Устройство микроволновой обработки

Устройство микроволновой обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству микроволновой обработки, которое обрабатывает объект с использованием микроволн.

Предшествующий уровень техники

Примеры устройств, которые обрабатывают объекты с использованием микроволн, включают в себя микроволновые печи. В микроволновых печах микроволны, генерируемые микроволновыми генераторами, излучаются в нагревательные камеры, выполненные из металлов. Это вызывает нагрев объектов, размещенных внутри нагревательных камер, с использованием микроволн.

Традиционно магнетроны использовались как устройства генерации микроволн в микроволновых печах. В этом случае микроволны, генерируемые магнетронами, подаются в нагревательные камеры по волноводам.

Здесь, когда распределения электромагнитных волн для микроволн внутри нагревательных камер неоднородны, объекты не могут быть однородно нагреты. Поэтому была предложена микроволновая печь, которая подает микроволну, генерируемую магнетроном, в нагревательную камеру через первый и второй волноводы (см. патентный документ 1).

Патентный документ 1: JP 2004-47322 A

Раскрытие изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

Волноводы для подачи микроволн, генерируемых магнетронами, в нагревательные камеры, сформированы из полых металлических трубок. Следовательно, в микроволновой печи, раскрытой в патентном документе 1, множество металлических трубок требуется для формирования первого и второго волноводов. Это приводит к увеличению размеров микроволновой печи.

Кроме того, патентный документ 1 раскрывает, что микроволна, генерируемая магнетроном, излучается от множества излучающих антенн, обеспеченных с возможностью вращения. В этом случае микроволновая печь также увеличивается в размерах, чтобы обеспечить пространство для вращения каждой из излучающих антенн.

Целью настоящего изобретения является создать устройство микроволной обработки, которое доставляет микроволну на объект с желательным распределением электромагнитной волны и является в достаточной степени миниатюризированным.

Средства для решения проблем

(1) Согласно аспекту настоящего изобретения устройство микроволновой обработки, которое обрабатывает объект, используя микроволну, содержит микроволновый генератор, который генерирует микроволну, и, по меньшей мере, первый и второй излучатели, которые излучают к объекту микроволну, генерированную микроволновым генератором, причем разность фаз между микроволнами, излучаемыми, соответственно, от первого и второго излучателей, изменяется.

В устройстве микроволновой обработки микроволна, генерируемая микроволновым генератором, излучается к объекту от первого и второго излучателей. Это приводит к тому, что микроволна, излученная от первого излучателя, и микроволна, излученная от второго излучателя, интерферируют друг с другом вблизи объекта.

Здесь, когда разность фаз между микроволнами, соответственно излученными от первого и второго излучателей, изменяется, состояние, где микроволны, соответственно излученные от первого и второго излучателей, интерферируют друг с другом, изменяется. Это вызывает изменение распределения электромагнитной волны вокруг объекта. Следовательно, возможно подавать микроволны на объект с желательным распределением электромагнитной волны. В результате объект может быть однородно обработан или желательная часть объекта может быть обработана концентрично.

В этом случае потребность в механизме и пространстве для перемещения объекта, а также первого и второго излучателей устранена, что позволяет в значительной степени миниатюризировать устройство микроволновой обработки и снизить его стоимость.

(2) Согласно другому аспекту настоящего изобретения устройство микроволновой обработки, которое обрабатывает объект, используя микроволну, содержит микроволновый генератор, который генерирует микроволны, первый и второй излучатели, которые соответственно излучают к объекту микроволну, генерированную микроволновым генератором, и первый вариатор фазы, который изменяет разность фаз между микроволнами, соответственно излученными от первого и второго излучателей, причем первый и второй излучатели выполнены таким образом, что излученные микроволны интерферируют друг с другом.

В устройстве микроволновой обработки микроволна, генерируемая микроволновым генератором, излучается к объекту от первого и второго излучателей.

Первый и второй излучатели выполнены таким образом, что микроволны, соответственно излученные от них, интерферируют друг с другом. Это приводит к тому, что микроволна, излученная от первого излучателя, и микроволна, излученная от второго излучателя, взаимодействуют друг с другом.

