeine, schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes von außen, teilweise in einer Vertikalebene geschnitten.
  • Fig. 2 ist eine allgemeine Ansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes von außen.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Das Gerät (1) nach Fig. 2 gestattet es, Mikrowellen gleichzeitig einer Mehrzahl von Proben zuzuführen, wobei jede Probe in einen Behälter (2) gebracht ist.
  • 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.
  • 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.
  • Der Anwendungsraum (4) ist begrenzt durch eine obere Wand (11), eine untere Wand (12) und eine Seitenwand (13).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Um Temperaturmessungen in kürzeren Zeitintervallen zu ermöglichen, kann die Seitenwand (13) mehrere Öffnungen (22) aufweisen, wobei jeder Öffnung (22) ein Strahlungspyrometer zugeordnet ist.
  • 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.
  • 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.
  • Es versteht sich, daß die Temperaturmessung gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
  • Fig. 3 zeigt im Schnitt in einer Vertikalebene ein Detail einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes zur Anwendung von Mikrowellen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Der Innenraum des Schachts (15) bildet einen Mikrowellen-Anwendungsraum (4), der zur Aufnahme des Behälters (2) bestimmt ist.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Auch andere, dem Fachmann geläufige Varianten oder Ausführungsformen sind Teil der Erfindung.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Das Gerät zur Anwendung von Mikrowellen an mindestens einer Probe ist insbesondere zur Anwendung bei chemischen Reaktionen in feuchtem Medium bestimmt.

Claims (5)

1. Gerät (1) zur Anwendung von Mikrowellen an mindestens einer in mindestens einen Behälter (2) eingebrachten Probe (10), welches Gerät (1) eine Einrichtung (3) umfaßt, um Mikrowellen in einen Anwendungsraum (4) zu leiten, der begrenzt ist durch eine obere Wand (11), eine untere Wand (12) und eine Seitenwand (13), wobei die obere Wand (11) des genannten Anwendungsraums (4) mindestens eine Öffnung (14) einer solchen Größe aufweist, daß der Behälter (2) in den Anwendungsraum (4) eingeführt werden kann, welche Öffnung (14) konzentrisch zu der Achse des genannten Behälters liegt und mit einem am Rande der Öffnung befindlichen Schacht (15) versehen ist, dessen Höhe H von der Mikrowellenfrequenz und dem Durchlaßquerschnitt der Öffnung )14) abhängt, so daß eine Absorptionsschranke entsteht, die den Austritt der Mikrowellen aus dem Anwendungsraum (4) verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Temperaturmeßeinrichtung (5) aufweist, bestehend aus einem Strahlungspyrometer (20), das unmittelbar die von der Probe (10) ausgesandte Strahlung auffängt, die durch eine Öffnung (22) hindurchtritt, die in der unteren Wand (12) des Anwendungsraums (4) unterhalb des Behälters (2), im wesentlichen in der Achse des genannten Behälters (2) vorgesehen ist, wobei die Abmessungen der genannten Öffnung (22) so gewählt sind, daß diese selbst eine Schranke gegen den Austritt der Mikrowellen aus dem Anwendungsraum (4) bildet.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Öffnung (22) in der unteren Wand (12) des Mikrowellen- Anwendungsraums (4) ein Schacht (23) vorgesehen ist, dessen Höhe h von der Mikrowellenfrequenz und dem Durchlaßquerschnitt der Öffnung (22) abhängt, damit eine Absorptionsschranke für aus dem Anwendungsraum (4) austretende Mikrowellen gebildet ist.
3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Spiegel (24) umfaßt, der so angeordnet ist, daß er die Strahlung (21) auffängt, die von der Probe (10) durch die Öffnung (22) hindurch ausgesandt wird, und daß er die genannte Strahlung (21) in Richtung auf das Strahlungspyrometer reflektiert.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, um Mikrowellen gleichzeitig auf eine Mehrzahl Proben (10) zu senden, jede Probe (10) in einen Behälter (2) eingebracht ist, welche Behälter (2) in dem Anwendungsraum (4) auf einer Kreislinie mit der Achse X gleichmäßig angeordnet sind, wobei die obere Wand (11) des Anwendungsraums (4) so ausgebildet ist, daß mindestens der die Behälter (2) tragende Bereich um die Achse X drehbar ist.
5. Anwendung des Gerätes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Durchführung von chemischen Reaktionen in feuchtem Medium.
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