(57)【要約】  本発明は、マイクロ波放射の使用により装置（１０）の内部（１２）の堆積物の測定方法に関し、  ａ）前記装置（１０）の内部（１２）に少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）を設置する工程、前記マイクロ波共振器（２０）の内部（３６）が物質の交換をできるように前記装置（１０）の内部（１２）と接続され、又は少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）として装置（１０）の内部を形成する工程、  ｂ）少なくとも１つの前記マイクロ波共振器（２０）にマイクロ波放射を入れる工程、及び  ｃ）少なくとも１つの前記マイクロ波共振器（２０）の共振周波数及び／又は共振の性質を測定する工程、を含み、工程ｂ）及びｃ）が重複され、前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の前記共振周波数及び／又は前記共振の性質における変化により前記装置（１０）の内部（１２）の堆積物の量及び／又はタイプに関する結論を出す。  さらに、本発明は、前記方法を行うためのデバイスに関する。  （図１）
2016520820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波放射により装置（１０）の内部（１２）の堆積物を測定する方法であって、
ａ.前記装置（１０）の内部（１２）に少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）を配置する工程であって、物質の交換をできるように前記マイクロ波共振器（２０）の内部（３６）が前記装置（１０）の内部（１２）と接続される工程、又は、前記装置（１０）の内部を少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）として形成する工程、
ｂ.前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）にマイクロ波放射を入れる工程、及び
ｃ.前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の共振周波数及び／又は共振の性質を特定する工程、
を含み、前記工程ｂ）及びｃ）が繰り返され、前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の前記共振周波数及び／又は共振の前記性質の変化から、前記装置（１０）の内部（１２）の堆積物の量及び／又はタイプに関する結論を出す、方法。
【請求項２】
前記工程ａ）において、少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）が前記装置（１０）の内部に配置される場合に、前記装置（１０）の内部（１２）の前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）が、前記装置（１０）の流体動特性が損なわれないように、設計され位置される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記工程ａ）において少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）が前記装置（１０）の内部に配置される場合に、充填要素（１４）が前記装置（１０）の内部（１２）に配置され、前記充填要素（１４）が同様に前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の内部（３６）に配置される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記充填要素（１４）が触媒材料を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記工程ａ）において、少なくとも２つのマイクロ波共振器（２０）が前記装置（１０）の内部（１２）に分配配置され、前記工程ｂ）及びｃ）が複数のマイクロ波共振器（２０）に実行され、前記装置（１０）の内部（１２）での前記マイクロ波共振器（２０）の分配並びに確定された堆積物のそれぞれの前記量及び／又はタイプが、前記装置（１０）の堆積物の空間分布に関する結論を出すに使用される請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記装置（１０）がカラム、熱交換器又は反応器である請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記装置（１０）の内部（１２）の堆積物の測定用デバイスであって、
少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）と、マイクロ波発生器と、分析ユニット（４０）とを含み、前記マイクロ波共振器（２０）が、前記装置（１０）の内部（１２）に配置され、前記マイクロ波共振器（２０）の内部（３６）と前記装置（１０）の内部（１２）との間の物質の交換が可能であり、前記分析ユニット（４０）が、前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の共振周波数及び／又は共振の性質の特定、並びに、これによる堆積物の前記量及び／又はタイプに関する結論を出すために、装備される、デバイス。
【請求項８】
前記マイクロ波共振器（２０）の壁（２２、２４）が、少なくとも部分的に導電性のグリッド（２８）又は導電性のメッシュ（２６）から構成される請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）が、
導電性のメッシュ（２６）又はグリッド（２８）からなる周面（２２）及び端面（２４）を有する円筒形共振器（７０）、
閉じた導電性周面（２２）及び導電性のメッシュ（２６）又はグリッド（２８）からなる端面（２４）を有する円筒形共振器（７０）、
円錐状に漸減する端部（７４）を有する円筒形共振器（７０）、
同軸共振器（７１）、又は、
導電性フィン（８０）を有する円筒形共振器（７０）として、
設計される請求項７又は８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記装置（１０）の内部（１２）が充填要素（１４）で充填され、前記充填要素（１４）が同様に前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の内部（３６）に配置される請求項７から９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記充填要素（１４）が触媒材料を含む請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記デバイスが、前記装置（１０）に分配配置可能な少なくとも２つのマイクロ波共振器（２０）を含み、前記分析ユニット（４０）が、確定された前記堆積物のそれぞれのタイプ及び／又は量並びに前記マイクロ波共振器（２０）の分配を使用して前記装置（１０）の内部（１２）の堆積物の分布に関する結論を出すために装備される請求項７から１１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記装置（１０）がカラム、熱交換器又は反応器である請求項７から１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記装置（１０）の内部（１２）の堆積物の測定用デバイスであって、