Первый вариатор фазы изменяет разность фаз между микроволнами, соответственно излученными от первого и второго излучателей. Таким образом, состояние, где микроволны, соответственно излученные от первого и второго излучателей, интерферируют друг с другом, изменяется. Это вызывает изменение распределения электромагнитной волны вокруг объекта. Следовательно, возможно подавать микроволны на объект с желательным распределением электромагнитной волны. В результате объект может быть однородно обработан или желательная часть объекта может быть обработана концентрично.

В этом случае потребность в механизме и пространстве для перемещения объекта, а также первого и второго излучателей устранена, что позволяет в значительной степени миниатюризировать устройство микроволновой обработки и снизить его стоимость.

(3) Первый и второй излучатели могут быть противоположны друг другу.

В этом случае объект размещен между первым излучателем и вторым излучателем, что позволяет надежно излучать микроволны к объекту соответственно от первого и второго излучателей. Кроме того, первый и второй излучатели противоположны друг другу, так что микроволна, излученная от первого излучателя, и микроволна, излученная от второго излучателя, надежно интерферируют друг с другом.

(4) Устройство микроволновой обработки может, кроме того, включать в себя детектор, который обнаруживает соответствующие отраженные мощности от первого и второго излучателей, и контроллер, который управляет микроволновым генератором, причем контроллер может вызвать излучение первым и вторым излучателями микроволн к объекту при изменении частоты микроволны, генерированной микроволновым генератором, определение частоты микроволны для обработки объекта как частоты обработки на основе частоты, на которой отраженная мощность, детектированная детектором, становится минимумом или принимает минимальное значение и вызывает генерацию микроволновым генератором микроволны, имеющей определенную частоту обработки.

В этом случае микроволны соответственно излучаются к объекту от первого и второго излучателей при изменении частоты микроволны, генерированной микроволновым генератором. В это время частота микроволны для обработки объекта определяется как частота обработки на основе частоты, на которой сумма отраженных мощностей от первого и второго излучателей, которые детектированы детектором, соответственно равна минимуму или минимальному значению. Микроволна, имеющая определенную частоту обработки, генерируется микроволновым генератором.

Так как микроволна, имеющая частоту обработки, определена на основе частоты, при которой сумма отраженных мощностей от первого и второго излучателей соответственно равна минимуму или минимальному значению, используется для обработки объекта, отраженные мощности, генерируемые при обработке объекта, уменьшаются. Это обуславливает повышение эффективности преобразования мощности устройства микроволновой обработки.

Кроме того, даже когда микроволновый генератор генерирует тепло вследствие отраженных мощностей, величина тепла снижается. В результате предотвращаются повреждение и отказ микроволнового генератора под воздействием отраженных мощностей.

(5) Контроллер может обусловить то, что первый и второй излучатели будут излучать микроволны к объекту при изменении частоты микроволны, генерируемой микроволновым генератором, до обработки объекта, и определять частоту микроволны для обработки объекта как частоты обработки на основе частоты, при которой отраженная мощность, детектированная детектором, равна минимуму или минимальному значению.

В этом случае микроволны соответственно излучаются к объекту от первого и второго излучателей при изменении частоты микроволны, генерируемой микроволновым генератором, до обработки объекта. В это время частота микроволны для обработки объекта определяется как частота обработки на основе частоты, на которой сумма отраженных мощностей от первого и второго излучателей, которые соответственно детектированы детектором, равна минимуму или минимальному значению.

Таким образом, микроволновый генератор может генерировать микроволну, имеющую определенную частоту обработки, когда обработка объекта начинается. Это позволяет уменьшить отраженные мощности, генерируемые, когда обработка объекта началась. В результате предотвращаются повреждение и отказ микроволнового генератора под воздействием отраженных мощностей.

(6) Контроллер может обусловить то, что первый и второй излучатели будут излучать микроволны к объекту при изменении частоты микроволны, генерируемой микроволновым генератором, во время обработки объекта и определять частоту микроволны для обработки объекта как частоту обработки на основе частоты, на которой отраженная мощность, детектированная детектором, имеет минимум или минимальное значение.

В этом случае микроволны соответственно излучаются к объекту от первого и второго излучателей при изменении частоты микроволны, генерируемой микроволновым генератором, во время обработки объекта. В это время частота микроволны для обработки объекта определяется как частота обработки на основе частоты, на которой сумма отраженных мощностей от первого и второго излучателей, которые соответственно детектированы детектором, равна минимуму или минимальному значению.

