WO2014077263A1 - 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム - Google Patents

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microwave irradiation
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保徳 塚原
章斤 石塚
友香里 出口
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マイクロ波化学株式会社
国立大学法人大阪大学
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Definitions

  • the present invention relates to an information processing apparatus or the like that performs a determination regarding an error in a microwave irradiation apparatus.
  • Heating using a conventional heater is external heating that gradually heats from the surface of a substance toward the inside by heat conduction, radiation, convection, or the like.
  • heating using microwaves is characterized by internal heating that self-heats the substance itself.
  • heating using microwaves is characterized by high-speed heating compared to conventional heating using heat conduction or the like. As described above, the heating using the microwave is internal heating and high-speed heating. Therefore, there is a possibility that thermal runaway may be caused by rapidly heating a part of the irradiation target. Further, since the microwave irradiation region is usually shielded and cannot be observed from the outside, there is a problem that such an abnormality cannot be easily detected.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide an information processing apparatus and the like that can easily determine whether or not an error relating to microwaves has occurred in a microwave irradiation apparatus. To do.
  • an information processing apparatus is an information processing apparatus that performs a determination regarding an error in a microwave irradiation apparatus that irradiates contents with microwaves, and is incident on an irradiation region of the microwave irradiation apparatus.
  • a power input receiving unit that receives power input to the microwave irradiation device that is a difference between the power of the incident wave that is the microwave and the power of the reflected wave that is reflected by the irradiation region of the microwave irradiation device;
  • the temperature reception unit that receives the temperature of the contents, the power amount calculation unit that calculates the amount of power corresponding to the microwave irradiation time using the input power received by the input power reception unit, and the temperature reception unit Using the temperature, the temperature change calculation unit that calculates the temperature change corresponding to the microwave irradiation time, the power amount calculated by the power amount calculation unit, and the temperature change calculation unit calculated
  • a determination unit for determining whether the power amount and the temperature change satisfy the relational expression within an allowable range using the degree change and the relational expression relating the power amount and the temperature change;
  • an output unit that performs an output related to the occurrence of an error when the determination unit determines that the relational expression is not satisfied beyond the allowable range.
  • the evaporation amount receiving unit that receives the evaporation amount of the contents in the irradiation region of the microwave irradiation device and the evaporation amount received by the evaporation amount receiving unit are used for the microwave irradiation time.
  • a corresponding reduction amount calculation unit for calculating a reduction amount of the content due to evaporation the relational expression relates the electric energy, the temperature change and the reduction amount, and the determination unit is the electric energy calculation unit
  • the power consumption, temperature change, and reduction amount allow the relational expression using the power amount calculated by the temperature change unit, the temperature change calculated by the temperature change calculation unit, the reduction amount calculated by the reduction amount calculation unit, and the relational expression.
  • the output unit may perform output when it is determined by the determination unit that the electric energy, the temperature change, and the decrease amount do not satisfy the relational expression beyond the allowable range. .
  • the microwave irradiation device is a continuous type
  • the temperature receiving unit includes the temperature of the content at the inflow position of the microwave irradiation device and the temperature of the content at the outflow position.
  • the temperature change calculation unit calculates a temperature change that is a difference between the temperature of the contents at the outflow position and the temperature of the contents at the inflow position, and the microwave irradiation time It may be the time for circulation through the irradiation area. With such a configuration, it becomes possible to make an error determination regarding the continuous microwave irradiation apparatus.
  • the microwave irradiation device is of a batch type
  • the temperature change calculation unit calculates the temperature after the temperature rise at the end of the microwave irradiation time and the microwave irradiation time. You may calculate the said temperature change which is a difference with the temperature before temperature rising in the beginning. With such a configuration, it becomes possible to make an error determination regarding a batch-type microwave irradiation apparatus.
  • the information processing apparatus or the like it is possible to make a determination regarding an error in the microwave irradiation apparatus. As a result, for example, the occurrence of an error can be detected.
  • the figure which shows the structure of the microwave irradiation system by Embodiment 1 of this invention The block diagram which shows the structure of the information processing apparatus by the embodiment
  • movement of the information processing apparatus by the embodiment The figure which shows an example of the input electric power etc.
  • the microwave irradiation system according to Embodiment 1 of the present invention includes a microwave irradiation device and an information processing device that makes a determination regarding the occurrence of an error in the microwave irradiation device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a microwave irradiation system 100 according to the present embodiment.
  • a microwave irradiation system 100 includes an information processing device 1 and a microwave irradiation device 2.
  • the information processing apparatus 1 makes a determination regarding the occurrence of an error in the microwave irradiation apparatus 2.
  • the error is that the microwave irradiation is not normally performed, and may be, for example, a thermal runaway, a microwave leak, an unexpected decrease or increase of the microwave irradiation target, and the like.
  • the microwave irradiation apparatus 2 irradiates the contents with microwaves.
  • the purpose of the irradiation may be, for example, heating of the contents or other reaction.
  • the microwave irradiation apparatus 2 may be, for example, a batch type (batch type) or a continuous type.
  • the continuous microwave irradiation device 2 may be considered to include a conveyor type in which contents are conveyed by a conveyor.
  • the microwave irradiation device 2 is a continuous type will be mainly described.
  • the microwave irradiation device 2 includes a microwave generator 31, a waveguide 32, a power monitor 33, a reactor 34, a vapor guide pipe 51, a condensing container 52, a liquid level sensor 53, And an evaporation amount acquisition unit 54.
  • the microwave generator 31 generates microwaves.
  • the microwave irradiation apparatus 2 may include one microwave generator 31 or may include two or more microwave generators 31.
  • the frequency of the microwave is not limited, but may be, for example, 2.45 GHz, 5.8 GHz, 24 GHz, 913 MHz, or Other frequencies within the range of 300 MHz to 300 GHz may be used.
  • the microwave irradiation device 2 includes two or more microwave generators 31, the frequencies of the microwaves generated by the microwave generators 31 may be the same or different. May be.
  • the output of the microwave generator 31 may be controlled by a control unit (not shown) according to the temperature in the reactor 34 and the like.
  • the waveguide 32 transmits the microwave generated by the microwave generator 31 to the reactor 34.
  • the waveguide 32 having a standard corresponding to the frequency of the microwave generated by the microwave generator 31.
  • the power monitor 33 acquires the power of the incident wave and the power of the reflected wave.
  • the incident wave is a microwave that is incident on the reactor 34 that is an irradiation region of the microwave in the microwave irradiation device 2. That is, the incident wave is a traveling wave toward the irradiation region.
  • the reflected wave is a microwave reflected by the reactor 34 that is a microwave irradiation region in the microwave irradiation device 2. That is, the reflected wave is a microwave traveling from the irradiation region toward the microwave generator 31.
  • an isolator that allows incident waves to pass and absorbs reflected waves may exist between the power monitor 33 and the microwave generator 31.
  • the power of the incident wave and the power of the reflected wave acquired by the power monitor 33 are passed to the information processing apparatus 1.
  • the reactor 34 is a horizontal continuous (flow type) reactor in which the contents 40 flow in the horizontal direction with an unfilled space 35 above. Since the reactor 40 irradiates the contents 40 with microwaves, the reactor 34 becomes a microwave irradiation region.
  • the content 40 may be, for example, only the raw material or a mixture of the raw material and the catalyst. Note that, when a chemical reaction occurs due to microwave irradiation in the reactor 34, a product is generated from the raw material, and therefore the content 40 of the reactor 34 may be considered to contain the product. That is, the content 40 may be a raw material and / or a product.
  • the content 40 flowing through the reactor 34 is preferably fluid other than the solid (for example, powder, granular material, etc.) because it is preferable to have fluidity inside the reactor 34. Therefore, the content 40 may be liquid.
  • the liquid contents 40 may be high fluidity such as water, oil, aqueous solution, colloidal solution, etc., or low fluidity such as slurry or suspension. It may be.
  • the inner wall of the reactor 34 is preferably made of a material that reflects microwaves. An example of a substance that reflects microwaves is metal.
  • the catalyst may be a solid catalyst (heterogeneous catalyst) or a liquid catalyst (homogeneous catalyst).
  • the solid catalyst for example, may or may not have microwave absorption or microwave sensitivity. When the solid catalyst has microwave absorption or microwave sensitivity, when the microwave is irradiated inside the reactor 34, the solid catalyst is heated by the microwave, and heating in the vicinity of the solid catalyst is performed. Will be promoted.
  • the reactor 34 may also include temperature measuring units 41 and 42.
  • the temperature inside the reactor 34 is preferably the temperature of the contents 40 of the reactor 34.
  • FIG. 1 shows the case where the temperature measuring units 41 and 42 exist at the inflow position of the contents 40 and the outflow position of the contents 40 in the reactor 34, the temperature measuring units 41 and 42 are also present at other positions. 42 may be present.
  • the temperature measuring units 41 and 42 may measure the temperature with a thermocouple, measure the temperature with an infrared sensor, measure the temperature with an optical fiber, or measure the temperature by other methods. You may measure.
  • the temperature measured by the temperature measuring units 41 and 42 (strictly speaking, it is data indicating the temperature) is passed to the information processing apparatus 1.
  • the temperature may be passed to a microwave control unit (not shown) and used for controlling the output of the microwave.
  • the control may be, for example, control for maintaining the temperature in the reactor 34 at a desired temperature or a desired temperature range.
  • the interior of the reactor 34 is partitioned into three chambers by a partition plate 36. Then, the contents 40 flow from the upstream chamber (left side in FIG. 1) to the downstream chamber (right side in FIG. 1).
  • the plurality of chambers are chambers continuous in series.
  • the unfilled space 35 exists above the reactor 34.
  • the unfilled space 35 is irradiated with microwaves through the waveguide 32.
  • FIG. 1 shows a case where microwaves are applied to the unfilled space 35 of the reactor 34, this need not be the case.
  • the microwaves may be directly irradiated on the contents 40. Good.
  • the position of the reactor 34 to which each waveguide 32 is connected is not limited.
  • the waveguide 32 may be provided at a position near the center of each chamber, may be provided at the position of the partition plate 36, or may be at another position.
  • the microwaves transmitted to the shared unfilled space 35 are transmitted from the plurality of chambers sharing the unfilled space 35.
  • the contents 40 are irradiated.
  • the partition plate 36 may be microwave transmissive, microwave absorptive, or may reflect microwaves. Examples of the material that transmits microwaves include Teflon (registered trademark), quartz glass, ceramic, and silicon nitride alumina. Examples of materials that absorb microwaves include carbons other than fullerene.
  • Each partition plate 36 has a flow path through which the contents 40 flow.
  • the flow path of the partition plate 36 may be, for example, a flow path in which the content 40 overflows above the partition plate 36, or may be a flow path in which the content 40 flows in a gap between the partition plates 36. Good.
  • stirring means may exist in the reactor 34. That is, the microwave irradiation apparatus 2 according to the present embodiment may also include one or more stirring means for rotating and stirring the contents 40 in the reactor 34.
  • the stirring may be performed, for example, by rotating a blade-like, wing-like, or rod-like rotating member.
  • the rotating member may be a microwave transmissive member, a microwave absorbing member, a microwave reflecting member, or a microwave transmitting material, It may be constituted by a combination of any two or more materials among a microwave absorbing material and a microwave reflecting material.
  • the steam guide pipe 51 is a pipe that guides the generated steam to the condensation container 52 when steam (gas) is generated by microwave irradiation in the reactor 34.
  • it is suitable for the vapor
  • FIG. This is because an accurate amount of vapor can be obtained using the condensation container 52 or the like.
  • the diameter, length, etc. of the steam guide tube 51 is such that the microwave irradiated by the reactor 34 is difficult to pass through. It is.
  • the condensing container 52 is a container that condenses (liquefies) the steam guided by the steam guide pipe 51. As shown in FIG. 1, the vapor induced by the vapor induction pipe 51 may be liquefied by introducing the vapor into the condensed liquid. The condensing container 52 may be appropriately cooled by a cooling device so that the liquefaction is appropriately performed.
  • the condensing container 52 is provided with a liquid level sensor 53 for measuring the liquid level position of the liquefied liquid. Information on the liquid level position measured by the liquid level sensor 53 is passed to the evaporation amount acquisition unit 54.
  • the evaporation amount acquisition unit 54 acquires the evaporation amount of the content 40 according to the change in the liquid surface position received from the liquid surface sensor 53.
  • the evaporation amount may be, for example, an evaporation amount for each unit period, or may be an integrated value of the evaporation amount.
  • the unit period is a predetermined period as a unit of processing, and may be, for example, 1 second, 10 seconds, 1 minute, 5 minutes, or the like.
  • the evaporation amount acquisition unit 54 may acquire the evaporation amount for each unit period by multiplying the horizontal cross-sectional area in the condensing container 52 by the amount of change in the liquid level in the unit period.
  • the amount of evaporation may or may not be in the same phase as the contents 40. In the former case, if the contents 40 are liquid, the evaporation amount is also the amount of liquid. Further, the amount may be volume, weight, number of moles, or other amount. In the present embodiment, the case where the evaporation amount is volume will be mainly described.
  • the evaporation amount acquisition unit 54 acquires the integrated value of the evaporation amount by, for example, multiplying the horizontal cross-sectional area in the condensing container 52 by the amount of change in the liquid level from the start of the process. Also good.
  • the start of the process may be, for example, the start of microwave irradiation.
  • the acquired evaporation amount is passed to the information processing apparatus 1. In the present embodiment, it is assumed that the evaporation amount is passed to the information processing apparatus 1 for each unit period.
  • the microwave irradiation apparatus 2 When the contents 40 such as the raw material flow into the reactor 34, the microwaves are sequentially irradiated while moving through the respective chambers. Then, a reaction corresponding to the microwave irradiation occurs as appropriate, and the content 40 containing the product after the reaction flows out of the reactor 34. In the reactor 34, it is preferable that the contents 40 are evenly irradiated by stirring by a stirring means (not shown). Further, microwave irradiation may be performed for purposes other than chemical reaction. For example, the heat-meltable adhesive may be dissolved by heating according to microwave irradiation, the wet irradiation object may be dried, distillation may be performed, or other treatment is performed. May be.
  • a catalyst separation unit (not shown) for separating the catalyst may exist in the subsequent stage of the reactor 34.
  • 1 shows the case where the interior of the reactor 34 is partitioned into three chambers by the partition plate 36, the number of chambers inside the reactor 34 may be two, or four. Alternatively, the interior of the reactor 34 may not be partitioned.
