JPS62250370A - マイクロ波熱量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特許請求の範囲第１項の前文に基づくマイク
ロ波熱量計に関する。ものである。

西独公開公報筒３４２７２８８号によれば、高出力マイ
クロ波用のマイクロ波熱量計は周知のものである。同熱
景計は、内部のシリンダ状の送り室とこれをコート状に
囲んでいる吸収室を囲んでいる。送り室の正面のサイｒ
の中へ、マイクロ波を送るため導波管が入シ込んでいる
。吸収室は、誘電体の壁によって送り室から分離され、
マイクロ波を吸収する液体すなわち水を含んでいる。送
り室め、導波管の入口に向合、つている正面の壁から、
同軸上の円錐形の反射器が突出している。この反射器は
、導波管によって軸上に送られたマイクロ波を吸収室の
外側に反射する。

マイクロ波の浸透の深さく範囲）は、周波数の増加につ
れて少なくなるので、この種の水負荷は、最後にはマイ
クロ波が誘電体の壁に接する非常に薄い水の層の中だけ
で吸収されるという欠点がある。それによって、高出力
の場合には、この薄い層の中の水が水泡を形成したり、
沸騰したりすることがある。このことはまたしても出力
の強い反射をもたらす。そのため、場合によってはマイ
クロ波発生器（たとえばジャイロトロン）および（また
は）吸収器が破壊され得る。

水泡形成を阻止したり、または発生する泡を流れを使っ
て運び去るために、高流速の水を吸収室を通して流すこ
とによって上記の欠点を除去する試みがなされた。しか
し、これは、正確な熱量測定を困難にし、大抵の場合非
実用的である。

本発明の根拠をなす課題は、高マイクロ波周波数の場合
でも吸収室の大きな容積の中で均一な吸収ができる様に
、上記の種類のマイクロ波熱量計を再構成することであ
る。その結果、水泡形成による妨害は起り得ない。

この課題は、高出力用マイクロ波熱量計の場合、本発明
によれば次の様に解決される。すなわち、液体がマイク
ロ波に対して水よりも吸収力の小さい化学的化合物を、
換言すれば水よりも大きな吸収の長さを有する化合物を
含むことである。なお、前述のマイクロ波熱量計は外箱
を有し、この外箱は、送り室（この中に導波管がマイク
ロ波を送るために入り込んでいる）と吸収室（誘電体の
壁によって送り室から分離され、マイクロ波を吸収する
液体を含んでいる）を囲んでいる。

オクタノール（Ｃ，Ｈｌ、Ｏ）は、可燃性も毒性もなく
、１９５℃で初めて沸騰するという長所を付加的に有す
るので、とくに適切な化学的化合物である。

吸収力の弱いまたは強い液体、たとえば、Ｐｅｔｒｏｌ
ｅｕｍ　（非常に弱い吸収力）またはメタノール（非常
に強い吸収力）をオクタノールと混合すれば、吸収の長
さがそのつどのマイクロ波周波数ないし波長に、吸収室
の寸法に最適に適合される。

オクタノールの代）に、あるいはこれと混合して、他の
液体アルコール（とくに−価）、ヘゾタノールまたはノ
ナノールの様な６箇以上の炭素原子を有する液体、並び
にシリコンオイル、が使用できる。

次に、本発明の好適実施例を図面を参考にして詳細に説
明する。

第１図に示されたマイクロ波熱量計は、可能な限シ遮光
性の外箱（１０）を有している。この外箱は、金属（た
とえば防錆性スチール）製の円筒形の壁（１２）、さら
に最初の金ＰＡ＃正面の壁（１４）と２番目の正面の壁
を有している。最初の壁にはリング状の弾性的膜（１４
）が含まれている。次に２番目の壁は、マイクロ波を反
射する金属円錐、並びに金属製壁（複数）によって仕切
られた入口室（１８）とによって形成される。

円筒形の壁（１２）から半径の距離に、誘電体の材料（
たとえばクォーツガラス）製の隔壁（２ｏ）がある。こ
の隔壁は、外箱の軸範囲を占めているが本質的には円筒
形の送り室（２２）と、これをコート状に同軸的に囲ん
でいる吸収室（２４）とを分離している。導波管（２６
）は、金属円錐（１６）に向合っている正面の壁を通っ
て送り室（２２）に入シ込んでいる。マイクロ波反射器
として役立っている金属円錐（１６）はとくに互換性が
あるので、反射する表面の形をマイクロ波光線の振動タ
イプに適合させることができる。

膜（１４）の、吸収室（２４）とは逆サイげに、１つの
弁（３０）を備えた圧力媒体室（２Ｂ）がある。したが
って、室（２８）の内部を圧力ガスで充満することがで
きる。

