JP2003509678A - 正確な重量測定を達成するためのマイクロ波装置及び方法 - Google Patents

正確な重量測定を達成するためのマイクロ波装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は正確なサンプル重量測定を損なわせる対流流れを実質上減少させることにより加熱空洞内でのサンプル加熱中の正確なサンプル重量測定を得るための装置及び方法である。装置は内部にサンプル（２０）を配置できる加熱空洞（１１）と、加熱空洞（１１）内にマイクロ波を導入するための源（１２）と、サンプルが空洞（１１）内にある間に、サンプル（２０）の重量を測定する分析用天秤（１３）と、空気シールド（１４）とを有し、空気シールドは、分析用天秤（１３）と接触しないように加熱空洞（１１）の内部に固定される。空気シールド（１４）は、マイクロ波放射線に対して透過性であり、揮発物に対して吸収性でさえある材料で構成され、サンプルが加熱されたときにサンプル（２０）から上昇する対流流れを減少させるように加熱空洞（１１）内で位置決めされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明はサンプル加熱中のサンプルの重量測定に関する。特に、本発明は、加
熱空洞内での破壊的な対流流れを実質上減少させるマイクロ波透過性の空気シー
ルドを使用することにより、正確な重量測定を促進する。
【０００２】 本出願は、現在本出願と同じ分野である本出願人に係る共願の米国特許出願第
０９／３９８，１２９号（高効率空洞を備えたマイクロ波分析器）及び同第０９
／３９８，１３０号（マイクロ波加熱中に重量測定誤差を修正する方法）に関連
する。
【０００３】
【発明の背景】
物質からの湿気又は溶剤の揮発を必要とする種々の物質（例えば、農業産物、
食料品、日常産物、塗料、コーティング、紙製品及びタバコ）の高速定量分析の
ための分析用手順が存在する。これらの手順はしばしば、溶剤又は湿気の如き種
々の揮発物を除去するようにサンプルを加熱するためにマイクロ波エネルギを使
用する。その後、湿気、固体又は他の残留物及び損失分を決定できる。このよう
な重量測定を迅速かつ正確に達成するため、サンプルは天秤から除去されずに、
むしろ、各後続の工程後に適所で重量測定される。好ましくは、物質の重量は、
揮発物物質が加熱されたサンプルから依然として追い出されている間に、マイク
ロ波加熱中に繰り返し感知又は測定される。このような手順は感応性の分析用天
秤を必要とするばかりか、サンプルが高温である間に重量を測定する能力を必要
とする。
【０００４】 当業者なら、冷えた環境に置かれたときに、高温物質は加熱された物質のまわ
りで空気を流通させる対流流れを発生させることを理解できよう。このような空
気流は正確な重量測定を得るための分析用天秤の能力を邪魔することがある。例
えば、分析用天秤は所望の分析手順の完了を容易にするために±０．１０ミリグ
ラム内の精度とすべきである。この種の誤差余裕で、対流流れは測定結果に実質
上影響を与え、手順生産性を損なうことがある。
【０００５】 本出願人に係る米国特許第４，２９１，７７５号（′７７５特許）明細書は、
参照としてここに全体的に組み込む破壊的な対流流れの問題を扱っている。詳細
には、′７７５特許明細書は、加熱された物質を測定するときに感応性の自動天
秤の重量測定精度を改善する方法及び装置を記載している。′７７５特許は、自
動天秤に接触又は触れずに天秤を覆うために空気バリヤを導入することにより、
これを達成する。これは、感応性天秤と抵触し、正確なサンプルの重量測定の達
成を妨害することのある対流流れを減少させる傾向を有する。換言すれば、対流
空気流を排除すれば、天秤の運動、従って、感知されているサンプル重量の測定
の変動を減少させる。′７７５特許は、空気バリヤがマイクロ波放射線に対して
透過性で、空気流に対して実質上不透過性である間に湿気及び他の揮発した物質
を吸収できることを教示している。特に、′７７５特許は、ガラス繊維のマット
又はパッドが空気バリヤ囲いを形成するものとして特に有用であることを教示し
ている。米国特許第４，２９１，７７５号明細書は参照としてここに全体的に組
み込む。
【０００６】 ′７７５特許明細書により開示された方法及び装置は有用で有効であるが、携
帯空気バリヤのその使用は幾分厄介なことがある。特に、装置を使用するオペレ
ータはマイクロ波オーブン空洞内に位置する天秤板上にサンプル物質を置かねば
ならない。次いで、オペレータは、バリヤが天秤板及びサンプル物質と接触しな