  • FIG. 1 shows the case where the reactor 34 is a horizontal flow type, this need not be the case.
  • the reactor 34 may be a vertical flow type in which the contents flow in the vertical direction.
  • the kind of the content 40 is not limited.
  • the contents 40 are usually liquid, but may be solid or gas.
  • the microwave irradiation apparatus 2 may be any device as long as it irradiates the object with microwaves in the irradiation region.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the information processing apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the information processing apparatus 1 according to the present embodiment is configured to make a determination regarding an error in the microwave irradiation apparatus 2 that irradiates the contents 40 with microwaves, and includes a power reception unit 11 and an input power calculation unit 12.
  • a determination unit 20 and an output unit 21 are provided.
  • the power receiving unit 11 receives the power of the incident wave and the power of the reflected wave acquired by the power monitor 33.
  • the power reception unit 11 may or may not include a device (for example, a network card) for reception.
  • the power reception unit 11 may be realized by hardware, or may be realized by software such as a driver that drives a predetermined device.
  • the input power calculation unit 12 calculates the input power, which is the difference between the incident wave power received by the power reception unit 11 and the reflected wave power.
  • This input electric power indicates the electric power of the microwave input to the irradiation area of the microwave irradiation apparatus 2.
  • the input power calculation unit 12 may calculate the input power for each power monitor 33, or all the power monitors 33 The total input power may be calculated. In the present embodiment, the latter case will be mainly described. Further, the timing at which the input power calculation unit 12 calculates the input power is not limited, but in the present embodiment, when the input power calculation unit 12 periodically calculates the input power, that is, the input power is calculated for each unit period. The case of calculating will be mainly described.
  • the input power reception unit 13 includes power of an incident wave that is a microwave incident on an irradiation region of the microwave irradiation device 2 and power of a reflected wave that is a microwave reflected by the irradiation region of the microwave irradiation device 2.
  • the input power to the microwave irradiation device 2 that is the difference between the two is accepted.
  • the input power is calculated by the input power calculation unit 12.
  • the input power reception unit 13 may or may not include a device (for example, a modem or a network card) for reception.
  • the input power reception unit 13 may be realized by hardware, or may be realized by software such as a driver that drives a predetermined device.
  • the electric energy calculation unit 14 calculates the electric energy corresponding to the microwave irradiation time using the input power received by the input power reception unit 13.
  • the power amount calculation unit 14 may calculate the power amount by integrating the input power from the start to the end of the irradiation period in the microwave irradiation time.
  • the power amount calculation unit 14 adds the input power for each unit period from the start to the end of the irradiation period in the microwave irradiation time, and the addition The amount of power may be calculated by multiplying the result by a unit period.
  • the power amount calculation unit 14 stores the stored input power.
  • the amount of electric power may be calculated by integrating or adding the input power in the period corresponding to the microwave irradiation time.
  • the power amount calculation unit 14 may calculate the power amount by multiplying the microwave irradiation time by the input power.
  • the microwave irradiation time is stored in a recording medium (not shown), and the power amount calculation unit 14 calculates power by calculating the product of the read microwave irradiation time and the input power. The amount may be calculated.
  • the microwave irradiation time is the time during which the object is irradiated with the microwave.
  • the microwave irradiation time is the time during which the content 40 circulates through the irradiation region of the microwave irradiation apparatus 2, that is, the content 40 is It is assumed that it is the time from flowing into the irradiation area (reactor 34) until flowing out. Note that the time from when the content 40 flows into the irradiation region until it flows out is usually equal to the time it takes for the content 40 to move from the temperature measurement unit 41 to the temperature measurement unit 42.
  • the temperature receiving unit 15 receives the temperature of the contents 40 from the temperature measuring units 41 and 42.
  • the temperature receiving unit 15 performs the temperature of the contents 40 at the inflow position of the microwave irradiation device 2 and the temperature of the contents 40 at the outflow position. And shall be accepted.
  • the former temperature is measured by the temperature measurement unit 41
  • the latter temperature is measured by the temperature measurement unit 42.
  • the temperature may be, for example, the temperature itself measured by one temperature measurement unit, or may be the average of the temperatures measured by two or more temperature measurement units.
  • the temperature reception unit 15 receives the average of the temperatures measured by the plurality of temperature measurement units at the inflow position and the average of the temperatures measured by the plurality of temperature measurement units at the outflow position. Also good.
  • the temperature receiving unit 15 may or may not include a device (for example, a network card) for receiving.
  • the temperature receiving unit 15 may be realized by hardware, or may be realized by software such as a driver that drives a predetermined device.
  • the temperature change calculation unit 16 calculates a temperature change corresponding to the microwave irradiation time using the temperature received by the temperature receiving unit 15. That is, the temperature change calculation unit 16 calculates the temperature change by subtracting the initial temperature from the final temperature in the microwave irradiation time.
  • the temperature change calculation unit 16 is a temperature that is the difference between the temperature of the content 40 at the outflow position and the temperature of the content 40 at the inflow position. Calculate the change.
  • the former temperature is measured by the temperature measuring unit 42, and the latter temperature is measured by the temperature measuring unit 41.
  • region (reactor 34) will be calculated.
  • the temperature of the temperature measurement unit 41 used when calculating the temperature change is preferably a temperature measured before the microwave irradiation time before the temperature measurement by the temperature measurement unit 42.
  • the temperature change calculated by the temperature change calculation unit 16 indicates the degree to which the contents 40 are heated during the microwave irradiation time.
  • the evaporation amount receiving unit 17 receives the evaporation amount of the contents in the irradiation region (reactor 34) of the microwave irradiation device 2 from the evaporation amount acquiring unit 54.
  • the evaporation amount reception unit 17 may or may not include a device (for example, a modem or a network card) for reception.
  • the evaporation amount receiving unit 17 may be realized by hardware, or may be realized by software such as a driver that drives a predetermined device.
  • the decrease amount calculation unit 18 calculates the decrease amount of the content 40 due to evaporation using the evaporation amount received by the evaporation amount reception unit 17.
  • the amount of reduction is preferably the amount in the same phase as the contents 40 (for example, solid phase, liquid phase, gas phase, etc.), but it need not be.
  • the amount of decrease is a decrease corresponding to the microwave irradiation time. It is assumed that the microwave irradiation time is the same as the microwave irradiation time used for calculation of electric energy. That is, when the reactor 34 is a continuous type as in the present embodiment, the microwave irradiation time is the time from when the content 40 flows into the irradiation region (reactor 34) until it flows out. Suppose there is.
  • the decrease amount calculation unit 18 adds the respective evaporation amounts corresponding to the microwave irradiation time to obtain the total evaporation amount corresponding to the microwave irradiation time. Can be calculated. For example, when the evaporation amount received by the evaporation amount receiving unit 17 is stored in a recording medium (not shown), the decrease amount calculation unit 18 corresponds to the microwave irradiation time out of the stored evaporation amount. The total evaporation amount may be calculated by adding the evaporation amount during the period to be used.
  • the decrease amount calculation unit 18 can calculate the total evaporation amount by subtracting the initial integrated amount from the final integrated amount in the microwave irradiation time. .
  • the reduction amount calculation unit 18 is a calculation target of the reduction amount out of the accumulated evaporation amount.
  • the total evaporation amount may be calculated by subtracting the initial evaporation amount (integrated amount) from the final evaporation amount (integrated amount) during the microwave irradiation time.
  • the reduction amount calculation unit 18 converts the total evaporation amount into a reduction amount.
  • the total evaporation is usually indicated by volume, but the unit of decrease may be a unit of volume, a unit of weight, a unit of moles, or Other units may also be used. Therefore, the reduction amount calculation unit 18 may perform conversion of the unit.
  • the weight can be calculated by multiplying the total evaporation amount as a volume by the density. Further, the number of moles can be calculated by dividing the weight by the mass of 1 mole. In the present embodiment, the case where the reduction amount calculation unit 18 converts the total evaporation amount into the number of moles will be mainly described.
  • the relational expression storage unit 19 stores a relational expression.
  • the relational expression is an expression relating the electric energy, the temperature change, and the decrease amount. When this relational expression is observed, the microwave irradiation in the microwave irradiation apparatus 2 is appropriately performed. Details of this relational expression will be described later.
  • the process in which the relational expression is stored in the relational expression storage unit 19 does not matter.
  • the relational expression may be stored in the relational expression storage unit 19 via a recording medium, and the relational expression transmitted via a communication line or the like is stored in the relational expression storage unit 19.
  • the relational expression input via the input device may be stored in the relational expression storage unit 19.
  • the storage in the relational expression storage unit 19 may be temporary storage in a RAM or the like, or may be long-term storage.
  • the relational expression storage unit 19 can be realized by a predetermined recording medium (for example, a semiconductor memory, a magnetic disk, an optical disk, etc.).
  • the determination unit 20 stores the power amount calculated by the power amount calculation unit 14, the temperature change calculated by the temperature change calculation unit 16, the decrease amount calculated by the decrease amount calculation unit 18, and the relational expression storage unit 19. It is determined whether the electric energy, the temperature change, and the decrease amount satisfy the relational expression within an allowable range. As will be described later, normally, in an ideal situation where there is no error, the electric energy, the temperature change, and the decrease amount satisfy the relational expression. However, since microwave irradiation or the like is not always performed in an ideal situation, the determination unit 20 also shows the relational expression when the power amount satisfies the relational expression within an allowable range. Judge that it was. Therefore, the allowable range is usually about an allowable error.
  • the allowable range may be fixed, or may be changed according to the contents 40. For example, when the content 40 is a mixture of a raw material and a product, and the difference in relative dielectric constant between the two is large, the allowable range is increased, and when the difference between the relative dielectric constants is small, the allowable range May be reduced.
  • the output unit 21 performs an output related to the occurrence of an error when the determination unit 20 determines that the electric energy, the temperature change, and the decrease amount do not satisfy the relational expression beyond the allowable range.
  • the output related to the occurrence of the error may be an output indicating the presence of the error, an output indicating the content of the error, an output related to the control according to the occurrence of the error, or other It may be an output related to the occurrence of an error.
  • the output related to the control according to the occurrence of the error may be, for example, an output related to the control of lowering the output of the microwave generator 31 or stopping the output according to the occurrence of the error, or It may be an output related to other control.
  • the output unit 21 may also output that there is no error when it is determined that the power amount or the like satisfies the relational expression within an allowable range.
  • the output may be, for example, display on a display device (for example, a CRT or a liquid crystal display), transmission via a communication line to a predetermined device, printing by a printer, or audio output by a speaker. Alternatively, it may be stored in a recording medium, or delivered to another component.
  • the output unit 21 may or may not include an output device (for example, a display device or a printer).
  • the output unit 21 may be realized by hardware, or may be realized by software such as a driver that drives these devices.
  • the steady state is a state in which the above (1) and (2) are performed in parallel at a constant rate.
  • ⁇ E is (W) the input power
  • ⁇ t (s) is the microwave irradiation time corresponding to the input power.
  • A, B, and C are coefficients, and the others are as described above.
  • C is a term added in consideration of reaction heat generated by the reaction inside the reactor 34, microwaves absorbed by the reactor 34, the partition plate 36, the stirring means, and the like.
  • C1 is the reaction heat generated by the reaction inside the reactor 34 during the microwave irradiation time.
  • C2 is an impurity present in the structure of the reactor 34 such as the reactor 34, the partition plate 36, and the stirring means, and in the waveguide 32 between the power monitor 33 and the reactor 34 during the microwave irradiation time. This is a term corresponding to the absorption of microwaves by, for example. If such absorption occurs, C2> 0.
  • C2 0 may be set.
  • C3 is a term corresponding to increase or decrease of other energy during the microwave irradiation time.
  • the increase or decrease of the energy may be, for example, an inflow or outflow of heat through the wall surface of the reactor 34 or the like.
  • C3 is a term corresponding to heat inflow / outflow
  • a and B are usually non-zero coefficients.
  • C may be 0 or may not be 0.
  • [Equation 3] described above is a relational expression stored in the relational expression storage unit 19.
  • ⁇ E ⁇ ⁇ t is the amount of power calculated by the power amount calculation unit 14.
  • ⁇ T is a temperature change calculated by the temperature change calculation unit 16.
  • N is a reduction amount calculated by the reduction amount calculation unit 18.
  • the determination unit 20 substitutes the amount of power or the like into the relational expression [Formula 3], and determines whether the relational expression is satisfied. At that time, as described above, the determination unit 20 may determine whether or not the relational expression is established within the allowable range. Specifically, when the allowable range is P (a real number greater than 0), ⁇ P ⁇ ( ⁇ E ⁇ ⁇ t) ⁇ (A ⁇ ⁇ T + B ⁇ N + C) ⁇ P [Formula 4] If the relationship is satisfied, the determination unit 20 determines that the relational expression is within the allowable range. If the relationship is not satisfied, the determination unit 20 determines that the relational expression is within the allowable range. You may decide not to.
  • At least one inequality sign “ ⁇ ” may be an inequality sign “ ⁇ ” with an equal sign.
  • the inequality sign “ ⁇ ” with at least one equal sign may be an inequality sign “ ⁇ ” without an equal sign.
  • the power reception unit 11 determines whether the power of the incident wave and the power of the reflected wave are received from the power monitor 33. If accepted, the process proceeds to step S102; otherwise, the process proceeds to step S105.
  • the power receiving unit 11 preferably receives the power of the incident wave for each unit period described above. You may think that reception of this electric power is taking in the output value from the power monitor 33 to the information processing apparatus 1 for every unit period.
  • the input power calculation unit 12 calculates the input power using the power of the incident wave and the power of the reflected wave received by the power reception unit 11.
  • the input power calculation unit 12 calculates a difference in incident wave power or the like for each of them, and sums up the differences. The input power may be calculated accordingly.
  • the input power reception unit 13 receives the input power calculated by the input power calculation unit 12.
  • Step S104 The input power calculation unit 12 stores the received input power in a recording medium (not shown). Then, the process returns to step S101.
  • Step S105 The temperature receiving unit 15 determines whether the temperature of the contents 40 has been received. If accepted, the process proceeds to step S106, and if not, the process proceeds to step S107.
  • the temperature reception part 15 may receive temperature for every above-mentioned unit period. You may think that reception of this temperature is taking in the output value from the temperature measurement parts 41 and 42 to the information processing apparatus 1 for every unit period.
