JP6088690B1 - Microwave processing device, program - Google Patents
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- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
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Abstract
【課題】マイクロ波の照射を適切に制御することが可能なマイクロ波処理装置を提供する。【解決手段】複数の出射部12a,12bからマイクロ波を照射する照射部101a,101bと、複数の出射部を、個別に移動させる移動部102と、移動部による出射部の移動を制御する制御部107とを備えたマイクロ波処理装置1である。例えば、移動部は、複数のロボットアーム1022a、1022bを有しており、複数の出射部は、複数のロボットアームにそれぞれ設置されている。【選択図】図1A microwave processing apparatus capable of appropriately controlling microwave irradiation is provided. Irradiation units 101a and 101b that irradiate microwaves from a plurality of emission units 12a and 12b, a moving unit 102 that individually moves the plurality of emission units, and a control that controls movement of the emission unit by the moving unit. 1 is a microwave processing apparatus 1 including a unit 107. For example, the moving unit includes a plurality of robot arms 1022a and 1022b, and the plurality of emitting units are respectively installed on the plurality of robot arms. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、マイクロ波を照射する装置等に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for irradiating microwaves.
従来、反応物質に対してマイクロ波(電磁波)を照射することにより、熱処理等を行う加熱装置や化学反応方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a heating apparatus and a chemical reaction method for performing heat treatment or the like by irradiating a reactant with microwaves (electromagnetic waves) are known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来のマイクロ波処理装置においては、マイクロ波の照射を適切に制御することが困難であるという課題があった。
例えば、従来のマイクロ波処理装置においては、所望の箇所が局所的に加熱されるようマイクロ波を照射することが困難であった。また、例えば、従来のマイクロ波処理装置においては、所望の空間が均等に加熱されるようマイクロ波を照射することが困難であった。
However, the conventional microwave processing apparatus has a problem that it is difficult to appropriately control the microwave irradiation.
For example, in a conventional microwave processing apparatus, it is difficult to irradiate microwaves so that a desired portion is locally heated. Further, for example, in a conventional microwave processing apparatus, it has been difficult to irradiate microwaves so that a desired space is evenly heated.
本発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、マイクロ波の照射を適切に制御することが可能なマイクロ波処理装置等を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a microwave processing apparatus and the like capable of appropriately controlling microwave irradiation.
本発明のマイクロ波処理装置は、複数の出射部からマイクロ波を照射する照射部と、複数の出射部を、個別に移動させる移動部と、移動部による出射部の移動を制御する制御部とを備えたマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、複数の出射部の位置を個別に移動させて、マイクロ波の照射を適切に制御することができる。例えば、複数の出射部の位置を個別に変更することで、マイクロ波により所望の箇所に電界を集中させたり、所望の領域の電界分布を均等になるようにすることができる。
The microwave processing apparatus of the present invention includes an irradiation unit that irradiates microwaves from a plurality of emission units, a moving unit that individually moves the plurality of emission units, and a control unit that controls movement of the emission unit by the moving unit; Is a microwave processing apparatus.
With this configuration, microwave irradiation can be appropriately controlled by individually moving the positions of the plurality of emitting units. For example, by individually changing the positions of the plurality of emitting portions, it is possible to concentrate the electric field at a desired location by using microwaves, or to equalize the electric field distribution in the desired region.
また、本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、制御部は、移動部を制御して、複数の出射部から出射されるマイクロ波が少なくとも所望の箇所で重なるよう各出射部を移動させるマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、所望の箇所を局所的に加熱することができる。
In the microwave processing apparatus of the present invention, in the microwave processing apparatus, the control unit controls the moving unit so that the microwaves emitted from the plurality of emission units overlap each other at least at a desired location. It is the microwave processing device which moves.
With this configuration, a desired portion can be locally heated.
また、本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、制御部は、移動部を制御して、複数の出射部から出射されるマイクロ波が、所望の箇所で干渉により強め合うよう1以上の出射部を移動させるマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、所望の箇所を局所的に加熱することができる。
Further, in the microwave processing apparatus of the present invention, in the microwave processing apparatus, the control unit controls the moving unit so that the microwaves emitted from the plurality of emitting units are strengthened by interference at a desired location. It is a microwave processing apparatus that moves one or more emission parts.
