(57)【要約】【課題】導波管内のマイクロ波の電磁界分布や定在波位置が視覚をもって検出することができるマイクロ波可視センサーを提案すること。【解決手段】方形導波管構造のアプリケータ３４の側面３４Ｅに、管軸に沿って複数の小孔３６を設けると共に、前記小孔３６の各々の間隔に合わせたアンテナ３９を有する複数個の検出部材３７を設けた基板３８を前記アプリケータ３４の側面３４Ｅに固着し、さらに、前記した各検出部材３７には前記アンテナ３９に発生する起電力によって導通する検波ダイオード４０とこの検波ダイオード４０の導通により点灯するＬＥＤ４１とを備えたマイクロ波可視センサー５０となっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を受けるアンテナと、前記アンテナによって受けたマイクロ波を検波するダイオードと、前記ダイオードの検波にしたがって給電されて点灯する光源とから形成した検出部材を設け、
前記検出部材のアンテナを導波管に形成した小孔に対応させて配設させるようにして当該検出部材を導波管に備え、
前記検出部材の光源の点灯を視覚によって確認し、導波管内に存在するマイクロ波を検出する構成としたことを特徴とするマイクロ波可視センサー。
【請求項２】
基板の裏面には、マイクロ波を受けるアンテナを配設し、前記基板の表面には、スルーホールを介して前記アンテナと接続し、前記アンテナによって受けたマイクロ波を検波するダイオードと、このダイオードの検波にしたがって給電されて点灯する光源とを配設して形成した検出部材を設け、
前記検出部材のアンテナを導波管に形成した小孔に対応させて配設させるようにして当該検出部材の基板を導波管外面に固着し、
前記検出部材の光源の点灯を視覚によって確認し、導波管内に存在するマイクロ波を検出する構成としたことを特徴とするマイクロ波可視センサー。
【請求項３】
基板の裏面には、マイクロ波を受けるアンテナを配設し、前記基板の表面には、スルーホールを介して前記アンテナと接続し、前記アンテナによって受けたマイクロ波を検波するダイオードと、このダイオードの検波にしたがって給電されて点灯する光源とを配設して形成した検出部材を、長形の基板の長手方向に沿って複数個配列し、
前記した各々の検出部材のアンテナを導波管の管軸方向に沿って形成した複数の小孔に配設させるようにして前記基板を導波管外面に固着し、
前記した各検出部材の光源の点灯状態を視覚によって確認し、導波管内のマイクロ波電界強度分布またはマイクロ波定在波位置を検出する構成としたことを特徴とするマイクロ波可視センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導波管内を伝播するマイクロ波の電界強度分布やマイクロ波定在波の発生位置などを視覚を通して検出することができるマイクロ波可視センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
方形導波管式アプリケータを備え、このアプリケータ内で被処理物にマイクロ波を照射し、被処理物を加熱処理するマイクロ波装置が広く知られている。
図８は、従来例として示したマイクロ波加熱の試験装置を示す簡略図、図９は同試験装置の部分的な拡大断面図である。
この試験装置は、マグネトロン１０が高周波結合器１１に搭載されており、マグネトロン１０から出力されたマイクロ波電力（本出願では、単に「マイクロ波」という）が高周波結合器１１に結合し、導波管回路を伝播する。
【０００３】
すなわち、マイクロ波は、高周波結合器１１、パワーモニタ１２、スタブチューナー１３、アプリケータ１４、可動プランジャ１５のプランジャ可動部１５ａに至り、このプランジャ可動部１５ａで反射される。
詳しくは、アプリケータ１４とプランジャ可動部１５ａで反射されたマイクロ波がマグネトロン１０に向かう。
したがって、パワーモニタ１２の反射電力値をモニタしながらスタブチューナー１３を調整して、スタブチューナー１３で反射波と逆位相の波を作り打ち消すと、パワーモニタ１２の反射電力値がゼロになる。