  • Step S106 The temperature receiving unit 15 stores the received temperature in a recording medium (not shown). Then, the process returns to step S101.
  • Step S107 The evaporation amount receiving unit 17 determines whether or not the evaporation amount has been received. If the evaporation amount is accepted, the process proceeds to step S108, and if not, the process proceeds to step S109.
  • the evaporation amount receiving unit 17 may receive the evaporation amount for each unit period described above. You may think that reception of this evaporation amount is taking in the evaporation amount from the evaporation amount acquisition part 54 to the information processing apparatus 1 for every unit period.
  • Step S108 The evaporation amount receiving unit 17 stores the received evaporation amount in a recording medium (not shown). Then, the process returns to step S101.
  • Step S109 The determination unit 20 determines whether to make a determination using a relational expression. If it is determined that the determination using the relational expression is to be performed, the process proceeds to step S110. If not, the process returns to step S101. Note that the determination unit 20 may determine, for example, to make a determination using a relational expression for each predetermined period, or may make a determination using a relational expression at other timings.
  • the electric energy calculation unit 14 calculates the electric energy corresponding to the microwave irradiation time using the input electric power accumulated so far.
  • the amount of power may be stored on a recording medium (not shown).
  • the temperature change calculation unit 16 calculates a temperature change corresponding to the microwave irradiation time using the temperature accumulated so far.
  • the temperature change may be stored in a recording medium (not shown).
  • Step S112 The reduction amount calculation unit 18 calculates the reduction amount corresponding to the microwave irradiation time using the evaporation amount accumulated so far.
  • the amount of decrease may be stored on a recording medium (not shown).
  • Step S113 The determination unit 20 determines whether the calculated electric energy, temperature change, and decrease amount satisfy the relational expression stored in the relational expression storage unit 19 within an allowable range. Then, if it meets, the process returns to step S101. If not, the process proceeds to step S114.
  • Step S114 The output unit 21 performs output related to the occurrence of an error in the microwave irradiation device 2. Then, the process returns to step S101.
  • an output related to the determination result may be made.
  • the received input power and the like are stored, and the amount of power and the like are calculated collectively using the stored input power and the like. However, this need not be the case. .
  • the power amount or the like may be calculated by sequentially adding the input power or the like every time the input power or the like is received. Further, in the flowchart of FIG. 3, the process is ended by powering off or interruption for aborting the process.
  • the operation of the microwave irradiation system 100 will be described using a specific example.
  • the information processing apparatus 1 accepts power and the like at regular times T0, T1, T2,.
  • the difference between adjacent times (for example, “T2 ⁇ T1”) is assumed to be a unit period.
  • the unit period is TU (s).
  • the microwave irradiation time is 10 times the unit period. That is, the microwave irradiation time is 10 ⁇ TU (s). Therefore, for example, it is determined whether the relational expression is satisfied at time T10 using the information at times T0 to T10. Further, it is assumed that the evaporation amount acquired by the evaporation amount acquisition unit 54 is an integrated amount.
  • the power reception unit 11 determines that the power is received, receives the incident wave power and the reflected wave power from the two power monitors 33, and passes them to the input power calculation unit 12 (step S101).
  • the power of the incident wave from the first power monitor 33 is PI 101-1
  • the power of the reflected wave is PR 101-1
  • the power of the incident wave from the second power monitor 33 is PI 101-2 and the power of the reflected wave is PR 101-2.
  • the input power calculation unit 12 compares the power difference “(PI 101-1) ⁇ (PR 101-1)” with respect to the first power monitor 33 and the power difference “(PI 101-2) with respect to the second power monitor 33”. -(PR101-2) "is calculated. Then, the input power calculation unit 12 calculates the input power “(PI 101-1) ⁇ (PR 101-1) + (PI 101-2) ⁇ (PR 101-2)”, which is the sum of the power differences, and receives the input power It passes to the part 13 (step S102). Here, the input power is “E101”. Upon receiving the input power, the input power reception unit 13 stores the input power in a recording medium (not shown) in association with time T101 (steps S103 and S104).
  • the temperature receiving unit 15 determines that the temperature is received when the time is T101, receives the temperature at the inflow position from the temperature measurement unit 41 and the temperature at the outflow position from the temperature measurement unit 42, and records not shown. Accumulate on the medium (steps S105 and S106).
  • the temperature at the inflow position is TE101-1 and the temperature at the outflow position is TE101-2.
  • the evaporation amount receiving unit 17 determines that the evaporation amount is received at time T101, receives the evaporation amount from the evaporation amount acquiring unit 54, and accumulates it in a recording medium (not shown) (steps S107 and S108).
  • the evaporation amount is V101.
  • the determination unit 20 determines to make a determination using a relational expression, instructs the power amount calculation unit 14 to calculate the power amount, and calculates a temperature change.
  • the unit 16 is instructed to calculate the temperature change, and the decrease amount calculation unit 18 is instructed to calculate the decrease amount (step S109).
  • the power amount calculation unit 14 calculates a power amount “TU ⁇ (E101 + E102 + E103 +... + E110)” according to the microwave irradiation time, and passes it to the determination unit 20 (step S110).
  • the amount of power is “PS110”.
  • the temperature change calculation unit 16 calculates a temperature change “(TE110-2) ⁇ (TE100-1)” according to the microwave irradiation time in accordance with an instruction from the determination unit 20, and Pass (step S111).
  • the temperature change is assumed to be “TV110”.
  • the microwave irradiation time corresponds to the time for the contents 40 to move from the inflow position to the outflow position. Therefore, the irradiation target existing at the inflow position at time T100 is after the microwave irradiation time has elapsed. Will be present at the outflow position at time T110.
  • the decrease amount calculation unit 18 calculates a decrease amount “(V110 ⁇ V100) ⁇ D / MO” according to the microwave irradiation time in accordance with an instruction from the determination unit 20 and passes the decrease amount to the determination unit 20 ( Step S112).
  • the amount of decrease is assumed to be “RE110”. Note that D is the density (kg / m 3 ), and MO is the mass (kg) of 1 mol of the evaporated material.
  • the decrease amount RE110 is the number of moles of the evaporated material.
  • the determination unit 20 Upon receiving the power amount PS110, the temperature change TV 110, and the decrease amount RE110, the determination unit 20 reads the relational expression from the relational expression storage unit 19, and ⁇ P ⁇ PS110 ⁇ (A ⁇ TV110 + B ⁇ RE110 + C) [Formula 5] PS110 ⁇ (A ⁇ TV110 + B ⁇ RE110 + C) ⁇ P [Formula 6] It is determined whether or not the image is observed (step S113). When both [Equation 5] and [Equation 6] are observed, the amount of electric power, etc., will satisfy the relational expression within an allowable range, and when either one of the equations is not satisfied, the amount of electric power, etc. However, the relational expression is not satisfied within the allowable range.
  • the case where input power, temperature, evaporation amount, etc. are stored in one recording medium has been described, but this need not be the case.
  • input power, temperature, and the like may be stored in separate recording media.
  • the temperature used for calculating the temperature change and the evaporation amount used for calculating the decrease amount are only the temperatures and evaporation amounts at the beginning and end of the microwave irradiation time.
  • the unit 15 and the evaporation amount receiving unit 17 may receive only the temperature and the evaporation amount at that time.
  • the power receiving unit 11 may receive a voltage value such as an incident wave and a current value. Even in that case, since the power can be calculated by multiplying the voltage value and the current value, it is considered that the power receiving unit 11 is substantially the same as receiving the power.
  • an error that may occur in the microwave irradiation region using the power amount, temperature, and evaporation amount that can be easily acquired in the microwave irradiation device 2. Can be easily detected. Although it is not easy to detect thermal runaway or increase / decrease in the contents 40 in the microwave irradiation device 2, microwave irradiation is appropriately performed by determining whether or not the electric energy satisfies the relational expression. It becomes possible to easily detect the absence. If an error has occurred, the error can be dealt with.
  • the microwave irradiation apparatus 2 includes at least a microwave generator 31, a waveguide 32, a power monitor 33, and a microwave irradiation region that is a region for irradiating the microwave to a microwave irradiation target. 1, and may not be the configuration shown in FIG. 1.
  • the distribution-type microwave irradiation device 2 may be a conveyor type device in which an irradiation object moves in a microwave irradiation region on a conveyor. Further, as described above, the microwave irradiation device 2 may not be a flow-type device.
  • the microwave irradiation apparatus 2 may be of a batch type (batch type). When the microwave irradiation apparatus 2 is of a batch type, the temperature of the contents may be measured only at one place, or may be taken at two or more places.
  • the temperature receiving unit 15 may receive the average of the temperatures measured at two or more locations.
  • the temperature change calculated by the temperature change calculation unit 16 may be a difference between the temperature after the temperature rise at the end of the microwave irradiation time and the temperature before the temperature rise at the start of the microwave irradiation time. .
  • the temperature change calculation unit 16 uses, for example, the temperature received by the temperature receiving unit 15 at the beginning of the microwave irradiation time and the temperature received by the temperature receiving unit 15 at the end of the microwave irradiation time. May be calculated.
  • the power amount calculation unit 14 may calculate the power amount by, for example, integrating or adding the input power sequentially from the start to the end of the microwave irradiation time.
  • the decrease amount calculation unit 18 may calculate the decrease amount by sequentially adding the evaporation amount for each unit period from the start to the end of the microwave irradiation time, or the microwave irradiation time, for example.
  • the amount of decrease is calculated using the evaporation amount that is the integrated value received by the evaporation amount receiving unit 17 at the beginning of the period and the evaporation amount that is the integrated value received by the evaporation amount receiving unit 17 at the end of the microwave irradiation time. May be.
  • the power amount calculation unit 14, the temperature change calculation unit 16, and the decrease amount calculation unit 18 indicate, for example, the start and end timings of the microwave irradiation time as shown in the microwave generator 31 and the microwave generator 31.
  • the control unit or the like May be received from the control unit or the like, or the time when the power received by the power receiving unit 11 or the input power receiving unit 13 or the input power exceeds 0 is determined as the start of the microwave irradiation time, and then the power It may be determined that the point in time when the value of 0 is 0 is the end of the microwave irradiation time.
  • the values of A, B, and C in the relational expression may change depending on the stage of processing. For example, in the batch-type microwave irradiation apparatus 2, when processing is performed in the order of stage 1, stage 2, stage 3, the coefficients (A, B, C) of the relational expression are A1, B1, C1, may be A2, B2, C2 in stage 2, and may be A3, B3, C3 in stage 3.
  • the determination unit 20 determines whether the relational expression is satisfied within the allowable range using A1, B1, and C1 for the microwave irradiation time corresponding to stage 1, and determines the microwave corresponding to stage 2
  • A2, B2, and C2 are used to determine whether the relational expression is found within an allowable range
  • A3, B3, and C3 are set. It may be used to determine whether the relational expression is satisfied within an allowable range.
  • the processing may be performed so that the target area corresponds to the entire reactor 34 described above. That is, instead of the temperature at the inflow position and the outflow position of the reactor, the temperature at the inflow position and the outflow position of the target area is used, and the microwave irradiation time that is the time for the contents to pass through the area is used. The amount of power evaporated from the area is used by using the input power related to the microwave irradiated to the area.
  • the power reception unit 11 receives power from the power monitor 33
  • the temperature reception unit 15 receives temperature from the temperature measurement units 41 and 42
  • the evaporation amount reception unit 17 evaporates from the evaporation amount acquisition unit 54.
  • the power reception unit 11 or the like may receive a temperature or the like from a device or the like that manages information such as the temperature related to the microwave irradiation device 2 or may receive a temperature or the like manually input by the user.
  • the temperature measuring unit 41 can measure the temperature of the content 40 immediately before flowing into the reactor 34 because the temperature measurement units 41 and 42 need only be able to measure the temperature of the content 40 at the inflow position and the outflow position of the reactor 34.
  • the temperature may be measured, and the temperature measurement unit 42 may measure the temperature of the contents 40 immediately after flowing out of the reactor 34.
  • the microwave irradiation apparatus 2 may include a reactor 34 that is a microwave irradiation region shown in FIGS. 6A to 6C.
  • Each reactor 34 is a flow type, and the inflow position and the outflow position of the microwave irradiation object are indicated by arrows in the figure. 6A and 6B is a horizontal flow type, and the reactor 34 of FIG. 6C is a vertical flow type.
  • the direction of the flow of the microwave irradiation object may be the horizontal direction, the vertical direction, or other May be the direction.
  • the microwave irradiation device 2 may have a microwave irradiation region 37 shown in FIG.
  • an object to be irradiated with microwaves is conveyed by a belt conveyor 38 and irradiated with microwaves in a microwave irradiation region 37.
  • the inflow position and outflow position to the microwave irradiation region are indicated by arrows in the figure.
  • the microwave irradiation apparatus 2 may include a reactor 34 which is a microwave irradiation region shown in FIG.
  • the reactor 34 in FIG. 8 is a batch type.
  • the object to be irradiated with microwaves may be circulated in the flow direction indicated by a broken line in the drawing by a stirring means (not shown).
  • you may irradiate a microwave like the thick arrow in a figure.
  • each of the reactors 34 shown in FIGS. 6A to 6C may be used as a batch reactor.
  • the object to which the microwave irradiation device 2 irradiates the microwave may be a solid, a liquid, a gas, or any two of them. It may be a mixture of the above. Further, when the microwave irradiation object is a solid or liquid, the solid or liquid may be directly irradiated with microwaves, or indirectly through a space such as the unfilled space 35 described above. Alternatively, microwaves may be irradiated.
  • the evaporation amount is acquired using the steam guide pipe 51, the condensing container 52, the liquid level sensor 53, and the evaporation amount acquisition unit 54 has been described, but the evaporation amount of the contents can be acquired. It goes without saying that the evaporation amount of the contents may be acquired using other than these.
  • the output unit 21 may perform an output related to the occurrence of an error when the determination unit 20 determines that the electric energy and temperature change exceed the allowable range and does not satisfy the relational expression.
  • the information processing apparatus 1 may not include the evaporation amount receiving unit 17 and the decrease amount calculating unit 18.
  • the microwave irradiation device 2 may not include the steam guide pipe 51, the condensation container 52, the liquid level sensor 53, and the evaporation amount acquisition unit 54.
