介电常数估计装置以及具有介电常数估计装置的微波加热装置制造方法及图纸

为了提供即使不清楚对象物的形状也能够以非接触的方式高精度地估计对象物的介电常数的介电常数估计装置以及具有介电常数估计装置的微波加热装置，介电常数估计装置构成为设置能够将电磁波的偏振波切换为TE波和TM波的发送天线(4)和接收天线(6)，根据来自对象物的TE波的反射波和TM波的反射波，计算TM/TE反射比率，对计算出的TM/TE反射比率和预先存储在存储部(10)中的数据库化的理论值的介电常数数据进行比较，估计对象物的介电常数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】介电常数估计装置以及具有介电常数估计装置的微波加热装置
本专利技术涉及针对对象物以非接触的方式估计该对象物的介电常数的介电常数估计装置以及使用介电常数估计装置对作为对象物的被加热物进行感应加热的微波加热装置。
技术介绍
近年来，作为微波发生装置，代替通常使用的磁控管，提出了具有半导体元件的微波加热装置。使用了半导体元件的微波发生装置是小型的，具有能够以低成本制造并且能够容易地调整微波的振荡频率的优点(例如，参照专利文献1)。在具有这样的微波发生装置的微波加热装置中，使发射到加热室内的微波的振荡频率以规定的频带扫描，并且检测来自加热室的反射功率，存储检测出的反射功率示出最小值时的微波的振荡频率。然后，所存储的振荡频率的微波从加热室内的天线发射而在加热室内形成电磁场分布，从而对加热室内的作为被加热物的对象物进行感应加热。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭56-96486号公报非专利文献非专利文献1：电波吸收体入门(電波吸収体入門)桥本修著森北出版株式会社，1997年10月，84-86页非专利文献2：60GHz频段的雷达拱顶用材料的复相对介电常数测定(60GHz帯におけるレーダドーム用材料の複素比誘電率測定)，桥本修著，电子信息通信学会，1997年10月，B-IIvol.J80-B-IINo.10909-911页
技术实现思路
专利技术要解决的问题微波加热装置所形成的加热室内的电磁场分布根据加热室内的对象物的介电常数而发生变化。因此，如果不预先知道对象物的介电常数并且不预先知道由加热引起的对象物的介电常数的温度变化，则在加热室内无法始终形成对于对象物最佳的电磁场分布，存在无法对对象物进行无加热不均的高效的加热处理的问题。此外，为了以非接触的方式测定对象物的介电常数，存在共振器法和自由空间法，但都存在如果不预先知道对象物的厚度尺寸等形状则无法求出对象物的介电常数的问题。本专利技术旨在解决上述现有的问题，其目的在于提供即使不知道对象物的尺寸也能够高精度地估计对象物的介电常数的介电常数估计装置、以及通过估计对象物的介电常数能够对对象物进行无加热不均的高效的加热处理的微波加热装置。用于解决问题的方案为了解决上述以往的问题，在本专利技术的一个方式的介电常数估计装置中构成为具有：发送天线，其相对于对象物以具有规定的天线角度的方式发射电磁波；发送天线控制部，其将从所述发送天线发射的电磁波的偏振波切换为TE波或TM波；介电常数估计用振荡部，其输出形成从所述发送天线发射的电磁波的高频信号；接收天线，其以具有规定的天线角度的方式接收从对象物反射的电磁波的反射波；接收天线控制部，其将由所述接收天线接收的电磁波的偏振波切换为TE波或TM波；运算部，其根据由所述接收天线接收的来自对象物的TE波和TM波各自的反射波，计算TM/TE反射比率；存储部，其预先存储与介电常数不同的多个物质相关的、表示天线角度与TM/TE反射比率的关系的理论值的数据，作为数据库；以及控制部，其将控制信号输出到所述发送天线控制部和所述接收天线控制部，所述控制信号用于进行所述发送天线和所述接收天线的向TE波或TM波切换的切换控制以及所述发送天线和所述接收天线的天线角度的角度控制，所述控制部将由所述运算部计算出的TM/TE反射比率与存储于所述存储部的数据库中的理论值的数据进行比较，估计对象物的介电常数。并且，本专利技术的一个方式的微波加热装置构成为具有：加热室，其收纳被加热物；微波振荡部，其产生用于对被加热物进行感应加热的微波；微波发射部，其经由微波传输路向所述加热室内发射由所述微波振荡部产生的微波；发送天线，其相对于被加热物以具有规定的天线角度的方式发射电磁波；发送天线控制部，其将从所述发送天线发射的电磁波的偏振波切换为TE波或TM波；介电常数估计用振荡部，其输出形成从所述发送天线发射的电磁波的高频信号；接收天线，其以具有规定的天线角度的方式接收从被加热物反射的电磁波的反射波；接收天线控制部，其将由所述接收天线接收的电磁波的偏振波切换为TE波或TM波；运算部，其根据由所述接收天线接收的来自被加热物的TE波和TM波各自的反射波，计算TM/TE反射比率；存储部，其预先存储与介电常数不同的多个物质相关的、表示天线角度与TM/TE反射比率的关系的理论值的数据，作为数据库；以及控制部，其将控制信号输出到所述发送天线控制部、所述接收天线控制部以及所述微波振荡部，所述控制信号用于进行所述发送天线和所述接收天线的向TE波或TM波切换的切换控制、所述发送天线和所述接收天线的天线角度的角度控制以及由所述微波振荡部产生的微波的频率控制，所述控制部构成为将由所述运算部计算出的TM/TE反射比率与存储于所述存储部的数据库中的理论值的数据进行比较，估计被加热物的介电常数，所述控制部根据估计出的被加热物的介电常数，进行由所述微波振荡部产生的微波的频率控制。