マイクロ波発生器及び分析ユニット（４０）を含み、前記装置（１０）の内部（１２）がマイクロ波共振器（２０）として設計され、前記分析ユニット（４０）が、前記マイクロ波共振器（２０）の共振周波数及び／又は共振の性質の特定、並びにこれによる堆積物の量及び／又はタイプに関する結論を出すために、装備される、デバイス。
【請求項１５】
前記装置（１０）の内部（１２）が充填要素（１４）で充填される請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記装置（１０）が多管式反応器、分割管、分離装置、断熱反応器、パイロット反応器、熱交換器、カラム又はパイプラインであり、前記装置の直径又は前記装置の一部の直径が１ｃｍ〜２０ｃｍである請求項１４又は１５に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ波放射により装置の内部の堆積物（deposit）を測定する方法に関する。さらに、本発明は前記方法を行うデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの化学方法及びプロセスを行う時、容器、カラム（column）、熱交換器又は反応器（reactor）のような使用される装置に不要な堆積物が生成される。装置が触媒を含む場合、特に頻繁に触媒が不要な堆積物に影響される。該堆積物は、行われる方法及びプロセスを損ない、成分及び状況により、さらに安全的な問題を示し得る。したがって、一定量に超える時、これらの堆積物を除去する必要がある。このために、使用される装置は止まらないとならない。不要な妨害を避け、最適な方式でメンテナンス間隔を定めるため、堆積物の量、及び任意にタイプ、を特定することが必要である。
【０００３】
流体が装置を通過する場合、プロセスボリューム（process volume）に沿う圧力損失は、堆積物の量の推定により測定される。ただし、得る結果は、不正確であり、また、堆積物が装置内のどこに位置されることに関する何も結論を出すことができない。
【０００４】
使用される装置に堆積物を生じる方法の例としては、触媒に炭素堆積物を生じる炭化水素の触媒反応が挙げられる。炭素堆積物の結果として、触媒の機能が損なわれるので、これらの炭素堆積物が特定の量になる時に除去されないとならない。
【０００５】
ドイツ特許出願ＤＥ １０ ３５８ ４９５には、触媒の状態を検出する方法を開示する。この方法において、触媒ハウジングの内部は、空洞共振器として形成される。マイクロ波はこの空洞共振器内に入れられ、再び検出される。ＮＯＸを有する触媒の貯蔵される物質の負荷（loading）は、共振周波数の変換及び／又は共振器の性質により推定される。
【０００６】
Ｇｅｒｈａｒｄ Ｆｉｓｃｈｅｒａｕｅｒたちの公表文献「マイクロ波により自動車のディーゼル粒子フィルターの煤煙負荷を検出する方法」Ｍｅａｓ. Ｓｃｉ. Ｔｅｃｈｎｏｌ. ２１ （２０１０）, ０３５１０８から、煤煙堆積物を有するディーゼル煤煙粒子フィルターの負荷は、マイクロ波放射により測定されることができる。この場合、該粒子フィルターは、拡大された直径を有する排気管の一部に収容される。前記排気管は、導電性材料を含み、排気管内に入れられたマイクロ波の導波管となることができる。ここで、マイクロ波の周波数は、これがより小さい直径を有する排気管の他の部分の制限周波数より低いように選択されるので、マイクロ波の前方への伝送が発生しない。よって、拡大された直径のエリアがマイクロ波共振器を構成し、共振及びダンピングのようなパラメーターが測定される。ディーゼル煤煙粒子フィルターの負荷の増加に伴って、監視されるパラメーターが変化するので、煤煙粒子の負荷は推定されることができる。
【０００７】
従来技術から知られるマイクロ波により堆積物を測定する方法の欠点は、まず、流体が通過する装置の圧力損失を測定する場合と同様に、全体の体積について平均した情報のみ得られることである。このように、装置の内部の堆積物の局所分解測定はできない。
【０００８】
次に、既知のマイクロ波方法は、使用されるマイクロ波放射が検査される容器の形状にマッチされることに依存する。真空中に直径Ｄ及び両端開放を有する円筒形共振器の最低の臨界周波数（カットオフ周波数）ｆｋは、下記の式により計算されることができ、
ｆｋ＝ｃ／（１．７１・Ｄ）
式中、ｃは光速を示す。共振器として約８ｃｍの直径を有する円筒形ハウジングの場合、ｆｋは、約２．２ＧＨｚであるので、通常約１ＧＨｚ〜３００ＧＨｚであるマイクロ波の範囲にある。ただし、多くの化学プロセス及び方法において、大幅により大きい装置が使用されるので、既知の方法が使用される場合、使用される共振器はより大きい寸法に達するべきである。１メートル直径の共振器の場合、臨界周波数は、１７５ＭＨｚであるので、対象とする周波数の範囲以外にある。さらに、大きい技術プロセスに使用される装置が再び大幅により大きく、それは共振周波数がさらにより低い周波数に変位されることを意味する。十分に高い分解能（resolution）を有する堆積物を検出するため、入れられた電磁波の周波数は任意に低いので選択されない可能性がある。検査される装置の寸法が十分に小さい場合、上記の方法はこの装置内の測定に容易に使用されることができる。ただし、任意の所望のサイズの装置に既知のマイクロ波測定方法を直接に適用することが可能ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、装置の内部の堆積物の簡単な測定を可能にする方法を提供することである。さらに、本発明の課題は、局所分解の手段でリアルタイムで、行われるプロセスに任意の妨害を起こらず装置の内部の堆積物の測定が可能な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題は、マイクロ波放射により装置の内部の堆積物を測定する方法により実現され、
ａ）前記装置の内部に少なくとも１つのマイクロ波共振器を設置する工程であって、前記共振器の内部が物質の交換をできるように装置の内部と接続される工程、又は少なくとも１つのマイクロ波共振器として装置の内部を形成する工程、
ｂ）前記少なくとも１つのマイクロ波共振器にマイクロ波放射を入れる工程、及び、
ｃ）前記少なくとも１つのマイクロ波共振器の共振周波数及び／又は共振の性質（quality）を測定する工程と、
を含み、工程ｂ）及びｃ）が繰り返され、前記少なくとも１つのマイクロ波共振器の前記共振周波数及び／又は前記共振の性質の変化から、前記装置の内部堆積物の量及び／又はタイプに関する結論を出す。
【００１１】