  • the input power may be calculated in the power monitor 33 or between the power monitor 33 and the information processing apparatus 1. It may be calculated by a calculation device or the like that may exist in between. As described above, when the input power is calculated other than the information processing apparatus 1, the information processing apparatus 1 may not include the power reception unit 11 and the input power calculation unit 12. Then, the input power reception unit 13 may receive the input power calculated by other than the information processing apparatus 1.
  • the input power reception unit 13 may receive input power input from an input device (for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, etc.), for example, and input power transmitted via a wired or wireless communication line Electric power may be received, or input power read from a predetermined recording medium (for example, an optical disk, a magnetic disk, a semiconductor memory, etc.) may be received.
  • an input device for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, etc.
  • a predetermined recording medium for example, an optical disk, a magnetic disk, a semiconductor memory, etc.
  • the information processing apparatus 1 may be a stand-alone apparatus or a server apparatus in a server / client system. Good.
  • the output unit or the reception unit may receive input or output information via a communication line.
  • each process or each function may be realized by centralized processing by a single device or a single system, or may be distributedly processed by a plurality of devices or a plurality of systems. It may be realized by doing.
  • the information exchange between the components is performed by one component when, for example, the two components that exchange the information are physically different from each other. It may be performed by outputting information and receiving information by the other component, or when two components that exchange information are physically the same, one component May be performed by moving from the phase of the process corresponding to to the phase of the process corresponding to the other component.
  • information related to processing executed by each component for example, information received, acquired, selected, generated, transmitted, or received by each component
  • information such as threshold values, mathematical formulas, addresses, etc. used by each component in processing is retained temporarily or over a long period of time on a recording medium (not shown) even when not explicitly stated in the above description. It may be.
  • the storage of information in the recording medium (not shown) may be performed by each component or a storage unit (not shown).
  • reading of information from the recording medium (not shown) may be performed by each component or a reading unit (not shown).
  • information used by each component for example, information such as a threshold value, an address, and various setting values used by each component may be changed by the user Even if it is not specified in the above description, the user may be able to change the information as appropriate, or it may not be. If the information can be changed by the user, the change is realized by, for example, a not-shown receiving unit that receives a change instruction from the user and a changing unit (not shown) that changes the information in accordance with the change instruction. May be.
  • the reception of the change instruction by the reception unit may be, for example, reception from an input device, reception of information transmitted via a communication line, or reception of information read from a predetermined recording medium. But you can.
  • two or more constituent elements included in the information processing apparatus 1 when two or more constituent elements included in the information processing apparatus 1 have communication devices, input devices, or the like, two or more constituent elements may physically have a single device. Or you may have separate devices.
  • each component may be configured by dedicated hardware, or a component that can be realized by software may be realized by executing a program.
  • each component can be realized by a program execution unit such as a CPU reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. At the time of execution, the program execution unit may execute the program while accessing the storage unit or the recording medium.
  • the software that realizes the information processing apparatus in the above embodiment is the following program.
  • this program is a program for causing a computer to execute a determination process regarding an error in the microwave irradiation apparatus that irradiates the contents with microwaves, and the microwave incident on the irradiation area of the microwave irradiation apparatus.
  • An input power receiving step for receiving input power to the microwave irradiation device, which is a difference between the power of the incident wave and the reflected wave power reflected by the irradiation region of the microwave irradiation device; Using the temperature reception step for receiving the temperature, the power amount calculation step for calculating the amount of power corresponding to the microwave irradiation time using the input power received in the input power reception step, and the temperature received in the temperature reception step A temperature change calculating step for calculating a temperature change corresponding to the microwave irradiation time, and a power amount calculating step.
  • the functions realized by the program do not include functions that can only be realized by hardware.
  • functions that can be realized only by hardware such as a modem and an interface card in a reception unit that receives information and an output unit that outputs information are not included in at least the functions realized by the program.
  • the program may be executed by being downloaded from a server or the like, or a program recorded on a predetermined recording medium (for example, an optical disk such as a CD-ROM, a magnetic disk, a semiconductor memory, etc.) is read out. May be executed. Further, this program may be used as a program constituting a program product.
  • a predetermined recording medium for example, an optical disk such as a CD-ROM, a magnetic disk, a semiconductor memory, etc.
  • the computer that executes this program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of the appearance of a computer that executes the program and realizes the information processing apparatus 1 according to the embodiment.
  • the above-described embodiment can be realized by computer hardware and a computer program executed on the computer hardware.
  • a computer system 900 includes a computer 901 including a CD-ROM (Compact Disk Only Memory) drive 905 and an FD (Floppy (registered trademark) Disk) drive 906, a keyboard 902, a mouse 903, a monitor 904, Is provided.
  • a computer 901 including a CD-ROM (Compact Disk Only Memory) drive 905 and an FD (Floppy (registered trademark) Disk) drive 906, a keyboard 902, a mouse 903, a monitor 904, Is provided.
  • CD-ROM Compact Disk Only Memory
  • FD Compact (registered trademark) Disk
  • FIG. 10 is a diagram showing an internal configuration of the computer system 900.
  • a computer 901 in addition to the CD-ROM drive 905 and the FD drive 906, a computer 901 is connected to an MPU (Micro Processing Unit) 911, a ROM 912 for storing a program such as a bootup program, and an MPU 911.
  • MPU Micro Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • a RAM Random Access Memory
  • a RAM Random Access Memory
  • the computer 901 may include a network card (not shown) that provides connection to a LAN, WAN, or the like.
  • a program that causes the computer system 900 to execute the functions of the information processing apparatus 1 according to the above embodiment is stored in the CD-ROM 921 or FD 922, inserted into the CD-ROM drive 905 or FD drive 906, and stored in the hard disk 914. May be forwarded. Instead, the program may be transmitted to the computer 901 via a network (not shown) and stored in the hard disk 914. The program is loaded into the RAM 913 when executed. The program may be loaded directly from the CD-ROM 921, the FD 922, or the network.
  • the program does not necessarily include an operating system (OS) or a third-party program that causes the computer 901 to execute the functions of the information processing apparatus 1 according to the above embodiment.