【０００４】
また、方形導波管で構成されたアプリケータ１４には、上面（磁界面Ｈ）に試験管１６の挿入口１４ａが設けられており、試料１７を入れた細長の試験管１６をその挿入口１４ａから挿入し、アプリケータ１４内に試料１７を配設するようになっている。
なお、試験管１６には、挿入長さを調整するための調整部材１８が設けられている。
【０００５】
プランジャ可動部１５はプランジャ可動部１５ａを調整し、アプリケータ１４内に発生するマイクロ波の定在波の位置を移動調整する。
具体的には、アプリケータ１４内には、マグネトロン１０から出力されたマイクロ波の進行波とプランジャ可動部１５ａで反射される反射波とが干渉して大きな定在波が発生するので、この定在波による大きな電界を試料１７に作用させるように調整する。
【０００６】
上記した試験装置は、試料１７をマイクロ波加熱し、試料１７の化学反応や化学変化の有無などの試験を行うものであるが、ただ、この試験装置の場合、定在波の発生位置が分からないとい言う問題がある。
すなわち、プランジャ可動部１５ａを調整して定在波を試料１７に合わせるが、定在波の発生位置が分からないため、プランジャ可動部１５ａの調整を経験に基づいて大まかに行なうため、定在波が試料１７の位置に発生している否かが正確には分からない。
【０００７】
一方、マイクロ波の電磁界分布を検出する検出装置が本出願人によって既に提案されている。
この検出装置は、図１０に示すように、ユニット化した検出部２１Ａ、２１Ｂを基板２２の面上に多数個配列した構成となっている。
なお、基板２２は、基板自体がマイクロ波によって加熱されないように誘電体の低いプリント基板となっている。
【０００８】
検出部２１Ａ、２１Ｂは、図１１に詳細に示してある。
すなわち、検出部２１Ａは、Ｕ字形とした長形アンテナ２３ａと直線アンテナ２３ｂとによって検波ダイオード２４とＬＥＤ２５とを直列接続した構成となっている。（図１２参照）
なお、検波ダイオード２４は、マイクロ波周波数ｆ＝２４５０ＭＨｚ程度の高周波電圧がアンテナに発生したとき導通する検波ダイオードであり、また、ＬＥＤ２５は、緑色光の発光ダイオードとなっている。
【０００９】
検出部２１Ｂは、検波ダイオード２６とＬＥＤ２７とを２つの直線（短径）アンテナ２８ａ、２８ｂによって直列接続した構成となっている。（図１３参照）
なお、検波ダイオード２６は上記した検波ダイオード２４と同様のものであるが、ＬＥＤ２７は、赤色光の発光ダイオードとなっている。
【００１０】
上記した検出部２１Ａ、２１Ｂは、各アンテナ２３ａ、２３ｂ、２８ａ、２８ｂをプリント形成した基板２２の面上に検波ダイオード２４、２６、ＬＥＤ２５、２７を面上半田して取り付けてある。
このように構成した検出部２１Ａ、２１Ｂは、アンテナが長いほど検出感度が高く、検出部２１Ｂに対し検出部２１Ａの検出感度が高くなっている。
【００１１】
上記した検出装置は、マイコロ波を照射すると、検出部２１Ａ、２１Ｂ各々のアンテナによってマイクロ波が受電されるが、マイクロ波の電磁界が強い部所では、検出部２１Ａ、２１Ｂが共に検出動作する。
つまり、マイクロ波磁界によって各アンテナに誘起する起電力によって検出部２１Ａ、２１Ｂの検波ダイオード２４、２６が共に導通し、緑色ＬＥＤ２５と赤色ＬＥＤ２７とが発光する。
【００１２】
マイクロ波電磁界が弱い部所では、検出感度の低い検出部２１Ｂが非検出状態となるため、検出部２１Ａのみが検出動作し、緑色ＬＥＤ２５のみが発光する。
このように、緑色と赤色の発光色の多い部所と緑色の発光色が多い部所とでマイクロ波の強弱部所を視覚を通して検出することができる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００６―３２２８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