いように、天秤板及びサンプル物質の上方にバリヤを位置決めしなければならな
い。しかし、空気バリヤがマイクロ波オーブンに固定されていないので、オペレ
ータは、バリヤがマイクロ波オーブンの床上に載置するように、バリヤを位置決
めしなければならない。その結果、オペレータが携帯バリヤを取り扱っている間
にサンプル物質の加熱が遅れてしまう。
【０００７】 更に、′７７５特許明細書により開示されたバリヤがマイクロ波放射線に対し
て透過性で、湿気及び固体蒸気に対して吸収性である場合でさえ、箱、円錐又は
ドームと否とに拘わらず、その閉じ込め構造体は、再揮発のためにバリヤを通っ
て輸送できるのではなく、揮発物を捕獲し、凝縮させる傾向を有する。これは、
携帯バリヤの下方の凝縮物の濃度を増大させ、サンプル物質の蒸発速度を遅くし
、従って試験手順を長くしてしまう。
【０００８】
【発明の目的及び概要】
それ故、本発明の目的は、空気シールドを加熱空洞に締結したときに空気シー
ルドが分析用天秤と接触しないように、加熱空洞の内部に着脱自在に固定された
空気シールドを含ませることにより、上記′７７５特許の装置デザインを改良す
ることである。空気シールドをマイクロ波空洞の内部に固定することにより、実
験技術者は、バリヤが天秤板（例えば、天秤ステム）及び加熱すべきサンプルの
双方を実質上取り囲むように、空洞の床上に載置し、位置決めさえしなければな
らない可動バリヤを操作する必要がなくなる。
【０００９】 従って、１つの態様においては、本発明は、正確なサンプル重量測定を損なわ
せる対流流れを実質上減少させるマイクロ波透過性の空気シールドを加熱空洞内
で位置決めすることにより、サンプル加熱中の正確なサンプル重量測定を容易に
する装置である。
【００１０】 別の態様においては、本発明は、サンプルから解放された揮発物質の凝縮、輸
送及び再揮発ために加熱空洞に一体の部分である空気シールドを使用することに
より、サンプルからの揮発物質の除去を促進する装置である。
【００１１】 別の態様においては、本発明は、マイクロ波透過性の空気シールドの有利な位
置決めを介してサンプル上にマイクロ波エネルギを合焦させることにより、サン
プルのマイクロ波加熱を促進する装置である。
【００１２】 更に別の態様においては、本発明は、破壊的な対流流れの発展を阻止しながら
、加熱中にサンプルから解放された揮発物を空洞から排出する方法である。 本発明の上述の並びに他の目的及び利点、及びこれを達成する方法は、以下の
詳細な説明及び添付図面で更に特定する。
【００１３】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】
本発明は正確なサンプル重量測定を損なわせる対流流れを実質上減少させるこ
とにより加熱空洞内でのサンプル加熱中の正確なサンプル重量測定を容易にする
装置である。この装置は内部にサンプルを配置できる加熱空洞と、加熱空洞内へ
マイクロ波を導入するための源と、サンプルが空洞内にある間に、サンプルの重
量を測定する分析用天秤とを有する。これに関し、分析用天秤は更に、加熱空洞
の内部で位置決めされる天秤板を有する。これはサンプルを支持する天秤板であ
る。ここで使用するような天秤板という用語は記述的な意味でのみ使用され、分
析用天秤ステムを含むものと理解すべきである。
【００１４】 更に、装置は空気シールドを有し、この空気シールドは、空気シールドが分析
用天秤と接触しないように、加熱空洞の内部で固定される。この空気シールドは
可動で交換可能である。空気シールドは、サンプルが加熱されたときにサンプル
から上昇する対流流れを減少させるように加熱空洞内で位置決めされる。有効に
機能させるためには、空気シールドはマイクロ波放射線に対して透過性で、揮発
物に対して吸収性でさえある材料で作らなければならない。これに関し、「マイ
クロ波透過性」という用語は少量のマイクロ波放射線のみを吸収できることを意
味する。
【００１５】 加熱された物質は分析用天秤の精度を邪魔する対流流れ（即ち、加熱された物
質から上昇する空気流）を発生させる。本発明は、分析用天秤上に置かれたサン
プルの上方で空気シールドを位置決めすることにより、対流流れを最小化する。
空気シールドは、加熱されたサンプルに最も近い空気シールドの表面（即ち、空
気シールドの第１の平坦な表面）上で加熱されたサンプルから流出する揮発物を
凝縮させることにより、対流流れを捕捉する。凝縮物（即ち、凝縮された揮発物
）に対して吸収性である材料を少なくとも一部に含むように作られた空気シール