入口室（１８）は、冷却液体用の入口接続（３２）が用
意され、複数（たとえば１２）のノズルをへて、すなわ
ち吸収室（２４）の内部に突出し、その出口が隔壁（２
０）に向けられているノズルをへて吸収室（２４，）の
内部と接続している。ノズル（３４）の出口が、円周方
向に対しである穆度傾いているので、誘電体の隔壁（２
０）に沿ってラセン状の流れが発生する。吸収室（２４
）Ｋは、出口接続（３５）が用意されており、この出口
接続（３５）は、円筒形の壁（１２）の入口接続（３２
）とは逆サイドに取付けられている。

入口室（１８）には、マイクロ波熱量計を測定すること
のできる抵抗加熱要素（３６）がある。

本発明の好適特徴によれば、吸収室（２４）は全部また
は部分的にオクタノール（ＣｓＨｒｓＯ）から成る液体
（３８）を含んでいる。また、その他の、吸収されるべ
きマイクロ波を強くまたは弱く吸収する化合物とオクタ
ノールを混合した液体も使用される。この様な方法で、
マイクロ波（導波管２６を通って送られ、金属円錐１６
によって誘電体の隔壁２０を通って液体３８の中へ反射
されるマイクロ波）の吸収の長さは、液体を充満された
吸収室（２４）の半径的寸法に最適に適合される。その
結果、°マイクロ波の吸収は、吸収室内の吸収する液体
の全容積に配分され、それによって表面的加熱や水泡形
成が回避される。

高出力のマイクロ波パルスを吸収する場合、吸収室（２
４）内に圧力衝撃が起り得る。この圧力衝撃は、上記の
マイクロ波熱量計の場合、適切に形づくられた、たとえ
ば波状の、リング状の金属膜（１４）によって吸収され
得る。金属膜（１４）は、室（２８）内の過圧ガスによ
って張ることができる。゛このことは、液体（３８）に
過圧がかかる場合にもとくに長所である。

第１図に基づくマイクロ波熱量計は、軸対称的モー）’
　（ＴＥｏ、　−Ｍｏｄｅｍ　）の場合の出力測定のた
めにも、また直線偏光された波タイプ（ＴＥ、１−また
はＨＥ１□−Ｍｏｄｅｎ　）の場合の出力測定のために
も、あるいは両者の混合の場合の出力測定にも適切であ
る。

第２図に示された本発明に基づくマイクロ波熱昨計の実
施例は、マイクロ波光線に含まれた直線偏光された部分
を正確に測定するのに役立つ。第２図によるマイクロ波
熱量計は、防錆性スチール製の円筒形の外箱（１１０）
を含んでいる。この外箱（１１０）は、送り室（１２２
）を有し、この送り室の中へ、外箱の正面の壁を通り抜
けている導波管（１２６）が入り込んでいる。

送り室（１２２）は、外箱（１１０）に取付けられ九固
定の吸収器（１４０）によって囲まれている。

この吸収＠　（１４０）は、シャモット耐火粘土の様な
とくにマイクロ波を吸収するセラミック製であり、中空
シリンダの形をしている。その中空シリンダの導波管（
１２６）とは逆サイドの端は、α角で斜めに切断されて
おシ、薄い円板状の誘電体の窓（１４２）によって閉鎖
されて−る。

窓（１４２’）の背部には、板状の吸収室（１２４）が
あシ、これは、図面を参考にして説明した種類のマイク
ロ波を吸収する液体（１３８）のための入口接続（１３
２）並びに出口接続（１３５）を有する。た七えば、ク
ォーツガラスまたはＡｔ２０゜または、Ｐ　Ｔ　Ｆ　１
３から成る誘電体の窓のα角は　振動の直線偏光された
部分のだめのブルースタ角に相当する。

円筒形の送り室（１２２）の中には、導波管（１２６）
の出口と誘電体の窓（１４２）の間に互換性の偏光フィ
ルタ（１４４）が取付けられている。この偏光フィルタ
は、直線偏光された測定すべき光線だけを通過させ、そ
れに反して他の光線をとくにシャモット耐火粘土から成
る吸収器（１４０）の中へ反射させる。（そこで吸収さ
れる）。その結果、後者の光線は、吸収室（１２４’）
内の液体を用いた熱量測定には役立たない。