Поэтому даже во время обработки объекта микроволна, имеющая определенную частоту обработки, используется для обработки объекта каждый раз, когда, например, прошел заданный интервал времени или когда отраженные мощности превышают заданное пороговое значение. Таким образом, предотвращается увеличение мощностей, которые изменяются во времени по мере осуществления обработки объекта. Это обеспечивает повышение эффективности преобразования мощности устройства микроволновой обработки.

Кроме того, даже когда микроволновый генератор генерирует тепло вследствие отраженных мощностей, величина тепла уменьшается. В результате предотвращаются повреждение и отказ микроволнового генератора под воздействием отраженных мощностей.

(7) Первый излучатель может излучать микроволну вдоль первого направления, и второй излучатель может излучать микроволну вдоль второго направления, противоположного первому направлению. Устройство микроволновой обработки может дополнительно включать в себя третий излучатель, который излучает микроволну, генерируемую микроволновым генератором, к объекту вдоль третьего направления, пересекающего первое направление.

В этом случае микроволна излучается к объекту вдоль первого направления от первого излучателя, и микроволна излучается к объекту во втором направлении, противоположном первому направлению, от второго излучателя. Кроме того, микроволна излучается к объекту в третьем направлении, пересекающем первое направление, от третьего излучателя.

Микроволны могут, таким образом, соответственно излучаться к объекту вдоль различных первого, второго и третьего направлений. Поэтому объект может быть эффективно нагрет независимо от направленности микроволн.

(8) Микроволновый генератор может включать в себя первый и вторые микроволновые генераторы, причем первый и второй излучатели могут излучать к объекту микроволну, генерируемую первым микроволновым генератором, а третий излучатель может излучать к объекту микроволну, генерируемую вторым микроволновым генератором.

В этом случае микроволны, генерируемые общим первым микроволновым генератором, соответственно излучаются к объекту от первого и второго излучателей. Поэтому разность фаз между микроволнами, соответственно излученными от первого и второго излучателей, может быть легко изменена первым вариатором фазы.

Кроме того, микроволна, генерируемая вторым микроволновым генератором, излучается к объекту от третьего излучателя. Поэтому частотой микроволны, излучаемой от третьего излучателя, можно управлять независимо от частот микроволн, соответственно излучаемых от первого и второго излучателей. Это позволяет существенно снизить отраженные мощности, генерируемые при обработке объекта. В результате эффективность преобразования мощности устройства микроволновой обработки достаточно повышается.

(9) Первый излучатель может излучать микроволну вдоль первого направления, и второй излучатель может излучать микроволну вдоль второго направления, противоположного первому направлению. Устройство микроволновой обработки может дополнительно включать в себя третий излучатель, который излучает микроволну, генерируемую микроволновым генератором, к объекту вдоль третьего направления, пересекающего первое направление, и четвертый излучатель, который излучает микроволну, генерируемую микроволновым генератором, к объекту вдоль четвертого направления, противоположного третьему направлению, причем третий и четвертый излучатели могут быть противоположны друг другу.

В этом случае микроволна излучается к объекту вдоль первого направления от первого излучателя, и микроволна излучается к объекту во втором направлении, противоположном первому направлению, от второго излучателя. Кроме того, микроволна излучается к объекту вдоль третьего направления, пересекающего первое направление, от третьего излучателя, и микроволна излучается к объекту вдоль четвертого направления, противоположного третьему направлению, от четвертого излучателя.

Объект может, таким образом, облучаться вдоль различных первого, второго, третьего и четвертого направлений. Поэтому объект может более эффективно нагреваться независимо от направленности микроволн.

(10) Устройство микроволновой обработки может дополнительно включать в себя второй вариатор фазы, который изменяет разность фаз между микроволнами, соответственно излученными от третьего и четвертого излучателей.

Распределение электромагнитных волн между третьим излучателем и четвертым излучателем, которые являются противоположными друг другу, может быть изменено путем изменения разности фаз между микроволнами, соответственно излученными от третьего и четвертого излучателей. Следовательно, можно подать микроволны на объект с желательным распределением электромагнитных волн. В результате объект может быть равномерно обработан или желательная часть объекта может быть обработана концентрично.

В этом случае исключается потребность в механизме и пространстве для перемещения объекта, а также первого, второго, третьего и четвертого излучателей, что позволяет миниатюризировать устройство микроволновой обработки и снизить его стоимость.

(11) Микроволновый генератор может включать в себя первый и второй микроволновые генераторы, причем первый и второй излучатели могут излучать к объекту микроволну, генерируемую первым микроволновым генератором, а третий и четвертый излучатели могут излучать к объекту микроволну, генерируемую вторым микроволновым генератором.

В этом случае микроволны, генерируемые общим первым микроволновым генератором, соответственно излучаются к объекту от первого и второго излучателей. Поэтому первый вариатор фазы может легко изменять разность фаз между микроволнами, соответственно излучаемыми от первого и второго излучателей.

Кроме того, микроволны, генерируемые общим вторым микроволновым генератором, соответственно излучаются к объекту от третьего и четвертого излучателей. Поэтому второй вариатор фазы может легко изменять разность фаз между микроволнами, соответственно излучаемыми от третьего и четвертого излучателей.

Это позволяет независимо управлять частотами микроволн, соответственно излучаемых от первого и второго излучателей, и частотами микроволн, соответственно излучаемых от третьего и четвертого излучателей.

Это позволяет в достаточной степени снизить отраженную мощность, генерируемую при обработке объекта. В результате эффективность преобразования мощности устройства микроволновой обработки достаточно повышается.

(12) Объект может обрабатываться путем обработки нагревом. Устройство микроволновой обработки может дополнительно включать в себя нагревательную камеру, в которой размещается объект для нагревания. В этом случае объект может подвергаться обработке нагревом путем размещения объекта внутри нагревательной камеры.

Эффекты изобретения

Согласно настоящему изобретению распределение электромагнитных волн между первым излучателем и вторым излучателем, которые противоположны друг другу, может быть изменено путем изменения разности фаз между микроволнами, соответственно излучаемыми от первого и второго излучателей. Следовательно, можно подать микроволны на объект с желательным распределением электромагнитных волн. В результате объект может быть равномерно обработан или желательная часть объекта может быть обработана концентрично.

В этом случае исключается потребность в механизме и пространстве для перемещения объекта, а также первого, второго, третьего и четвертого излучателей, что позволяет миниатюризировать устройство микроволновой обработки и снизить его стоимость.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - блок-схема, показывающая конфигурацию микроволновой печи согласно первому варианту осуществления.

Фиг.2 - схематичный вид сбоку устройства генерации микроволн, образующего микроволновую печь, показанную на фиг.1.

Фиг.3 - блок-схема части устройства генерации микроволн, показанного на фиг.2.

Фиг.4 - блок-схема, показывающая процедуру для управления микрокомпьютером, показанным на фиг.1.

Фиг.5 - блок-схема, показывающая процедуру для управления микрокомпьютером, показанным на фиг.1.

Фиг.6 - диаграмма, поясняющая взаимную интерференцию между микроволнами, соответственно излучаемыми от антенн, показанных на фиг.1.

Фиг.7 - диаграмма, поясняющая взаимную интерференцию между микроволнами в случае, где разность фаз между микроволнами, соответственно излучаемыми от антенн, показанных на фиг.1, изменяется.

Фиг.8 - диаграмма, показывающая содержание эксперимента для исследования соотношения между разностью фаз между микроволнами, соответственно излучаемыми от двух противоположных антенн, и распределением электромагнитных волн в корпусе, и результаты эксперимента.

Фиг.9 - диаграмма, показывающая содержание эксперимента для исследования соотношения между разностью фаз между микроволнами, соответственно излучаемыми от двух противоположных антенн, и распределением электромагнитных волн в корпусе, и результаты эксперимента.

Фиг.10 - диаграмма, показывающая содержание эксперимента для исследования соотношения между разностью фаз между микроволнами, соответственно излучаемыми от двух противоположных антенн, и распределением электромагнитных волн в корпусе, и результаты эксперимента.

Фиг.11 - диаграмма для пояснения конкретного примера свипирования (качания) частоты и извлечения частоты микроволны.

Фиг.12 - блок-схема, показывающая конфигурацию микроволновой печи согласно второму варианту осуществления.

Фиг.13 - блок-схема, показывающая конфигурацию микроволновой печи согласно второму варианту осуществления.

Фиг.14 - блок-схема, показывающая конфигурацию микроволновой печи согласно третьему варианту осуществления.

Фиг.15 - блок-схема, показывающая конфигурацию микроволновой печи согласно четвертому варианту осуществления.

Лучший способ выполнения изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылками на чертежи. Варианты осуществления, приведенные ниже, описывают устройство микроволновой обработки. Микроволновая печь будет описана в качестве примера устройства микроволновой обработки.

Первый вариант осуществления

(1-1) Описание конфигурации и операций микроволновой печи

На фиг.1 представлена блок-схема, показывающая конфигурацию микроволновой печи согласно первому варианту осуществления. Как показано на фиг.1, микроволновая печь 1 согласно настоящему варианту осуществления включает в себя устройство 100 генерации микроволн и корпус 501. Три антенны А1, A2 и A3 предусмотрены в корпусе 501.

В настоящем варианте осуществления две антенны А1 и A2 из трех антенн А1, A2 и А3 в корпусе 501 являются противоположными друг другу в горизонтальном направлении.

Устройство 100 микроволновой обработки включает в себя источник 200 напряжения, микроволновый генератор 300, распределитель 350 мощности, три вариатора 351a, 351b и 351c фазы, имеющие одинаковую конфигурацию, три микроволновых усилителя 400, 410 и 420, имеющие одинаковую конфигурацию, три устройства 600, 610 и 620 детектирования отраженной мощности, имеющие одинаковую конфигурацию, и микрокомпьютер 700. Устройство 100 генерации микроволн связано с коммерческим электропитанием через штепсель 10 электропитания.

В устройстве 100 генерации микроволн источник 200 напряжения преобразует напряжение переменного тока (AC), поставляемое от коммерческого электропитания в переменное напряжение и напряжение постоянного тока (DC), и подает переменное напряжение на микроволновый генератор 300, а напряжение DC - на микроволновые усилители 400, 410 и 420.

Микроволновый генератор 300 генерирует микроволну на основе переменного напряжения, подаваемого от источника 200 напряжения. Распределитель 350 мощности по существу одинаково распределяет микроволну, генерируемую микроволновым генератором 300 на вариатор 351a, 351b и 351c фазы. Распределитель 350 мощности задерживает фазу микроволны, вводимой в вариатор 351b фазы, на 180 градусов и задерживает фазу микроволны, вводимой в вариатор 351c фазы, на 90 градусов, когда, например, фаза микроволны, вводимой в вариатор 351a фазы, используется как основа.

Каждый из вариаторов 351a, 351b и 351c фазы включает в себя, например, варакторный диод (диод переменной емкости). Каждым из вариаторов 351a, 351b и 351c фазы управляет микрокомпьютер 700 для настройки фазы подаваемой микроволны.

Отметим, что каждый из вариаторов 351a, 351b и 351c фазы может включать в себя pin-диод и множество линий, например, вместо варакторного диода.

Например, разность фаз между микроволнами, соответственно излучаемыми от противоположных двух антенн А1 и A2, может изменяться путем управления, по меньшей мере, одним из вариаторов 351a и 351b фазы. Детали будут описаны ниже.

Микроволновые усилители 400, 410 и 420 управляются напряжением DC, подаваемым от источника 200 напряжения, для соответствующего усиления микроволн, подаваемых от вариаторов 35la, 351b и 351c фазы. Детали соответствующих конфигураций и операций источника 200 напряжения, микроволнового генератора 300 и микроволновых усилителей 400, 410 и 420 будут описаны ниже.

Устройства 600, 610 и 620 детектирования отраженной мощности соответственно включают в себя детекторные диоды, направленные ответвители, согласованные нагрузки и т.д. и подают микроволны, усиленные микроволновыми усилителями 400, 410 и 420, на антенны А1, A2 и A3, предусмотренные в корпусе 501. Это приводит к излучению микроволн антеннами А1, A2 и A3 в корпусе 501.

В это время отраженные мощности соответственно подаются на устройства 600, 610 и 620 детектирования отраженной мощности от антенн А1, A2 и A3. Устройства 600, 610 и 620 детектирования отраженной мощности соответственно подают сигналы отраженной мощности, соответствующие поступившим отраженным мощностям, на микрокомпьютер 700.

Температурный датчик TS для измерения температуры объекта предусмотрен в корпусе 501. Значение температуры объекта, измеренное температурным датчиком TS, выдается в микрокомпьютер 700.

Микрокомпьютер 700 управляет источником 200 напряжения, микроволновым генератором 300 и вариаторами 351a, 351b и 351c фазы. Детали будут описаны ниже.

(1-2) Детали конфигурации устройства генерации микроволн

На фиг.2 представлен схематичный вид сбоку устройства 100 генерации микроволн, образующего микроволновую печь 1, показанную на фиг.1, и на фиг.3 представлена диаграмма, схематично показывающая схемную конфигурацию части устройства 100 генерации микроволн, показанного на фиг.2.

Детали каждого из компонентов, образующих устройство 100 генерации микроволн, будут описаны со ссылками на фиг.2 и 3. На фиг.2 и 3 не показаны распределитель 350 мощности, вариаторы 351a, 351b и 351c фазы, микроволновые усилители 410 и 420, устройства 600, 610 и 620 детектирования отраженной мощности и микрокомпьютер 700.

Источник 200 напряжения, показанный на фиг.2, включает в себя выпрямительную схему 201 (фиг.3) и устройство 202 управления напряжением (фиг.3). Устройство 202 управления напряжением включает в себя трансформатор 202a и схему 202b управления напряжением. Выпрямительная схема 201 и устройство 202 управления напряжением размещены в корпусе IM1 (фиг.2), который выполнен из изоляционного материала, такого как смола.

Микроволновый генератор 300, показанный на фиг.2, содержит пластину 301 радиатора и схемную плату 302. Микроволновый генератор 303, показанный на фиг.3, сформирован на схемной плате 302. Схемная плата 302 предусмотрена на пластине 301 радиатора. Схемная плата 302 и микроволновый генератор 303 размещены в металлическом корпусе IM2 на пластине 301 радиатора. Микроволновый генератор 303 образован схемным элементом, например, таким как транзистор.

Микроволновый генератор 303 связан с микрокомпьютером 700, показанным на фиг.1. Это обеспечивает возможность управлять работой микроволнового генератора 303 с помощью микрокомпьютера 700.

Микроволновый усилитель 400, показанный на фиг.2, включает в себя пластину 401 радиатора и схемную плату 402. Три усилителя 403, 404 и 405, показанные на фиг.3, сформированы на схемной плате 402. Схемная плата 402 предусмотрена на пластине 401 радиатора. Схемная плата 402 и усилители 403, 404 и 405 размещены в металлическом корпусе IM3 на пластине 401 радиатора. Каждый из усилителей 403, 404 и 405 образован полупроводниковым прибором с высокой термостабильностью и устойчивым к высокому давлению, таким как транзистор, с использованием GaN (нитрид галлия) и Sic (карбид кремния).

Как показано на фиг.3, выходной вывод микроволнового генератора 303 связан с входным выводом усилителя 403 через линию LI, сформированную на схемной плате 302, распределитель 350 мощности и вариатор 351a фазы, показанные на фиг.1 (которые не показаны на фиг.3), коаксиальный кабель CC1 и линию L2, сформированную на схемной плате 402. Отметим, что коаксиальный кабель CC1 и линия L2 связаны друг с другом в изолирующем соединителе МС.

Выходной вывод усилителя 403 связан с входным выводом распределителя 406 мощности через линию L3, сформированную на схемной плате 402. Распределитель 406 мощности распределяет микроволну, введенную от усилителя 403, через линию L3 на два вывода.

Два выходных вывода распределителя 406 мощности связаны с соответствующими входными выводами усилителей 404 и 405 через линии L4 и L5, сформированные в схемной плате 402.

Соответствующие выходные выводы усилителей 404 и 405 связаны с входным выводом терминалом синтезатора 407 мощности через линии L6 и L8, сформированные на схемной плате 402. Синтезатор 407 мощности синтезирует соответствующие микроволны, подаваемые на него. Выходной вывод синтезатора 407 мощности связан с одним концом коаксиального кабеля CC2 через линию L7, сформированную на схемной плате 402. Устройство 600 детектирования отраженной мощности, показанное на фиг.1, введено через коаксиальный кабель CC2.

Другой конец коаксиального кабеля CC2 связан с антенной А1, предусмотренной в корпусе 501. Коаксиальный кабель CC2 и линия L7 связаны друг с другом в изолирующем соединителе МС.

Напряжение переменного тока (AC) V_cc приложено от коммерческого источника PS электропитания к паре входных выводов выпрямительной схемы 201 и к первичной обмотке трансформатора 202a. Напряжение AC V_cc равно, например, 100 В. Линия LV1 источника питания для высокого потенциала и линия LV2 источника для низкого потенциала связаны с парой выходных выводов выпрямительной схемы 201.

Выпрямительная схема 201 выпрямляет напряжение AC V_cc, подаваемое от коммерческого источника электропитания PS, и прикладывает напряжение постоянного тока (DC) V_DD между линиями LV1 и LV2 источника питания. Напряжение DC V_DD, например, равно 140 В. Соответствующие выводы питания усилителей 403, 404 и 405 связаны с линией LV1 источника питания, и соответствующие выводы заземления усилителей 403, 404 и 405 связаны с линией LV2 источника питания.

Вторичная обмотка трансформатора 202a связана с парой входных выводов терминалов схемы 202b управления напряжением. Трансформатор 202a уменьшает напряжение AC V_cc. Схема 202b управления напряжением подает переменное напряжение V_VA, факультативно регулируемое напряжением AC, уменьшенным трансформатором 202a, на микроволновый генератор 303. Переменное напряжение V_VA является напряжением, регулируемым, например, между 0 В и 10 В.

Микроволновый генератор 303 генерирует микроволну на основе переменного напряжения V_VA, приложенного от схемы 202b управления напряжением. Микроволна, генерируемая микроволновым генератором 303, подается на усилитель 403 через линию LI (распределитель 350 мощности и вариаторы 351a-351c фазы на фиг.1), коаксиальный кабель CC1 и линию L2.

Усилитель 403 усиливает мощность микроволны, поданной от микроволнового генератора 303. Микроволна, усиленная усилителем 403, подается на усилители 404 и 405 через линию L3, распределитель 406 мощности и линии L4 и L5.

Усилители 404 и 405 усиливают мощность микроволны, поданной от усилителя 403. Микроволны, усиленные усилителями 404 и 405, соответственно вводятся в синтезатор 407 мощности через линии L6 и L8 и синтезируются синтезатором 407 мощности. Составная микроволна выводится синтезатором 407 мощности и вводится в антенну А1 через линию L7 и коаксиальный кабель CC2. Соответствующие микроволны, поданные в антенну А1 с усилителей 404 и 405, излучаются в корпус 501.

(1-3) Процедура для управления микрокомпьютером

На фиг.4 и 5 показаны блок-схемы процедуры для управления микрокомпьютером 700, показанным на фиг.1.

Микрокомпьютеру 700, показанному на фиг.1, дается команда нагреть объект посредством операции пользователя, чтобы выполнить микроволновую обработку, описанную ниже.

Как показано на фиг.4, микрокомпьютер 700 сначала заставляет отдельный таймер запустить операцию измерения (этап Sll). Микрокомпьютер 700 управляет микроволновым генератором 300, показанным на фиг.1, чтобы установить предопределенную первую выходную мощность как выходную мощность микроволновой печи 1 (этап S12). Первая выходная мощность меньше, чем вторая выходная мощность, как описано ниже. Способ определения первой выходной мощности будет описан ниже.

Микрокомпьютер 700 затем свипирует (непрерывно изменяет) частоту микроволны, генерируемой микроволновым генератором 300, в пределах полного диапазона частот от 2400 до 2500 МГц, используемого в микроволновой печи 1, и сохраняет соотношения между отраженной мощностью, детектированной каждым из устройств 600, 610 и 620 детектирования отраженной мощности, показанных на фиг.1, и частотой (этап S13). Диапазон частот упоминается как ISM-диапазон (диапазон частот для применения в промышленности, научных исследованиях и медицине).

Отметим, что микрокомпьютер 700 может сохранить только соотношение между отраженной мощностью и частотой в случае, когда отраженная мощность принимает минимальное значение, вместо того, чтобы сохранять соотношение между отраженной мощностью и частотой в полном диапазоне частот, когда частота микроволны свипируется. В этом случае используемая область памяти в микрокомпьютере 700 может быть уменьшена.

Микрокомпьютер 700 затем выполняет обработку извлечения частоты для того, чтобы извлечь конкретную частоту из ISM-диапазона (этап S14).

В обработке извлечения частоты конкретная отраженная мощность (например, минимальное значение) идентифицируется из сохраненных отраженных мощностей, и частота, на которой получена отраженная мощность, извлекается, например, как частота фактического нагревания. Этот конкретный пример будет описан ниже.

Когда микрокомпьютер 700 сохраняет множество наборов соотношений между отраженной мощностью и частотой только в случае, когда отраженная мощность принимает минимальное значение, конкретная частота извлекается из сохраненного множества частот как частота фактического нагревания.

Микрокомпьютер 700 затем устанавливает предопределенную вторую выходную мощность в качестве выходной мощности микроволновой печи 1 (этап S15).

Вторая выходная мощность - это мощность для нагревания объекта, размещенного в корпусе 501, показанном на фиг.1, и соответствует максимальной выходной мощности (оцененной выходной мощности) микроволновой печи 1. Когда номинальная выходная мощность микроволновой печи 1 равна, например, 950 Вт, вторая выходная мощность ранее определена как 950 Вит.

Микрокомпьютер 700 излучает микроволну, имеющую частоту фактического нагревания, в корпус 501 от антенн А1, A2 и A3, используя вторую выходную мощность (этап S16). Это вызывает нагрев объекта, находящегося в корпусе 501 (фактическое нагревание).

Здесь микрокомпьютер 700 управляет, по меньшей мере, одним из вариаторов фазы 351a и 351b, показанных на фиг.1, для непрерывного или постепенного изменения разности фаз между микроволнами, соответственно излученными от противоположных двух антенн А1 и A2 (этап S17).

После этого микрокомпьютер 700 определяет, достигает ли температура объекта, определяемая температурным датчиком TS, показанным на фиг.1, целевой температуры (например, 70°C) (этап S18). Отметим, что целевая температура может быть ранее постоянно установлена или может быть дополнительно вручную установлена пользователем.

Если температура объекта не достигает целевой температуры, микрокомпьютер 700 определяет, превышает ли отраженная мощность, детектированная устройством 600 детектирования отраженной мощности, предопределенное пороговое значение (этап S19). Способ определения порогового значения будет описан ниже.

Если отраженная мощность не превышает ранее определенного порогового значения, микрокомпьютер 700 определяет, истек ли предопределенный период времени (например, 10 секунд) с момента запуска операции измерения таймера на этапе S11 (этап S20).

Если предопределенный период времени не истек, микрокомпьютер 700 повторяет операции на этапах от S18 до S20, поддерживая состояние, когда микроволна, имеющая частоту фактического нагревания, излучается с использованием второй выходной мощности.

Когда температура объекта достигает целевой температуры на этапе S18, микрокомпьютер 700 заканчивает микроволновую обработку.

Кроме того, когда отраженная мощность превышает предопределенное пороговое значение на этапе S19, микрокомпьютер 700 возвращается к операции на этапе S11.

Если предопределенный период времени истек на этапе S20, микрокомпьютер 700 сбрасывает таймер, как показано на фиг.5, и запускает операцию измерения таймера снова (этап S21).

Здесь микрокомпьютер 700 управляет, по меньшей мере, одним из вариаторов фазы 351a и 351b, показанных на фиг.1, таким образом, что разность фаз между микроволнами, соответственно излученными от противоположных двух антенн А1 и A2, возвращается к нулю (этап S22).

Микрокомпьютер 700 устанавливает первую выходную мощность как выходную мощность микроволновой печи 1, как на этапе S12 (этап S23).

Микрокомпьютер 700 затем устанавливает частоту фактического нагревания, извлеченную на этапе S16, как опорную частоту, частично свипирует частоту микроволны в полосе частот в предопределенном диапазоне, включая опорную частоту (например, в полосе частот в диапазоне ± 5