ドは、湿気吸収材料を通して、加熱されたサンプルとは反対側の空気シールドの
表面に凝縮物を導く。凝縮物が空気シールドを通して運ばれた後、凝縮物はマイ
クロ波放射線を吸収し、再揮発する。この時点で、揮発物を加熱空洞から除去す
ることができる。
【００１６】 当業者なら理解できるように、極性物質はマイクロ波放射線により加熱され、
揮発することができる。しかし、一旦蒸発すると、極性物質は普通のマグネトロ
ンにより発生される約９００ないし６０００メガヘルツの好ましい周波数範囲、
とくに２４５０メガヘルツの最も好ましい周波数での放射線により影響を受ける
ようなことはない。特に、凝縮された湿気は、加熱されたサンプルに最も近い空
気シールドの表面（即ち、空気シールドの第１の平坦な表面）からそこを通って
加熱されたサンプルとは反対側の空気シールドの表面（即ち、空気シールドの第
２の平坦な表面。）へ導かれる。加熱されたサンプルとは反対側の空気シールド
の表面において、極性凝縮物はマイクロ波放射線を再度容易に吸収できる。その
結果、吸収性バリヤ材料を通して輸送された凝縮物は空気シールドの第２の平坦
な表面から再揮発する。これは、天秤上の物質の重量測定に影響を及ぼす虞れの
ある空気流を生じさせずに、行われる。
【００１７】 本発明の空気シールドは従来技術に改善を加える。その理由は、空気シールド
が加熱空洞の内部で着脱自在に締結されているからである。その結果、技術者又
はオペレータは、天秤板上にサンプルを配置した後に、携帯空気バリヤを操作す
る必要がない。逆に、技術者は、分析用天秤板上にサンプルを配置し、加熱空洞
を固定した直後に、マイクロ波加熱を開始させればよい。その結果、本発明は加
熱空洞により画定される閉じ込め空間内での扱いにくい携帯空気バリヤを位置決
めすることによる試験の遅れを排除する。
【００１８】 更に、本発明の空気シールドが加熱空洞の一体部分であるため、空気シールド
を空洞の床上に載置する必要がない。従来技術の１つの弱点は、凝縮物が空気バ
リヤの構造体内で蓄積するように、携帯空気バリヤがサンプルを取り囲まなけれ
ばならないことである。当業者なら理解できるように、バリヤの下方のこの実質
上囲まれた揮発物及び凝縮物の豊富な環境は、空気バリヤを通る揮発物の物流を
遅くする。揮発した物質のこの遅い除去は一層長い乾燥時間、従って一層時間の
掛かる試験手順を生じさせる。これに反し、本発明の空気シールドはバリヤ構造
体内にサンプルを実質上囲うことなく、対流流れを捕捉する。
【００１９】 本発明は、その最も広い態様での装置の概略断面図である図１を参照して説明
することができる。装置１０は加熱空洞１１と、源１２と、分析用天秤１３と、
空気シールド１４とを有する。分析用天秤１３は、分析用天秤１３の少なくとも
天秤板１５が、好ましくは空洞の床１６の上方で、加熱空洞１１内に位置決めさ
れるように、装置１０内で位置決めされる。好ましくは、分析用天秤１３は空洞
の床１６の下方に位置する。物質サンプル２０を支持するように設計された天秤
板１５は好ましくは天秤ステムである。
【００２０】 好ましくはマイクロ波放射線である放射熱は源１２から放射線入口２１を通し
て空洞１１内へ導かれる。当業者なら理解できるように、適当な反射器、ミキサ
ー、放射線吸収体等が好ましくは設けられ、サンプルが天秤板１５上に位置する
ときに、サンプル物質２０の方へマイクロ波放射線を分散させる。この技術は十
分に理解されており、ここでは述べない。
【００２１】 空気シールド１４は更に、加熱されたサンプルに最も近い第１の平坦な表面２
２と、加熱されたサンプルとは反対側の第２の平坦な表面２３とを有する。先に
説明したように、空気シールド１４はマイクロ波放射線に対して透過性であり、
湿気及び溶剤蒸気に対して吸収性である。特に、空気シールド１４はサンプル物
質２０から上昇する対流流れから凝縮物を吸収でき、空気シールド１４の第１の
平坦な表面２２から空気シールド１４を通して空気シールド１４の第２の平坦な
表面２３へ凝縮物を毛管で運ぶことができ、その後、第２の平坦な表面２３で凝
縮物の蒸発の発生を許容できるものでなければならない。その結果、空気シール
ド１４は対流流れにより発生されたものの如き低圧空気の流れを絞る。
【００２２】 適当なマイクロ波透過性材料は天然及び人工繊維（例えば、ナイロン、ポリエ
ステル、酢酸セルロース、アクリル類、木綿、フラックス、ガラス繊維、テフロ
ン繊維及びポリプロピレン繊維）を含む。これらの種類の材料はマイクロ波放射
線を受けたときに分解しない傾向を有する。更に、これらは湿気及び溶剤を吸収