吸収室（１２４）内には、熱量測定のために加熱ラセン
（１３６）が取付けられている。

送り室（１２２）は、吸収器（１４０）内に発生する熱
を運び去るための装置（たとえば冷却空気を通過させる
ための接続）を用意することができる。

オクタノールの代シに、あるいはこれと混合して、シリ
コンオイルも吸収のために使用できる。このシリコンオ
イルは、吸収すべきマイクロ波く対して適切な吸収力を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づくマイクロ波熱量計の最初の実
施例の若干簡略化された軸断面図、第２図は、本発明に
基づくマイクロ波熱量計の２番目の実施例の若干簡略化
された軸断面であって、この実施例は、マイクロ波光線
に含まれ、直線偏光された部分を正確に測定するために
とくに適している。 （符号の説明） １０：外箱　　　　　　１２：円筒壁 １４：正面壁　　　　　１６：円錐 １８：入口室　　　　２０：隔壁 ２２　　：　　漢　ｈ　蜜　　　　　　　　　　ｙａ　
　：　ｍｍ安２６：導波管　　　　　２８：圧力媒体室
３０：弁　　　　　　　３２：入口接続部３４：ノズル
　　　　　３５：出口接続部３６：ヒータ　　　　　３
８：液体 ニー、ファウ・ 代　理　人　　　小　　橋　　−男　　同　　　　　　
　小　　橋　　正　　明工

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外箱（１０、１１０）を有し、この外箱は送り室（
   ２２、１２２）と吸収室（２４、１２４）を囲んでおり
   、送り室（２２、１２２）の中へはマイクロ波を送るた
   めの導波管（２６、１２６）が入り込んでおり、吸収室
   （２４、１２４）は、誘電体の壁（２０、１４２）によ
   つて送り室によつて分離され、マイクロ波を吸収する液
   体（３８、１３８）を含んでいる高出力用マイクロ波熱
   量計において、液体が少くとも部分的には、マイクロ波
   にとつて水よりも吸収力の小さい化合物から成ることを
   特徴とする熱量計。 ２、特許請求の範囲第１項において、液体が全部または
   部分的にオクタノールから成ることを特徴とする熱量計
   。 ３、特許請求の範囲第１項において、液体が少くとも部
   分的には、最底６箇の炭素原子を有する液体アルコール
   から成ることを特徴とする熱量計。 ４、特許請求の範囲第１項において、液体がシリコンオ
   イル（Ｓｉｌｉｃｏｎ■ｌ）を含むことを特徴とする熱
   量計。 ５、特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れか１項にお
   いて、吸収室（２４）の壁の一部が弾力的膜（１４）か
   ら成ることを特徴とする熱量計。 ６、特許請求の範囲第５項において、膜（１４）の吸収
   室（２４）と反対サイドに圧力媒体室（２８）が取付け
   られていることを特徴とする熱量計。 ７、特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れか１項にお
   いて、吸収室（２４）の正面サイドに入口室（１８）が
   取付けられており、この入口室（１８）は、液体接続入
   口（３２）を有し、送り室（２２）と吸収室（２４）の
   間の隔壁（２０）に向けられたノズルをへて吸収室の内
   部と接続していることを特徴とする熱量計。 ８、特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れか１項にお
   いて、吸収室（１２４）が円板状であり、そのレベルで
   導波管（１２６）の軸に対して斜めに取付けられている
   ことを特徴とする熱量計。 ９、特許請求の範囲第８項において、送り室がとくに、
   マイクロ波を吸収するセラミック（シャモット耐火粘土
   ）から成る中空シリンダ状の固い吸収室（１４０）によ
   つて囲まれており、この吸収室は、導波管とは反対方向
   に斜めの端を有していることを特徴とする熱量計。 １０、特許請求の範囲第８項又は第９項において、送り
   室（１２２）と吸収室（１２４）の間に、薄い円板状の
   誘電体の窓（１４２）が取付けられていることを特徴と
   する熱量計。 １１、特許請求の範囲第８項乃至第１０項の何れか１項
   において、吸収室（１２４）および（または）誘電体の
   窓（１４２）の導波管（１２６）に向いたサイドが導波
   管（１２６）の軸に対してブルースタ角度であることを
   特徴とする熱量計。 １２、特許請求の範囲第８項乃至第１１項の何れか１項
   において、導波管（１２６）と吸収室（１２４）の間の
   送り室（１２２）の中に偏光フィルタ（１４４）が取付
   けられており、この偏光フィルタは、望ましくない振動
   成分を反射し、本質的には望んだ振動成分だけを吸収室
   （１２４）に通過させることを特徴とする熱量計。 １３、特許請求の範囲第１２項において、偏光フィルタ
   が互換性であることを特徴とする熱量計。 １４、特許請求の範囲第１項乃至第７項の何れか１項に
   おいて、反射器要素（１６）が互換性であることを特徴
   とする熱量計。