前記方法の第一の工程ａ）において、装置の内部がマイクロ波共振器として使用されることができない場合、堆積物に対して被検装置の内部に１つ以上のマイクロ波共振器が入れられる。導電性の壁及び適切な体積によって装置の内部自体がマイクロ波共振器として好適である場合、該装置の内部は少なくとも１つのアンテナの配置によりマイクロ波共振器を形成することができる。例えば、直径が１ｃｍ〜２０ｃｍである管状装置又は装置の管状部品は好適である。この工程は、準備工程として1回のみ行われる必要があり、例えば、清掃又はメンテナンスのためのいずれの場合にも前記装置の運転が停止している時に、行われてよい。前記少なくとも１つのマイクロ波共振器は、マイクロ波放射が前記共振器中に入れられる少なくとも１つのアンテナ、及び前記マイクロ波放射の検出用の少なくとも１つのアンテナ、を含む。マイクロ波放射の導入及び検出の両方に対して同じアンテナを使用することが可能である。前記少なくとも１つのアンテナは、例えば高周波（ＨＦ）ケーブル又は導波管（waveguide）などの好適なケーブルにより、マイクロ波放射を生じ検出された放射を分析する測定器と接続される。
【００１２】
マイクロ波共振器の内部は、導電性材料で少なくとも部分的に囲まれる一定な体積を示す。前記一定な体積は、物質の交換ができるような方式で、装置の内部と接続される。例えば、このために、マイクロ波共振器は一定の長さ及び直径の導電性材料からなるチューブとして実装される。該チューブの端部は、装置を通過する流体が前記マイクロ波共振器も通過するように開いている。該共振器が導電性材料で完全に囲まれていないが、周波数の好適な選択及びマイクロ波放射の伝送モードにより、マイクロ波共振器の内部から装置の内部まで放射の伝送を抑制することができる。
【００１３】
好ましくは、少なくとも１つのマイクロ波共振器は、装置の内部に設計及び位置されるので、該装置の既存の流体動特性が損なわれない。結果として、マイクロ波共振器の導入は、装置の中で行われる方法又はプロセスに有害な影響を与えない。装置の内部が直接にマイクロ波共振器として使用される場合、同様に装置の流体動特性が損なわれない。
【００１４】
マイクロ波共振器に含まれる物質、例えば、流体が通過する場合の流体は、物質特有の誘電率を有する。さらに、形成する堆積物は、前記流体と異なる物質特有の誘電率を有する。したがって、前記方法の工程ｂ）により、電磁波と称されるマイクロ波放射がマイクロ波共振器に合わせる場合、工程ｃ）による測定器により検出及び評価されることができる共振が形成される。ここでは、生じる共振周波数は、前記共振器に含まれる物質の誘電率に依存する。堆積物が検査される装置の内部に生じる場合、マイクロ波共振器は同様に装置に含まれる物質と接触するので、これらはマイクロ波共振器内でも生じる。堆積物の形成の結果として、マイクロ波共振器に含まれる物質混合物が変化し、一定な体積中の誘電率も変化する。この変化は、共振の変位の形式で前記測定器により検出されることができる。さらに、共振の性質も変化する結果として、測定されたマイクロ波放射の振幅も変化される。よって、測定された変化により、堆積物の量及び任意にタイプについても結論を出す。
【００１５】
用語堆積物について、まず装置の内部の物質堆積物が認識され、次に吸着により物質が装置の内部に制限され、提案された方法において吸着又は化学変換も堆積物と考えられる。さらなる物質の堆積も物質の結合も、マイクロ波放射を用いて測定されることができる誘電特性において可測定の変化を引き起こる。
【００１６】
装置の内部において、前記方法又はプロセスの抽出物及び産出物に加えて、例えば触媒物質を含む充填要素を入れられてもよい。前記方法の一実施態様において、少なくとも１つのマイクロ波共振器の内部に充填要素を同様に配置する条件が生成される。ここで、好ましくは同じ充填要素の使用である。さらに、好ましくは、充填要素の充填法も同じであることが確保される。結果として、マイクロ波共振器の内部に装置の内部と同じ条件が作られるので、マイクロ波共振器から測定された結果が装置の内部の体積の残りの部分に関する結論を出すことができる。
【００１７】
本発明の一実施態様において、前記方法の工程ａ）において、装置の内部に少なくとも２つのマイクロ波共振器が分配配置され、工程ｂ）及びｃ）が複数のマイクロ波共振器に実行され、装置の内部のマイクロ波共振器の分配並びに確定された堆積物のそれぞれの量及び／又はタイプが、装置の内部の堆積物の空間分布に関する結論を出すために使用される。
【００１８】
装置の内部がマイクロ波共振器として使用される場合、導電性のグリッド又は導電性のメッシュを入れることにより内部を複数の部分に分割してもよく、それぞれの部分に少なくとも１つのアンテナを設置してもよいので、同様に複数のマイクロ波共振器の使用が可能である。
【００１９】
好ましくは、使用されるマイクロ波共振器は、使用されるマイクロ波放射の波長の振幅ほどの寸法を有する。約１ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数の場合、これは数ミリから３０ｃｍまでの間にある寸法に対応する。従って、マイクロ波共振器は、規定により数メートルの寸法を有する検査される装置と比較すると小さい。よって、堆積物の空間分布の情報を得るために、複数のイクロ波共振器が装置の中に分配配置されることが可能である。
【００２０】
前記方法の一実施態様において、装置は、カラム、熱交換器又は反応器である。
【００２１】
提案された方法で、少なくとも１つのマイクロ波共振器の導入の後、堆積物の生成は連続的に監視されることができる。これは、例えば、不要な堆積物の生成を防止又は少なくとも最小限にする効果に使用されるプロセスパラメータの最適化に使用されてもよい。されに、検査される装置において、複数のマイクロ波共振器が異なる位置に配置されることが可能であるので、複数の異なる点で同時に測定することも可能である。結果として可能である堆積物の空間的に解決された測定は、装置に堆積物が次第に形成される問題点を簡単に発見することが可能になる。
【００２２】
提案された測定方法は、例えば、反応器が触媒充填物で充填される触媒法に適用されてもよい。触媒充填物は成形品、発泡体またはモノリスからなってもよい。例えば、水和、脱水又は酸化である炭化水素反応の間に、炭素堆積物が触媒に生成される。提案された方法により、この炭素堆積プロセスが定量化され見つけ出される。反応における介入の結果として、反応器に含まれる触媒の炭素堆積物の形成を抑制することができるので、反応器の使用寿命が有利に延長される。さらに、高精度なデータは、反応器のメンテナンス又は点検の計画の改善を可能にする。
【００２３】
前記方法のさらなる可能の用途は、堆積物の生成が可能である分離カラムの監視である。例えば、アクリル酸などのモノマーを製造する間に、最後の洗浄工程では、高純度且つ非安定化のモノマーがカラムの上部に着くので、そこにポリマーの高い形成性が引き起こされる。その後、堆積物は、生成のモノマーの自己重合により形成される。分離カラムの堆積物の連続的検出により、プロセスパラメータは、重合が抑制されるように最適化される。
【００２４】
さらに、堆積物は熱交換器にも生じ、堆積物は低温用途にも高温用途にも生じる。低温用途の例としては、流動接触分解（ＦＣＣ）プロセスのいわゆる「保冷箱（cold boxes）」が挙げられる。
【００２５】