专利技术效果根据本专利技术，提供如下的介电常数估计装置：通过具有能够将微波的偏振波切换为TE波和TM波的天线以及运算来自对象物的TE波的反射波和TM波的反射波的单元，即使不清楚对象物的形状，也能够以非接触的方式高精度地估计对象物的介电常数。并且，根据本专利技术，能够提供如下的微波加热装置：即使不清楚作为对象物的被加热物的形状，也能够以非接触的方式估计被加热物的介电常数，从而对被加热物进行无加热不均的高效的加热处理。附图说明图1的(a)是示出作为本专利技术的实施方式1的介电常数估计装置的对象物的被测定物的介电常数为εn、厚度为X1的情况下的TE波和TM波各自的反射波的说明图。图1的(b)是示出作为该介电常数估计装置的对象物的被测定物的介电常数为εn、厚度为X2的情况下的TE波和TM波各自的反射波的说明图。图2的(a)是示出在本专利技术的实施方式1的介电常数估计装置中与TE波的情况下的电磁波向被测定物的入射角度(天线角度)和反射系数相关的模拟结果的特性图。图2的(b)是示出在该介电常数估计装置中与TM波的情况下的电磁波向被测定物的入射角度(天线角度)和反射系数相关的模拟结果的特性图。图2的(c)是示出在该介电常数估计装置中根据TE波的反射系数的结果和TM波的反射系数的结果来运算TM/TE反射比率的结果的特性图。图3是示出本专利技术的实施方式1的介电常数估计装置的概略结构的框图。图4是示出在本专利技术的实施方式1的介电常数估计装置中执行的介电常数估计处理的流程图。图5的(a)是示出介电常数为“5”的物质的天线角度与TM/TE反射比率的关系的特性图。图5的(b)是示出介电常数为“30”的物质的天线角度与TM/TE反射比率的关系的特性图。图5的(c)是示出介电常数为“60”的物质的天线角度与TM/TE反射比率的关系的特性图。图6是示出本专利技术的实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介电常数估计装置，该介电常数估计装置具有：/n发送天线，其相对于对象物以具有规定的天线角度的方式发射电磁波；/n发送天线控制部，其将从所述发送天线发射的电磁波的偏振波切换为TE波或TM波；/n介电常数估计用振荡部，其输出形成从所述发送天线发射的电磁波的高频信号；/n接收天线，其以具有规定的天线角度的方式接收从对象物反射的电磁波的反射波；/n接收天线控制部，其将由所述接收天线接收的电磁波的偏振波切换为TE波或TM波；/n运算部，其根据由所述接收天线接收的来自对象物的TE波和TM波各自的反射波，计算TM/TE反射比率；/n存储部，其预先存储关于介电常数不同的多个物质的、表示天线角度与TM/TE反射比率的关系的理论值数据，作为数据库；以及/n控制部，其将控制信号输出到所述发送天线控制部和所述接收天线控制部，所述控制信号用于进行所述发送天线和所述接收天线的向TE波或TM波切换的切换控制以及所述发送天线和所述接收天线的天线角度的角度控制，/n所述控制部构成为将由所述运算部计算出的TM/TE反射比率与存储于所述存储部的数据库中的理论值数据进行比较，估计对象物的介电常数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种介电常数估计装置，该介电常数估计装置具有：
发送天线，其相对于对象物以具有规定的天线角度的方式发射电磁波；
发送天线控制部，其将从所述发送天线发射的电磁波的偏振波切换为TE波或TM波；
介电常数估计用振荡部，其输出形成从所述发送天线发射的电磁波的高频信号；
接收天线，其以具有规定的天线角度的方式接收从对象物反射的电磁波的反射波；
接收天线控制部，其将由所述接收天线接收的电磁波的偏振波切换为TE波或TM波；
运算部，其根据由所述接收天线接收的来自对象物的TE波和TM波各自的反射波，计算TM/TE反射比率；
存储部，其预先存储关于介电常数不同的多个物质的、表示天线角度与TM/TE反射比率的关系的理论值数据，作为数据库；以及
控制部，其将控制信号输出到所述发送天线控制部和所述接收天线控制部，所述控制信号用于进行所述发送天线和所述接收天线的向TE波或TM波切换的切换控制以及所述发送天线和所述接收天线的天线角度的角度控制，
所述控制部构成为将由所述运算部计算出的TM/TE反射比率与存储于所述存储部的数据库中的理论值数据进行比较，估计对象物的介电常数。