  • the program may include only a part of an instruction that calls an appropriate function (module) in a controlled manner and obtains a desired result. How the computer system 900 operates is well known and will not be described in detail.
  • an effect that an error occurring in the microwave irradiation apparatus can be detected is obtained, and for example, it is useful as a safety apparatus for monitoring the microwave irradiation apparatus.

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Abstract

【課題】マイクロ波照射装置におけるエラーの発生を検知できる情報処理装置を提供する。 【解決手段】マイクロ波照射装置2へのマイクロ波の入射波電力と、マイクロ波照射装置2からのマイクロ波の反射波電力との差である投入電力を受け付ける投入電力受付部13と、内容物の温度を受け付ける温度受付部15と、投入電力を用い、マイクロ波の照射時間に対応する電力量を算出する電力量算出部14と、受け付けられた温度を用い、マイクロ波の照射時間に対応する温度変化を算出する温度変化算出部16と、電力量と温度変化と電力量及び温度変化を関係付ける関係式とを用い、電力量及び温度変化が関係式を許容範囲内でみたすかどうか判断する判断部20と、電力量及び温度変化が許容範囲を超えて関係式をみたさないと判断された場合に、エラーの発生に関する出力を行う出力部21と、を備える。

Description

情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム
 本発明は、マイクロ波照射装置におけるエラーに関する判断を行う情報処理装置等に関する。
 従来、内容物にマイクロ波(電磁波)を照射することにより、内容物の加熱等を行うマイクロ波照射装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特表2006-516008号公報
 従来のヒータを用いた加熱は、熱伝導や輻射、対流などによって物質の表面から内部に向かって徐々に加熱する外部加熱である。一方、マイクロ波を用いた加熱は、物質そのものを自己発熱させる内部加熱であるという特徴がある。また、マイクロ波を用いた加熱は、熱伝導等を用いた従来の加熱と比較して、高速加熱であるという特徴もある。そのように、マイクロ波を用いた加熱は、内部加熱であり、高速加熱であるため、照射対象の一部分を急激に加熱することによって熱暴走を引き起こす可能性があった。また、マイクロ波の照射領域は通常、遮蔽されており、外部から観察できないため、そのような異常を容易に検知することができないという問題もあった。
 本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、マイクロ波照射装置においてマイクロ波に関係するエラーが発生しているかどうかを容易に判断できる情報処理装置等を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明による情報処理装置は、内容物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置におけるエラーに関する判断を行う情報処理装置であって、マイクロ波照射装置の照射領域に入射されるマイクロ波である入射波の電力と、マイクロ波照射装置の照射領域で反射されたマイクロ波である反射波の電力との差であるマイクロ波照射装置への投入電力を受け付ける投入電力受付部と、内容物の温度を受け付ける温度受付部と、投入電力受付部が受け付けた投入電力を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する電力量を算出する電力量算出部と、温度受付部が受け付けた温度を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する温度変化を算出する温度変化算出部と、電力量算出部が算出した電力量と、温度変化算出部が算出した温度変化と、電力量及び温度変化を関係付ける関係式とを用いて、電力量及び温度変化が、関係式を許容範囲内でみたすかどうかを判断する判断部と、電力量及び温度変化が、許容範囲を超えて関係式をみたさないと判断部によって判断された場合に、エラーの発生に関する出力を行う出力部と、を備えたものである。
 このような構成により、マイクロ波照射装置において取得可能な投入電力等の情報を用いて、マイクロ波照射装置においてエラーが発生しているかどうかを判断することができる。その結果、例えば、エラーが発生している場合には、そのエラーに対処することができうる。
 また、本発明による情報処理装置では、マイクロ波照射装置の照射領域における内容物の蒸発量を受け付ける蒸発量受付部と、蒸発量受付部が受け付けた蒸発量を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する、蒸発による内容物の減少量を算出する減少量算出部と、をさらに備え、関係式は、電力量、温度変化及び減少量を関係付けるものであり、判断部は、電力量算出部が算出した電力量と、温度変化算出部が算出した温度変化と、減少量算出部が算出した減少量と、関係式とを用いて、電力量、温度変化及び減少量が、関係式を許容範囲内でみたすかどうか判断し、出力部は、電力量、温度変化、及び減少量が、許容範囲を超えて関係式をみたさないと判断部によって判断された場合に、出力を行ってもよい。
 このような構成により、内容物の蒸発量をも用いて、エラーに関する判断を行うことができ、より正確な判断を実現することができるようになる。
 また、本発明による情報処理装置では、マイクロ波照射装置は、連続式のものであり、温度受付部は、マイクロ波照射装置の流入位置における内容物の温度と、流出位置における内容物の温度とを受け付け、温度変化算出部は、流出位置における内容物の温度と、流入位置における内容物の温度との差である温度変化を算出し、マイクロ波の照射時間は、内容物がマイクロ波照射装置の照射領域を流通する時間であってもよい。
 このような構成により、連続式のマイクロ波照射装置に関するエラーの判断を行うことができるようになる。
 また、本発明による情報処理装置では、マイクロ波照射装置は、回分式のものであり、温度変化算出部は、マイクロ波の照射時間の終期における昇温後の温度と、マイクロ波の照射時間の始期における昇温前の温度との差である前記温度変化を算出してもよい。
 このような構成により、回分式のマイクロ波照射装置に関するエラーの判断を行うことができるようになる。
 本発明による情報処理装置等によれば、マイクロ波照射装置におけるエラーに関する判断を行うことができる。その結果、例えば、エラーの発生を検出することができうる。
本発明の実施の形態1によるマイクロ波照射システムの構成を示す図 同実施の形態による情報処理装置の構成を示すブロック図 同実施の形態による情報処理装置の動作を示すフローチャート 同実施の形態における投入電力等の一例を示す図 同実施の形態における出力の一例を示す図 同実施の形態における出力の一例を示す図 同実施の形態における出力の一例を示す図 同実施の形態におけるマイクロ波の照射領域の一例を示す図 同実施の形態におけるマイクロ波の照射領域の一例を示す図 同実施の形態におけるマイクロ波の照射領域の一例を示す図 同実施の形態におけるマイクロ波の照射領域の一例を示す図 同実施の形態におけるマイクロ波の照射領域の一例を示す図 同実施の形態におけるコンピュータシステムの外観一例を示す模式図 同実施の形態におけるコンピュータシステムの構成の一例を示す図
 以下、本発明による情報処理装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。
 (実施の形態1)
 本発明の実施の形態1によるマイクロ波照射システムについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるマイクロ波照射システムは、マイクロ波照射装置と、そのマイクロ波照射装置におけるエラーの発生に関する判断を行う情報処理装置とを備えるものである。
 図1は、本実施の形態によるマイクロ波照射システム100の構成を示す図である。本実施の形態によるマイクロ波照射システム100は、情報処理装置1と、マイクロ波照射装置2とを備える。情報処理装置1は、マイクロ波照射装置2におけるエラーの発生に関する判断を行うものである。ここで、エラーとは、マイクロ波の照射が正常に行われていないことであり、例えば、熱暴走やマイクロ波のリーク、マイクロ波の照射対象の想定外の減少や増加等であってもよい。マイクロ波照射装置2は、内容物にマイクロ波を照射するものである。その照射の目的は、例えば、内容物の加熱であってもよく、または、その他の反応であってもよい。マイクロ波照射装置2は、例えば、回分式(バッチ式)のものであってもよく、または、連続式のものであってもよい。ここで、連続式のマイクロ波照射装置2には、内容物がコンベアによって搬送されるコンベア式のものも含まれると考えてもよい。本実施の形態では、マイクロ波照射装置2が、連続式のものである場合について主に説明する。
 図1において、マイクロ波照射装置2は、マイクロ波発生器31と、導波管32と、パワーモニタ33と、リアクター34と、蒸気誘導管51と、凝縮容器52と、液面センサ53と、蒸発量取得部54とを備える。
 マイクロ波発生器31は、マイクロ波を発生する。本実施の形態によるマイクロ波照射装置2は、1個のマイクロ波発生器31を備えていてもよく、あるいは、2個以上のマイクロ波発生器31を備えていてもよい。そのマイクロ波の周波数は限定されるものではないが、例えば、2.45GHzであってもよく、5.8GHzであってもよく、24GHzであってもよく、913MHzであってもよく、または、その他の300MHzから300GHzの範囲内の周波数であってもよい。また、マイクロ波照射装置2が2個以上のマイクロ波発生器31を備えている場合に、各マイクロ波発生器31の発生するマイクロ波の周波数は、同一であってもよく、または、異なっていてもよい。また、マイクロ波発生器31の出力は、リアクター34内の温度等に応じて、図示しない制御部によって制御されてもよい。
 導波管32は、マイクロ波発生器31の発生したマイクロ波を、リアクター34に伝送する。なお、導波管32は、マイクロ波発生器31が発生するマイクロ波の周波数に応じた規格のものを使用することが好適である。
 パワーモニタ33は、入射波の電力と、反射波の電力とを取得する。入射波は、マイクロ波照射装置2におけるマイクロ波の照射領域であるリアクター34に入射されるマイクロ波である。すなわち、入射波は、照射領域に向かう進行波である。反射波は、マイクロ波照射装置2におけるマイクロ波の照射領域であるリアクター34で反射されたマイクロ波である。すなわち、反射波は、照射領域からマイクロ波発生器31の方に向かうマイクロ波である。なお、図1では図示していないが、パワーモニタ33とマイクロ波発生器31との間に、入射波は通過させ、反射波は吸収するアイソレータが存在してもよい。パワーモニタ33が取得した入射波の電力と、反射波の電力とは、情報処理装置1に渡される。
 リアクター34は、内容物40が、上方に未充填空間35を有した状態で水平方向に流れる横型の連続式(フロー式)の反応器である。このリアクター34において内容物40にマイクロ波が照射されるため、このリアクター34が、マイクロ波の照射領域となる。その内容物40は、例えば、原料のみであってもよく、または、原料と触媒との混合物であってもよい。なお、リアクター34におけるマイクロ波の照射によって化学反応が起こる場合には、原料から生成物が生成されるため、リアクター34の内容物40には生成物が含まれていると考えてもよい。すなわち、その内容物40は、原料及び/または生成物であってもよい。また、リアクター34を流通する内容物40は、リアクター34内部において流動性を有することが好適であるため、固体(例えば、粉体や粒状体等)以外のものであることが好適である。したがって、内容物40は、液状のものであってもよい。その液状の内容物40は、例えば、水や油、水溶液、コロイド溶液等のように、流動性の高いものであってもよく、あるいは、スラリーや懸濁液のように、流動性の低いものであってもよい。リアクター34の内壁は、マイクロ波を反射する物質で構成されていることが好適である。マイクロ波を反射する物質としては、例えば、金属がある。内容物40に触媒が含まれる場合に、その触媒は、固体触媒(不均一系触媒)であってもよく、または、液状の触媒(均一系触媒)であってもよい。その固体触媒は、例えば、マイクロ波吸収性もしくはマイクロ波感受性を有してもよく、または、そうでなくてもよい。固体触媒がマイクロ波吸収性やマイクロ波感受性を有する場合には、リアクター34の内部においてマイクロ波を照射した際に、固体触媒がマイクロ波によって加熱されることになり、その固体触媒近傍での加熱が促進されることになる。
 また、図1で示されるように、リアクター34は、温度測定部41,42をも有してもよい。リアクター34の内部の温度は、リアクター34の内容物40の温度であることが好適である。図1では、リアクター34における内容物40の流入位置と、内容物40の流出位置とに温度測定部41,42が存在する場合について示しているが、それ以外の位置にも温度測定部41,42が存在してもよい。温度測定部41,42は、例えば、熱電対によって温度を測定してもよく、赤外線センサによって温度を測定してもよく、光ファイバーによって温度を測定してもよく、または、その他の方法によって温度を測定してもよい。温度測定部41,42が測定した温度(厳密に言えば、温度を示すデータである)は、情報処理装置1に渡される。また、その温度は、図示しないマイクロ波制御部に渡され、マイクロ波の出力の制御のために用いられてもよい。その制御は、例えば、リアクター34内の温度を所望の温度または所望の温度幅に維持するための制御であってもよい。
 リアクター34の内部は、仕切り板36によって3個の室に仕切られている。そして、上流側(図1の左側)の室から下流側(図1の右側)の室に、内容物40が流れることになる。その複数の室は、直列に連続した室である。前述のように、リアクター34の内部では、上方に未充填空間35が存在する。その未充填空間35に対して、導波管32を介してマイクロ波が照射されることになる。なお、図1では、リアクター34の未充填空間35に対してマイクロ波が照射される場合について示しているが、そうでなくてもよい。リアクター34の内部に未充填空間35が存在しない場合、すなわち、リアクター34の内部に内容物40が充満している場合には、マイクロ波は、その内容物40に対して直接、照射されてもよい。また、各導波管32が接続されるリアクター34の位置は問わない。例えば、導波管32が、各室の中央付近の位置に設けられてもよく、仕切り板36の位置に設けられてもよく、あるいは、その他の位置であってもよい。なお、未充填空間35が複数の室で共有されている場合には、その共有されている未充填空間35に伝送されたマイクロ波は、その未充填空間35を共有している複数の室の内容物40に対して照射されることになる。仕切り板36は、マイクロ波透過性のものであってもよく、マイクロ波吸収性のものであってもよく、あるいは、マイクロ波を反射するものであってもよい。マイクロ波を透過する材料としては、例えば、テフロン(登録商標)や、石英ガラス、セラミック、窒化珪素アルミナ等がある。また、マイクロ波を吸収する材料としては、例えば、フラーレンを除くカーボン類等がある。また、マイクロ波を反射する材料としては、例えば、金属がある。各仕切り板36には、内容物40が流通する流路が存在する。その仕切り板36の流路は、例えば、仕切り板36の上方において内容物40がオーバーフローする流路であってもよく、あるいは、仕切り板36の隙間において内容物40が流れる流路であってもよい。後者の隙間の流路の場合には、例えば、仕切り板36とリアクター34の内壁との間に隙間の流路が存在してもよく、または、仕切り板36自体に隙間の流路が存在してもよい。
 また、リアクター34内に図示しない撹拌手段が存在してもよい。すなわち、本実施の形態によるマイクロ波照射装置2は、リアクター34内の内容物40を回転撹拌する1以上の撹拌手段をも有してもよい。その撹拌は、例えば、羽根状、翼状、あるいは、棒状の回転部材が回転されることによって行われてもよい。その回転部材は、マイクロ波透過性のものであってもよく、マイクロ波吸収性のものであってもよく、マイクロ波反射性のものであってもよく、あるいは、マイクロ波透過性の材料、マイクロ波吸収性の材料、マイクロ波反射性の材料のうち、任意の2以上の材料の組み合わせによって構成されたものであってもよい。
 蒸気誘導管51は、リアクター34におけるマイクロ波の照射によって蒸気(気体)が発生した場合に、その発生した蒸気を凝縮容器52に誘導する管である。なお、蒸気誘導管51は、リアクター34との接合部、及び凝縮容器52との接合部において、蒸気が漏れないようになっていることが好適である。凝縮容器52等を用いた正確な蒸気量の取得を行うことができるようにするためである。また、蒸気誘導管51を介してマイクロ波が漏れることを避けるため、蒸気誘導管51の直径や長さ等は、リアクター34で照射されるマイクロ波が通過し難いようになっていることが好適である。
 凝縮容器52は、蒸気誘導管51で誘導された蒸気を凝縮(液化)する容器である。図1で示されるように、蒸気誘導管51で誘導された蒸気を、凝縮後の液中に導入することによって、その蒸気を液化してもよい。なお、凝縮容器52は、その液化が適切に行われるように、適宜、冷却装置によって冷却されてもよい。また、凝縮容器52には、液化された液体の液面位置を測定する液面センサ53が設けられている。液面センサ53によって測定された液面位置の情報は、蒸発量取得部54に渡される。
 蒸発量取得部54は、液面センサ53から受け取る液面位置の変化に応じて内容物40の蒸発量を取得する。その蒸発量は、例えば、単位期間ごとの蒸発量であってもよく、または、蒸発量の積算値であってもよい。ここで、単位期間は、処理の単位となるあらかじめ決められた期間であり、例えば、1秒や10秒、1分、5分等であってもよい。蒸発量取得部54は、例えば、凝縮容器52内の水平方向の断面積と、単位期間における液面レベルの変化量とを掛け合わせることによって、単位期間ごとの蒸発量を取得してもよい。また、蒸発量は、内容物40と同じ相における量であってもよく、または、そうでなくてもよい。前者の場合には、内容物40が液体であれば、蒸発量も液体の量となる。また、その量は、体積であってもよく、重さであってもよく、モル数であってもよく、または、その他の量であってもよい。本実施の形態では、蒸発量が体積である場合について主に説明する。また、蒸発量取得部54は、例えば、凝縮容器52内の水平方向の断面積と、処理の開始からの液面レベルの変化量とを掛け合わせることによって、蒸発量の積算値を取得してもよい。ここで、処理の開始は、例えば、マイクロ波の照射の開始であってもよい。また、その取得された蒸発量は、情報処理装置1に渡される。本実施の形態では、単位期間ごとに、その蒸発量が情報処理装置1に渡されるものとする。