エチレンを得るためのこの低温分離の間に、爆発性樹脂（explosive resins）、いわゆる「ノクスガム（Nox gum）」が生成される。これらの堆積物の検出は、設備の安全性の改善に寄与する。
【００２６】
本発明のさらなる態様は、少なくとも１つのマイクロ波共振器と、マイクロ波発生器と、分析ユニットとを含む装置の内部の堆積物の測定用デバイスを提供することである。前記マイクロ波共振器は、装置の内部に配置することを考えると、マイクロ波共振器の内部と装置の内部との間の物質の交換が行われるように設計される。前記分析ユニットは、少なくとも１つのマイクロ波共振器の共振周波数及び／又は共振の性質の確定、並びに、これにより堆積物の量及び／又はタイプに関する結論を出すために、装備される。
【００２７】
前記デバイスの一変形態様において、マイクロ波発生器及び分析ユニットは、１つのユニットを形成してもよく、例えば、ネットワーク分析器又はスペクトル分析器として設計されてもよい。堆積物の量又はタイプの指定は、ネットワーク分析器と接続されるコンピューターで実行する評価用ソフトウェアにより指定されてもよい。
【００２８】
マイクロ波共振器は導電性材料から製造され、これに対して該共振器の容積を完全に囲む必要がない。好ましくは、マイクロ波共振器の寸法は、使用されるマイクロ波放射の波長の大きさである。即ち、約１ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数が使用される場合、該寸法は数ミリから３０ｃｍまでの間にある。
【００２９】
前記デバイスの一実施態様において、少なくとも１つのマイクロ波共振器の壁は、少なくとも部分的に導電性のグリッド又は導電性のメッシュから構成される。導電性のメッシュからなる場合、共振器の性質は、特にメッシュの厚さ、多孔性、孔の間隔、孔の直径及び孔の形状により、特定される。好ましくは、孔の直径がマイクロ波放射の波長の四分の一未満であるので、該マイクロ波放射ができる限りにメッシュを透過しない。これに関して、例えば、Ｔ．Ｙ． Ｏｔｏｓｈｉの「周波数の機能として６４メートル直径のアンテナメッシュ材料のＲＦ特性」ＪＰＬテクニカルレポート３２−１５２６, Ｖｏｌ. ＩＩＩに参照する。導電性のグリッドの場合、共振器の性質は、特に、グリッドバー（grid bar）の数量及び配置により、グリッドの長さｄｇにより、特定される。好適な配置は、例えば、交差した２つのグリッドバー（クロスグリッド（cross grid））又はそれぞれ互いに４５°の角度を有する4つのグリッドバー（スターグリッド（star grid））である。さらなる好適なグリッド及びその特性は、例えば、Ｅ． Ｇ． Ｎｙｆｏｒｓの論文「流れの下の物質の測定用円筒形マイクロ波共振器センサー」Ｍａｙ ２０００, ＩＳＢＮ ９５１−２２−４９８３−９,１３１〜１４６頁から得られる。マイクロ波共振器の壁に導電性のメッシュ又はグリッドの使用は、マイクロ波共振器の内部が装置の内部の他の部分とメッシュ又はグリッドによりほとんど妨害されないので、有利である。
【００３０】
好ましくは、デバイスの少なくとも１つのマイクロ波共振器は、導電性のメッシュ又はグリッドからなる周面及び端面を有する円筒形共振器、導電性のメッシュ又はグリッドからなる閉じた導電性の周面及び端面を有する円筒形共振器、円錐状に漸減する端部を有する円筒形共振器、並びに、同軸共振器又は導電性のフィンを有する円筒形共振器として、設計される。
【００３１】
この場合、好ましくは、共振器の輪郭は円形である。ただし、例えば、長円形又は三角形を有するさらなる実施態様は、同様に可能である。
【００３２】
デバイスが内部に充填要素で充填される装置に使用される場合、好ましくは、マイクロ波共振器の内部は同様に充填要素で充填されるべきである。設計の一変形態様において、使用される充填要素は触媒物質を含んでもよい。マイクロ波共振器を充填するため、好ましくは、装置の内部の残余と同じ充填要素からなる使用である。
【００３３】
デバイスの一実施態様において、前記デバイスは、装置の内部に分配配置されてもよい少なくとも２つのマイクロ波共振器を含む。分析ユニットは、マイクロ波共振器の分配、及び装置内部の堆積物の分布に関する結論を出るための確定される堆積物のそれぞれのタイプ及び／又は量を使用するために装備される。
【００３４】
この場合、堆積物の量及び／又はタイプの測定は、最初にそれぞれのマイクロ波共振器に別々に行われる。その後、評価の間に、各マイクロ波共振器の位置が考慮され、検査される装置内部の堆積物が計算される。
【００３５】
好ましくは、検査される装置は、カラム、熱交換器又は反応器である。
【００３６】
装置自身が好適な寸法を有する場合、その内部がマイクロ波共振器としてもよいので、さらなるマイクロ波共振器の配置をなくすことができ、装置自身が測定のためにマイクロ波共振器として使用することができる。
【００３７】
一さらなる実施態様において、装置内部の堆積物の測定用デバイスは、マイクロ波発生器及び分析ユニットを含む。装置の内部はマイクロ波共振器として設計される。分析ユニットは、マイクロ波共振器の共振周波数及び／又は共振の性質の特定、並びにこれから堆積物の量及び／又はタイプに関する結論を出るために、装備される。
【００３８】
装置の壁は、必ず導電性であり、又は、任意に、全体に金属レイヤーをすることにより導電性になる。ここで、壁の１つのレイヤーが導電性であれば十分であり、壁の内側は導電性を有する必要がない。さらに、装置の内部は、マイクロ波発生器に対して所望の寸法を必ず有する。任意に、装置の１つの部分のみがマイクロ波共振器に好適な寸法を有することが可能である。例えば、直径が約１ｃｍ〜２０ｃｍにある、管状装置又は装置の管状部品が、好適である。
【００３９】
装置の内部をマイクロ波共振器として使用するために、１つ以上のアンテナが装置に配置され、伝送形状（transmission geometry）の測定に少なくとも２つのアンテナが必要である。さらに、複数のアンテナを配置する及び内部を複数のエリアに細分することにより、装置内部に１つ以上のマイクロ波共振器を形成することが可能である。例えば、導電性のグリッド又はメッシュで細分できる。
【００４０】
装置内部の堆積物の測定用マイクロ波共振器としての装置の使用は、特に、多管式反応器（multi-tube reactors）、分割管（split tubes）、分離装置（separation apparatus）、断熱反応器（adiabatic reactors）、パイロット反応器（pilot reactors）、熱交換器、カラム又はパイプラインに対して、可能である。
【００４１】
典型的に、多管式反応器は、２ｃｍ〜５ｃｍの範囲の直径を有するチューブを使用する。この形状が内部にマイクロ波射線の形成を可能にするので、チューブがマイクロ波共振器として使用されてもよい。多管式反応器において、上述された測定方法の応用は、特に破壊的な堆積物が形成される反応が行われる場合、適切である。多管式反応器は、例えば、無水フタル酸（ＰＳＡ）、アクロレイン、アクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸（ＭＳＡ）、シクロデカノン（ＣＤＯＮ）、又は、酸化脱水素によるオレフィン、ジエン及びアルキンの製造に、使用される。
【００４２】
分割管は、例えば、スチームクラッカーに使用され、通常１０ｃｍ〜２０ｃｍの直径を有する。したがって、ここで、堆積物の測定方法の直接的な応用は、さらなる共振器の導入がなくても可能である。
【００４３】
さらに、該方法は、技術的なセンタースケール（center scale）に使用されるパイロット反応器に簡単に使用されてもよい。同様に、その寸法は、反応器内部にさらに配置されるマイクロ波共振器がない方法の実行に好適である。
【００４４】
既に上記実施態様でさらに記載されたように、装置は充填要素又は触媒で充填されてもよい。
【００４５】
さらに、例えばアクリル酸の製造に使用される分離装置は、マイクロ波測定方法の直接的な応用に対して好適な寸法を有する。そこで、測定により監視されるアクリル酸の製造中、分離カラムの上部に形成された重合物の形成に対して特に可能である。
【００４６】
さらに、低温及び高温範囲の多くの熱交換器は、マイクロ波共振器とする使用に対してその内部に好適な寸法を有する。これは、例えば、炭化水素流の蒸発に使用され２０ｃｍ未満の直径を有する高温熱交換器を含み、生じる炭素堆積物又は生物付着を生じる熱交換器に対して可能である。低温熱交換器において、あるエリアで、生じる安全性関連の堆積物の形成に対して可能である。これの例としては、クラッカー（cracker）セクターにおける応用が挙げられる。メタン及びエタンが分離されるいわゆる保冷箱において、排ガスに存在する酸化窒素は、炭化水素の存在下で爆発性化合物を形成する。提案されたマイクロ波測定技術は、これらの堆積物の検出の１つ可能な手段を提供する。
【００４７】
提案されたマイクロ波測定技術は、ガードベッド（guard bed）の残る容量の測定に使用されてもよい。ガードベッドは、ガス混合物から特定の成分を除去するために使用される。例えば、銅は、硫黄化合物を除去するための吸収物質とするガードベッドに使用される。硫黄の吸収の結果として、銅（Ｃｕ）は硫化銅（ＣｕＳ）に変換される。ＣｕとＣｕＳの導電率が異なるので、マイクロ波測定技術が銅の化学状態の測定に使用することができる。この場合、硫化銅に変換された銅における硫黄結合は測定されるべき堆積物として見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
以下、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
【図１】図１は、反応器内部に配置されるマイクロ波共振器を示す。
【図２ａ】図２ａは、伝送状態で運転されるマイクロ波共振器を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、反射状態で運転されるマイクロ波共振器を示す。
【図３】図３は、内部に配置される３つのマイクロ波共振器を有する反応器を示す。
【図４】図４は、充填要素で充填された毛細管を有する円筒形共振器を示す。
【図５】図５は、炭素を有する異なる負荷の共振周波数の測定を示す。
【図６ａ】図６ａは、周面及びメッシュからなる被覆面を有する円筒形共振器を示す。
【図６ｂ】図６ｂは、周面及びメッシュからなる被覆面を有する円筒形共振器を示す。
【図７ａ】図７ａは、閉じた周面及びメッシュからなる被覆面を有する円筒形共振器を示す。
【図７ｂ】図７ｂは、閉じた周面及びメッシュからなる被覆面を有する円筒形共振器を示す。
【図８ａ】図８ａは、閉じた周面及び被覆面としてグリッドを有する円筒形共振器を示す。
【図８ｂ】図８ｂは、閉じた周面及び被覆面としてグリッドを有する円筒形共振器を示す。
【図９ａ】図９ａは、開放端に向かって先細になる円筒形共振器を示す。
【図９ｂ】図９ｂは、開放端に向かって先細になる円筒形共振器を示す。
【図１０ａ】図１０ａは、同軸共振器を示す。
【図１０ｂ】図１０ｂは、同軸共振器を示す。
【図１１ａ】図１１ａは、導電性のフィンを有する円筒形共振器を示す。
【図１１ｂ】図１１ｂは、導電性のフィンを有する円筒形共振器を示す。
【図１２】図１２は、触媒に割り当てられた共振周波数の変位、及び反応器の運転時間を通して触媒活性に割り当てられた共振周波数の減少、を示す。
【図１３】図１３は、反応器の圧力降下、及び反応器の運転時間を通して触媒に割り当てられた共振周波数の変位、を示す。
【実施例】
【００４９】
図１は、反応器内部に配置されるマイクロ波共振器を示す。
【００５０】
図１は反応器の容器１０を示す。容器１０の内部１２に配置されるマイクロ波共振器２０は、図１の実施例に示され、円筒形共振器として設計される。マイクロ波共振器２０の周面２２及び端面２４は、導電性のメッシュ２６として実装される。マイクロ波共振器２０が、取付材３４により容器１０の壁に固定される。容器１０の内部１２の残り部分もマイクロ波共振器２０の内部３６も、充填要素１４で充填される。マイクロ波共振器２０の壁がメッシュ２６として実装される結果として、妨害なくマイクロ波共振器２０の内部３６と容器１０の内部１２との間の物質の交換が可能であり、容器１０に行われるプロセスの条件が容器１０の内部１２及びマイクロ波共振器２０の内部３６でほとんど同じである。
【００５１】
方法の工程ｂ）及びｃ）に記載の測定に対して、アンテナ３０が提供される。アンテナ３０により、マイクロ波放射は、マイクロ波共振器２０の内部３６に入れられ、再び検出されることができる。この目的を達成するために、まずマイクロ波放射を生成でき、且つ次に検出された放射を評価できる測定器が、アンテナ３０に接続される。
【００５２】
マイクロ波共振器２０の共振周波数の測定のために、特定の周波数のマイクロ波が、測定器により生成され、次にアンテナ３０により検出される。この手順がさまざまな周波数のマイクロ波に対して繰り返される。該周波数の範囲は、該範囲がマイクロ波共振器２０の期待共振周波数をカバーし、堆積物により変位された共振周波数をカバーすることに対して十分に大きいように、選択される。検査された周波数窓（frequency window）は、通常、期待共振周波数に集中され、約１０ＭＨｚ〜約１ＧＨｚの幅である。
【００５３】
測定された共振周波数及び検出されたマイクロ波放射の振幅は、マイクロ波共振器２０の内部にある物質の誘電特徴に依存する。現に、堆積物がマイクロ波共振器２０の内部に生じる場合、これらの特徴は変化し、共振周波数などのマイクロ波共振器２０の特徴の分析により検出されることができる。
【００５４】
図２ａは、伝送状態で運転されるマイクロ波共振器を示す。
【００５５】
図２ａは、周面２２及び端面２４を有するマイクロ波共振器２０を示す。いずれの場合にも、アンテナ３０及び３２は、端面２４のエリアに配置される。第１アンテナ３０が頂部に配置され、第２アンテナ３２が底部に配置される。前記２つのアンテナ３０及び３２は、好適な同軸ケーブル３８又は導波管により測定器４０と接続される。
【００５６】
マイクロ波共振器２０の特徴を測定するために、測定器４０は、所定の周波数の範囲にあるマイクロ波共振器２０の動作の検査に使用される。検査された周波数窓は、通常、期待共振周波数に集中され、約１０ＭＨｚ〜約１ＧＨｚの幅である。さまざまな周波数の放射は、第１アンテナ３０を通じて測定器４０によりマイクロ波共振器２０に連続的に入れられ、第２アンテナ３２を通じて再び検出される。マイクロ波がマイクロ波共振器２０を通過して反対側で検出されるので、図２ａに示されるマイクロ波共振器２０はマイクロ波共振器２０伝送状態で運転される。ここで、検出された放射の振幅はそれぞれの注入された周波数に対して保存される。生じる最大値及び最小値の分析により、マイクロ波共振器２０の共振周波数は確定されることができる。