する。繊維は織ったもの又は織らないものとすることができる。織ったガラス繊
維材料は、不織パッド及びマットのように、容易に入手でき、有効に機能する。
更に、これらの種類の繊維から形成されたシート材料（例えば、紙）も同様に適
している。好ましい繊維材料はガラス繊維である。
【００２３】 １つの好ましい実施の形態においては、空気シールド１４は、上にサンプル２
０を配置した天秤板１５の真上で、加熱空洞１１の内側天井２４に締結される。
別の好ましい実施の形態においては、空気シールド１４は天秤板１５上に置かれ
たサンプル２０上にマイクロ波エネルギを合焦させることができる。
【００２４】 更に別の好ましい実施の形態においては、装置１０はまた、サンプルがマイク
ロ波エネルギを吸収したときにサンプル２０から解放される揮発物を加熱空洞１
１から除去する排出手段２５を有する。これは好ましくは、空気シールド１４の
第２の平坦な表面２４を横切るように周囲空気の流れを導き、空気シールド１４
を通して移動した凝縮物を再揮発させる排出ファンを使用して達成される。空気
の流れはまた、対流流れ及び加熱されたサンプル２０に関して空気シールド１４
を冷却し、第１の平坦な表面２２での加熱されたサンプル２０から上昇する揮発
された物質の凝縮速度を増大させる。従って、排出手段２５が装置内に組み込ま
れた場合、空気シールド１４は空洞１１内の対流流れを実質上減少させるように
作用するのみならず、分析用天秤１３の性能を損なうような方法で排出手段２５
が空洞１１内へ空気を吹き込むのを阻止する。
【００２５】 当業者なら理解できるように、源１２は、マグネトロン、クライストロン及び
種々のソリッドステート装置を含む、マイクロ波を発生させる多数の装置から選
択することができる。マグネトロンは好ましいパワー源である。源１２はまた、
放射又は紫外波加熱の如き他の加熱手段を包含することができる。同様に、装置
１０は源１２から加熱空洞１１へマイクロ波を導く導波路２６を有することがで
きる。その上、装置１０は更に、サンプルの湿気成分の如き計算を容易にするた
めに源１２及び分析用天秤１３に連通する処理ユニット２７を有することができ
る。
【００２６】 図２は空気シールド１４の好ましい実施の形態を示し、ここでは、空気シール
ド１４は格子状のフレーム３０を有する。フレーム３０は、マイクロ波放射線に
対して透過性であるが、湿気に対して有効に不透過性である材料で作られる。好
ましくは、フレーム３０はプラスチック、セラミック又はガラスから形成される
。フレーム３０により形成される格子は任意の特定の形状又は寸法である必要は
ないが、約０．２５ないし３インチの直径を有する格子が好ましい。しかし、当
業者なら、格子開口の寸法が加熱空洞１１の能力に大いに依存することを理解で
きよう。好ましい実施の形態においては、空気シールド１４はまたアーチ状の平
坦な構造体を所有する。これは、天秤板１５の方へ、詳細にはサンプル２０上へ
マイクロ波エネルギを合焦させる傾向を有する。
【００２７】 先に述べたように、有効に機能させるためには、空気シールド１４はサンプル
が乾燥するときにサンプル２０から揮発する物質を吸収できなければならない。
従って、格子開口は、マイクロ波放射線に対して透過性であり、空気シールド１
４の第１の平坦な表面２２上で凝縮する揮発物質に対して吸収性であるパッド３
１に嵌合される。マイクロ波透過性で湿気吸収性のパッド３１は好ましくはガラ
ス繊維で作られる。凝縮した揮発物の十分な物流を保証するため、マイクロ波透
過性で湿気吸収性のパッド３１は好ましくは１ｍｍ以下の厚さである。
【００２８】 図３は装置１０の期待される商業的な実施の形態を示す。ここでは、加熱空洞
１１は、ここでは天秤ステムとして示す天秤板１５上へ閉じることのできるヒン
ジカバー４０により部分的に形成される。図３から、ヒンジカバー４０が閉じた
ときに、マイクロ波空洞１１が固定的に形成されることを理解できよう。また、
この商業的な実施の形態が装置の平坦な作業表面である空洞の床１６内に形成さ
れた放射線トレンチ４１を含むことに留意すべきである。トレンチ４１は、マイ
クロ波エネルギが空洞１１内へ導入されるときにマイクロ波エネルギが装置１０
から逃げるのを阻止するためにマイクロ波チョークとして機能する。別の商業的
な実施の形態においては、マイクロ波空洞は、マイクロ波空洞内の周囲空気温度
を制御し、もってマクロ波空洞内での凝縮を更に減少させるように設計された加
熱可能な空洞床を有することができる。
【００２９】 別の態様においては、本発明は対流流れの悪影響を減少させることにより空洞
内でのサンプル加熱中にサンプルの重量を正確に測定する方法である。この方法
は最初にマイクロ波の伝達を絞ることのできる空洞内にサンプルを配置する工程
と、分析用天秤を使用してサンプルの重量を測定する工程と、サンプルを加熱す
るために空洞内へマイクロ波エネルギを導入する工程とを有する。この方法は好
ましくは空洞内へのマイクロ波エネルギの導入前にサンプルの初期の重量を測定
する工程、マイクロ波パワーが空洞内へ導入されているときにサンプルの重量を
連続的に測定する工程又はサンプルの測定された重量が時間にわたってサンプル
の乾燥を表示したときに、マイクロ波パワーの導入を停止する工程のうちの１つ
又はそれ以上を含む。
【００３０】 当業者なら理解できるように、サンプルが加熱されたとき、揮発物質がサンプ
ルから解放される。これらの揮発物は、対流流れが空気シールドにより捕捉され
るまで、対流流れによりサンプルから上昇する。一層詳細には、揮発物は空気シ
ールドの第１の平坦な表面で凝縮し、凝縮物を生じさせる。そこで直ちに、凝縮
物は空気シールドの凝縮物吸収性材料を通して空気シールドの第２の平坦な表面
へ輸送される（即ち、毛管で導かれる）。空気の連続的な流れは空気シールドの
第２の平坦な表面を横切って導かれて、空気シールドの第２の平坦な表面から凝
縮物を蒸発させ、その後、再揮発した凝縮物を加熱空洞から排出させる。空気の
この連続的な流れは空気シールドを冷却するという付加的な効果を有し、空気シ
ールドの第１の平坦な表面での揮発物の凝縮を更に促進する。
【００３１】 図３に示すように、空気シールドがヒンジ装置のカバーの内側天井に組み込ま
れた場合、方法は更に、空洞のヒンジカバーを閉じる工程を有する。この実施の
形態においては、ヒンジカバーを閉じると、空気シールドが天秤板及びサンプル
の真上で位置決めされる。
【００３２】 最後に、方法は更に、空洞内に配置されたサンプル上にマイクロ波エネルギを
合焦させるように空洞内で空気シールドを位置決めする工程を有することができ
る。好ましい装置においては、空気シールドは、マイクロ波エネルギの適用がこ
れを達成する前に、空洞を簡単に固定する（即ち、装置からのマイクロ波放射線
の逃避を阻止するためにヒンジ頂部を閉じる）ように、空洞構造体内に組み込ま
れる。
【００３３】 ここで述べた目的は、本出願人に係る共願の米国特許出願第０９／３９８，１
２９号（高効率空洞を備えたマイクロ波分析器）及び同第０９／３９８，１３０
号（マイクロ波加熱中に重量測定誤差を修正する方法）各明細書に開示された素
子を組み込むことにより、更に向上される。これらは参照として全体的にここに
組み込まれる。
【００３４】 図面及び明細書において、本発明の典型的な実施の形態を開示した。特定の用
語を一般的及び記述的な意味においてのみ使用したが、限定を目的とするもので
はない。本発明の要旨は特許請求の範囲で規定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 装置の概略断面図である。
【図２】 空気シールドの好ましい実施の形態を示す図である。
【図３】 装置の期待される商業的な実施の形態を示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年９月５日（２００１．９．５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】 当業者なら理解できるように、極性物質はマイクロ波放射線により加熱され、
揮発することができる。しかし、一旦蒸発すると、極性物質は約９００ないし６
０００メガヘルツの好ましい周波数範囲、２４５０メガヘルツの特に最も好まし
い周波数での放射線により影響を受けるようなことはなく、周波数は普通のマグ
ネトロンにより発生される。特に、凝縮された湿気は、加熱されたサンプルに最
も近い空気シールドの表面（即ち、空気シールドの第１の平坦な表面）からそこ
を通って加熱されたサンプルとは反対側の空気シールドの表面（即ち、空気シー
ルドの第２の平坦な表面）へ導かれる。加熱されたサンプルとは反対側の空気シ
ールドの表面において、極性凝縮物はマイクロ波放射線を再度容易に吸収できる
。その結果、吸収性バリヤ材料を通して輸送された凝縮物は空気シールドの第２
の平坦な表面から再揮発する。これは、天秤上の物質の重量測定に影響を及ぼす
虞れのある空気流を生じさせずに、行われる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】 更に別の好ましい実施の形態においては、装置１０はまた、サンプルがマイク
ロ波エネルギを吸収したときにサンプル２０から解放される揮発物を加熱空洞１
１から除去する排出手段２５を有する。これは好ましくは、空気シールド１４の
第２の平坦な表面２３を横切るように周囲空気の流れを導き、空気シールド１４
を通して移動した凝縮物を再揮発させる排出ファンを使用して達成される。空気
の流れはまた、対流流れ及び加熱されたサンプル２０に関して空気シールド１４
を冷却し、第１の平坦な表面２２での加熱されたサンプル２０から上昇する揮発
された物質の凝縮速度を増大させる。従って、排出手段２５が装置内に組み込ま
れた場合、空気シールド１４は空洞１１内の対流流れを実質上減少させるように
作用するのみならず、分析用天秤１３の性能を損なうような方法で排出手段２５
が空洞１１内へ空気を吹き込むのを阻止する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 モーザー，シンディ・ラッシング アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28112，モンロー，ロッキー・リバー・ロ ード・サウス 4013 Ｆターム(参考） 2G052 AA23 AA24 AD14 AD34 EB11 FD17 GA08 HA17 HC03 HC17 HC23 HC26 JA09

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正確なサンプル重量測定を損なわせる対流流れを実質上減少
    させることにより加熱空洞内でのサンプル加熱中の正確なサンプル重量測定を容
    易にする装置において、 内部にサンプルを配置することのできる加熱空洞と； 上記加熱空洞内にマイクロ波を導入するための源と； サンプルが上記加熱空洞内にある間に、サンプルの重量を測定する分析用天秤
    であって、当該加熱空洞内で位置決めされ、かつサンプルを支持できる天秤板を
    有する分析用天秤と； 上記加熱空洞に締結されたときに上記分析用天秤と接触しないように当該加熱
    空洞の内部に着脱自在に固定される空気シールドであって、サンプルが加熱され
    たときにサンプルから上昇する対流流れを減少させるように該加熱空洞内で位置
    決めされ、マイクロ波放射線に対して透過性であり、かつサンプルから揮発され
    た物質に対して吸収性である材料で構成された空気シールドと； を有することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 上記空気シールドが上記分析用天秤の上記天秤板の上方で上
    記加熱空洞の内側天井に締結されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 上記加熱空洞が更に、ヒンジカバーを有し、上記空気シール
    ドは、上記ヒンジカバーが閉じたときに、当該空気シールドが上記分析用天秤の
    上記天秤板の上方で位置決めされるように、当該ヒンジカバーの内側天井に締結
    されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 上記空気シールドが、上記加熱空洞の内部に固定されたとき
    に、上記分析用天秤の上記天秤板上に置かれたサンプル上にマイクロ波エネルギ
    を合焦できることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 サンプルがその中で加熱されているときに上記加熱空洞から
    揮発物を除去する排出手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の装置
    。
  6. 【請求項６】 上記空気シールドは、同空気シールドが加熱中のサンプル、
    及び、サンプルが加熱されたときにサンプルから上昇する対流流れの双方よりも
    一層冷えるように、サンプルから上昇する対流流れを減少させ、かつ、上記排出
    手段により生じる空気の流れをさえぎるように上記加熱空洞内で位置決めされる
    ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
  7. 【請求項７】 上記空気シールドがサンプルから上昇する対流流れから凝縮
    物を吸収することができ、当該空気シールドを通して凝縮物を運ぶことがで き、上記排出手段により生じる空気の流れ内へ凝縮物を蒸発させることができる
    ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
  8. 【請求項８】 上記源及び上記分析用天秤に連通し、サンプルの湿気成分を
    計算する処理ユニットを更に有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 上記源がマイクロ波を発生させるためのマグネトロン、クラ
    イストロン及びソリッドステート装置からなるグループから選択されることを特
    徴とする請求項１に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 上記源から上記加熱空洞へマイクロ波を導く導波路を更に
    有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 上記空気シールドが更に、マイクロ波放射線に対して透過
    性であるが、サンプルから揮発された物質に対して非吸収性である材料で作られ
    た格子状の構造体を有することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記
    載の装置。
  12. 【請求項１２】 上記格子状の構造体が、マイクロ波放射線に対して透過性
    であり、サンプルから揮発された物質に対して吸収性であるパッドを保持するこ
    とを特徴とする請求項１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 対流流れの悪影響を減少させることにより空洞内でのサン
    プル加熱中にサンプルの重量を正確に測定する方法において、 マイクロ波空洞内にサンプルを配置する工程と； 分析用天秤を使用してサンプルの重量を測定する工程と； サンプルを加熱してサンプルから揮発物を除去するために上記空洞内へマイク
    ロ波エネルギを導入する工程と； マイクロ波放射線に対して透過性である空気シールドの第１の平坦な表面で凝
    縮物を生じさせるように揮発物を凝縮させる工程と； 上記空気シールドを通して当該空気シールドの第２の平坦な表面へ凝縮物を運
    ぶ工程と； 上記空気シールドの上記第２の平坦な表面を横切る空気の連続的な流れを提供
    し、当該空気シールドの当該第２の平坦な表面からの凝縮物の蒸発を促進する工
    程と； を有することを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 上記空気シールドの上記第２の平坦な表面から蒸発する凝
    縮物を上記空洞から排出する工程を更に有することを特徴とする請求項１３に記
    載の方法。
  15. 【請求項１５】 空洞内にサンプルを配置する上記工程の後に、上記空洞の
    ヒンジカバーを閉じてサンプル上方で上記空気シールドを位置決めする工程を更
    に有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 上記空洞内に配置されたサンプル上にマイクロ波エネルギ
    を合焦させるように当該空洞内で上記空気シールドを位置決めする工程を更に有
    することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 上記空洞内へマイクロ波エネルギを導入する前に、サンプ
    ルの初期の重量を測定する工程を更に有することを特徴とする請求項１３に記載
    の方法。
  18. 【請求項１８】 サンプルの重量を測定する上記工程は、マイクロ波パワー
    が上記空洞内へ導入されているときに、サンプルの重量を連続的に測定する工程
    を有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 サンプルの測定された重量が時間にわたってサンプルの乾
    燥を表示したときに、マイクロ波パワーの導入を停止する工程を更に有すること
    を特徴とする請求項１３に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 上記空気シールドの上記第２の平坦な表面を横切る空気の
    連続的な流れを提供する上記工程が当該空気シールドを冷却し、もって、当該空
    気シールドの上記第１の平坦な表面での揮発物の凝縮を促進することを特徴とす
    る請求項１３ないし１９のいずれかに記載の方法。
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