2.根据权利要求1所述的介电常数估计装置，其中，
所述控制部构成为在所述发送天线和所述接收天线的角度控制中进行在多个天线角度处将电磁波的偏振波切换为TE波或TM波的切换控制，所述运算部构成为根据在各个天线角度处由所述接收天线接收的来自对象物的TE波和TM波各自的反射波，计算TM/TE反射比率。


3.根据权利要求1所述的介电常数估计装置，其中，
在所述发送天线和所述接收天线的角度控制中，各自的天线角度相对于对象物的表面上的测定基准面的垂线具有相同的角度。


4.根据权利要求1所述的介电常数估计装置，其中，
所述接收天线具有比所述发送天线大的半值角。


5.根据权利要求1所述的介电常数估计装置，其中，
所述控制部构成为将所述发送天线的天线角度与所述接收天线的天线角度之和控制在180度以内。


6.根据权利要求1所述的介电常数估计装置，其中，
所述控制部构成为将所述发送天线的天线角度和所述接收天线的天线角度相对于对象物的表面上的测定基准面的垂线设定在30度到40度的范围内。


7.一种微波加热装置，该微波加热装置具有：
加热室，其收纳被加热物；
微波振荡部，其产生用于对被加热物进行感应加热的微波；
微波发射部，其经由微波传输路向所述加热室内发射由所述微波振荡部产生的微波；
发送天线，其相对于被加热物以具有规定的天线角度的方式发射电磁波；
发送天线控制部，其将从所述发送天线发射的电磁波的偏振波切换为TE波或TM波；
介电常数估计用振荡部，其输出形成从所述发送天线发射的电磁波的高频信号；
接收天线，其以具有规定的天线角度的方式接收从被加热物反射的电磁波的反射波；
接收天线控制部，其将由所述接收天线接收的电磁波的偏振波切...

【专利技术属性】
技术研发人员：阪本芳弘，小笠原史太佳，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP