DE9218986U1 - Vorrichtung zum Messen der Temperatur einer in einen Behälter einer Vorrichtung zur Anwendung von Mikrowellen gebrachten Probe - Google Patents

Vorrichtung zum Messen der Temperatur einer in einen Behälter einer Vorrichtung zur Anwendung von Mikrowellen gebrachten Probe

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Description

Anmeldungsunterlagen
VORRICHTUNG ZUM MESSEN DER TEMPERATUR EINER IN EINEN
BEHÄLTER EINER VORRICHTUNG ZUR ANWENDUNG VON MIKROWELLEN
GEBRACHTEN PROBE
10 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur
■:'■ einer Probe, die in einen Behälter eines Geräts zur Anwendung
1 : von Mikrowellen eingebracht worden ist, mit einer Einrichtung
'''■'['■<l zum Aussenden von Mikrowellen in einen Anwendungsraum, wobei
1U der Behälter in den Anwendungsraum gesetzt worden ist.
'' Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Zuführen von Mikrowellen zu mindestens einer Probe, deren Temperatur während .; der Zuführung der Mikrowellen durch die Ausübung des genannten ! Verfahrens gemessen wird.
'■&bull;■s 20 ' : ;
; 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
;' r auf, in den ein die Probe enthaltender Behälter eingeführt ist.
.;, 25 Derartige Geräte sind beispielsweise beschrieben in den Europä- : , ischen Patentschriften O 155 893) O .156 742 und der bekanntgemachten Europäischen Patentanmeldung O 387 161 der Societe
: PROLABO.
■ I,' ' i
: 30 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 feuchter Umgebung vorzunehmen.
35 Beispielsweise könnnen in einem derartigen Gerät chemische Reaktionen, wie Mineralisierung, Zersetzung, Hydrolyse .... oder physikalische Behandlungen, wie Auflösung, Kristallisation, Verdampfung, Schmelzen .... durchgeführt werden.
&Iacgr; - 2 - lG-76 302
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 gegebenenfalls mindestens ein Reagenz. Der Einfachheit ■';.;, halber wird in der vorliegenden Beschreibung der Inhalt des V Behälters als "Probe" bezeichnet.
.,&tgr;&igr; .10 Um die Temperatur einer in einem einer Erwärmung ausgesetzten Behälter befindlichen Probe zu messen, wird im allgemeinen eine in den Behälter im Bereich der Probe gesenkte Sonde verwendet. Derartige Sonden, die aus Metall bestehen und durch Leiterdrähte mit einem Ablesegerät verbunden sind, können nicht eingesetzt werden, um die Temperatur einer Probe zu messen, die sich in einem Mikrowellen-Anwendungsraum befindet. Derartige Metall-
I. ' i
sonden 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
&igr; ■
worden, die Temperatur mit Hilfe von in die Probe eintauchenden Sonden zu messen, die aus Lichtleitfasern bestehen, welche die Strahlung einem optischen Pyrometer zuleiten. Dieses Verfahren mag zweckmäßig erscheinen, es ist aber nur ganz beschränkt einsetzbar und ermöglicht es nicht, den Temperaturverlauf einer Probe kontinuierlich zu verfolgen, z.B. der Umgebungstemperatur bis zu einem Wert von 500 0C oder 600 0C. 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 0C bis 500 0C, kontinuierlich zu überwachen; vielmehr wäre dazu ein mehrfacher Wechsel der Meßsonde erforderlich.
Außerdem ist das Reaktionsmedium bei der Durchführung von che- ;, mischen Reaktionen in feuchtem Medium, etwa bei der Mineralisierung, sehr aggressiv, wodurch die Zuverlässigkeit der Mesi, , sung und die Lebensdauer der Lichtleitfasern nachteilig beein- 'y. '■':' flußt wird.
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- 3 -
Der Erfindung liegt einerseits die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Messen , der Temperatur einer Probe zu entwickeln, die sich in einem Gerät zur Anwendung von Mikrowellen befindet,
welche. Vorrichtung-eine kontinuierliche Messung dpr Probentemperatur ermöglicht und deren Verlauf zu überwachen erlaubt.
Ferner liegt der Erfindung als Aufgabe die Entwicklung einer-Vorrichtung-zugrunde,-.die-' jeglichen-tostrirfrt &lgr;&ggr;&ogr;&igr;&ggr;rMdkr^^-l-l-^n -aus dem Mikrowellen-Anwendungsraum ausschließt.
Außerdem soll die Erfindung ein zur Behandlung zumindest einer Probe mit Mikrowellen geeignetes Gerät angeben, das eine Einrichtung zur Temperaturmessung unter Vermeidung einer Mikrowellenverschmutzung der Geräteumgebung darstellt, wobei die Temperatur kontinuierlich gemessen werden kann.
Als Gegenstand der Erfindung konnte eine-Vorrichtung-zur Messung der Temperatur einer Probe entwickelt werden, die in einen Behälter eines Geräts zur Anwendung von Mikrowellen an mindestens einem Behälter eingebracht ist, welcher Behälter in den Mikrowellen-Anwendungsraum des Geräts eingeführt wl-r-d-■■*Dabei
wird die Messung --unmittelbar mit einem Strahlungspyrometer
vorgenommen. :
Als "Strahlungspyrometer" soll sowohl ein die sichtbare und die unsichtbare Strahlung auffangendes Pyrometer als auch ein nur die sichtbare Strahlung auffangendes Pyrometer bezeichnet werden.
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 verläuft frei durch die Atmosphäre und erfüllt den Behälter und den Anwendungsraum zwischen der Probe und dem Strahlungspyrometer, was jedoch nicht ausschließt, daß nach einer weiteren Art der Ausübung des
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. 4 _
Verfahrens das Strahlungspyrometer die Strahlung nach der Reflexion an einem Spiegel aufnimmt.
Ferner wurde gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Gerät zur Anwendung von Mikrowellen entwickelt, mit dem die genannte iMerssung ausgeübt wird.
In einer Ausführungsform besteht das Gerät aus einer Einrich-
tung zur Anwendung von Mikrowellen an mindestens einer in einem Behälter befindlichen Probe, welches Gerät eine Einrichtung zur Aussendung von Mikrowellen in einen durch eine Wand begrenzten Anwendungsraum umfaßt, wobei der Behälter in den genannten Raum eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät eine Einrichtung zur Messung der Temperatur nach dem den' Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren umfaßt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Gerät ein Gerät zur gleichzeitigen Anwendung von Mikrowellen an einer Mehrzahl von Proben, wobei jede Probe sich in einem Behälter befindet und das Gerät Mittel aufweist zur Aussendung von Mikrowellen in einen von einer Wand begrenzten Änwendungsraum und wobei die Behälter in dem Anwendungsraum auf einer Kreislinie mit der Achse X verteilt angeordnet sind und die obere Wand des Anwendungsraums so geformt ist, daß mindestens der die Behälter enthaltende Bereich sich um die Achse X drehen kann, dadurch gekennzeichnet, daß- eine Einrichtung zur Messung der Temperatur nach dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren vorgesehen ist.
In dem erfindungsgemäßen Gerät besteht das Gerät zur Temperaturmessung aus einem Strahlungspyrometer, das unmittelbar die Strahlung auffängt, die von der Probe durch eine Öffnung in der Wand des Mikrowellen-Anwendungsraums hindurch ausgesandt wird.
Damit die für den Durchtritt der Strahlung in Richtung auf das Strahlungspyrometer vorgesehene Öffnung in der Wand des Anwen-
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dungsraums nicht eine Quelle für die Verschmutzung der Umgebung durch die Mikrowellen des Geräts bildet, kann die Öffnung in einer Weise ausgeführt sein, daß die Abmessungen der Öffnung in der Wand des Mikrowellen-Anwendungsraums so gewählt sind, daß sie ihrerseits eine die Fortpflanzung der Mikrowellen außerhalb des Anwendungsraums hindernde Schranke darstellt.
In einer weiteren Ausführungsform ist an der Öffnung in der Wand des Mikrowellen-Anwendungsraums zur Verhinderung des Austritts von Mikrowellen aus dem Anwendungsraum durch die Öffnung ein Schacht mit einer von der Mikrowellenfrequenz und dem Durchtrittsquerschnitt der Öffnung abhängenden Höhe h vorgesehen, um eine Schranke zur Absorption von außerhalb des Anwendungsraums auftretenden Mikrowellen zu bilden.
Nach einer Ausführungsvarianten 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
■;. &igr;
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 physika^ lischen oder chemischen Ablaufs an der Probe dient.
Das Gerät ist somit insbesondere dazu bestimmt, zur Durchführung chemischer Umsetzungen an den Proben in feuchter Umgebung eingesetzt zu werden.
I
&igr;
i
Zur Erläuterung der Erfindung im einzelnen sind der Beschreibung Figuren zugeordnet, die beispielsweise und in schematischer, unmaSstäblicher Darstellung verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Geräts zeigen, die zur Ausübung des ebenfalls einen Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens bestimmt sind.
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-S-
Fig.1 ist eine allgemeine, schematische Ansicht einer Ausfüh- ; rungsform des erfindungsgemäßen Geräts von außen, teilweise in . 5 einer Vertikalebene geschnitten.
■: Fig.2 ist eine allgemeine Ansicht einer weiteren Ausführungs-
form des erfindungsgemäSen Geräts von außen.
&bull;1f Die Figuren 3 und 4 zeigen als Vertikalschnitte Einzelteile von zwei weiteren Ausführungsformen des erfindungsgmäßen Geräts, mit denen die erfindungsgemäße Temperaturmessung vorgenommen werden kann.
Bei dem in Fig.1 dargestellten erfindungsgemäßen Gerät (1) für die Anwendung von Mikrowellen an einer in einem Behälter (2) befindlichen Probe (10) ist eine Einrichtung (3) zum Aussenden von Mikrowellen in einen Anwendungsraum (4) vorgesehen, in dem sich der Behälter (2) befindet, sowie 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) abgewandtem 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 HaIsteil mit einem Wulst (18) versehen.
4 4 4-4
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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 rohrförmig mit Zylinderquerschnitt und besteht aus Blech.
In dem Kanal zwischen dem Schacht (15) und dem Behälter (2) befindet sich eine Ummantelung (16) aus einem mikrowellendurchlässigen Material, und die Ummantelung (16) verhindert es, daß beim Bruch des Behälters (2) Spritzer des Probenmaterials (10) und Scherben des Behälters (2) in den Anwendungsraum (4) gelangen. Die Ummantelung (16) besitzt in ihrem oberen Teil einen AuGenwulst (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, 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 Durchtrittsquerschnitt der Öffnung (22) abhängt, um wie bei der Öffnung (14) eine \ Schranke für die Absorption
*· pm
Q 1G-76 302
&mdash; O &mdash;
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.
1 !
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 erfindungsgemäße Gerät (1) nach Fig.2 gestattet es, Mikro-
i ;
wellen 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 und weist einen Mikrowellengenerator (6) mit einer Antenne (7) auf, die in einen mit dem Anwendungsraum (4) verbundenen Wellenleiter (9) emittiert.
&bull; · *&phgr;&psgr;*
&ldquor;If J.
■ - 9 - 1G-76 02
.,&Ggr; Der Anwendungsraum (4) hat bei dieser Ausführungsform die Form eines Kreiszylinders mit der Achse X, die senkrecht zu der
Fortpflanzungsrichtung der Mikrowellen in dem Wellenleiter (9) verläuft, wobei die Symmetrieebenen von Wellenleiter (9) und Anwendungsraum (4) zusammenfallen.
' I
Der Anwendungsraum (4) wird 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 wer-
den. 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 Viertelwellenlängenfalle zu ■; bilden und andererseits die Verschiebung der oberen Wand (11) gegenüber der Seitenwand (13) erleichtern, indem die Reibungskräfte herabgesetzt werden.
1. ■ ' i '
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 Außenwulst (18) auf dem oberen Rande des Schachts (15) auf. Die Schächte (15) der Höhe H ragen hier ein Stück weit in den Anwendungsraum (4) hinein.
Die öffnungen der oberen Wand (11) des Anwendungsraums (4) sind
auf einer Kreislinie um die Ache X angeordnet. Alle Behälter
(2) und somit die in ihnen befindlichen Proben sind somit bei
der Drehung der oberen Wand (11) des Geräts (1) um die Achse X
der gleichen Menge Mikrowellenenergie ausgesetzt.
j.
■ "-j - 10 - 1G-76 302
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 Vorübergang der Probe vor 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 zugeord-'15 net ist.
Ein Gerät zur Anwendung von Mikrowellen kann auch entsprechend
dem eben beschriebenen Gerät ausgeführt werden, braucht aber \ nur einen Zentralbereich aufzuweisen, 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 bei einer Mehrzahl von Proben ermöglicht, die jeweils in einen Behälter gesetzt sind, kann so ausgebildet sein, daß die Behälter und die Wände des Anwendungsraums einander
■■f fest gegenüberstehen. Um die Temperatur der Proben zu messen, wird dann die Seitenwand des Anwendungsraums mit einer Mehrzahl
: von öffnungen versehen, und jeder öffnung wird ein Strahlungspyrometer zugeordnet, oder die Bedienungsperson bewegt ein Strahlungspyrometer, um es nacheinander von einer Öffnung zur nächsten zu führen.
■■■' ,
Fig.3 zeigt im Schnitt in einer Vertikalebene ein Detail einer weiteren Ausführungsform des Geräts zur erfindungsgemäßen 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)
'■5 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 gegenüber Mikrowellen bildet, und der Schacht (15) reicht in dieser Ausführungsform ein Stück weit 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 (16) mit einem Wulst (17) auf der Oberseite (19) des Schachts (15), und der Behälter (2) ruht mit einem Wulst (18) auf dem Mantel.
20
Die Einrichtung zur Messung der Temperatur der Probe (10) be-
steht 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) am Ort 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 darstellt.
Das erfindungsgemäße 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
&ldquor;!■Ja,1
'"&iacgr;-1 . - 12 -
1G-76 302
.:,;v" (27) ist von einem oberhalb der oberen Wand (26) des Nebenraums
■f1*'· ■
,I'],, (14) befindlichen, zylinderförmigen Schacht (15) umgeben.
&igr;'"..5
V; Der Innenraum des Schachts (15) bildet einen Mikrowellen-Anwen-
' i
'" , dungsraum (4), der zur Aufnahme des Behälters (2) bestimmt ist.
■ Der Schacht (15) in der dargestellten Ausführungsform besteht f. " . i
: i. io in seinem unteren Teil (28) aus einem mit Durchbrechungen versehenen Material, etwa einem Metallgitter, und in seinem oberen V, Teil (29) aus zusammenhängendem Material, z.B. Blech. Er hat eine Höhe H, die von der Frequenz der Mikrowellen in dem Neben- : raum (14) und dem Querschnitt des Verbindungsfensters (27) ab- ! 15 hängt, um das Austreten von Mikrowellen aus dem Anwendungsraum ■[: (4) zu verhindern.
-. ■ &igr;
In dem Schacht (15) befindet sich, wie oben beschrieben, ein
Mantel (16), der mit einem Wulst (17) auf dem oberen Rande (19) '■'■ 20 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 gemäß der Erfindung aus einem Strahlungspyrometer (20), das die von der Probe (10) ausgesandte und durch die Zwischenräume in dem den unteren Teil (28) des Schachts (15) bildenden
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durchbrochenen Material fallende Strahlung (21) auffängt.
Ein Gerät zur Anwendung von Mikrowellen, das, wie oben beschrieben, einen sekundären Anwendungsraum (14) umfaßt, kann
einen Schacht (15) besitzen, der über seine gesamte Höhe H aus , . , &igr;
zusammenhängendem Baustoff besteht. Ein derartiger Schacht
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- 13 -
1G"76 302
erhält dann in seinem neben der Probe befindlichen Abschnitt eine Öffnung für den Durchtritt der von der Probe in Richtung auf das Strahlungspyrometer ausgesandten Strahlung.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die hier dargestellten \ und beschriebenen Ausführungsformen, und die verschiedenen
angegebenen Ausführungsvarianten lassen sich im Rahmen der ■JO Erfindung miteinander kombinieren.
■ Auch andere, dem Fachmann geläufige Varianten oder Ausführungsformen sind als Teil der Erfindung zu betrachten.
Zwar ist der Mikrowellen-Anwendungsraum des erfindungsgemäßen Geräts vorstehend als Wellenleiterabschnitt oder als Zylinder von Kreiszylinderform beschrieben worden, er kann aber auch aus einem Zylinder von nicht-kreiszylinderischer Form, z.B. einem polygonalen Zylinder, bestehen.
Die die Probe enthaltenden Behälter sind hier als Reagenzgläser
beschrieben und gezeichnet worden; natürlich können stattdessen auch andere, laborübliche Behälter aus mikrowellendurchlässigem Werkstoff verwendet werden, etwa Kolben, Ampullen.... 25
Ferner wurden offene Behälter angegeben, sie können in ihrem oberen Abschnitt mit Mitteln zum Auffangen von Abgasen und Dämpfen versehen werden, die aus der Probe bei der Einwirkung
von Mikrowellen austreten, oder können auch mit einem Stopfen versehen werden, 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 und das Verfahren zum Messen der Temperatur der Probe gemäß der Erfindung bieten zahlreiche Vorteile. Insbesondere kann die Messung der Probentemperatur in dem Anwendungsraum kontinuierlich erfolgen, und zwar ohne Gefahr
* * &diams; &diams; 9 * m
1 -u- 1G~76
des Austritts von Mikrowellen aus dem Behandlungsraum. Außerdem kann die Messung der Temperatur an sehr aggressiven Proben 5 vorgenommen werden, denn das vorgesehene Verfahren arbeitet nicht mit in die Probe eintauchender Sonde.
Das Gerät zur Anwendung von Mikrowellen an mindestens einer Probe -ist insbesondere bestimmt zur. Anwendung bei chemischen -IQ Reaktionen in feuchterrUingebung.

Claims (4)

lG-76 302 Schutzansprüche
1. Gerät zur Anwendung von Mikrowellen (1) 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 Durchtrittsquerschnitt 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, und daß die Abmessungen der genannten Öffnung (22) so gewählt sind, daß diese ihrerseits eine Schranke gegen den Austritt der Mikrowellen aus dem Anwendungsraum (4) darstellt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Öffnung (22) in der Wand (12) des Mikrowellen-Anwendungsraums (4) ein Schacht (23) vorgesehen ist, dessen Höhe h von der Mikrowellenfrequenz und dem Durchtrittsquerschnitt der Öffnung (22) abhängt, damit eine Absorptionsschranke für aus dem Anwendungsraum (4) austretende Mikrowellen gebildet ist.
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* * » » * * · * *- * &diams; · lG-76 702
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 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, und daß das Gerät (1) eine Einrichtung (3) zum Aussenden von Mikrowellen in einen Anwendungsraum (4) aufweist, welche Behälter (2) in dem Anwendungsraum (4) auf einer Kreislinie mit der Achse X 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.
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