FR2685772A1 - Dispositif detecteur d'energie micro-onde. - Google Patents

Abstract

On décrit un dispositif détecteur d'énergie micro-onde qui comprend une sonde micro-onde (10) ayant un absorbeur d'onde (12) qui génère de la chaleur par absorption de l'énergie micro-onde, un thermistor (11) qui détecte, la température de l'absorbeur, et un dispositif de calcul (30) qui calcule la valeur de l'énergie micro-onde en utilisant l'expression suivante (1), (CF DESSIN DANS BOPI) où P est l'énergie micro-onde absorbée par l'absorbeur d'onde, theta est la valeur de l'élévation de température détectée par le thermistor, C est la capacité calorifique de la sonde micro-onde et delta est la constante d'irradiation calorifique de la sonde micro-onde.

Description

DISPOSITIF DETECTEUR D'ENERGIE MICRO-ONDE

La présente invention se rapporte à un dispositif détecteur d'énergie micro-onde utilisant une sonde micro-onde capable de détecter l'état d'échauffement ou état final d'un objet chauffé dans un dispositif de chauffage à micro-onde

tel qu'un four à micro-onde.

Un four à micro-onde remplit diverses fonctions telles que de dégeler des aliments congelés, de réchauffer

des aliments froids et autres au moyen d'un chauffage micro-

onde Un four à micro-onde contrôle automatiquement la sortie de son magnétron qui génère l'énergie micro-onde en détectant à l'aide d'une sonde l'état d'échauffement ou état final de

cet aliment.

Il a été décrit (demande de brevet japonais publiée et non examinée N O 64-50385) un four à micro-onde qui suit les variations de température de l'aliment chauffé depuis son état congelé jusqu'à son état dégelé et détecte la fin du cycle de décongélation Ce four à micro- onde est équipé d'un détecteur générant de la chaleur en absorbant l'énergie micro-onde, d'un dispositif pour mesurer la température et d'un dispositif de calcul et de contrôle qui contrôle le fonctionnement du four à micro-onde à partir de la température Le détecteur est situé près de l'objet à traiter dans le four à micro-onde, et le dispositif de calcul et de contrôle utilise une courbe montrant l'augmentation de température du détecteur en fonction du temps, détermine la fin du cycle de décongélation de l'objet en calculant la valeur de la dérivée quadratique (c'est-à-dire la dérivée du deuxième degré) de la courbe, et contrôle le fonctionnement du four à micro-onde à la fin du cycle de décongélation, dans laquelle la valeur de la dérivée du second ordre est

inférieure à une valeur spécifiée.

Il a été décrit (demande de brevet japonais

publiée et non examinée N O 64-50384) un autre four à micro-

onde équipé d'un détecteur qui peut détecter suivant une certaine sensibilité la fin de chaque opération de décongélation dans des opérations séquentielles de décongélation Ce four à micro-onde est également équipé d'un détecteur micro-onde, d'un dispositif de mesure de la température et d'un dispositif de calcul et de contrôle Le détecteur de ce four à micro-onde a une isolation contre la chaleur, qui transmet l'énergie micro-onde, mais évite que la chaleur du détecteur, qui a été générée par l'absorption d'énergie micro- onde, n'irradie vers l'extérieur Etant donné que l'isolation contre la chaleur augmente l'élévation de température du détecteur par réduction de l'échange calorifique avec l'environnement extérieur, le détecteur peut suivre et détecter chaque opération de décongélation sans abaissement de sensibilité La zone d'échange calorifique de ce détecteur est large et d'une faible épaisseur Cela facilite l'échange de chaleur par le détecteur avec l'environnement extérieur et lui confère une caractéristique de retard thermique court, ce qui lui permet de recouvrer ses caractéristiques initiales après chaque opération de décongélation. Dans le four à micro-onde décrit dans la demande de brevet japonais publiée et non examinée N O 64-50385, l'objet qui passe du stade gelé au stade aqueux est graduellement chauffé en absorbant de plus en plus d'énergie micro-onde, et la puissance absorbée par le détecteur diminue graduellement. Quand on mesure la pente (la dérivée linéaire, c'est-à-dire la dérivée du premier degré), de la courbe représentant l'élévation de température du détecteur en fonction du temps et que la pente diminue, et que la valeur absolue de la dérivée quadratique de la courbe devient plus

grande qu'une valeur spécifiée, l'objet dans le four à micro-

onde commence à dégeler Quand cette courbe devient peu profonde et que la valeur absolue de la dérivée du second degré de la courbe devient inférieure à une valeur spécifiée, l'objet a fini sa décongélation Le four à micro-onde mentionné ci-dessus détermine l'état de décongélation à partir de la variation de la dérivée quadratique. Selon cette méthode de détermination de l'état de décongélation cependant, seule la variation de la puissance micro-onde absorbée par le détecteur doit provoquer le

changement de la dérivée du deuxième degré.

En général, t heures après qu'un objet a été chauffé par exemple, une sonde micro-onde ayant une capacité calorifique C a reçu une énergie micro-onde P, sa valeur d'élévation de température O est représentée par l'expression ( 2) qui suit, dans un état complètement adiabatique dans lequel aucune chaleur n'est irradiée vers l'extérieur Cette

relation est représentée à la figure 26.

o = P t / C ( 2) Dans la réalité cependant, la chaleur irradiée vers l'extérieur par un objet chauffé qui reçoit de l'énergie micro-onde ne peut pas être ignorée Si l'objet chauffé a une constante d'irradiation calorifique 6, le travail P dt que l'objet reçoit pendant une très courte période dt est

représentée par l'expression suivante ( 3).

P.dt = C d O + 6 G dt ( 3) o d O est l'augmentation de température de l'objet durant une très courte période, C d Q est l'énergie calorifique emmagasinée dans l'objet durant une très courte période, et 6.0 dt est l'énergie calorifique irradiée vers l'extérieur durant une très courte période A partir de l'expression ( 3) mentionnée ci-dessus, la valeur de l'augmentation de température O de l'état de l'objet est représentée par l'expression suivante ( 4) o l'énergie électrique P est

constante Cette relation est représentée à la figure 27.

G = (P/6) l 1 exp ( -t / T)l ( ( 4) Dans cette expression, T est une constante de temps thermique et a une relation C = T 6 Comme on le voit sur les figures 26 et 27, la différence croit entre les taux d'augmentation de température dans les deux cas, lorsque la valeur de l'augmentation de température Q devient plus grande. La détermination de la dérivée linéaire (dg/dt) et de la dérivée quadratique (d 20/dt 2) décrite dans la demande de brevet japonais publiée et non examinée

n O 64-50385 à partir de l'expression ( 4) mentionnée ci-

dessus, conduit aux expressions suivantes ( 5) et ( 6), respectivement Ces relations sont illustrées aux figures 28

et 29.

d Q/dt = (P/e/T) exp (-t/T) ( 5) d 2 C/dt 2 = (-P/e/T 2) exp (- t/T) ( 6) La figure 29 et l'expression ( 6) montrent que la dérivée quadratique (d 20/dt 2) varie de (-P/6/T 2) à O dans un temps allant de zéro à l'infini ( 0-ò) et change par irradiation calorifique même si la puissance électrique ne

varie pas avec le temps.

Ceci suggère que la méthode pour déterminer un état de décongélation dans le four à micro-onde décrit dans la demande de brevet japonais publiée et non examinée n O 64-50385 n'est pas précise dans un état o la valeur O de l'élévation de température a augmenté Ceci signifie que le four à micro-onde mentionné ci-dessus détermine l'état de décongélation en référence à la variation de la dérivée quadratique seulement à partir de la variation de l'énergie micro-onde absorbée par le détecteur; en réalité cependant il est nécessaire de considérer l'irradiation calorifique de

la sonde micro-onde.

Le four à micro-onde illustré dans la demande de brevet japonais publiée et non examinée N O 64-50384 mentionnée ci-dessus, utilise une isolation calorifique et a une structure qui facilite l'irradiation de la chaleur Le résultat est que ( 1) l'isolation à la chaleur réduit l'irradiation à la chaleur quand l'énergie micro-onde est irradiée et ( 2) quand l'énergie micro-onde n'est pas appliquée, la structure qui irradie facilement la chaleur augmente l'irradiation calorifique et remet rapidement le détecteur dans son état initial, et de plus empêche une destruction provoquée par accumulation de chaleur dans le cas

de chauffage répété.

Cependant, les facteurs ( 1) et ( 2) mentionnés ci-

dessus sont contradictoires et il est impossible de les

satisfaire pleinement l'un et l'autre.

Dans le cas o on considère l'irradiation calorifique vers l'extérieur du détecteur, l'énergie calorifique irradiée dépend de la température ambiante Cela signifie que quand la température ambiante est haute, moins d'énergie calorifique est irradiée, et quand elle est basse, une plus grande énergie calorifique est irradiée Par exemple, en fonction des conditions d'utilisation du four à micro-onde, les erreurs de détection deviennent grandes quand la température de la chambre de chauffage est élevée Etant donné qu'un détecteur unique selon l'art antérieur absorbe uniformément la température ambiante, le four à micro-onde

est incapable de détecteur avec précision l'énergie micro-

onde. Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif qui ne requiert pas constamment une réduction de l'irradiation calorifique de la sonde micro-onde et qui peut détecter avec précision une énergie micro-onde en

considérant cette irradiation calorifique.

Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif qui peut déterminer avec précision l'énergie micro-onde sans être influencé par la variation de la

température ambiante autour de la sonde micro-onde.

Un premier dispositif détecteur d'énergie micro-

onde selon l'invention comprend une sonde micro-onde ayant un absorbeur d'onde qui génère de la chaleur par absorption de l'énergie micro-onde et un thermistor qui détecte la température de l'absorbeur ci-dessus, et un dispositif de calcul qui calcule la valeur de l'énergie micro-onde sur la base du signal de sortie de la sonde micro-onde Le

dispositif de calcul calcule la valeur de l'énergie micro-

onde en fonction du temps en utilisant l'expression suivante

( 1),

P = C d Q/dt + 6 G ( 1) o P est l'énergie micro-onde absorbée par l'absorbeur d'onde, G est la valeur de l'élévation de température détectée par le thermistor, C est la capacité calorifique de la sonde micro-onde et 6 est la constante d'irradiation

calorique de la sonde micro-onde.

Un deuxième dispositif détecteur d'énergie micro-

onde comprend une sonde micro-onde ayant un absorbeur d'onde

qui génère de la chaleur par absorption de l'énergie micro-

onde et un premier thermistor qui détecte la température de l'absorbeur, une deuxième sonde de température ayant un deuxième thermistor qui détecte la température ambiante de l'absorbeur d'onde, et un dispositif de calcul qui calcule la valeur de l'énergie micro-onde sur la base du signal de chaque signal de sortie de la sonde micro-onde et de la sonde de température Le dispositif de calcul calcule la valeur de l'énergie micro-onde en fonction du temps en utilisant l'expression suivante ( 1), P = C d Q/dt + S O ( 1) o P est l'énergie micro-onde absorbée par l'absorbeur d'onde, Q = e I, o O 1 est la valeur de l'élévation de température détectée par le premier thermistor et 02 est la valeur de l'élévation de température détectée par le deuxième

thermistor, C est la capacité calorifique de la sonde micro-

onde et 6 est la constante d'irradiation calorifique de la

sonde micro-onde.

Dans le deuxième dispositif détecteur d'énergie micro-onde, l'absorbeur d'onde peut être logé dans une ouverture adéquate ménagée dans la paroi métallique formant la chambre de chauffage du four à micro-onde au moyen d'un premier organe métallique, de telle sorte qu'une face de l'absorbeur d'onde est tournée vers l'intérieur de la chambre de chauffage; la partie sonde de température du premier thermistor adhère à une autre face de l'absorbeur d'onde de façon à ne pas recevoir l'énergie micro-onde; le deuxième thermistor peut être logé sur la face arrière de la paroi

métallique au moyen d'un deuxième organe métallique.

Dans le deuxième dispositif détecteur d'énergie micro-onde, la sonde de température peut avoir un réflecteur d'onde qui a les mêmes forme, dimensions et capacité calorifique que lrabsorbeur d'onde, et un deuxième thermistor qui détecte la température du réflecteur et a la même

structure que le premier thermistor.

Dans le premier dispositif détecteur d'énergie micro-onde, l'absorbeur d'onde de la sonde micro-onde peut se présenter sous la forme d'une plaque plate ayant une surface plus large au moins, que la partie sonde de température du thermistor, une face étant la face absorbant les microondes, et la partie sonde de température du thermistor adhère à

l'autre face de façon à ne pas recevoir une énergie micro-

onde.

L'expression ( 1) mentionnée ci-dessus est obtenue

en divisant les deux côtés de l'expression ( 3) mentionnée ci-

dessus par dt En utilisant cette expression ( 1), l'énergie micro-onde P par rapport au temps peut être obtenue à partir de la capacité calorifique C de la sonde, de la constante d'irradiation calorifique 6, de la valeur de l'élévation de température Q par rapport au temps, et de son taux de

changement d G/dt.

En divisant la valeur de l'énergie micro-onde P

par la surface recevant les micro-ondes de la sonde micro-

onde, on peut obtenir l'énergie irradiée par unité de surface. L'invention sera mieux comprise en référence à la

description qui suit et aux dessins qui l'accompagnent,

tandis que la portée de l'invention sera définie par les

revendications annexées.

La figure 1 est une vue de la structure d'un dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon une première

forme d'exécution de l'invention.

La figure 2 est une vue en coupe de la sonde

micro-onde du premier dispositif détecteur d'énergie micro-

onde. La figure 3 est un graphique montrant la variation de l'énergie électrique détectée par le premier dispositif détecteur d'énergie quand il n'y a pas d'objet à chauffer. La figure 4 est un graphique montrant la variation de l'énergie électrique détectée par le premier

dispositif détecteur d'énergie lorsqu'on dégèle de la glace.

La figure 5 est une vue de la structure d'un dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon une deuxième

forme d'exécution de l'invention.

La figure 6 est un graphique montrant la variation de l'énergie électrique détectée par le deuxième dispositif détecteur d'énergie électrique quand il n'y a pas d'objet à chauffer, dans les cas o la correction de

température est faite ou n'est pas faite.

La figure 7 est un graphique illustrant la variation de l'énergie électrique détectée par le deuxième dispositif détecteur d'énergie électrique, quand il n'y a

aucun objet à chauffer, à quatre niveaux de sortie de micro-

onde. La figure 8 est une vue de la structure d'un dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon une troisième

forme d'exécution de l'invention.

La figure 9 est une vue en perspective qui illustre un procédé d'assemblage de la sonde micro-onde du

troisième dispositif détecteur d'énergie électrique.

La figure 10 est une vue en perspective qui illustre un procédé d'assemblage drune autre sonde micro-onde

du troisième dispositif détecteur d'énergie électrique.

La figure 11 est une vue en perspective qui illustre un procédé d'assemblage de la sonde de température du dispositif détecteur d'énergie électrique de la troisième

forme d'exécution.

La figure 12 est une vue en coupe d'un exemple

d'une variante de la sonde micro-onde selon l'invention.

La figure 13 est une vue en coupe prise selon la ligne M-M de la figure 14, illustrant la structure d'un autre

exemple de variante de la sonde micro-onde selon l'invention.

La figure 14 est une vue en coupe selon la ligne

L-L de la sonde micro-onde illustrée à la figure 13.

La figure 15 est une vue en coupe d'un autre

exemple de variante de la sonde micro-onde.

La figure 16 est une vue en coupe prise selon la ligne N-N de la figure 17, illustrant la structure d'un autre

exemple d'une variante de la sonde micro-onde.

La figure 17 est une vue en perspective de la

sonde micro-onde illustrée à la figure 16.

La figure 18 est une vue en plan d'un organe métallique composant la sonde micro-onde illustrée à la

figure 16.

La figure 19 est une vue de face de l'organe

métallique de la figure 18.

La figure 20 est une vue en coupe centrale de

l'organe métallique de la figure 18.

La figure 21 est une vue en plan d'un thermistor

composant la sonde micro-onde de la figure 16.

La figure 22 est une illustration qui montre un

procédé d'assemblage de la sonde micro-onde de la figure 16.

La figure 23 est une figure en coupe qui montre comment fixer la sonde micro-onde de la figure 16 sur le four

à micro-onde.

La figure 24 est une vue en plan d'un ancrage

utilisé pour fixer la sonde, comme illustré à la figure 23.

La figure 25 est un diagramme montrant un circuit pour contrôler le magnétron du four à micro-onde dans la

troisième forme d'exécution de l'invention.

La figure 26 est un graphique montrant la variation de température d'un objet qui reçoit une énergie

micro-onde dans un état adiabatique.

La figure 27 est un graphique illustrant la variation de température d'un objet qui reçoit une énergie

micro-onde dans un état o il y a irradiation calorifique.

La figure 28 est un graphique illustrant la dérivée linéaire de la température par rapport au temps quand un objet reçoit une énergie micro-onde dans un état o il y a

irradiation calorifique.

La figure 29 est un graphique illustrant la dérivée quadratique de la température par rapport au temps d'un objet qui reçoit une énergie microonde dans un état o

il y a irradiation calorifique.

La première forme d'exécution de la présente invention est décrite maintenant en détail sur la base des figures 1 et 2 Dans les dessins, les parties identiques

portent des signes de référence identique.

Une porte 14 est placée sur la face avant d'un four à micro-onde 13, de façon à ce que cette porte 14 puisse être ouverte et fermée Une sonde micro-onde 10 est placée

sur le plafond de la chambre de chauffage 17 du four à micro-

onde 13 Dans cette sonde micro-onde 10, la partie sensible à la température lia d'un thermistor 11 adhère à un absorbeur d'onde 12 de forme plate La sonde micro-onde 10 est fixée dans une ouverture 15 a formée dans le cadre 15 du plafond, de façon à être tournée vers la chambre 17 de chauffage Des conducteurs llc de la sonde 10 sont placés à un endroit o ils ne peuvent pas être irradiés par l'énergie micro-onde

provenant du magnétron 18, qui est la source micro-onde.

Le thermistor 11 est un dispositif de type MELF (face de l'électrode en métal) de 1,35 mm de diamètre et 1,45 mm d'épaisseur, a une partie sensible à la température lia réalisée dans un oxyde métallique fritté comprenant Mn, Co, et Ni comme constituants principaux, et est formé en soudant les conducteurs lic sur les bornes d'électrodes llb des deux extrémités de la partie sensible à la température lia La résistance du thermistor 11 à 250 C est de 100 k Q et sa constance B est de 3 965 K. L'absorbeur d'onde 12 en Si C fritté a 12 mm de diamètre et 1 mm d'épaisseur Une face 12 a de l'absorbeur d'onde 12 est la face absorbant les micro-ondes La partie sensible à la température lia du thermistor 11 avec ses conducteurs, adhère à la partie centrale de l'autre face 12 b de l'absorbeur d'onde 12 par l'intermédiaire d'une résine époxy 1 ia La constante d'irradiation calorifique S de la sonde micro-onde 10 y compris le thermistor 11, l'absorbeur d'onde 12 et la résine époxy 1 Qa, est de 6 m W/0 C et sa

constante de temps thermique T est de 40 secondes.

Un magnétron 18 qui génère une énergie micro-onde de 2 450 M Hz est placé dans la partie intérieure de la chambre de chauffage 17 et un ventilateur 19 et son moteur 20 sont placés à l'arrière de la partie intérieure de la chambre 17 Un plateau tournant 22 sur lequel est situé un récipient 21 est mis en rotation par un moteur 23 et est placé au fond de la chambre de chauffage 17 Une entrée 24 est ménagée à proximité du moteur 20 du ventilateur, et une sortie 26 est

ménagée dans le plafond de la chambre de chauffage 17.

Un dispositif de calcul, par exemple un contrôleur 30 comprenant un CPU et une mémoire, équipe le four à micro-onde 13 Cette mémoire stocke la valeur de l'expression ( 1) sus-mentionnée, et chaque valeur de la constante drirradiation calorifique 6 et de la constante de temps thermique r La sortie de la sonde micro-onde 10 est reliée au contrôleur 30 et la valeur O de l'élévation de température provoquée par la génération de chaleur de l'absorbeur 12 est entrée dans le contrôleur 30 en tant que signal électrique du thermistor 11 Chaque sortie du contrôleur 30 est connectée au magnétron 18, aux moteurs 20

et 23, respectivement.

Dans un four à micro-onde construit de cette façon, la valeur de l'expression ( 1) et chaque valeur de la capacité calorifique C et de la constante d'irradiation calorifique 6 qui sont spécifiques à la sonde micro-onde 10

sont stockées à l'avance dans le contrôleur 30.

Quand l'énergie micro-onde atteint la sonde micro-onde 10, l'absorbeur d'onde 12 génère de la chaleur en absorbant cette énergie micro- onde La valeur G de l'élévation de température provoquée par la génération de chaleur est entrée dans le contrôleur 30 Le contrôleur 30 calcule l'expression ( 1) avec la valeur entrée O pour trouver précisément l'énergie micro-onde reçue par l'objet chauffé en

considérant l'irradiation calorifique de la sonde micro-onde.

Comme décrit plus bas, on a fait des tests de

détection d'énergie micro-onde en utilisant le four à micro-

onde construit de cette manière La sortie micro-onde a été considérée comme "faible" pour une valeur de 200 W On a relié un dispositif d'enregistrement 27 au contrôleur 30 de façon à examiner l'énergie microonde irradiée à l'intérieur de la

chambre de chauffage 17.

TEST A

D'abord, rien n'a été placé sur le plateau tournant 22 et l'énergie micro-onde a été irradiée à l'intérieur de la chambre de chauffage 17 par le magnétron 18 contrôlé par le contrôleur 30 L'énergie électrique calculée par le contrôleur 30 a été enregistrée dans le dispositif d'enregistrement 27 avec le temps d'irradiation Le résultat est représenté à la figure 3 Dans ce cas, puisqu'il n'y avait aucun objet chauffé sur le plateau tournant 22, l'énergie électrique incidente sur la sonde micro-onde était

presque constante par rapport au temps.

TEST B

Ensuite, on a placé dans le récipient 21 sur le plateau tournant 22, 100 g de glace et on a irradié l'énergie micro-onde à l'intérieur de la chambre de chauffage 17 de la même façon que dans le test A Dans ce cas, on s'attendait à ce que l'énergie électrique incidente sur la sonde micro-onde 10 décroisse au fur et à mesure que la glace fondait Le résultat de l'enregistrement de l'énergie électrique calculé par le contrôleur 30 de la même façon que dans le test A a montré que l'énergie électrique décroissait effectivement avec le temps, à environ 200 secondes comme représenté à la

figure 4.

Les résultats des tests A et B prouvent que la sonde micro-onde 10 selon cette forme d'exécution répond avec

précision à l'énergie électrique incidente.

Si l'instant représenté par X dans la figure 4 est placé à la fin du processus de décongélation quand l'énergie électrique atteint le minimum, et que la sortie micro-onde du magnétron 18 est contrôlée quand le contrôleur 30 a atteint ce moment, alors on peut détecter la fin de décongélation. Maintenant, la deuxième forme d'exécution de l'invention va être décrite en détail sur la base de la

figure 5.

Une porte 14 est placée sur la face avant du four à micro-onde 13 de façon à ce que cette porte 14 puisse être ouverte et fermée Une sonde micro-onde 10 et une sonde de température 50 sont placées en parallèle sur le plafond de la chambre de chauffage 17 du four à micro-onde 13 Les deux sondes 10 et 50 sont fixées respectivement dans des ouvertures 15 a et 15 a formées dans le cadre 15 du plafond, et sont tournées vers l'intérieur de la chambre de chauffage 17, et des conducteurs lic et 51 c des deux sondes 10 et 50 sont placés à un endroit o ils ne peuvent être irradiés par l'énergie micro-onde provenant du magnétron 18, comme décrit

plus loin.

Les thermistors 11 et 51 sont des dispositifs de type MELF (face d'électrode en métal) de 1,35 mm de diamètre et 1,45 mm d'épaisseur, ont des parties sensibles à la température lia et 51 a réalisées dans un oxyde métallique fritté comprenant Mn, Co, et Ni comme constituant principaux, et sont formés en soudant les conducteurs lic et 51 c respectivement sur les bornes d'électrodes llb et 51 b des deux extrémités des parties sensibles à la température lia et 51 a Les valeurs de la résistance des deux thermistors 11 et 51 à 250 C sont respectivement de 100 kn et leurs constantes B

sont de 3 965 K, respectivement.

Des absorbeurs d'onde 12 et 52 en Si C fritté ont des diamètres respectivement de 12 mm et une épaisseur de 1

mm et ont les mêmes capacités calorifiques, respectivement.

Une des faces latérales 12 a et 52 a des absorbeurs d'onde 12 et 52 sont les faces absorbant les micro-ondes et adhèrent par leurs parties centrales sur les autres faces 12 b et 52 b respectivement, aux parties sensibles à la température lla et 52 a des thermistors 11 et 51 avec les conducteurs au moyen

d'une résine époxy l Qa et 50 a La face recevant les micro-

ondes 52 a de l'absorbeur d'onde 52 de la sonde de température est imprimée avec une pâte d'argent Ag (H-5723 de Shoei Kagaku) et est frittée en maintenant la température maximum à 8000 C pendant 10 minutes pour provoquer un revêtement métallique 53 Ce revêtement métallique 53 peut être réalisé au moyen d'une méthode de formation d'un film fin telle que

vaporisation, projection et autres.

La constante d'irradiation calorifique S et la constante de temps thermique T de la sonde micro-onde 10 y compris le thermistor 11, l'absorbeur d'onde 12 et la résine

époxy loa sont de 6 m W/OC et de 40 secondes, respectivement.

La constante d'irradiation calorifique 6 et la constante de temps thermique T de la sonde de température 50 y compris le thermistor 51, l'absorbeur d'onde 52 et la résine époxy 50 a

sont aussi de 6 m W/OC et de 40 secondes, respectivement.

Le magnétron 18 qui génère l'énergie micro-onde de 2 450 M Hz est placé dans la partie intérieure de la chambre de chauffage 17, et un ventilateur 19 et son moteur 20 sont placés à l'arrière de la partie centrale de la chambre 17 Un plateau tournant 22 comprenant un récipient 21 posé dessus est mis en rotation par un moteur 23 et est placé dans le fond de la chambre de chauffage 17 Une entrée 24 et une sortie 26 sont ménagées respectivement près du ventilateur 20 et dans le plafond de la chambre de chauffage 17. Un contrôleur 30 comprenant un CPU et une mémoire équipe le four à micro- onde 13 La mémoire stocke la valeur de l'expression ( 1) sus-mentionnée et chaque valeur de la constante d'irradiation calorifique 6 et la constante de temps thermique T de la sonde micro-onde 10 Les sorties de la sonde micro-onde 10 et de la sonde de température 50 sontreliées au contrôleur 30 et les valeurs el et G de l'élévation de température provoquée par la génération de chaleur respectivement des absorbeurs d'onde 12 et 52 sont entrées dans le contrôleur 30 en tant que signaux électriques des thermistors 11 et 51, respectivement Chaque sortie du contrôleur 30 est connectée au magnétron 18 et aux moteurs 20

et 23, respectivement.

Dans le four à micro-onde construit de cette façon, la valeur de l'expression ( 1) et chaque valeur de la capacité calorifique C et de la constante d'irradiation calorifique & qui sont spécifiques d'une sonde micro-onde 10,

sont stockées préalablement dans le contrôleur 30.

Quand l'énergie micro-onde atteint la sonde micro-onde 10 et la sonde de température 50, cette sonde 50 la réfléchit avec le revêtement métallique 53, mais l'absorbeur d'onde 12 génère de la chaleur en l'absorbant Le thermistor 51 comprenant la sonde de température 50 voit sa résistance électrique varier avec la température de la chambre de chauffage, température qui est influencée par la chaleur irradiant de l'objet chauffé Le thermistor 11 composant la sonde micro-onde 10, d'autre part, voit sa résistance électrique varier avec la génération de chaleur correspondant à l'énergie micro-onde, en plus de la

température de la chambre de chauffage.

Le contrôleur 30 ne retrouve que la chaleur générée par absorption de l'énergie micro-onde en soustrayant la température 02 détectée par le thermistor 51 de la température el détectée par le thermistor 11 -1 02 remplaçant Q dans l'expression ( 1), l'énergie micro-onde reçue par l'objet chauffé en considérant l'irradiation de chaleur de la sonde micro-onde 10 et de la variation de la température ambiante autour des sondes, est mesurée avec précision. En utilisant le four à micro-onde construit de cette manière, on a fait un test de détection d'énergie micro-onde dans un état o aucun objet à chauffer n'était placé sur le plateau tournant 22 Un dispositif d'enregistrement 27 a été connecté au contrôleur 30 de façon à examiner l'énergie micro-onde irradiée à l'intérieur de la

chambre de chauffage 17.

TEST A'

D'abord, dans l'état o la sortie micro-onde était placée sur "faible", correspondant à 200 W, on a irradié l'énergie micro-onde à l'intérieur de la chambre de chauffage 17 par le magnétron 18 contrôlé par le contrôleur 30 En comparaison, également dans l'état o la sonde de température n'était pas connectée au contrôleur, on a irradié l'énergie micro-onde à l'intérieur de la chambre de chauffage 17 par le

magnétron 18.

L'énergie électrique calculée par le contrôleur

a été enregistrée par le dispositif d'enregistrement 27.

Le résultat est montré sur la figure 6 Alors que l'énergie électrique augmentait légèrement avec le temps d'irradiation dans le cas o on n'utilisait pas la sonde de température 50, c'est-à-dire dans le cas o on ne faisait pas de correction de température, l'énergie électrique était constante quelle que soit la longueur du temps d'irradiation dans le cas o on faisait une correction de température à l'aide de la sonde de

température 50.

TEST B'

Ensuite, chaque énergie électrique calculée par le contrôleur 30 a été enregistrée par le dispositif d'enregistrement 27, en plaçant la sortie micro-onde sur les quatre niveaux de 150 W, 200 W, 250 W, 300 W, respectivement Le

résultat est donné à la figure 7.

Comme on peut le voir sur la figure 7, lorsqu'on fait une correction de température à l'aide de la sonde de température, chaque énergie électrique était constante respectivement, malgré un long temps d'irradiation, à

différents niveaux de sortie micro-onde.

Ces faits ont prouvé que l'énergie micro-onde peut être détectée avec précision par la correction de la

température ambiante.

Maintenant, la troisième forme d'exécution de l'invention va être décrite en détail sur la base des figures

8 à 11.

Une porte 14 est placée sur la face avant du four à micro-onde 13, de façon à ce que la porte 14 puisse être ouverte et fermée, tel qu'illustré à la figure 8 Une sonde micro-onde 10 et une sonde de température 50 sont placées en parallèle sur le plafond de la chambre de chauffage 17 du four à micro-onde 13 La sonde micro-onde 10 est fixée sur une ouverture 15 a formée dans la paroi métallique 15 du plafond au moyen d'un premier organe métallique 28 de façon à tourner une face 12 a de l'absorbeur d'onde 12 vers l'intérieur de la chambre de chauffage, et un deuxième thermistor 51 est placé sur la face arrière de la paroi

métallique 15 au moyen d'un deuxième organe métallique 29.

Cette sonde micro-onde 10 ainsi structurée irradie facilement la chaleur quand elle n'est pas n'est irradiée par de

l'énergie micro-onde.

La sonde micro-onde 10 a un absorbeur d'onde 12 qui génère de la chaleur en absorbant l'énergie micro-onde et un premier thermistor 11 qui détecte la température sur cet absorbeur 12 La sonde de température 50 a un deuxième thermistor 51 qui détecte la température ambiante autour de

l'absorbeur d'onde 12.

Un magnétron 18 qui génère une énergie micro-onde de 2 450 M Hz est placé dans la partie intérieure de la chambre de chauffage 17, et un ventilateur 19 et son moteur sont placés à l'arrière de la partie intérieure de la chambre 17 Des conducteurs lic et 51 c des thermistors 11 et 51 sont placés à des endroits o ils ne reçoivent pas

l'énergie micro-onde du magnétron 18.

Le plateau tournant 22 sur lequel est placé le récipient 21 est mis en rotation par un moteur 23 et est placé au fond de la chambre de chauffage 17 Une entrée 24 et une sortie 26 sont ménagées respectivement près du ventilateur 20, et dans le plafond de la chambre de chauffage 17. Un contrôleur 30 comprenant un CPU et une mémoire équipe le four à micro-onde 13 Cette mémoire stocke la valeur de l'expression ( 1) sus-mentionnée, et chaque valeur de la constante d'irradiation calorifique 6 et de la constante de temps thermique T de la sonde micro-onde 10 Des sorties de la sonde micro-onde 10 et de la sonde de température 50 sont connectées au contrôleur 30 La valeur 1 de l'élévation de température provoquée par la génération de chaleur de l'absorbeur d'onde 12 et la valeur 2 de l'élévation de température causée par le transfert de chaleur à travers l'organe métallique 29 entrent dans le contrôleur en tant que signaux électriques des thermistors 11 et 51, respectivement La chaleur transférée à travers l'organe métallique 29 comprend la chaleur de la paroi métallique 15 donnée par irradiation de chaleur de l'objet chauffé dans le four à micro-onde 13 et la chaleur de la paroi métallique 15 transférée à travers l'organe métallique 28 depuis l'absorbeur 12 qui est représenté par le symbole T dans la figure 8 Chaque sortie du contrôleur 30 est connectée au

magnétron 18 et aux moteurs 20 et 23, respectivement.

La figure 9 montre un procédé d'assemblage de la sonde micro-onde 10 Un absorbeur d'onde 12 en forme de disque de 10 à 30 mm de diamètre et de 0, 5 à 5 mm d'épaisseur est préparé à l'avance On a préparé aussi un disque plat 28 b de 0,2 à 1 mm d'épaisseur, qui est placé dans la partie centrale d'une ouverture 28 d qui est de 4 à 6 mm plus petit en diamètre que le diamètre extérieur de l'absorbeur d'onde 12 La plaque 28 b a trois perçages filetés 28 e disposés autour des ouvertures 28 d et un diamètre extérieur de 5 à 20 cm plus large que celui de l'absorbeur d'onde 12 On prépare aussi un organe cylindre 28 a d'une épaisseur de 0,2 à 1 mm dans sa partie centrale ayant une orifice 28 c qui est de 4 à 6 mm plus petit en diamètre que le diamètre extérieur de l'absorbeur d'onde 12 et qui est capable de recevoir l'absorbeur d'onde 12 L'organe cylindrique 28 a et le disque plat 28 b sont réalisés respectivement dans le même matériau métallique, qui est par exemple choisi parmi des matériaux tels que l'aluminium, le fer, le cuivre, l'acier inoxydable, le laiton et autres L'absorbeur 12 est réalisé en matériau

Si C fritté.

On place d'abord l'absorbeur d'onde 12 sur le disque plat 28 b puis on le recouvre avec l'organe cylindrique 28 a, et l'organe cylindrique 28 a est soudé par point 28 f sur le disque plat 28 b L'absorbeur d'onde 12 est maintenu par l'organe cylindrique 28 a et le disque plat 28 b de cette manière L'organe cylindrique 28 a et le disque plat 28 b

forment le premier organe métallique 28 selon l'invention.

Ensuite, le thermistor 11 est fixé sur la partie centrale de la face supérieure 12 b de l'absorbeur d'onde dont la face 12 b est exposée par l'orifice 28 c de l'organe cylindrique 28 a en recouvrant le corps du thermistor avec un matériau organique ou minéral de telle façon que la partie sensible à la température lia (figure 8) du thermistor 11 avec ces conducteurs puissent venir en contact avec la partie centrale de la face supérieure 12 b Dans cet exemple, le thermistor 11 est fixé avec une résine époxy 10 a Bien que cela ne soit pas représenté à la figure, il est préférable de munir les conducteurs lic du thermistor 11 d'une protection isolante, respectivement. D'autres matériaux organiques que la résine époxy servant à fixer le thermistor 11 comprennent des résines phénoliques, des résines silicone, des résines polymides et autres Les procédés de fixation utilisant des matériaux minéraux comprennent un procédé dans lequel, après moulage du thermistor avec une pâte qui est faite en mélangeant de l'eau et un matériau sous forme pâteuse contenant de la silice et de l'alumine comme constituants principaux, on évapore l'eau à environ à 800 C, puis on chauffe à environ 1500 C. La sonde micro-onde 10 est fixée sur la paroi métallique 15 en faisant passer les vis 46 à travers les ouvertures filetées 28 e du disque plat 28 b correspondant aux flans de l'organe métallique 28, et à travers les perçages 45 ménagés dans les parois métalliques 15, puis en fixant

solidement les vis 46 sur les écrous 47.

La figure 10 montre un autre procédé d'assemblage de la sonde micro-onde 10 Le procédé d'assemblage dans cet exemple réunit l'organe cylindrique 28 a et le disque plat 28 b en un seul corps en formant des pattes 28 g à trois endroits sur l'extrémité inférieure de l'organe cylindrique 28 a, en réalisant des perçages 28 h dans le disque plat 28 b à travers lesquels les pattes 28 g sont insérées, en insérant les pattes 28 g à travers les orifices des perçages 28 h, puis en courbant celles-ci, au lieu de réunir l'organe cylindrique 28 a et le

disque plat 28 b au moyen d'un soudage par points.

La figure 11 montre un autre procédé d'assemblage de la sonde de température 50 Un disque plat 29 b de 0,2 à 1 mm d'épaisseur et de 6 à 20 mm de diamètre est préparé préalablement Un organe cylindrique 29 a est préparé, qui a une épaisseur de 3 à 5 mm et un diamètre extérieur de 4 à 10 mm On fixe d'abord le deuxième thermistor 51 avec ses conducteurs 51 c dans l'organe cylindrique 29 a en le remplissant de résine époxy 50 a dans un état o l'on maintient la partie sensible à la température 51 a du thermistor 51 en contact avec le fond de l'organe cylindrique 29 a On soude ensuite par points 29 c le fond de l'organe cylindrique 29 a sur le disque plat 29 b La sonde de température 50 est fixée sur la face arrière de la paroi métallique 15 en soudant par points la face du fond du disque

29 b sur la paroi 15.

L'organe cylindrique 29 a et le disque plat 29 b sont réalisés dans le même matériau que l'organe cylindrique 28 a et le disque plat 28 b de la sonde micro-onde 10 L'organe cylindrique 29 a et le disque plat 29 b forment le deuxième organe métallique 29 selon l'invention. Les parties sensibles à la température lla et 51 a des thermistors 11 et 51 sont réalisées respectivement dans un matériau fritté d'oxyde métallique comprenant Mn, Co, et Ni comme constituants principaux, et sont formées en soudant les conducteurs lic et 51 c sur les deux extrémités, respectivement Les valeurs de la résistance des deux thermistors 11 et 15 à 250 C sont respectivement de 100 k:, et leurs constantes B respectivement de 3 965 K. Comme on le voit sur la figure 8, la face 12 a de l'absorbeur d'onde 12 est une face absorbant les micro-ondes et l'autre face 12 b a la partie sensible à la température lla

du thermistor 11 qui y est fixée.

La constante d'irradiation calorifique 6 et la constante de temps thermique T de la sonde micro-onde 10 y compris le thermistor 11, l'absorbeur d'onde 12 et la résine

époxy l Oa sont de 6 m W/OC et de 40 secondes, respectivement.

Dans le four à micro-onde construit de cette

manière, quand l'énergie micro-onde atteint la sonde micro-

onde 10, l'absorbeur d'onde 12 génère de la chaleur par absorption Le thermistor 51 composant la sonde de température 50 voit sa résistance électrique varier sous l'action de la chaleur transmise depuis la paroi métallique Cette chaleur est la chaleur transmise par l'objet chauffé ou l'absorbeur d'onde 12, ou des deux D'autre part, le thermistor 11 de la sonde micro-onde 10 voit sa résistance varier sous l'action de la chaleur générée par l'absorbeur d'onde 12 correspondant à l'énergie micro-onde et en plus de

la température ambiante autour du thermistor 11.

Le contrôleur 30 ne retrouve que la chaleur générée par absorption de l'énergie micro-onde en soustrayant la température 02 détectée par le thermistor 51 de la

température O 1 détectée par le thermistor 11.

Si la valeur de l'expression ( 1), et chaque valeur de la capacité calorifique C et la constante d'irradiation calorifique 6 spécifique à la sonde micro-onde sont stockées à l'avance dans le contrôleur 30 et qu'on substitue 01 e 2 à G dans l'expression ( 1), alors l'énergie micro-onde reçue par l'objet chauffé en considérant l'irradiation de chaleur de la sonde micro-onde 10 et la variation de température ambiante autour des sondes est

mesurée avec précision.

Utilisant le four à micro-onde construit de cette façon, on a fait un test de détection d'énergie micro-onde

sans placer un objet à chauffer sur le plateau tournant 22.

Un dispositif d'enregistrement 27 a été connecté au contrôleur 30 de façon à examiner l'énergie micro-onde irradiée à l'intérieur de la chambre de chauffage 17 On a procédé au même test A et B pour la deuxième forme

d'exécution et obtenu le même résultat.

Pour la sonde micro-onde qui est le composant principal du dispositif de détection de l'énergie micro-onde selon l'invention, on peut adopter d'autres constructions que celles mentionnées dans les exemples précédents comme cela

est illustré sur les figures 12 à 24.

La sonde micro-onde 10 représentée à la figure 12 comprend un thermistor 112 avec ses conducteurs 111, un couvercle métallique 113 pour recouvrir le thermistor 112 et ses conducteurs 111 à proximité immédiate et une couche absorbeuse d'onde 114 placée sur la surface du couvercle

métallique 113.

Comme thermistor 112, on peut utiliser un dispositif connu tel qu'une perle, un disque, une tige, un film épais, un film mince, une tranche ayant des électrodes intégrées et autres Comme dispositif ayant des conducteurs, on préfère un dispositif d'un type revêtu de verre ou un type scellé dans un tube de verre, par suite de sa résistance à la chaleur jusqu'à 200 à 4000 C environ Un thermistor de type perle revêtu de verre est réalisé en revêtant le corps du thermistor avec du verre fondu après avoir soudé deux fils

* fins sur le corps du thermistor de type perle.

On préfère que le couvercle métallique 113 ait une petite capacité calorifique de façon à augmenter sa vitesse de réponse, qu'il ait aussi une forme qui empêche les conducteurs d'être exposés à l'énergie microonde Le couvercle métallique 113 est mis à la terre pour éviter des décharges électriques qui pourraient être produites par l'énergie micro-onde Pour cette raison, le couvercle métallique est fait dans un matériau tel que le cuivre, l'acier inoxydable ou autres, qui est résistant à la chaleur et conducteur électrique Si le couvercle métallique présente une forme ayant une partie pointue, un phénomène de décharge électrique est favorisé par suite de la concentration de l'énergie micro-onde sur la partie pointue Il est préférable que le couvercle métallique ait ainsi une forme de boîte scellée aux extrémités telle qu'un cylindre, un prisme carré ou autres, qui présente une surface comparativement large pour recevoir l'énergie micro-onde et ne présente pas de partie pointue Dans le cas d'une forme en cylindre, le diamètre intérieur du cylindre est de préférence égal ou légèrement supérieur au diamètre extérieur du corps du thermistor en sorte que le cylindre puisse recouvrir le thermistor 112 à proximité immédiate avec les conducteurs Le couvercle métallique 113 peut présenter un flan centré 113 a à la base de façon à pouvoir y fixer aisément le couvercle

métallique du dispositif de détection d'énergie micro-onde.

La couche absorbante d'onde 114 est placée sur la surface du couvercle métallique 113 La couche absorbante d'onde 114 est faite dans un matériau minéral ou organique

contenant comme remplissage une poudre absorbant les ondes.

Cette poudre absorbant les ondes est une poudre céramique magnétique, diélectrique ou les deux La poudre absorbant les ondes étant magnétique comprend des poudres de ferrite ou des poudres céramiques contenant de la ferrite comme ingrédients principaux et les poudres absorbant les ondes étant diélectriques comprennent une ou plusieurs des poudres céramiques du groupe Si C, A 1203, B 4 C, Sr Ti O 3, Zr O 2, Y 203, PZT, et PLZT Les poudres absorbant les ondes étant à la fois magnétiques et diélectriques comprennent une poudre céramique ayant à la fois une perte magnétique et une perte diélectrique large, qui est une réaction de phase formée entre les particules de ferrite ou parmi les particules de ferrite et des particules de composés de type perovskite et sont faites par frittage à 1 000 à 1 5000 C d'un matériau mixte qui est obtenu en mélangeant des poudres magnétiques comprenant des fines particules de ferrite de 50 micromètres ou moins de diamètre et une poudre diélectrique comprenant des particules de composite de type perovskite telles que des particules de Ba Ti O 3 de 10 micromètres ou plus de diamètre, tel que cela est décrit dans la demande de brevet japonais

publiée et non examinée N O 1-291406.

Le matériau de base de la couche absorbant les ondes 114 est utilisé comme agent adhésif pour la poudre absorbant les ondes sur le couvercle métallique 113 Il est préférable d'utiliser un matériau ayant une grande résistance à la chaleur et une grande conductivité thermique pour former la couche absorbant les ondes 114 Comme matériau de base organique, par exemple, des résines résistant à la chaleur jusqu'à 200 à 3000 C sont utilisées, telles que des résines époxy, des résines phénoliques, des résines silicone, des fluorésines ou autres, ou des résines résistant à la chaleur

à 300 à 4000 C telles que des résines polymides ou autres.

Comme matériau de base minéral, par exemple, on utilise une pâte de verre D'autres matériaux peuvent également être utilisés tels que des matériaux composite ("Chirano Polymer Coat AL-15 " fabriqué par Ubekosan, Inc) obtenus en mélangeant des fibres minérales de composés Si-Ti-C-O (a I Chirano Fiber" par Ubekosan, Inc) avec des résines résistant à la chaleur mentionnées ci-dessus telles que les résines époxy ou autres Ce matériau composite a une résistance à la chaleur à environ 800 WC La résine époxy et le matériau composite mentionnés ci-dessus sont préférés par suite de leur grande résistance à la chaleur et de leur

grande conductivité thermique.

Le contenu de la poudre absorbant les ondes de la couche absorbant les ondes est augmenté de façon à améliorer son efficacité en tant qu'absorbeur d'onde Bien que ce contenu soit variable en fonction des matériaux organiques ou minéraux qui sont des matériaux de base, on préfère que les matériaux de base contiennent entre 10 et 50 % en poids de la

poudre absorbant les ondes.

La couche absorbant les ondes 114 est formée comme décrit ci-dessus D'abord, on prépare une solution de revêtement en faisant fondre un ou deux matériaux organiques ou minéraux et en mélangeant uniformément le liquide obtenu avec la poudre absorbant les ondes Le couvercle métallique 113 est séché après avoir été plongé dans la solution de revêtement à une profondeur spécifique La plupart de la surface extérieure du couvercle métallique 113 est revêtue avec la couche absorbant les ondes 114 par cette opération d'immersion La couche absorbant les ondes 114 est de préférence suffisamment mince, d'une épaisseur de l'ordre de à 100 micromètres de façon à empêcher l'exfoliation de la couche absorbant les ondes 114 causée par une différence dans la dilatation thermique entre la couche 114 et le couvercle

métallique 113.

On décrit ci-après un procédé de fabrication de la sonde micro-onde 10 Après que le thermistor 112 avec ses conducteurs a été inséré dans le couvercle métallique 113, on le fixe avec la substance de remplissage 116 La substance de remplissage peut être une céramique contenant, comme constituants principaux, de la silice ou de l'alumine à côté des matériaux organiques ou minéraux utilisés pour former la couche absorbant les ondes 114 Afin de fixer le thermistor 112 avec la substance de remplissage 116 dans le couvercle métallique 113, on peut insérer dans le couvercle métallique 113 le thermistor 112 revêtu par immersion, après quoi la substance de remplissage est fondue et le thermistor 112 est revêtue par immersion avec la solution de remplissage o la substance de remplissage fondue peut être versée dans le couvercle métallique 113 après que le thermistor 112 a été inséré dans le couvercle métallique 113 La couche absorbant les ondes 114 peut être formée soit avant l'insertion du thermistor 112 dans le couvercle métallique 113, soit après insertion du thermistor 112 dans le couvercle métallique 113 et sa fixation dans le couvercle métallique 113 avec la

substance de remplissage.

La sonde micro-onde 10 d'une telle structure est fixée sur le câble 124 du dispositif de chauffage micro-onde

avec une plaque de fixation 118 et des vis 118 a.

La sonde micro-onde 10 représentée aux figures 13 et 14 est munie d'un absorbeur d'onde 211 ayant des caractéristiques de semi-conducteur et capable d'absorber l'énergie micro-onde et une paire d'électrodes 212 et 213 qui sont séparées l'une de l'autre d'un certain espace sur la face qui ne reçoit pas l'énergie micro-onde de l'absorbeur d'onde 211 Les électrodes 212 et 213 de la sonde micro-onde sont respectivement connectées à l'une des extrémités des conducteurs 214 et 216 Les autres extrémités des conducteurs 214 et 216 passent à travers l'organe de fixation 217 en forme de calotte et sont connectées respectivement aux électrodes 218 et 219 en plomb placées sur la surface supérieure de l'organe de fixation 217 L'organe de fixation 217 est fixé sur la face supérieure du cadre 224 qui forme le plafond du dispositif de chauffage à micro-onde décrit plus loin Un couvercle 222 recouvre les conducteurs 214, 216 à proximité immédiate de ceux-ci de façon à éviter l'irradiation par l'énergie micro-onde Une des extrémités du couvercle 222 adhère au côté de l'absorbeur d'onde 211 et l'autre extrémité adhère à la face intérieure du haut de l'organe de fixation 217 Le couvercle 222 est en céramique

ou en plastique résistant à la chaleur.

Comme matériau ayant des caractéristiques de semi-conducteur et capable d'absorber l'énergie micro-onde pour réaliser l'absorbeur d'onde 211, on peut faire mention aux oxydes métalliques comprenant au moins un des éléments métalliques de transition tels que Mn, Co, Ni, Fe, Cu et autres ou un matériau non oxyde contenant B-Si C et B 4 C ou les deux, comme constituants principaux Le matériau oxyde de préférence un matériau oxyde comprenant un ou plusieurs des éléments choisis parmi Mn, Co, Ni, et un ou plusieurs des éléments choisis parmi Fe, Al, et Cu On préfère particulièrement un matériau oxyde métallique de transition comprenant Fe dans la mesure o il a souvent des propriétés ferro-magnétiques et qu'il augmente l'effet d'absorption des micro-ondes en agissant aussi sur les composants du champ

magnétique de l'énergie micro-onde.

L'absorbeur d'onde 211 est réalisé selon une méthode générale de fabrication des céramiques comme décrit plus bas D'abord, après mélange des matériaux de l'absorbeur d'onde 211 avec un agent liant selon les rapports spécifiques des éléments métalliques, le matériau mélangé est temporairement cuit et broyé Après granulation du matériau broyé, son moulage et la cuisson du matériau moulé sous forme d'un bloc, le matériau cuit est usiné selon la forme spécifiée pour obtenir l'absorbeur d'onde 211 L'absorbeur d'onde 211 a de préférence une épaisseur comprise entre plusieurs centaines de micromètres et plusieurs millimètres,

pour tenir compte de sa résistance mécanique.

Selon un procédé de fabrication de la sonde micro-onde, on forme séparément l'une de l'autre une paire d'électrodes 212 et 213 sur la face ne recevant pas l'énergie

micro-onde de l'absorbeur d'onde 211 fabriqué comme ci-

dessus, avec un certain espacement, au moyen d'une impression par écran, par projection et par vaporisation et autres La pâte utilisée dans l'impression par écran contient des métaux tels que les alliages Ag/Pd, Cu, Au, Ag, et autres Ces métaux peuvent être également utilisés dans la projection et la vaporisation Si on dispose une sous- couche (non représenté sur les figures) d'un métal tel que Pd, Cr, Ti, et autres entre l'absorbeur d'onde 211 et la paire d'électrodes 212 et 213, la force adhésive des électrodes s'en trouve améliorée Les conducteurs 214 et 216 sont respectivement connectés avec les électrodes 212 et 213 et les conducteurs d'électrodes 218 et 219 par soudage, soudage par points,

liaison par fils, ou autres.

Si les électrodes à connecter avec les conducteurs 214 et 216 sont réalisées dans un alliage Ag/Pd, Cu, ou Ag, la soudure est particulièrement préférée Si les conducteurs 214 et 216 sont en Au, Pt, Cu, Ag, ou autres, ils ont de préférence un diamètre compris entre plusieurs dizaines et plusieurs centaines de micromètres Quand les conducteurs 214, 216 sont des fils Pt soudés par points, ils

ont une très grande résistance à la chaleur.

La sonde micro-onde 10 représentée à la figure 15 comprend un thermistor 312 avec ses conducteurs 311 et un absorbeur d'onde 313 pour recouvrir le thermistor 312 avec

ses conducteurs 311 à proximité immédiate du thermistor 312.

On peut utiliser une dispositif connu comme thermistor 312 comprenant la sonde micro-onde 10 d'un type perle, disque, tige, film épais, film mince, tranche, d'un type intégré avec des électrodes ou autres Comme dispositif ayant des conducteurs, on préfère un dispositif de type perle revêtu de verre ou d'un type scellé par du verre dans un tube de verre à cause de sa grande résistance à la température de à 4000 C On réalise un thermistor de type perle revêtu de verre en revêtant le corps du thermistor avec du verre fondu avec soudure de deux fils fins sur le corps du thermistor de

type perle. L'absorbeur d'onde 313 est fabriqué avec la même poudre absorbante que la

poudre utilisée pour l'absorbeur d'onde constituant la sonde micro- onde 10 représentée à la

figure 12.

L'absorbeur micro-onde 313 doit avoir une forme qui lui permette d'éviter que ces conducteurs 311 reçoivent l'énergie micro-onde et elle est de préférence en forme de

boite soudée telle qu'un cylindre, un prisme carré ou autres.

Dans le cas du type cylindre, le diamètre intérieur de ce cylindre est de préférence égal ou légèrement supérieur au diamètre extérieur du corps de thermistor en sorte que le cylindre peut recouvrir le thermistor à proximité immédiate du thermistor 312 avec ses conducteurs Pour fabriquer l'absorbeur d'onde 313, on peut compresser une poudre céramique magnétique ou diélectrique, ou les deux avec un agent liant dans un moule métallique ou autres pour lui conférer une forme de cylindre comme représenté à la figure , et le bloc en forme de cylindre cuit ou le bloc en forme de prisme cuit peuvent être usinés sous forme de cylindre ou de prisme carré après moulage de la poudre céramique sous la forme de cylindre ou de prisme carré Comme représenté à la figure 15, une collerette 314 métallique ou plastique peut être prévue à la base de l'absorbeur d'onde 313 de façon à faciliter la fixation de l'absorbeur d'onde 313 sur le

dispositif de chauffage à micro-onde.

Selon un procédé de fabrication de la sonde micro-onde 10, le thermistor 312 avec ses conducteurs 311 est inséré dans l'absorbeur d'onde 313, puis est fixé avec la substance de remplissage 316 On préfère comme substance de remplissage un matériau ayant une grande résistance à la chaleur et une grande conductivité thermique De tels matériaux, par exemple, sont les résines résistant à la chaleur à 200 à 3000 C, telles que les résines époxy, les résines phénoliques, les résines silicone, les fluorésines ou autres et d'autres résines résistant à la chaleur à 300 à 400 QC telles que les résines polymides et autres On peut mentionner comme substance de remplissage ayant une grande résistance à la chaleur des céramiques ayant comme composants principaux la silice et l'alumine On préfère que la substance de remplissage soit un matériau minéral, étant donné que la céramique qui est un matériau minéral a généralement une plus grande conductivité thermique Afin de fixer le thermistor 312 dans l'absorbeur d'onde 313 avec la substance de remplissage 316, on peut utiliser un procédé o le thermistor 312 immergé peut être inséré dans l'absorbeur d'onde 313 après que la substance de remplissage a été fondue et que le thermistor 312 a été immergé dans la solution de substance de remplissage, ou on peut verser la substance de remplissage fondue dans l'absorbeur d'onde 313 après que le

thermistor 312 a été inséré dans l'absorbeur 313.

La sonde micro-onde 10 dans une telle structure est fixée sur le cadre 324 du dispositif de chauffage à micro-onde à l'aide d'une plaque de fixation 318 et de vis

318 a.

La sonde micro-onde 10 représentée aux figures 16 et 17 dont les faces frontales sont les faces qui reçoivent l'énergie micro-onde est équipée d'un absorbeur d'onde 412 capable d'absorber l'énergie micro-onde, d'un organe métallique 414 qui adhère à sa face arrière ne recevant pas les micro-ondes de l'absorbeur micro-onde 412 et d'un thermistor 416, maintenu par l'organe métallique 414 pour détecter la température de l'absorbeur d'onde 412 à travers l'organe métallique 414 Dans la sonde micro-onde 10, on préfère que l'absorbeur d'onde 412 ait une forme plate et ait une surface de jonction 418 sur la partie centrale de sa face arrière jusqu'à rejoindre l'organe métallique 414, que le thermistor 416 ait des conducteurs 422 revêtus de matériaux isolants 420 à ses deux extrémités, et que l'organe métallique 414 ait une fente 424 pour maintenir le thermistor 416 attaché à ses conducteurs 422 et une gorge 426 pour

engager la sonde micro-onde 10 sur un corps de fixation.

Dans ce sonde micro-onde 10, l'organe métallique 414 et le thermistor 416 peuvent être facilement reliés l'un à l'autre simplement en insérant le thermistor 416 dans la fente 424 et en matant la fente 424 La sonde micro-onde 10 peut être facilement placée sur le corps de fixation en

fixant un organe du corps dans la gorge de maintien 426.

L'absorbeur d'onde 412 de la sonde micro-onde 10 est fait dans la même poudre absorbante d'onde que celle utilisée pour fabriquer l'absorbeur d'onde composant la sonde

micro-onde 10 représentée à la figure 12.

L'absorbeur d'onde 412 est réalisé par un procédé dans lequel la poudre céramique du matériau magnétique et/ou du matériau diélectrique moulé en compression avec un agent liant sous forme d'une plaque plate et le bloc moulé et cuit pour former l'absorbeur d'onde, ou par un autre procédé dans lequel une suspension est préparée en pétrissant la poudre céramique avec un agent liant et un solvant; cette boue est alors formée en feuille, une pièce plate en est sortie à l'emporte-pièce et cuite pour former l'absorbeur d'onde Dans cet exemple, comme représenté à la figure 17, l'absorbeur d'onde 412 a une forme de disque de 10 à 30 mm de diamètre et de 1 à 3 mm d'épaisseur et reçoit une énergie micro- onde sur

sa face frontale.

Sur la partie centrale de la face arrière de l'absorbeur d'onde 412 est formée une couche métallique 418 faisant jonction avec l'organe métallique 414 La couche métallique 418 est composée d'un métal tel que Cu-Zn, Zn, Ag, Ag-Pd ou autres, et est formée par atomisation thermique,

vaporisation, empreinte par une pâte métallique ou autres.

Comme représenté aux figures 16 à 20, une fente 424 est formée dans l'organe métallique 414 qui passe à travers le centre de la face supérieure de l'organe métallique 414 et a une profondeur spécifiée Dans cet exemple, l'organe métallique 414 a une forme cylindrique de 5 à 10 mm de diamètre, de 3 à 5 mm d'épaisseur La fente 424 est formée dans l'organe métallique 414 sur sa face supérieure à une profondeur juste égale à la moitié de son épaisseur, et le fond de la fente 424 présente un perçage de part en part plus large que la fente 424 afin d'y placer le thermistor 416 avec ses conducteurs 422. Sur la circonférence extérieure de l'organe métallique 414 est formée une gorge d'engagement 426 pour placer la sonde micro-onde 10 sur un corps de fixation tel

qu'un four à micro-onde.

Il est préférable que l'organe métallique 414 soit réalisé dans un métal ayant une bonne conductivité thermique et une grande résistance à la chaleur, tel qu'un

alliage du type Cu-Zn, aluminium, ou autres.

On préfère que le thermistor 416 soit de petite taille et résistant à la chaleur, et comme représenté à la figure 21, soit du type perle revêtu avec du verre à cause de sa résistance à la chaleur jusqu'à 200 à 4000 C environ On réalise un thermistor du type perle revêtu par du verre en revêtant le corps du thermistor avec du verre fondu après soudure de deux fils fins 422 aux deux extrémités du corps du thermistor 416 du type perle Dans cet exemple, les conducteurs 422 sont revêtus à proximité du corps de thermistor 416 d'un matériau d'isolation 420 ayant une résistance à la chaleur tel que polytétrafluoroéthylène,

polymide ou autres.

Dans un procédé de fabrication de la sonde micro-

onde 10, on prépare d'abord un absorbeur d'onde 412 de forme plate comme représenté à la figure 22 Sur la partie centrale de la face arrière de l'absorbeur d'onde 412 est formée une couche métallique 418 faisant élément de jonction avec l'organe métallique 414 L'organe métallique 414 rejoint la couche métallique 418 par des techniques de jonction telles

que la soudure à haute température, la brasure ou autres.

Ensuite, le thermistor 416 avec ses conducteurs 422 qui sont attachés et revêtus du matériau isolant 420 aux deux extrémités, est fixé dans la fente 424 de l'organe métallique 414 (voir figures 16 à 20) Dans la fixation du thermistor dans la fente, une partie des conducteurs 422 respectivement, est préalablement coupée à angle droit comme illustré dans la figure de telle façon que chaque partie des fils conducteurs 422 ne soit pas cachée derrière l'absorbeur d'onde 412 qui

reçoit l'énergie micro-onde après la fixation.

Après fixation du thermistor 416 dans la fente 424, le thermistor 416 est fixé dans le perçage de part en part au fond de la fente 424 en matant l'organe métallique 414 en appliquant une force selon la direction des flèches A

au corps métallique 414.

A titre d'exemple, un procédé de fixation de la sonde micro-onde 10 sur le four à micro-onde 430 qui est le corps sur lequel il doit être fixé est décrit en référence

aux figures 23 et 24.

D'abord, on réalise dans une partie de la paroi intérieure 431 du four à micro-onde 430 une ouverture 432 pour fixer la sonde micro-onde 10 Chaque extrémité inférieure des organes de fixation 434 et 434 composés d'une paire de ressorts plats se faisant face est fixée à proximité

de l'ouverture 432 à l'extérieur de la paroi intérieure 431.

Chaque extrémité supérieure de la paire d'organes de fixation 434 et 434 est fixée à l'extérieur de la paroi intérieure 431 en faisant face à l'ouverture 432, et en maintenant un espace entre leurs extrémités supérieures pour maintenir l'organe métallique 414 avec la gorge de maintien 426 Chaque extrémité supérieure des organes de fixation 434 et 434 ont une hauteur spécifiée depuis la paroi intérieure 431 de telle façon que la face frontale de l'absorbeur d'onde 412 puisse venir au même niveau que la face de la paroi intérieure 431 dans l'état o la sonde micro-onde 10 est maintenue dans la

gorge d'engagement 426.

Afin de fixer la sonde micro-onde 10 dans l'ouverture 432 du four à micro-onde ainsi construit, la sonde micro-onde 10 est insérée dans l'ouverture 432 depuis l'intérieur de la chambre de chauffage du four à micro-onde 430 de telle façon que les conducteurs 422 soient exposés à l'extérieur de la paroi intérieure 431, puis l'organe métallique 414 est maintenue par fixation de chacune des extrémités supérieures des organes de fixation 434 et 434

dans la gorge d'engagement 426 de l'organe métallique 414.

La figure 25 illustre un exemple d'un circuit en pont 538 composé d'une sonde micro-onde 10, d'une sonde de température 50 et de résistances 536 et 537, qui est utilisé pour contrôler le magnétron 18 dans le dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon la troisième forme d'exécution de

l'invention Comme illustré à la figure 25, le four à micro-

onde est équipé d'un contrôleur 30 comprenant un CPU et une mémoire La mémoire stocke le programme de cuisson selon la quantité de génération de chaleur de l'aliment qui est l'objet à chauffer, en fonction de chaque commande de cuisson de sélection 516 c, 516 d,, 516 N sur le panneau de l'opérateur 516 Les commandes 516 a et 516 b, en plus des commandes 516 c et 516 d,, 516 N sont connectées à l'entrée du contrôleur 30 Un circuit de détection 531 pour détecter l'état de chauffage de l'aliment ou son état final est connecté à travers un convertisseur A/D 533 et 534 à l'entrée

du contrôleur 30.

Le circuit de détection 531 est muni d'un circuit en pont 538 qui connecte en parallèle un circuit en série d'une résistance 536 et la sonde micro-onde 10 avec un circuit en série d'une résistance 537 et de la sonde de température 50, et un amplificateur 539 qui connecte les bornes d'entrée avec les bornes de sortie A et B du circuit en pont 538, respectivement Les valeurs des résistances 536 et 537 sont respectivement de 100 k Q 2, les mêmes que celles des thermistors 11 et 51 La source de courant continu 541 est connectée à travers une résistance 540 de contrôle du courant aux bornes d'entrée du circuit de pont 538 La sortie du contrôleur 30 est connectée à travers un circuit de pilotage 542 au magnétron 18 et est connectée à travers un

circuit de pilotage 543 aux moteurs 20 et 23.

Comme décrit ci-dessus, la présente invention

rend possible la détection précise de l'énergie micro-onde.

Si la valeur de l'expression ( 1) et la constante d'irradiation calorifique 6 et la constante de temps thermique r de la sonde micro-onde sont entrées dans le contrôleur 30 à l'avance, et que la puissance calorifique provoquée par l'absorption micro-onde est détectée par la sonde micro-onde compte tenu de l'irradiation calorifique de la sonde micro-onde avec & et T, alors il n'est pas nécessaire que la sonde micro-onde soit équipée d'un organe d'isolement à la chaleur pour empêcher l'irradiation de chaleur. Etant donné que le dispositif de calcul calcule l'énergie micro-onde avec le temps, si la sortie du processus micro-onde est contrôlée sur la base de la variation de l'énergie micro-onde, alors l'objet chauffé peut être traité avec précision suivant un état désiré de dégel ou de

chauffage.

Dans le dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon l'invention, le réflecteur d'onde peut comprendre un deuxième absorbeur d'onde ayant la même structure que le premier absorbeur d'onde et un revêtement métallique qui réfléchit l'énergie micro-onde placé de façon à recevoir

l'énergie micro-onde du deuxième absorbeur d'onde.

Bien que la description précédente et les dessins

représentent des formes d'exécution préférées de la présente invention, il est évident pour l'homme du métier que diverses modifications et variantes peuvent y être apportées sans se départir de l'esprit et de la portée de la présente invention.

37 2685772

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Dispositif détecteur d'énergie micro-onde, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde micro-onde ayant un absorbeur d'onde qui génère de la chaleur par absorption de l'énergie micro-onde et un thermistor qui détecte la température de l'absorbeur, et un dispositif de calcul qui calcule la valeur de l'énergie micro-onde sur la base du signal de sortie de la sonde micro-onde, le dispositif de calcul calculant la valeur de l'énergie micro-onde en fonction du temps en utilisant l'expression suivante ( 1), P = C d O/dt + d @ o P est l'énergie micro-onde absorbée par l'absorbeur d'onde, O est la valeur de l'élévation de température détectée par le thermistor, C est la capacité calorifique de la sonde micro-onde et 6 est la constante d'irradiation

calorifique de la sonde micro-onde.

2 Dispositif détecteur d'énergie micro-onde, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde micro-onde ayant un absorbeur d'onde qui génère de la chaleur par absorption de l'énergie micro-onde et un premier thermistor qui détecte la température de l'absorbeur, une sonde de température ayant une sortie et comprenant un deuxième thermistor qui détecte la température ambiante de l'absorbeur d'onde, et un dispositif de calcul qui calcule la valeur de l'énergie micro-onde sur la base du signal de chaque signal de sortie de la sonde micro-onde et de la sonde de température, le dispositif de calcul calculant la valeur de l'énergie micro-onde en fonction du temps en utilisant

38 2685772

l'expression suivante ( 1), P = C de/dt + 6 G o P est l'énergie microonde absorbée par l'absorbeur d'onde, O = O 1 G?, o 01 est la valeur de l'élévation de température détectée par le premier thermistor et Op est la valeur de l'élévation de température détectée par le deuxième

thermistor, C est la capacité calorifique de la sonde micro-

onde et ( est la constante d'irradiation thermique de la sonde micro- onde 3 Dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon la revendication 2, caractérisé en ce que la sonde de température a les mêmes forme, dimensions et capacité calorifique que l'absorbeur d'onde, en ce qu'il présente un réflecteur d'onde qui réfléchit l'énergie micro- onde et en ce que le deuxième thermistor détecte la température du

réflecteur et a la même structure que le premier thermistor.

4 Dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'absorbeur d'onde se présente sous la forme d'une plaque plate ayant une surface plus large au moins que la partie sonde de température du thermistor, une face étant la face absorbant les micro-ondes, et en ce que la partie sonde de température du thermistor adhère à une autre face de façon à ce que le thermistor ne reçoive pas recevoir d'énergie micro-onde de la

source.

Dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la sonde micro-onde comprend un couvercle métallique qui recouvre le thermistor et ses conducteurs à proximité de celui-ci et en ce qu'une couche absorbeuse d'onde est placée sur le

couvercle métallique.

6 Dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la sonde micro-onde est munie d'un absorbeur d'onde ayant des caractéristiques de semi- conducteur et capable d'absorber l'énergie micro-onde et une paire d'électrodes qui sont séparées l'une de l'autre d'un certain espace sur la face de

l'absorbeur d'onde qui ne reçoit pas l'énergie micro-onde.

7 Dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'absorbeur d'onde recouvre le thermistor avec ses conducteurs à

proximité de celui-ci.

8 Dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la sonde micro-onde comprend un absorbeur d'onde ayant une face frontale qui reçoit l'énergie micro-onde et une face arrière qui ne reçoit pas l'énergie micro-onde, un organe métallique rejoignant la face arrière de l'absorbeur d'onde, et un thermistor maintenu par l'organe métallique, la température de l'absorbeur d'onde étant captée à travers l'organe métallique. 9 Dispositif détecteur d'énergie micro- onde selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réflecteur d'onde comprend un deuxième absorbeur d'onde ayant la même structure que le premier absorbeur d'onde et un revêtement métallique qui réfléchit l'énergie micro-onde placé de façon

à recevoir l'énergie micro-onde du deuxième absorbeur d'onde.

Four à micro-onde comprenant un dispositif détecteur d'énergie micro-onde selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'absorbeur d'onde est logé dans une ouverture ménagée dans la paroi métallique formant la chambre de chauffage du four à micro-onde au moyen d'un premier organe métallique, de telle sorte qu'une face de l'absorbeur d'onde est tournée vers l'intérieur de la chambre de chauffage, le premier thermistor présentant une partie sonde de température qui adhère à une autre face de l'absorbeur d'onde de façon à ne pas recevoir l'énergie micro-onde, et le deuxième thermistor étant logé sur la face arrière de la

paroi métallique au moyen d'un deuxième organe métallique.

2685772

11 Four à micro-onde selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'absorbeur d'onde se présente sous la forme d'une plaque plate ayant une surface plus large au moins que la partie sonde de température du premier thermistor, en ce qu'un premier organe métallique maintient l'absorbeur d'onde de manière à en exposer au moins une face de l'absorbeur, cette face étant une face qui absorbe les micro- ondes, et en ce que l'organe métallique présente une collerette fixée sur une partie entourant l'orifice de

fixation.