 ここで、マイクロ波照射装置2の動作について簡単に説明する。原料等の内容物40はリアクター34に流入すると、順次、各室を移動しながらマイクロ波が照射される。そして、適宜、マイクロ波の照射に応じた反応が起こり、反応後の生成物を含む内容物40がリアクター34から流出する。なお、リアクター34内においては、図示しない撹拌手段による撹拌が行われることにより、マイクロ波が内容物40に均等に照射されることが好適である。また、化学反応以外の目的で、マイクロ波の照射が行われてもよい。例えば、マイクロ波の照射に応じた加熱によって、熱溶融性の接着剤を溶かしてもよく、ウェットな照射対象物を乾燥させてもよく、蒸留を行ってもよく、あるいは、その他の処理を行ってもよい。
 なお、内容物40に触媒が含まれる場合に、リアクター34の後段に触媒を分離するための触媒分離部(図示せず)が存在してもよい。また、図1では、リアクター34の内部が仕切り板36で3個の室に仕切られている場合について示しているが、リアクター34の内部の室の個数は2個であってもよく、4個以上であってもよく、あるいは、リアクター34の内部は仕切られていなくてもよい。また、図1では、リアクター34が横型のフロー式である場合について示しているが、そうでなくてもよい。リアクター34は、内容物が鉛直方向に流れる縦型のフロー式であってもよい。また、内容物40の種類は限定されない。内容物40は、通常、液状のものであるが、固体であってもよく、または、気体であってもよい。内容物40が固体である場合には、内容物40自体がリアクター34内部を移動してもよく、あるいは、コンベア式のように、内容物40がコンベア等によって移動されてもよい。また、内容物40が気体である場合には、リアクター34の内部に未充填空間は存在しないものとする。このように、マイクロ波照射装置2は、照射領域においてマイクロ波を対象物に照射するものであれば、どのようなものであってもよい。
 図2は、本実施の形態による情報処理装置1の構成を示すブロック図である。図2において、本実施の形態による情報処理装置1は、内容物40にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置2におけるエラーに関する判断を行うものであり、電力受付部11と、投入電力算出部12と、投入電力受付部13と、電力量算出部14と、温度受付部15と、温度変化算出部16と、蒸発量受付部17と、減少量算出部18と、関係式記憶部19と、判断部20と、出力部21とを備える。
 電力受付部11は、パワーモニタ33で取得された入射波の電力と、反射波の電力とを受け付ける。なお、電力受付部11は、受け付けを行うためのデバイス(例えば、ネットワークカードなど)を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、電力受付部11は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは所定のデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。
 投入電力算出部12は、電力受付部11が受け付けた入射波の電力と反射波の電力との差である投入電力を算出する。この投入電力は、マイクロ波照射装置2の照射領域に投入されるマイクロ波の電力を示すものである。なお、電力受付部11が、複数のパワーモニタ33から電力を受け付ける場合には、投入電力算出部12は、パワーモニタ33ごとの投入電力を算出してもよく、あるいは、すべてのパワーモニタ33の合計の投入電力を算出してもよい。本実施の形態では、後者の場合について主に説明する。また、投入電力算出部12が投入電力を算出するタイミングは問わないが、本実施の形態では、投入電力算出部12が定期的に投入電力を算出する場合、すなわち、単位期間ごとに投入電力を算出する場合について主に説明する。
 投入電力受付部13は、マイクロ波照射装置2の照射領域に入射されるマイクロ波である入射波の電力と、マイクロ波照射装置2の照射領域で反射されたマイクロ波である反射波の電力との差であるマイクロ波照射装置2への投入電力を受け付ける。その投入電力は、投入電力算出部12によって算出されたものである。なお、投入電力受付部13は、受け付けを行うためのデバイス(例えば、モデムやネットワークカードなど)を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、投入電力受付部13は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは所定のデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。
 電力量算出部14は、投入電力受付部13が受け付けた投入電力を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する電力量を算出する。投入電力が連続的に変化する場合には、電力量算出部14は、マイクロ波の照射時間において、その照射期間の始期から終期まで投入電力を積分することによって電力量を算出してもよい。また、投入電力が単位期間ごとの情報である場合には、電力量算出部14は、マイクロ波の照射時間において、その照射期間の始期から終期まで単位期間ごとの投入電力を加算し、その加算結果に単位期間を掛けることによって電力量を算出してもよい。積分や加算によって電力量を算出する場合には、例えば、投入電力受付部13によって受け付けられた投入電力が図示しない記録媒体に蓄積されており、電力量算出部14は、その蓄積された投入電力のうち、マイクロ波の照射時間に対応する期間の投入電力を積分したり、加算したりすることによって、電力量を算出してもよい。また、投入電力がマイクロ波の照射時間において変化しない場合には、電力量算出部14は、マイクロ波の照射時間と、投入電力とを掛けることによって電力量を算出してもよい。その場合には、例えば、マイクロ波の照射時間が図示しない記録媒体で記憶されており、電力量算出部14は、読み出したマイクロ波の照射時間と、投入電力との積を算出することによって電力量を算出してもよい。なお、マイクロ波の照射時間は、照射対象にマイクロ波が照射される時間である。本実施の形態のようにリアクター34が連続式のものである場合には、マイクロ波の照射時間は、内容物40がマイクロ波照射装置2の照射領域を流通する時間、すなわち、内容物40が照射領域(リアクター34)に流入してから流出するまでの時間であるとする。なお、内容物40が照射領域に流入してから流出するまでの時間は、通常、内容物40が温度測定部41から温度測定部42まで移動するのにかかる時間と等しいことになる。
 温度受付部15は、温度測定部41,42から内容物40の温度を受け付ける。本実施の形態のようにリアクター34が連続式のものである場合には、温度受付部15は、マイクロ波照射装置2の流入位置における内容物40の温度と、流出位置における内容物40の温度とを受け付けるものとする。前者の温度は、温度測定部41によって測定され、後者の温度は、温度測定部42によって測定される。その温度は、例えば、1個の温度測定部によって測定された温度そのものであってもよく、または、2以上の温度測定部によって測定された温度の平均であってもよい。後者の場合には、例えば、温度受付部15は、流入位置において複数の温度測定部によって測定された温度の平均と、流出位置において複数の温度測定部によって測定された温度の平均とを受け付けてもよい。なお、温度受付部15は、受け付けを行うためのデバイス(例えば、ネットワークカードなど)を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、温度受付部15は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは所定のデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。
 温度変化算出部16は、温度受付部15が受け付けた温度を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する温度変化を算出する。すなわち、温度変化算出部16は、マイクロ波の照射時間における終期の温度から始期の温度を減算することによって、その温度変化を算出する。本実施の形態のようにリアクター34が連続式のものである場合には、温度変化算出部16は、流出位置における内容物40の温度と、流入位置における内容物40の温度の差である温度変化を算出する。前者の温度は、温度測定部42によって測定されたものであり、後者の温度は、温度測定部41によって測定されたものである。このようにすることで、マイクロ波の照射領域(リアクター34)の流出位置の温度から流入位置の温度を減算した温度変化が算出されることになる。なお、温度変化を算出する際に用いられる温度測定部41の温度は、温度測定部42による温度の測定時よりもマイクロ波の照射時間だけ以前に測定された温度であることが好適である。そのようにすることで、温度変化算出部16が算出する温度変化は、マイクロ波の照射時間において内容物40が昇温された程度を示すことになる。
 蒸発量受付部17は、マイクロ波照射装置2の照射領域(リアクター34)における内容物の蒸発量を、蒸発量取得部54から受け付ける。なお、蒸発量受付部17は、受け付けを行うためのデバイス(例えば、モデムやネットワークカードなど)を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、蒸発量受付部17は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは所定のデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。
 減少量算出部18は、蒸発量受付部17が受け付けた蒸発量を用いて、蒸発による内容物40の減少量を算出する。その減少量は、内容物40と同じ相(例えば、固相、液相、気相等)における量であることが好適であるが、そうでなくてもよい。また、その減少量は、マイクロ波の照射時間に対応する減少量である。そのマイクロ波の照射時間は、電力量の算出等に用いられるマイクロ波の照射時間と同じであるとする。すなわち、本実施の形態のようにリアクター34が連続式のものである場合には、マイクロ波の照射時間は、内容物40が照射領域(リアクター34)に流入してから流出するまでの時間であるとする。蒸発量が単位期間ごとの量である場合には、減少量算出部18は、マイクロ波の照射時間に対応する各蒸発量を加算することによって、マイクロ波の照射時間に対応する全蒸発量を算出することができる。例えば、蒸発量受付部17によって受け付けられた蒸発量が図示しない記録媒体に蓄積されている場合には、減少量算出部18は、その蓄積された蒸発量のうち、マイクロ波の照射時間に対応する期間の蒸発量を加算することによって、全蒸発量を算出してもよい。また、蒸発量が積算量である場合には、減少量算出部18は、マイクロ波の照射時間における終期の積算量から始期の積算量を減算することによって、全蒸発量を算出することができる。例えば、蒸発量受付部17によって受け付けられた蒸発量が図示しない記録媒体に蓄積されている場合には、減少量算出部18は、その蓄積された蒸発量のうち、減少量の算出対象となるマイクロ波の照射時間における終期の蒸発量(積算量)から始期の蒸発量(積算量)を減算することによって、全蒸発量を算出してもよい。そして、蒸発量と減少量との単位が同じである場合には、その全蒸発量が減少量となる。一方、蒸発量と減少量との単位が異なる場合には、減少量算出部18は、全蒸発量を減少量に換算する。例えば、全蒸発量は通常、体積で示されるが、減少量の単位は、体積の単位であってもよく、重さの単位であってもよく、モル数の単位であってもよく、または、その他の単位であってもよい。したがって、減少量算出部18は、その単位の変換を行ってもよい。例えば、体積である全蒸発量に密度を掛けることによって重さを算出できる。また、その重さを1モルの質量で割ることにより、モル数を算出できる。本実施の形態では、減少量算出部18が、全蒸発量をモル数に変換する場合について主に説明する。
 関係式記憶部19には、関係式が記憶される。その関係式は、電力量と、温度変化と、減少量とを関係付ける式である。この関係式がみたされる場合に、マイクロ波照射装置2におけるマイクロ波の照射が適切に行われていることになる。この関係式の詳細については後述する。関係式記憶部19に関係式が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して関係式が関係式記憶部19で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された関係式が関係式記憶部19で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された関係式が関係式記憶部19で記憶されるようになってもよい。関係式記憶部19での記憶は、RAM等における一時的な記憶でもよく、あるいは、長期的な記憶でもよい。関係式記憶部19は、所定の記録媒体(例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなど)によって実現されうる。
 判断部20は、電力量算出部14が算出した電力量と、温度変化算出部16が算出した温度変化と、減少量算出部18が算出した減少量と、関係式記憶部19で記憶されている関係式とを用いて、電力量、温度変化及び減少量が、関係式を許容範囲内でみたすかどうか判断する。後述するように、通常、エラーの存在しない理想的な状況においては、電力量と、温度変化と、減少量とが関係式を満たすことになる。しかし、マイクロ波の照射等が必ずしも理想的な状況で行われるとは限らないため、判断部20は、電力量等が関係式を許容範囲内で満たした場合にも、その関係式がみたされたと判断することにする。したがって、その許容範囲は、通常、許容誤差程度のものである。すなわち、電力量、温度変化及び減少量が、関係式を許容範囲内でみたすかどうか判断することは、電力量、温度変化及び減少量が、関係式を誤差の範囲内でみたすかどうか判断することであると考えてもよい。その許容範囲は、固定であってもよく、あるいは、内容物40に応じて変化させてもよい。例えば、内容物40が原料と生成物との混合物であり、両者の比誘電率の差が大きい場合には、許容範囲を大きくし、両者の比誘電率の差が小さい場合には、許容範囲を小さくしてもよい。
 出力部21は、電力量、温度変化、及び減少量が、許容範囲を超えて関係式をみたさないと判断部20によって判断された場合に、エラーの発生に関する出力を行う。エラーの発生に関する出力は、エラーの存在を示す出力であってもよく、エラーの内容を示す出力であってもよく、エラーの発生に応じた制御に関する出力であってもよく、または、その他のエラーの発生に関する出力であってもよい。なお、エラーの発生に応じた制御に関する出力は、例えば、エラーの発生に応じてマイクロ波発生器31の出力を下げたり、その出力を停止したりする制御に関する出力であってもよく、あるいは、その他の制御に関する出力であってもよい。なお、電力量等が関係式を許容範囲内でみたすと判断された場合にも、出力部21は、エラーのない旨を出力してもよい。ここで、この出力は、例えば、表示デバイス(例えば、CRTや液晶ディスプレイなど)への表示でもよく、所定の機器への通信回線を介した送信でもよく、プリンタによる印刷でもよく、スピーカによる音声出力でもよく、記録媒体への蓄積でもよく、または、他の構成要素への引き渡しでもよい。なお、出力部21は、出力を行うデバイス(例えば、表示デバイスやプリンタなど)を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、出力部21は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは、それらのデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。
 ここで、上述の関係式について説明する。その説明に先立って、まず、(1)マイクロ波の照射によって温度上昇が行われる場合と、(2)マイクロ波の照射によって蒸発が行われる場合とについて説明する。
 (1)温度上昇
 マイクロ波の照射によって温度上昇が行われる場合には、次式の関係が成り立つ。
 ΔE×Δt=χ×M×ΔT    [式1]
 ここで、ΔE(W=J/s)は、投入電力であり、Δt(s)は、その投入電力に応じたマイクロ波が温度上昇のために照射された時間である。また、χ(J/(kg・K))は、マイクロ波の照射対象の全体比熱であり、M(kg)は、マイクロ波の照射対象の全体質量であり、ΔT(K)は、マイクロ波を照射した時間に応じた温度上昇である。
 (2)蒸発
 マイクロ波の照射によって蒸発が行われる場合には、次式の関係が成り立つ。
 ΔE×Δt=α×H×N    [式2]
 ここで、ΔE(W)は、投入電力であり、Δt(s)は、その投入電力に応じたマイクロ波が蒸発のために照射された時間である。また、αは、係数であり、H(J)は、蒸発した物質の蒸発エンタルピー(蒸発熱)であり、Nは、蒸発した物質のモル数である。
 なお、連続式のマイクロ波照射装置2において、マイクロ波の照射によって定常状態の処理が行われている場合には、次式が成立すると考えられる。なお、定常状態とは、上記(1)と(2)とが一定の割合で並行して行われている状態のことである。
 ΔE×Δt=A×ΔT+B×N+C    [式3]
 ここで、ΔEは(W)は、投入電力であり、Δt(s)は、その投入電力に応じたマイクロ波の照射時間である。また、A,B,Cは、係数であり、その他は上述の通りである。Cは、リアクター34内部の反応で発生する反応熱や、リアクター34や仕切り板36、撹拌手段等で吸収されるマイクロ波等を考慮して付加された項である。A,B,Cは、マイクロ波照射装置2が正常な(エラーのない)定常状態である場合に測定された値である。(1)から、「A=χ×M」や「B=α×H」になると考えられるが、実際には、誤差等によって「A=χ×M」等が成立しないこともあるため、A等を計算で算出するよりも、実験で測定する方が好適である。ここで、上記[式3]のC項について説明する。Cは、次のように記載することができる。
 C=-C1+C2+C3
 ここで、C1は、マイクロ波の照射時間においてリアクター34内部の反応で発生する反応熱である。リアクター34内部で発熱反応が起こる場合にはC1>0であり、吸熱反応が起こる場合にはC1<0である。また、両方の反応が起こる場合には、発熱及び吸熱の程度に応じてC1の正負が決まる。C1は、リアクター34内部で行われる反応の単位分量あたり(例えば、1モルあたり)の反応熱に、リアクター34内部に存在する反応物質の分量(例えば、モル数)を掛けることによって算出できる。複数の反応が行われる場合には、C1は、各反応で発生する反応熱の合計となる。なお、リアクター34内部で発熱反応及び吸熱反応が起こらない場合、例えば、乾燥などを行う場合には、C1=0としてもよい。また、C2は、マイクロ波の照射時間において、リアクター34や仕切り板36、撹拌手段等のリアクター34内部の構造や、パワーモニタ33とリアクター34との間の導波管32の内部に存在する不純物等によるマイクロ波の吸収に応じた項である。そのような吸収が起こる場合には、C2>0である。なお、リアクター34や仕切り板36等が、マイクロ波反射性またはマイクロ波透過性の物質から構成されている場合、すなわち、マイクロ波の吸収をほぼ無視できる場合には、C2=0としてもよい。また、C3は、マイクロ波の照射時間におけるその他のエネルギーの増減に応じた項である。そのエネルギーの増減は、例えば、リアクター34の壁面等を介した熱の流入または流出であってもよい。C3が熱の流出入に応じた項であるとすると、熱の流入がある場合にはC3<0であり、熱の流出がある場合にはC3>0である。そのような熱の流出入等がない場合には、C3=0としてもよい。なお、A,Bは、通常、0ではない係数である。一方、Cは、0であってもよく、あるいは、0でなくてもよい。上述の[式3]が、関係式記憶部19で記憶される関係式となる。なお、ΔE×Δtは、電力量算出部14が算出する電力量である。また、ΔTは、温度変化算出部16が算出する温度変化である。また、Nは、減少量算出部18が算出する減少量である。
 したがって、判断部20は、電力量等を関係式[式3]に代入し、その関係式が成立するかどうかを判断することになる。その際に、前述のように、判断部20は、許容範囲内で関係式が成立するかどうかを判断すればよいことになる。具体的には、許容範囲をP(0より大きい実数)とした場合に、
 -P<(ΔE×Δt)-(A×ΔT+B×N+C)<P    [式4]
の関係が成立するのであれば、判断部20は、関係式が許容範囲内でみたされると判断し、その関係が成立しないのであれば、判断部20は、関係式が許容範囲内でみたされないと判断してもよい。ここで、[式4]をみたさない場合には、
 (ΔE×Δt)≦(A×ΔT+B×N+C)-P    [式4-1]
 (A×ΔT+B×N+C)+P≦(ΔE×Δt)    [式4-2]
のいずれかがみたされる場合となる。なお、[式4-1]がみたされる場合には、投入エネルギーに対して温度上昇などの方が想定以上であることになるため、熱暴走していることや、内容物40の容量が減少していることなどのエラーの発生が考えられる。一方、[式4-2]がみたされる場合には、投入エネルギーに対して温度上昇などの方が想定以下であることになるため、マイクロ波がリークしていることや、内容物40の容量が増加していることなどのエラーの発生が考えられる。なお、[式4]において、少なくとも一方の不等号「<」は、等号付の不等号「≦」であってもよい。また、[式4-1]、[式4-2]において、少なくとも一方の等号付の不等号「≦」は、等号なしの不等号「<」であってもよい。
 次に、情報処理装置1の動作について図3のフローチャートを用いて説明する。
 (ステップS101)電力受付部11は、パワーモニタ33から入射波の電力、及び反射波の電力を受け付けたかどうか判断する。そして、受け付けた場合には、ステップS102に進み、そうでない場合には、ステップS105に進む。なお、電力受付部11は、前述の単位期間ごとに入射波の電力等を受け付けることが好適である。この電力の受け付けは、パワーモニタ33からの出力値を単位期間ごとに情報処理装置1に取り込むことであると考えてもよい。
 (ステップS102)投入電力算出部12は、電力受付部11が受け付けた入射波の電力、及び反射波の電力を用いて、投入電力を算出する。なお、電力受付部11が複数のパワーモニタ33から入射波の電力等を受け付けた場合には、投入電力算出部12は、それぞれについて入射波の電力等の差を算出し、その差を合計することによって投入電力を算出してもよい。
 (ステップS103)投入電力受付部13は、投入電力算出部12が算出した投入電力を受け付ける。
 (ステップS104)投入電力算出部12は、受け付けた投入電力を図示しない記録媒体に蓄積する。そして、ステップS101に戻る。
 (ステップS105)温度受付部15は、内容物40の温度を受け付けたかどうか判断する。そして、受け付けた場合には、ステップS106に進み、そうでない場合には、ステップS107に進む。なお、温度受付部15は、前述の単位期間ごとに温度を受け付けてもよい。この温度の受け付けは、温度測定部41,42からの出力値を単位期間ごとに情報処理装置1に取り込むことであると考えてもよい。
 (ステップS106)温度受付部15は、受け付けた温度を図示しない記録媒体に蓄積する。そして、ステップS101に戻る。
 (ステップS107)蒸発量受付部17は、蒸発量を受け付けたかどうか判断する。そして、蒸発量を受け付けた場合には、ステップS108に進み、そうでない場合には、ステップS109に進む。なお、蒸発量受付部17は、前述の単位期間ごとに蒸発量を受け付けてもよい。この蒸発量の受け付けは、蒸発量取得部54からの蒸発量を単位期間ごとに情報処理装置1に取り込むことであると考えてもよい。
 (ステップS108)蒸発量受付部17は、受け付けた蒸発量を図示しない記録媒体に蓄積する。そして、ステップS101に戻る。
 (ステップS109)判断部20は、関係式を用いた判断を行うかどうか判断する。そして、その関係式を用いた判断を行うと判断した場合には、ステップS110に進み、そうでない場合には、ステップS101に戻る。なお、判断部20は、例えば、所定の期間ごとに関係式を用いた判断を行うと判断してもよく、または、その他のタイミングで関係式を用いた判断を行うと判断してもよい。
 (ステップS110)電力量算出部14は、それまでに蓄積された投入電力を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する電力量を算出する。その電力量は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。
 (ステップS111)温度変化算出部16は、それまでに蓄積された温度を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する温度変化を算出する。その温度変化は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。
 (ステップS112)減少量算出部18は、それまでに蓄積された蒸発量を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する減少量を算出する。その減少量は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。
 (ステップS113)判断部20は、算出された電力量、温度変化、及び減少量が、関係式記憶部19で記憶されている関係式を許容範囲内でみたすかどうか判断する。そして、みたす場合には、ステップS101に戻り、みたさない場合には、ステップS114に進む。
 (ステップS114)出力部21は、マイクロ波照射装置2におけるエラーの発生に関する出力を行う。そして、ステップS101に戻る。
 なお、図3のフローチャートにおいて、電力量等が関係式を許容範囲内でみたすと判断された場合であっても、その判断結果に関する出力がなされてもよい。また、図3のフローチャートでは、受け付けた投入電力等を蓄積しておき、その蓄積した投入電力等を用いて電力量等を一括して算出する場合について示しているが、そうでなくてもよい。例えば、投入電力等を受け付けるごとに順次、投入電力等を加算することによって、電力量等を算出してもよい。また、図3のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。
 次に、本実施の形態によるマイクロ波照射システム100の動作について、具体例を用いて説明する。この具体例では、情報処理装置1において、定期的な時刻T0,T1,T2…ごとに電力等が受け付けられるものとする。その隣接する時刻の差(例えば、「T2-T1」)が、単位期間であるとする。その単位期間をTU(s)とする。また、この具体例では、マイクロ波の照射時間が単位期間の10倍であるとする。すなわち、マイクロ波の照射時間は10×TU(s)となる。したがって、例えば、時刻T0~T10の情報を用いて、時刻T10に関係式がみたされるかどうかの判断が行われることになる。また、蒸発量取得部54が取得する蒸発量は積算量であるとする。
 情報処理装置1、及びマイクロ波照射装置2が稼働している状況において、時刻がT101になったとする。すると、電力受付部11は、電力を受け付けると判断し、2個のパワーモニタ33からの入射波の電力と、反射波の電力とを受け付け、投入電力算出部12に渡す(ステップS101)。ここで、1個目のパワーモニタ33からの入射波の電力はPI101-1であり、反射波の電力はPR101-1であるとする。また、2個目のパワーモニタ33からの入射波の電力はPI101-2であり、反射波の電力はPR101-2であるとする。すると、投入電力算出部12は、1個目のパワーモニタ33に関する電力差「(PI101-1)-(PR101-1)」と、2個目のパワーモニタ33に関する電力差「(PI101-2)-(PR101-2)」とを算出する。そして、投入電力算出部12は、その電力差の合計である投入電力「(PI101-1)-(PR101-1)+(PI101-2)-(PR101-2)」を算出し、投入電力受付部13に渡す(ステップS102)。ここで、その投入電力を「E101」とする。投入電力受付部13は、その投入電力を受け付けると、その投入電力を時刻T101に対応付けて図示しない記録媒体に蓄積する(ステップS103,S104)。
 また、温度受付部15も、時刻がT101の時点で温度を受け付けると判断し、温度測定部41からの流入位置の温度と、温度測定部42からの流出位置の温度とを受け付け、図示しない記録媒体に蓄積する(ステップS105,S106)。ここで、その流入位置の温度はTE101-1であり、流出位置の温度はTE101-2であるとする。また、蒸発量受付部17も、時刻がT101の時点で蒸発量を受け付けると判断し、蒸発量取得部54からの蒸発量を受け付け、図示しない記録媒体に蓄積する(ステップS107,S108)。ここで、その蒸発量はV101であるとする。
 そのようにして時刻T102,T103…においても、順次、投入電力の蓄積等が行われる。その結果、図示しない記録媒体で記憶されている情報は、図4で示されるようになったとする。図4において、各時刻に、投入電力(W)と、流入位置の温度(℃)と、流出位置の温度(℃)と、蒸発量(m)とが対応付けられている。
 時刻T110に対応する投入電力等の情報が蓄積された後に、判断部20は、関係式を用いた判断を行うと判断し、電力量算出部14に電力量の算出を指示し、温度変化算出部16に温度変化の算出を指示し、減少量算出部18に減少量の算出を指示する(ステップS109)。すると、電力量算出部14は、その指示に応じて、マイクロ波の照射時間に応じた電力量「TU×(E101+E102+E103+…+E110)」を算出し、判断部20に渡す(ステップS110)。その電力量を「PS110」とする。また、温度変化算出部16は、判断部20からの指示に応じて、マイクロ波の照射時間に応じた温度変化「(TE110-2)-(TE100-1)」を算出し、判断部20に渡す(ステップS111)。その温度変化を「TV110」とする。なお、マイクロ波の照射時間は、内容物40が流入位置から流出位置まで移動する時間に対応しているため、時刻T100に流入位置に存在する照射対象は、マイクロ波の照射時間だけ経過した後の時刻T110に流出位置に存在することになる。したがって、時刻T110の流出位置での内容物40の温度TE110-2から、時刻T100の流入位置での内容物40の温度T100-1を減算することによって、マイクロ波の照射時間における照射対象の温度変化が算出されることになる。また、減少量算出部18は、判断部20からの指示に応じて、マイクロ波の照射時間に応じた減少量「(V110-V100)×D/MO」を算出し、判断部20に渡す(ステップS112)。その減少量を「RE110」とする。なお、Dは、密度(kg/m)であり、MOは、蒸発した物質の1モルの質量(kg)であるとする。したがって、減少量RE110は、蒸発した物質のモル数となる。ここで、上述した処理により、時刻T100からT110までのマイクロ波の照射時間(=10×TU(s))に対応する電力量等が算出されていることになる。
 電力量PS110、温度変化TV110、減少量RE110を受け取ると、判断部20は、関係式記憶部19から関係式を読み出し、
 -P<PS110-(A×TV110+B×RE110+C)   [式5]
 PS110-(A×TV110+B×RE110+C)<P    [式6]
がみたされるかどうか判断する(ステップS113)。[式5]、[式6]の両方がみたされる場合には、電力量等が関係式を許容範囲内でみたすことになり、いずれか一方の式がみたされない場合には、電力量等が関係式を許容範囲内でみたさないことになる。この場合には、[式5]、[式6]の両方がみたされていたとする。すると、出力部21は、図5Aの表示を行う。その結果、マイクロ波照射システム100のユーザは、マイクロ波照射装置2においてエラーが発生していないことを知ることができる。
 ここで、[式5]、[式6]のいずれかがみたされなかった場合について簡単に説明する。まず、[式5]がみたされなかったとする。その場合には、投入エネルギーが小さいにもかかわらず、想定された温度上昇が達成できているため、熱暴走していることや、内容物40が減少していることが考えられる。したがって、出力部21は、図5Bの表示を行ってもよい(ステップS114)。次に、[式6]がみたされなかったとする。その場合には、投入エネルギーを大きくしないと想定された温度上昇を達成できないため、マイクロ波がリークしていることや、内容物40が増加していることが考えられる。したがって、出力部21は、図5Cの表示を行ってもよい(ステップS114)。
 なお、この具体例では、投入電力や温度、蒸発量等が一の記録媒体に蓄積される場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、投入電力や温度等が別々の記録媒体に蓄積されてもよい。また、この具体例において、温度変化の算出で用いる温度や、減少量の算出で用いる蒸発量は、マイクロ波の照射時間の始期と終期の時点での温度や蒸発量のみであるため、温度受付部15や蒸発量受付部17は、その時点での温度や蒸発量のみを受け付けるものであってもよい。
 また、この具体例では、電力受付部11が入射波等の電力そのものを受け付ける場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、電力受付部11は、入射波等の電圧値と電流値とを受け付けてもよい。その場合であっても、電圧値と電流値とを掛け合わせることによって電力を計算することができるため、電力受付部11は、実質的に電力を受け付けているのと同じであると考えられる。
 以上のように、本実施の形態によるマイクロ波照射システム100によれば、マイクロ波照射装置2において容易に取得できる電力量や温度、蒸発量を用いて、マイクロ波の照射領域で発生しうるエラーを容易に検知することができる。マイクロ波照射装置2における熱暴走や内容物40の増減等を検出することは容易ではないが、電力量等が関係式をみたすかどうか判断することによって、マイクロ波の照射が適切に行われていないことを容易に検知できるようになる。そして、エラーが発生している場合には、そのエラーに対処することができうる。
 なお、本実施の形態では、図1で示されるように、マイクロ波照射装置2がマイクロ波発生器31、導波管32、パワーモニタ33、リアクター34等を備えている場合について説明したが、そうでなくてもよい。マイクロ波照射装置2は、マイクロ波発生器31と、導波管32と、パワーモニタ33と、マイクロ波の照射対象に対してマイクロ波を照射する領域であるマイクロ波の照射領域とを少なくとも備えているものであればよく、図1で示される構成でなくてもよい。
 また、本実施の形態では、マイクロ波照射装置2が、マイクロ波の照射対象物がリアクター34内を流れる方式の流通式である場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。流通式のマイクロ波照射装置2は、マイクロ波の照射領域を照射対象物がコンベアで移動するコンベア式のものであってもよい。また、マイクロ波照射装置2は、流通式のものでなくてもよいことは前述の通りである。マイクロ波照射装置2は、回分式(バッチ式)のものであってもよい。マイクロ波照射装置2が回分式のものである場合に、内容物の温度の測定は、1箇所のみで行われてもよく、または、2箇所以上で行われてもよい。後者の場合に、温度受付部15は、2箇所以上で測定された温度の平均を受け付けてもよい。なお、温度変化算出部16が算出する温度変化は、マイクロ波の照射時間の終期における昇温後の温度と、マイクロ波の照射時間の始期における昇温前の温度との差であってもよい。温度変化算出部16は、例えば、マイクロ波の照射時間の始期に温度受付部15が受け付けた温度と、マイクロ波の照射時間の終期に温度受付部15が受け付けた温度とを用いて、温度変化を算出してもよい。また、電力量算出部14は、例えば、マイクロ波の照射時間の始期から終期まで順次、投入電力を積分したり加算したりすることによって電力量を算出してもよい。また、減少量算出部18は、例えば、マイクロ波の照射時間の始期から終期まで順次、単位期間ごとの蒸発量を加算することによって減少量を算出してもよく、あるいは、マイクロ波の照射時間の始期に蒸発量受付部17が受け付けた積算値である蒸発量と、マイクロ波の照射時間の終期に蒸発量受付部17が受け付けた積算値である蒸発量とを用いて、減少量を算出してもよい。なお、電力量算出部14や温度変化算出部16、減少量算出部18は、例えば、マイクロ波の照射時間の始期や終期のタイミングを、マイクロ波発生器31や、マイクロ波発生器31の図示しない制御部等から受け付けてもよく、あるいは、電力受付部11や投入電力受付部13が受け付ける電力や投入電力が0を超えた時点をマイクロ波の照射時間の始期と判断し、その後、その電力等が0となった時点をマイクロ波の照射時間の終期と判断してもよい。また、関係式のA,B,Cの値は、処理の段階に応じて変化してもよい。例えば、回分式のマイクロ波照射装置2において、段階1、段階2、段階3の順で処理が行われる場合に、関係式の各係数(A,B,C)は、段階1においてはA1,B1,C1であり、段階2においてはA2,B2,C2であり、段階3においてはA3,B3,C3であってもよい。そして、判断部20は、段階1に対応するマイクロ波の照射時間については、A1,B1,C1を用いて関係式が許容範囲内でみたされるかどうかを判断し、段階2に対応するマイクロ波の照射時間については、A2,B2,C2を用いて関係式が許容範囲内でみたされるかどうかを判断し、段階3に対応するマイクロ波の照射時間については、A3,B3,C3を用いて関係式が許容範囲内でみたされるかどうかを判断してもよい。
 また、本実施の形態では、連続式のマイクロ波照射装置2において、流入位置から流出位置までの範囲、すなわち、リアクター34の全体に関するエラーの発生を検知する場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、リアクター34が複数のエリア(例えば、室等)に分割されている場合には、各室について、エラーの発生を検知するようにしてもよい。その場合には、その対象となるエリアが上述したリアクター34の全体に対応するように処理を行えばよいことになる。すなわち、リアクターの流入位置と流出位置との温度に代えて、対象となるエリアの流入位置と流出位置との温度を用い、内容物がそのエリアを通過する時間であるマイクロ波の照射時間を用い、そのエリアに照射されるマイクロ波に関する投入電力を用い、そのエリアから蒸発する蒸発量を用いることになる。
 また、本実施の形態では、電力受付部11がパワーモニタ33から電力を受け付け、温度受付部15が温度測定部41,42から温度を受け付け、蒸発量受付部17が蒸発量取得部54から蒸発量を受け付ける場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、電力受付部11等は、マイクロ波照射装置2に関する温度等の情報を管理する装置等から温度等を受け付けてもよく、または、ユーザが手入力する温度等を受け付けてもよい。
 また、本実施の形態では、温度測定部41,42がリアクター34内に存在する場合について説明したが、そうでなくてもよい。それらの温度測定部41,42によって、リアクター34の流入位置と流出位置とにおける内容物40の温度を測定できればよいため、例えば、温度測定部41は、リアクター34に流入する直前の内容物40の温度を測定するものであってもよく、温度測定部42は、リアクター34から流出した直後の内容物40の温度を測定するものであってもよい。
 また、本実施の形態では、上述したように、マイクロ波の照射領域の形状や方式は問わない。例えば、マイクロ波照射装置2は、図6A~図6Cで示されるマイクロ波の照射領域であるリアクター34を有していてもよい。各リアクター34は、流通式であり、マイクロ波の照射対象物の流入位置と流出位置とが図中の矢印で示されている。なお、図6A,図6Bのリアクター34は横方向の流通式であり、図6Cのリアクター34は縦方向の流通式である。このように、マイクロ波照射装置2が連続式のものである場合に、マイクロ波の照射対象物の流れの方向は、横方向であってもよく、縦方向であってもよく、または、その他の方向であってもよい。また、図中の太い矢印のようにマイクロ波を照射してもよい。
 また、例えば、マイクロ波照射装置2は、図7で示されるマイクロ波の照射領域37を有していてもよい。図7のマイクロ波照射装置2では、マイクロ波の照射対象物は、ベルトコンベア38によって搬送され、マイクロ波の照射領域37においてマイクロ波が照射される。マイクロ波照射領域への流入位置と流出位置とは図中の矢印で示されている。また、図中の太い矢印のようにマイクロ波を照射してもよい。
 また、例えば、マイクロ波照射装置2は、図8で示されるマイクロ波の照射領域であるリアクター34を有していてもよい。図8のリアクター34は、回分式である。また、リアクター34内において、図示しない撹拌手段により、マイクロ波の照射対象物が図中の破線で示される流れ方向に循環させられてもよい。また、図中の太い矢印のようにマイクロ波を照射してもよい。また、図6A~図6Cで示される各リアクター34を、回分式のリアクターとして用いてもよいことは言うまでもない。
 また、上述したように、マイクロ波照射装置2がマイクロ波を照射する対象物は、固体であってもよく、液体であってもよく、気体であってもよく、または、それらの任意の2以上のものの混合物であってもよい。また、マイクロ波の照射対象物が固体や液体である場合に、その固体や液体に直接的にマイクロ波を照射してもよく、または、上述した未充填空間35のような空間を介して間接的にマイクロ波を照射してもよい。
 また、本実施の形態では、蒸気誘導管51、凝縮容器52、液面センサ53、蒸発量取得部54を用いて蒸発量を取得する場合について説明したが、内容物の蒸発量を取得できるのであれば、それら以外を用いて内容物の蒸発量を取得してもよいことは言うまでもない。
 また、本実施の形態では、蒸発量をも用いる場合について説明したが、そうでなくてもよい。蒸発量がほぼ変化しない場合や、内容物の蒸発がない場合には、蒸発量を考慮しないで判断を行ってもよい。すなわち、関係式は、電力量と温度変化とを関係付けるものであってもよい。そして、判断部20は、電力量算出部14が算出した電力量と、温度変化算出部16が算出した温度変化と、その関係式とを用いて、電力量及び温度変化が、関係式を許容範囲内でみたすかどうかを判断してもよい。その判断の処理は、上述の関係式において、B=0となるだけであるため、蒸発量を用いない場合の詳細な説明は省略する。また、出力部21は、電力量及び温度変化が、許容範囲を超えて関係式をみたさないと判断部20によって判断された場合に、エラーの発生に関する出力を行ってもよい。なお、蒸発量を用いない場合には、情報処理装置1は、蒸発量受付部17、及び減少量算出部18を備えていなくてもよい。また、マイクロ波照射装置2は、蒸気誘導管51、凝縮容器52、液面センサ53、及び蒸発量取得部54を備えていなくてもよい。
 また、本実施の形態では、情報処理装置1において投入電力を算出する場合について説明したが、投入電力は、パワーモニタ33において算出されてもよく、または、パワーモニタ33と情報処理装置1との間に存在しうる算出装置等によって算出されてもよい。そのように、情報処理装置1以外において投入電力の算出が行われる場合には、情報処理装置1は、電力受付部11、及び投入電力算出部12を備えていなくてもよい。そして、投入電力受付部13は、情報処理装置1以外において算出された投入電力を受け付けてもよい。その場合に、投入電力受付部13は、例えば、入力デバイス(例えば、キーボードやマウス、タッチパネルなど)から入力された投入電力を受け付けてもよく、有線もしくは無線の通信回線を介して送信された投入電力を受信してもよく、または、所定の記録媒体(例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど)から読み出された投入電力を受け付けてもよい。
 また、本実施の形態では、上記式3等における係数A,B,Cを実験で測定する場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。その係数A,B,Cを、計算によって算出してもよい。
 また、上記実施の形態では、情報処理装置1がスタンドアロンである場合について説明したが、情報処理装置1は、スタンドアロンの装置であってもよく、または、サーバ・クライアントシステムにおけるサーバ装置であってもよい。後者の場合には、出力部や受付部は、通信回線を介して入力を受け付けたり、情報を出力したりしてもよい。
 また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。
 また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、あるいは、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。
 また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いるしきい値や数式、アドレス等の情報等は、上記説明で明記していない場合であっても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。
 また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いるしきい値やアドレス、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していない場合であっても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、または、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。
 また、上記実施の形態において、情報処理装置1に含まれる2以上の構成要素が通信デバイスや入力デバイス等を有する場合に、2以上の構成要素が物理的に単一のデバイスを有してもよく、あるいは、別々のデバイスを有してもよい。
 また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをCPU等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。なお、上記実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータに、内容物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置におけるエラーに関する判断の処理を実行させるためのプログラムであって、マイクロ波照射装置の照射領域に入射されるマイクロ波である入射波の電力と、マイクロ波照射装置の照射領域で反射されたマイクロ波である反射波の電力との差であるマイクロ波照射装置への投入電力を受け付ける投入電力受付ステップと、内容物の温度を受け付ける温度受付ステップと、投入電力受付ステップで受け付けた投入電力を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する電力量を算出する電力量算出ステップと、温度受付ステップで受け付けた温度を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する温度変化を算出する温度変化算出ステップと、電力量算出ステップで算出した電力量と、温度変化算出ステップで算出した温度変化と、電力量及び温度変化を関係付ける関係式とを用いて、電力量及び温度変化が、関係式を許容範囲内でみたすかどうかを判断する判断ステップと、電力量及び温度変化が、許容範囲を超えて関係式をみたさないと判断ステップにおいて判断された場合に、エラーの発生に関する出力を行う出力ステップと、を実行させるためのプログラムである。
 なお、上記プログラムにおいて、上記プログラムが実現する機能には、ハードウェアでしか実現できない機能は含まれない。例えば、情報を受け付ける受付部や、情報を出力する出力部などにおけるモデムやインターフェースカードなどのハードウェアでしか実現できない機能は、上記プログラムが実現する機能には少なくとも含まれない。
 また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、または、所定の記録媒体(例えば、CD-ROMなどの光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど)に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。
 また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、または複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
 図9は、上記プログラムを実行して、上記実施の形態による情報処理装置1を実現するコンピュータの外観の一例を示す模式図である。上記実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムによって実現されうる。
 図9において、コンピュータシステム900は、CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)ドライブ905、FD(Floppy(登録商標) Disk)ドライブ906を含むコンピュータ901と、キーボード902と、マウス903と、モニタ904とを備える。
 図10は、コンピュータシステム900の内部構成を示す図である。図10において、コンピュータ901は、CD-ROMドライブ905、FDドライブ906に加えて、MPU(Micro Processing Unit)911と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのROM912と、MPU911に接続され、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶すると共に、一時記憶空間を提供するRAM(Random Access Memory)913と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するハードディスク914と、MPU911、ROM912等を相互に接続するバス915とを備える。なお、コンピュータ901は、LANやWAN等への接続を提供する図示しないネットワークカードを含んでいてもよい。
 コンピュータシステム900に、上記実施の形態による情報処理装置1の機能を実行させるプログラムは、CD-ROM921、またはFD922に記憶されて、CD-ROMドライブ905、またはFDドライブ906に挿入され、ハードディスク914に転送されてもよい。これに代えて、そのプログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ901に送信され、ハードディスク914に記憶されてもよい。プログラムは実行の際にRAM913にロードされる。なお、プログラムは、CD-ROM921やFD922、またはネットワークから直接、ロードされてもよい。
 プログラムは、コンピュータ901に、上記実施の形態による情報処理装置1の機能を実行させるオペレーティングシステム(OS)、またはサードパーティプログラム等を必ずしも含んでいなくてもよい。プログラムは、制御された態様で適切な機能(モジュール)を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいてもよい。コンピュータシステム900がどのように動作するのかについては周知であり、詳細な説明は省略する。
 また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
 以上より、本発明による情報処理装置等によれば、マイクロ波照射装置において発生したエラーを検知できるという効果が得られ、例えば、マイクロ波照射装置を監視する安全装置等として有用である。

Claims (6)

  1. 内容物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置におけるエラーに関する判断を行う情報処理装置であって、
    前記マイクロ波照射装置の照射領域に入射されるマイクロ波である入射波の電力と、当該マイクロ波照射装置の照射領域で反射されたマイクロ波である反射波の電力との差である前記マイクロ波照射装置への投入電力を受け付ける投入電力受付部と、
    前記内容物の温度を受け付ける温度受付部と、
    前記投入電力受付部が受け付けた投入電力を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する電力量を算出する電力量算出部と、
    前記温度受付部が受け付けた温度を用いて、前記マイクロ波の照射時間に対応する温度変化を算出する温度変化算出部と、
    前記電力量算出部が算出した電力量と、前記温度変化算出部が算出した温度変化と、電力量及び温度変化を関係付ける関係式とを用いて、当該電力量及び当該温度変化が、前記関係式を許容範囲内でみたすかどうかを判断する判断部と、
    前記電力量及び前記温度変化が、許容範囲を超えて前記関係式をみたさないと前記判断部によって判断された場合に、エラーの発生に関する出力を行う出力部と、を備えた情報処理装置。
  2. 前記マイクロ波照射装置の照射領域における内容物の蒸発量を受け付ける蒸発量受付部と、
    前記蒸発量受付部が受け付けた蒸発量を用いて、前記マイクロ波の照射時間に対応する、蒸発による内容物の減少量を算出する減少量算出部と、をさらに備え、
    前記関係式は、電力量、温度変化及び減少量を関係付けるものであり、
    前記判断部は、前記電力量算出部が算出した電力量と、前記温度変化算出部が算出した温度変化と、前記減少量算出部が算出した減少量と、前記関係式とを用いて、当該電力量、当該温度変化及び当該減少量が、前記関係式を許容範囲内でみたすかどうか判断し、
    前記出力部は、前記電力量、前記温度変化、及び前記減少量が、許容範囲を超えて前記関係式をみたさないと前記判断部によって判断された場合に、前記出力を行う、請求項1記載の情報処理装置。
  3. 前記マイクロ波照射装置は、連続式のものであり、
    前記温度受付部は、前記マイクロ波照射装置の流入位置における内容物の温度と、流出位置における内容物の温度とを受け付け、
    前記温度変化算出部は、前記流出位置における内容物の温度と、前記流入位置における内容物の温度との差である前記温度変化を算出し、
    前記マイクロ波の照射時間は、内容物が前記マイクロ波照射装置の照射領域を流通する時間である、請求項1または請求項2記載の情報処理装置。
  4. 前記マイクロ波照射装置は、回分式のものであり、
    前記温度変化算出部は、マイクロ波の照射時間の終期における昇温後の温度と、マイクロ波の照射時間の始期における昇温前の温度との差である前記温度変化を算出する、請求項1または請求項2記載の情報処理装置。
  5. 内容物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置におけるエラーに関する判断の処理を行う情報処理方法であって、
    前記マイクロ波照射装置の照射領域に入射されるマイクロ波である入射波の電力と、当該マイクロ波照射装置の照射領域で反射されたマイクロ波である反射波の電力との差である前記マイクロ波照射装置への投入電力を受け付ける投入電力受付ステップと、
    前記内容物の温度を受け付ける温度受付ステップと、
    前記投入電力受付ステップで受け付けた投入電力を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する電力量を算出する電力量算出ステップと、
    前記温度受付ステップで受け付けた温度を用いて、前記マイクロ波の照射時間に対応する温度変化を算出する温度変化算出ステップと、
    前記電力量算出ステップで算出した電力量と、前記温度変化算出ステップで算出した温度変化と、電力量及び温度変化を関係付ける関係式とを用いて、当該電力量及び当該温度変化が、前記関係式を許容範囲内でみたすかどうかを判断する判断ステップと、
    前記電力量及び前記温度変化が、許容範囲を超えて前記関係式をみたさないと前記判断ステップにおいて判断された場合に、エラーの発生に関する出力を行う出力ステップと、を備えた情報処理方法。
  6. コンピュータに、
    内容物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置におけるエラーに関する判断の処理を実行させるためのプログラムであって、
    前記マイクロ波照射装置の照射領域に入射されるマイクロ波である入射波の電力と、当該マイクロ波照射装置の照射領域で反射されたマイクロ波である反射波の電力との差である前記マイクロ波照射装置への投入電力を受け付ける投入電力受付ステップと、
    前記内容物の温度を受け付ける温度受付ステップと、
    前記投入電力受付ステップで受け付けた投入電力を用いて、マイクロ波の照射時間に対応する電力量を算出する電力量算出ステップと、
    前記温度受付ステップで受け付けた温度を用いて、前記マイクロ波の照射時間に対応する温度変化を算出する温度変化算出ステップと、
    前記電力量算出ステップで算出した電力量と、前記温度変化算出ステップで算出した温度変化と、電力量及び温度変化を関係付ける関係式とを用いて、当該電力量及び当該温度変化が、前記関係式を許容範囲内でみたすかどうかを判断する判断ステップと、
    前記電力量及び前記温度変化が、許容範囲を超えて前記関係式をみたさないと前記判断ステップにおいて判断された場合に、エラーの発生に関する出力を行う出力ステップと、を実行させるためのプログラム。
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