解決しようとする問題点は、上記したように、導波管内に発生するマイクロ波の定在波位置や導波管内の電磁界分布が視覚を通して検出できないために、マイクロ波応用装置において、マイクロ波電界を最良の形態で被処理物に与えることができないことである。
そこで、本発明では、マイクロ波の電磁界分布を検出する上記の検出装置を応用して、導波管内の定在波や電磁界分布などを視覚をもって検出することができるマイクロ波可視センサーを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した目的を達成するため、本発明では第１の発明として、マイクロ波を受けるアンテナと、前記アンテナによって受けたマイクロ波を検波するダイオードと、前記ダイオードの検波にしたがって給電されて点灯する光源とから形成した検出部材を設け、前記検出部材のアンテナを導波管に形成した小孔に対応させて配設させるようにして当該検出部材を導波管に備え、前記検出部材の光源の点灯を視覚によって確認し、導波管内に存在するマイクロ波を検出する構成としたことを特徴とするマイクロ波可視センサーを提案する。
【００１６】
第２の発明としては、基板の裏面には、マイクロ波を受けるアンテナを配設し、前記基板の表面には、スルーホールを介して前記アンテナと接続し、前記アンテナによって受けたマイクロ波を検波するダイオードと、このダイオードの検波にしたがって給電されて点灯する光源とを配設して形成した検出部材を設け、前記検出部材のアンテナを導波管に形成した小孔に対応させて配設させるようにして当該検出部材の基板を導波管外面に固着し、前記検出部材の光源の点灯を視覚によって確認し、導波管内に存在するマイクロ波を検出する構成としたことを特徴とするマイクロ波可視センサーを提案する。
【００１７】
第３の発明としては、基板の裏面には、マイクロ波を受けるアンテナを配設し、前記基板の表面には、スルーホールを介して前記アンテナと接続し、前記アンテナによって受けたマイクロ波を検波するダイオードと、このダイオードの検波にしたがって給電されて点灯する光源とを配設して形成した検出部材を、長形の基板の長手方向に沿って複数個配列し、前記した各々の検出部材のアンテナを導波管の管軸方向に沿って形成した複数の小孔に配設させるようにして前記基板を導波管外面に固着し、前記した各検出部材の光源の点灯状態を視覚によって確認し、導波管内のマイクロ波電界強度分布またはマイクロ波定在波位置を検出する構成としたことを特徴とするマイクロ波可視センサーを提案する。
【発明の効果】
【００１８】
第１、第２の発明の可視センサーによれば、検出部材のアンテナが導波管の小孔を介してマイクロ波を受け、このアンテナにマイクロ波磁界による起電力が発生する。
したがって、所定電圧以上の起電力がアンテナに発生したとき、検波ダイオードが導通して光源が点灯する。
具体的には、検出部材が所定感度で点灯するので、導波管の所定部所内のマイクロ波電磁界が所定値以上の強さであるときに検出部材の光源が点灯する。
これより、検出部材の光源が消灯しているか、点灯したかを確認することによって導波管内の電磁界分布を視覚をもって知ることができる。
【００１９】
第３の発明では、導波管には管軸に沿って形成した複数個の小孔を設け、さらに、導波管の前記小孔各々にアンテナを配設させるようにした複数個の検出部材を導波管外面に配列させた構成としてある。
したがって、導波管の管軸方向に並んだ検出部材の光源が導波管内のマイクロ波電磁界分布または定在波に対応した点灯状態となる。
すなわち、マイクロ波電磁界の強い部所の検出部材は光源が点灯し、マイクロ波電磁界の弱い部所の検出部材は光源が消灯したままとなるから、検出部材の点灯状態よりマイクロ波の電磁界分布を視認することができ、さらに、定在波の位置を視覚をもって検出することができる。
【００２０】
一方、第３の発明によれば、可動プランジヤなどを動作させて導波管内の定在波位置を移動させると、導波管の管軸方向に並んだ複数の検出部材の光源が、定在波の移動にしたがって順次点灯する。
つまり、定在波の移動にしたがって点灯する光源が順次切り替わるので、定在波の位置調整が検出部材の光源の点灯を確認しながら行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図１は、一実施形態として示したマイクロ波可視センサー５０を装備したマイクロ波加熱の試験装置の簡略図である。
図示の如く、この試験装置は、マグネトロン３０、高周波結合器３１、パワーモニタ３２、スタブチューナー３３、アプリケータ３４、可動プランジャ３５から構成してあり、マイクロ波可視センサー５０を備えたアプリケータ３４以外は図８に従来例として示した試験装置に比べ同構成となっている。
【００２２】
アプリケータ３４は、図２、図３に示した如く、方形導波管であり、その上面（磁界Ｈ面）３４Ｈには、従来例同様の試験管１７を挿入する挿入孔３４ａが設けてある。
なお、試験管１７は、従来例で説明したように、マイクロ波加熱による化学反応や化学変化などを試験する試料が入れてある。
【００２３】
そして、アプリケータ３４の側面（電界Ｅ面）３４Ｅには、マイクロ波可視センサー５０が備えてある。
このマイクロ波可視センサー５０は、アプリケータ３４の側面３４Ｅに、管軸方向に沿って２列に形成した小孔３６と、複数個の検出部材３７を設けてその側面３４Ｅに面張りした長径の基板３８とより構成してある。
なお、このように固着する基板３８は、図４に部分拡大図として詳細に示すように、各々の検出部材３７のアンテナ３９を各々の小孔３６に対向させるように面張りしてある。
また、基板３８をアプリケータ３４に固着する手段としては、ねじ止め、接着剤を使用した貼着などを用いる。
【００２４】
複数個の検出部材３７は、アプリケータ３４の小孔位置に合わせした位置間として長形の基板３８に設けたもので、個々の検出部材３７については、図１０に示した従来の検出部２１Ａと同様に構成してある。
すなわち、検出部材３７は、マイクロ波を受ける長形のアンテナ３９と、このアンテナ３９に発生する起電力を受けて導通する検波ダイオード４０と、検波ダイオード４０の導通下に点灯するＬＥＤ４１と、検波ダイオード４０とＬＥＤ４１とを接続する回路線４２とで構成してある。
【００２５】
そして、この検出部材３７の具体的な構成としては、図４、図５に示すように、
基板３８の表面に面上半田して検波ダイオード４０とＬＥＤ４１を実装し、また、基板３８の面上にプリント配線した回路線４２によってこれら検波ダイオード４０とＬＥＤ４１とを接続し、さらに、検波ダイオード４０とＬＥＤ４１は基板３８の裏面にプリント配線したアンテナ３９に対しスルーホール４３ａ、４３ｂを介して電気接続して、図６に示すところの回路接続となっている。
【００２６】
上記の試験装置は、マグネトロン３０から出力されたマイクロ波の進行波と可動プランジャ３５のプランジャ可動部３５ａで反射された反射波とが干渉し、アプリケータ３４内には大きな定在波が発生する。
そして、この定在波よる大きな電界によって試料１７を加熱し試験する。
【００２７】
したがって、可動プランジャ３５を操作してプランジャ可動部３５ａを移動させ、定在波の発生位置を調整し、定在波を試料１７の位置で正しく発生させる。
このように、可動プランジャ３５を操作して定在波の発生位置を調整すると、定在波の移動に伴って整列した各検出部材３７のＬＥＤ４１の点灯が順次切り替わる。
具体的には、図２において、右から左に、または、この逆に検出部材３７の点灯が順次切り代わるから、検出部材３７の点灯状態（ＬＥＤ４１）を見ながら可動プランジャ３５を操作し、試料１７に最も強い電界が作用する定在波位置に調整することができる。
【００２８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、パワーモニタを使用しなくても定在波の存在がわかるので、導波管のチューナの整合などに使用することができる。
さらに、試料１７に合わせたアプリケータ３４の側面に１つの小孔を設け、この小孔に一個の検出部材３７を配設する構成とすると、可動プランジャ３５の操作にしたがってＬＥＤ４１の発光強度が変わるので、マイクロ波の電界強度を視覚をもって確認することができる。
【００２９】
一方、本発明の実施に際しては、アンテナ３９を検波ダイオード４０、ＬＥＤ４１、回路線４２と共に基板３８の表面に設けてもよい。
このように構成した場合、感度が多少低下するが検出部材としては充分に作用する。
他方、検出部材３７は必ずしも２列に配列しなくともよく、一列に直線的に配列するマイクロ波可視センサーとすることもでき、また、上記のように構成したマイクロ波可視センサー５０は検出部材３７の数を任意に増減することができる。
さらに、アプリケータ３４の上面３４Ｈに複数の小孔を形成し、複数個の検出部材３７を上面３４Ｈに配列させても同様のマイクロ波可視センサーを構成することができる。
【００３０】
図７は他の実施形態として示したマイクロ波可視センサーの部分図である。
本実施形態では、アプリケータ３４に形成した小孔３６ａに、ＬＥＤ４４の２本の接続端子４４ａ、４４ｂを挿入し、さらに、これら接続端子４４ａ、４４ｂを検波ダイオード４５で接続して構成したマイクロ波可視センサーとしてある。
このように構成したマイクロ波可視センサーは、接続端子４４ａ、４４ｂがマイクロ波を受けるから、これらの接続端子に発生した起電力によって検波ダイオード４５が導通してＬＥＤ４４が点灯する。
なお、図７は１つの小孔３６ａに設けたマイクロ波可視センサーを示したが、複数の小孔３６ａを形成して複数のＬＥＤ４４を設けても同様に備えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
マイクロ波の電界分布や定在波位置を視覚をもって検出することが望まれる、マイクロ波加熱の試験装置、マイクロ波を利用した情報記録ディスクの記録膜破壊装置、マイクロ波加熱の糸（フィラメント）の延伸装置などのマイクロ波応用装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施形態のマイクロ波可視センサーを装備したマイクロ波加熱の試験装置を示す簡略図である。
【図２】上記した試験装置に備えるアプリケータと、このアプリケータに備えたマイクロ波可視センサーとを示す拡大部分図である。
【図３】上記したアプリケータとマイクロ波可視センサーとの分解斜視図である。
【図４】上記したマイクロ波可視センサーの一部分を拡大して示す表面図である。
【図５】図４同様の裏面図である。
【図６】上記したマイクロ波可視センサーに備える検出部材の回路図である。
【図７】他の実施形態のマイクロ波可視センサーを示す部分図である。
【図８】従来例のマイクロ波加熱の試験装置を示す簡略図である。
【図９】図８に示す従来の試験装置の部分的な拡大断面図である。
【図１０】マイクロ波の電界分布を検出する従来の検出装置を示す正面図である。
【図１１】図１０の従来の検出装置の一部を拡大して示した部分図である。
【図１２】図１０の従来の検出装置が備える検出部のうち、長径のアンテナを有する検出部の回路図である。
【図１３】図１０の従来の検出装置が備える検出部のうち、短径のアンテナを有する検出部の回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
３４  アプリケータ
３４Ｈ  上面（磁界面）
３４Ｅ  側面（電界面）
３６  小孔
３７  検出部材
３８  基板
３９  アンテナ
４０  検波ダイオード
４１  ＬＥＤ
４２  回路線
４３ａ、４３ｂ  スルーホール
５０  マイクロ波可視センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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