【００５７】
図２ｂは、反射状態で運転されるマイクロ波共振器を示す。
【００５８】
同様に、図２ｂは、マイクロ波共振器２０を示す。図２ａに示された実施例と区別するため、第１アンテナ３０のみは上部の被覆面２４に配置される。アンテナ３０は、フィードライン３８又は導波管により測定器４０と接続される。マイクロ波共振器２０の特徴の測定が図２ａと同じ手段で行われるが、注入されたマイクロ波放射が同じアンテナ３０により再び検出されるので、図２ｂに示された共振器が反射状態で運転される。
【００５９】
図３は、内部に配置される３つのマイクロ波共振器を有する反応器を示す。
【００６０】
図３は、内部１２に３つのマイクロ波共振器２０が配置される反応器１０を示す。これらは、反応器１０の内部に異なる高さにそれぞれに配置される。図３に示された実施例において、マイクロ波共振器２０は、周面及び端面が導電性のメッシュから構成される円筒形共振器として実装される。フィードライン３８により測定器と接続されるアンテナ３０は、それぞれにマイクロ波共振器２０の頂端面に配置される。マイクロ波共振器２０は、取付材３４により反応器１０に固定される。
【００６１】
マイクロ波共振器２０の各内部はその透過性壁によって反応器１０の内部１２と接触するので、妨害なく物質の交換が可能である。よって、堆積物が反応器１０の内部に生じる場合、堆積物がマイクロ波共振器２０の内部にも生じる。即ち上述されたように、該堆積物は、それらの物質特有の誘電率の結果として、マイクロ波共振器２０内部の誘電特性を変え、よって測定器４０により検出される。
【００６２】
堆積物の検出に加えて、測定された結果にマイクロ波共振器２０のそれぞれの位置を指定するにより、測定器４０は反応器１０内部の堆積物の空間分布に関する結論を出すことができる。これは、特に堆積物の蓄積を有するエリアを簡単に測定すること、及び使用される装置の問題エリアを確認することを、可能にする。
【００６３】
図４は、充填要素で充填された毛細管を有する円筒形共振器を示す。
【００６４】
図４は、周面２２及び端面２４を有するマイクロ波共振器２０を示す。該マイクロ波共振器２０は、５０ｍｍの高さ５０及び９３ｍｍの直径４８を有する。マイクロ波共振器２０の中心に配置される毛細管４２には、充填要素１４とする顆粒４４が提供される。誘導インジェクション５４を目的とするアンテナ３０は周面２２に配置される。同軸ケーブルとして実装されるフィードライン３８はアンテナ３０と接続される。
【００６５】
図４に示される共振器は、堆積物の異なる量を有する共振周波数の変位を検出するための実験装置として、以下に使用される。この共振器は、正確に定義される形状を有し、特に実験に対して好適である。
【００６６】
図５は、異なる炭素負荷を有する図４による共振器による共振周波数の測定を示す。
【００６７】
図５は、図４による実験装置における触媒についての異なる炭素負荷による共振周波数の測定を示す。この測定に選択された触媒は、市販の錠剤形態（３ｍｍ ｘ ５ｍｍ）の触媒であった。これらは、異なる反応期間により前記実験の実験装置にさまざまな量の炭素によって負荷された。次に、該炭素負荷は成分分析により確定された。図５において、Ｘ軸が炭素を有する触媒成分の負荷をパーセントで示し、ＧＨｚの共振周波数のシフトがＹ軸に表示される。該測定は、共振器の毛細管の中で、いずれの場合にも１つ、２つ又は３つの触媒成分で、３回行われた。１つの触媒成分での測定６０の場合、炭素負荷の増加と共に、明確に検出可能でより高い周波数に向かう低シフトが示される。この効果は、２つの触媒成分での測定６２及び３つの触媒成分での測定６４のいずれの場合にも、強化される。よって、炭素を有する触媒成分の負荷の推定、及び炭素含有の堆積物の測定は、測定された共振周波数により行われる。
【００６８】
図６ａ及び６ｂは、周面及びメッシュからなる被覆面を有する円筒形共振器を示す。
【００６９】
図６ａ及び６ｂは円筒形共振器７０を示す。図６ａが側面からの筒形共振器７０を示し、図６ｂが上から視た円筒形共振器７０を示す。示された実施例において、円筒形共振器７０の輪郭は円形の形で実装される。周面２２も端面２４もメッシュ２６として実装される。メッシュ２６は導電性材料からなる。円筒形共振器７０の性質は、特にメッシュの厚さ、多孔性、孔の間隔、孔の直径及び孔の形状により、特定される。好ましくは、孔の直径がマイクロ波放射の波長の四分の一未満であるので、該マイクロ波放射ができる限りメッシュ２６を透過しない。これに関して、例えば、Ｔ．Ｙ． Ｏｔｏｓｈｉの「周波数の機能として６４メートル直径のアンテナメッシュ材料のＲＦ特性」ＪＰＬテクニカルレポート３２−１５２６, Ｖｏｌ. ＩＩＩに参照する。
【００７０】
円筒形共振器７０が反射又は伝送に運転されるか否かにより、１つ又は２つのアンテナが円筒形共振器７０に配置される。さらに、例えば、１つの端面２４は、円筒形共振器７０の内部を充填要素で充填することができるために、着脱式カバーとして実装されてもよい。
【００７１】
図７ａ及び７ｂは、閉じた周面及びメッシュからなる被覆面を有する円筒形共振器を示す。
【００７２】
図７ａ及び７ｂは円筒形共振器７０を示す。図７ａが側面からの筒形共振器７０を示し、図７ｂが上から視た円筒形共振器７０を示す。示される共振器は、図１及び図２の共振器の代替の実施例を表す。示された実施例において、円筒形共振器７０の輪郭は円形の形で実装される。一般的に、周面２２は、導電性材料からなり、開口がない。円筒形共振器７０の２つの端面２４はメッシュ２６として実装される。メッシュ２６は導電性材料からなる。メッシュ２６の特性は、既に上記で記載された。該マイクロ波放射は、導電性のメッシュ２６と周面２２とのどちらも透過しない。
【００７３】
また、円筒形共振器７０が反射状態又は伝送状態で運転されるか否かにより、１つ又は２つのアンテナが円筒形共振器７０に配置される。さらに、例えば、１つの端面２４は、円筒形共振器７０の内部を充填要素で充填するために、着脱式カバーとして実装されてもよい。
【００７４】
図８ａ及び８ｂは、閉じた周面及び被覆面としてグリッドを有する円筒形共振器を示す。
【００７５】
図８ａ及び８ｂは円筒形共振器７０を示す。図８ａが側面からの円筒形共振器７０を示し、図８ｂが上から視た円筒形共振器７０を示す。示される共振器は、図１及び図２の共振器の代替の実施例を表す。示された実施例において、円筒形共振器７０の輪郭は円形の形で実装される。一般的に、周面２２は、導電性材料からなり、開口がない。円筒形共振器７０の２つの端面２４がグリッド２８として実装され、同様にグリッド２８が導電性材料からなり、グリッド２８のバーが長さｄｇを有する。既に記載された共振器と同様に、グリッド２８にある開口の寸法は、該マイクロ波放射がグリッド２８を透過できないように、選択される。導電性のグリッドの場合、該共振器の性質は、特に該グリッドバーの数量及び配置、並びに該グリッドの長さｄｇにより、測定される。例えば、好適な配置は、交差した２つのグリッドバー（クロスグリッド（cross grid））、又はそれぞれ互いに４５°の角度を有する4つのグリッドバー（スターグリッド（star grid））である。さらなる好適なグリッド及びその特性は、例えば、Ｅ． Ｇ． Ｎｙｆｏｒｓの論文「流れの下の物質の測定用円筒形マイクロ波共振器センサー」Ｍａｙ ２０００, ＩＳＢＮ ９５１−２２−４９８３−９,１３１〜１４６頁から得られる。
【００７６】
また、円筒形共振器７０が反射状態又は伝送状態で運転されるか否かにより、１つ又は２つのアンテナが円筒形共振器７０に配置される。さらに、例えば、１つの端面２４は、円筒形共振器７０の内部を充填要素で充填するために、着脱式カバーとして実装されてもよい。
【００７７】
図９ａ及び９ｂは、開放端に向かって先細になる円筒形共振器を示す。
【００７８】
図９ａ及び９ｂは円筒形共振器７０を示す。図９ａが側面からの円筒形共振器７０を示し、図９ｂが上から視た円筒形共振器７０を示す。示される共振器は、図１及び図２の共振器の代替の実施例を表す。円筒形共振器７０は、円形の横断面を有し、中心部７２で直径が一定である。中心部７２から、該横断面は、２つの開放端７４に向かって先細になる。一般的に、円筒形共振器７０の周面２２は、導電性材料からなり、且つ開口がないが、該円筒形共振器が先細端部７４で開いている。
【００７９】
好ましくは、円筒形共振器７０の先細端部７４の直径は、マイクロ波の周波数が円筒形共振器７０の先細部品の制限周波数以下であるように、マイクロ波の周波数とマッチされ、これにより、マイクロ波の進行伝達が行われない。
【００８０】
図１０ａ及び１０ｂは、同軸共振器を示す。
【００８１】
図１０ａ及び１０ｂは同軸共振器７１を示す。同軸共振器７１の内部に、チューブ７８は内部導体として周面２２と同軸的に配置される。示される共振器は、図１及び図２の共振器の代替の実施例を表す。円筒形共振器７０のチューブ７８は、好ましくは非導電性材料からなるウェブ７６に支えられる。チューブ７８及び周面２２は導電性材料からなる。図１０ａが側面からの同軸共振器７１を示し、図１０ｂが上から視た同軸共振器７１を示す。チューブ７８の周囲エリアに、さらなるマイクロ波モードは、伝わることができるが、同軸配置のエリア以外に存在することができない。よって、該放射は、下記の実験が示すように、共振器７１の内部にとどまる。
【００８２】
内部導体の長さＬｒを考えると、同軸共振器７１の最も低い共振は、下記の式であり、
λｒ＝２Ｌｒ
式中、λｒは共振マイクロ波放射の波長である。内部導体の長さが十分な長さであるように選択される場合、即ちＬｒが０．８５Ｄ（Ｄが同軸共振器７１の直径である）を超える場合、そのとき同軸共振器７１の共振周波数が円筒形導波管の遮断周波数未満であり、該遮断周波数が１．７１Ｄに指定され、これはＥ． Ｇ． Ｎｙｆｏｒｓの論文「流れの下の物質の測定用円筒形マイクロ波共振器センサー」Ｍａｙ ２０００, ＩＳＢＮ ９５１−２２−４９８３−９,５３〜５４頁の例を参照する。
【００８３】
図１１ａ及び１１ｂは、導電性のフィンを有する円筒形共振器を示す。
【００８４】
図１１ａ及び１１ｂは円筒形共振器７０を示す。周面２２から中心に向かって、円筒形共振器７０の内部にフィン８０が配置される、図１１ａが側面からの円筒形共振器７０を示し、図１１ｂが上から視た円筒形共振器７０を示す。示される共振器は、図１及び図２の共振器の代替の実施例を表す。フィン８０及び周面２２は導電性材料からなる。フィン８０の周囲エリアに、さらなるマイクロ波モードが伝わることができるが、このアリア以外に存在することができない。よって、該放射は共振器の内部にとどまる。該共振器の遮断周波数は、フィン８０の高さ及び長さに依存し、フィンがない共振器の遮断周波数より低く、例えば、Ｅ． Ｇ． Ｎｙｆｏｒｓの論文「流れの下の物質の測定用円筒形マイクロ波共振器センサー」Ｍａｙ ２０００, ＩＳＢＮ ９５１−２２−４９８３−９,８５〜８７頁を参照する。
【００８５】
図１２は、反応器の日単位の運転時間に応じた転化率８４の形で示される触媒活性及び共振周波数８２を有する反応器を示す。ここで、使用される反応器の例としては、アセチレンの水和に使用され、水和化触媒を含む反応器である。転化率８４は、触媒活性の測定であり、％で表示される。転化率が大きいほど、触媒活性が高くなる。図１２に示された実施例において、アセチレンは水和されるので、転化率８４は水和されたアセチレンの割合に与える。最初に、転化率８４がほぼ９９％であり、換言すれば該反応器でほぼ９９％のアセチレンが水和される。該反応器の２０日間の運転の後、炭素堆積物の結果として、触媒活性は転化率８４が約８７％に下がる程度のように減少した。
【００８６】
反応器の運転中、マイクロ波放射が反応器の中に放射され、再び検出された。ここで、該反応器はマイクロ波共振器とする。マイクロ波放射の周波数は３００ｋＨｚ〜２０ＧＨｚの間に変化された。反応器に含まれる触媒床に起因する共振周波数は、約９．７５ＧＨｚの範囲に発現された。反応器の運転の最初に、共振周波数８２が約９．７５ＧＨｚであった。運転の進みに伴って、誘電特性に影響を及ぼす該触媒が変化した。結果として、共振周波数８２も変化した。２０日間の運転の後、共振周波数８２は約９．６７ＧＨｚまで減少した。
【００８７】
図１２の図は、転化率８４が共振周波数８２にほぼ比例的に減少することを開示する。その故に、共振周波数８２は触媒活性の良い指標である。
【００８８】
図１３において、図１２のように、共振周波数８２は反応器の日単位の運転時間に応じて示される。さらに、図１３において、触媒床を通る圧力降下８６は線状に表示される。
【００８９】
図１３の図が開示するように、２０日間の運転の後でも、触媒床を通る圧力降下８６は未だに実質的に変化しない。比較として、共振周波数８２の明らかな変位が既に有する。その故に、共振周波数８２は、触媒活性の指標としてより良く適する。
【符号の説明】
【００９０】
１０  容器／反応器
１２  容器の内部
１４  充填要素
１６  容器の縁
２０  マイクロ波共振器
２２  周面
２４  端面
２６  導電性のメッシュ
２８  導電性のグリッド
３０  アンテナ（第１）
３２  アンテナ（第２）
３４  取付材（非導電性）
３６  マイクロ波共振器２０の内部
３８  アンテナのフィードライン
４０  分析ユニット
４２  毛細管
４４  顆粒
４６  毛細管４２の直径
４８  マイクロ波共振器２０の直径
５０  マイクロ波共振器２０の高さ
５２  同軸ケーブル
５４  誘導インジェクション
６０  １つの顆粒での測定
６２  ２つの顆粒での測定
６４  ３つの顆粒での測定
７０  円筒形共振器
７１  同軸共振器
７２  中心部
７４  端部
７６  ウェブ
７８  チューブ
８０  フィン
ｄｇ  グリッドの長さ
８２  共振周波数
８４  転化率
８６  圧力降下
【図１】
2016520820.tif 000003
【図２Ａ】
2016520820.tif 000004
【図２Ｂ】
2016520820.tif 000005
【図３】
2016520820.tif 000006
【図４】
2016520820.tif 000007
【図５】
2016520820.tif 000008
【図６Ａ】
2016520820.tif 000009
【図６Ｂ】
2016520820.tif 000010
【図７Ａ】
2016520820.tif 000011
【図７Ｂ】
2016520820.tif 000012
【図８Ａ】
2016520820.tif 000013
【図８Ｂ】
2016520820.tif 000014
【図９Ａ】
2016520820.tif 000015
【図９Ｂ】
2016520820.tif 000016
【図１０Ａ】
2016520820.tif 000017
【図１０Ｂ】
2016520820.tif 000018
【図１１Ａ】
2016520820.tif 000019
【図１１Ｂ】
2016520820.tif 000020
【図１２】
2016520820.tif 000021
【図１３】
2016520820.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月22日(2015.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波放射により装置（１０）の内部（１２）の堆積物を測定する方法であって、
ａ.前記装置（１０）の内部（１２）に少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）を配置する工程であって、物質の交換をできるように前記マイクロ波共振器（２０）の内部（３６）が前記装置（１０）の内部（１２）と接続される工程、
ｂ.前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）にマイクロ波放射を入れる工程、及び
ｃ.前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の共振周波数及び／又は共振の性質を特定する工程、
を含み、前記工程ｂ）及びｃ）が繰り返され、前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の前記共振周波数及び／又は共振の前記性質の変化から、前記装置（１０）の内部（１２）の堆積物の量及び／又はタイプに関する結論を出し、充填要素（１４）が前記装置（１０）の内部（１２）に配置され、充填要素（１４）が同様に前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の内部に配置され、前記装置（１０）の内部（１２）と同じ条件が前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の内部に生成するように、同じ充填要素（１４）がそれぞれに使用され、前記充填要素（１４）の同じ充填法が使用される、方法。
【請求項２】
前記装置（１０）の内部（１２）に前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）が、前記装置（１０）の流体動特性が損なわれないように、設計され位置される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記充填要素（１４）が触媒材料を含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記工程ａ）において、少なくとも２つのマイクロ波共振器（２０）が前記装置（１０）の内部（１２）に分配配置され、前記工程ｂ）及びｃ）が複数のマイクロ波共振器（２０）に実行され、前記装置（１０）の内部（１２）での前記マイクロ波共振器（２０）の分配並びに特定された堆積物のそれぞれの量及び／又はタイプが、前記装置（１０）の堆積物の空間分布に関する結論を出すに使用される請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記装置（１０）がカラム、熱交換器又は反応器である請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記装置（１０）の内部（１２）の堆積物の測定用デバイスであって、
少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）と、マイクロ波発生器と、分析ユニット（４０）とを含み、前記マイクロ波共振器（２０）が、前記装置（１０）の内部（１２）に配置され、前記マイクロ波共振器（２０）の内部（３６）と前記装置（１０）の内部（１２）との間の物質の交換が可能であり、前記分析ユニット（４０）が、前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の共振周波数及び／又は共振の性質の確定、並びに、これによる堆積物の量及び／又はタイプに関する結論を出すために、装備され、充填要素（１４）が前記装置（１０）の内部（１２）に配置され、充填要素（１４）が同様に前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の内部に同様に配置され、前記装置（１０）の内部（１２）と同じ条件が前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）の内部に存在するように、それぞれの前記充填要素（１４）が同じで同じ充填法を有する、デバイス。
【請求項７】
前記マイクロ波共振器（２０）の壁（２２、２４）が、少なくとも部分的に導電性グリッド（２８）又は導電性メッシュ（２６）から構成される請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２０）が、
導電性のメッシュ（２６）又はグリッド（２８）からなる周面（２２）及び端面（２４）を有する円筒形共振器（７０）、
閉じた導電性の周面（２２）及び導電性のメッシュ（２６）又はグリッド（２８）からなる端面（２４）を有する円筒形共振器（７０）、
円錐状に漸減する端部（７４）を有する円筒形共振器（７０）、
同軸共振器（７１）、又は、
導電性フィン（８０）を有する円筒形共振器（７０）として、
設計される請求項６又は７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記充填要素（１４）が触媒材料を含む請求項６から８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記デバイスが、前記装置（１０）に分配配置可能な少なくとも２つのマイクロ波共振器（２０）を含み、前記分析ユニット（４０）が、確定された前記堆積物のそれぞれのタイプ及び／又は量並びに前記マイクロ波共振器（２０）の分配を使用して前記装置（１０）の内部（１２）の堆積物の分布に関する結論を出すために装備される請求項６から９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記装置（１０）がカラム、熱交換器又は反応器である請求項６から１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【国際調査報告】
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