With this configuration, a desired portion can be locally heated.
また、本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、制御部は、移動部を制御して、所望の箇所で複数の出射部から出射されるマイクロ波による電界が集中するよう1以上の出射部を移動させるマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、所望の箇所を局所的に加熱することができる。
In the microwave processing apparatus of the present invention, in the microwave processing apparatus, the control unit controls the moving unit so that the electric field generated by the microwaves emitted from the plurality of emission units is concentrated at a desired location. This is a microwave processing apparatus that moves the above-described emission part.
With this configuration, a desired portion can be locally heated.
また、本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、制御部は、移動部を制御して、所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相が同位相となるように、1以上の出射部を移動させるマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、所望の箇所を局所的に加熱することができる。
Further, in the microwave processing apparatus of the present invention, in the microwave processing apparatus, the control unit controls the moving unit so that the phase of the microwave incident on a desired location is the same phase or more. It is the microwave processing apparatus which moves the radiation | emission part.
With this configuration, a desired portion can be locally heated.
また、本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、照射部は、更に、複数の出射部から出射するマイクロ波の位相を変更可能なものであり、制御部は、更に、照射部が複数の出射部から出射されるマイクロ波の位相を制御するマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、マイクロ波の照射を適切に制御することがことができる。例えば、複数の出射部の位置と、複数の出射部が出射するマイクロ波の位相の組合せにより、マイクロ波により所望の箇所に電界を集中させたり、所望の領域の電界分布を均等になるようにすることができる。
In the microwave processing apparatus of the present invention, in the microwave processing apparatus, the irradiation unit can further change the phase of the microwaves emitted from the plurality of emission units, and the control unit further performs irradiation. This is a microwave processing device for controlling the phase of microwaves emitted from a plurality of emission parts.
With this configuration, microwave irradiation can be appropriately controlled. For example, by combining the positions of a plurality of emission portions and the phases of microwaves emitted from the plurality of emission portions, the electric field is concentrated at a desired location by the microwave, or the electric field distribution in the desired region is made uniform. can do.
また、本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、制御部は、照射部が複数の出射部から出射されるマイクロ波の少なくとも一部が異なる位相のマイクロ波となるよう照射部を制御するマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、マイクロ波の照射を適切に制御することがことができる。
In the microwave processing apparatus of the present invention, in the microwave processing apparatus, the control unit may irradiate the irradiation unit so that at least some of the microwaves emitted from the plurality of emission units are different in phase. It is a microwave processing device that controls.
With this configuration, microwave irradiation can be appropriately controlled.
また、本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、照射部は、更に、2以上の異なる周波数のマイクロ波を照射可能なものであり、制御部は、所望の箇所に照射するマイクロ波の周波数を制御するマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、所望の箇所に照射されるマイクロ波の周波数を制御することができ、マイクロ波による加熱効率を高めることができる。
Moreover, in the microwave processing apparatus of the present invention, in the microwave processing apparatus, the irradiation unit can further irradiate microwaves having two or more different frequencies, and the control unit irradiates a desired location. A microwave processing apparatus for controlling the frequency of a microwave.
With this configuration, it is possible to control the frequency of the microwave irradiated to a desired location, and it is possible to increase the heating efficiency by the microwave.
また、本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、照射部は、1以上のマイクロ波発振器と、出射部を有しており、マイクロ波発振器が発振するマイクロ波を伝送して、伝送したマイクロ波を出射部から出射する複数の伝送手段と、を備えており、移動部は、複数の出射部を個別に移動させるマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、複数の出射部の位置を個別に移動させて、マイクロ波の照射を適切に制御することがことができる。
In the microwave processing apparatus of the present invention, in the microwave processing apparatus, the irradiation unit has one or more microwave oscillators and an emission unit, and transmits the microwaves oscillated by the microwave oscillators. And a plurality of transmission means for emitting the transmitted microwaves from the emission unit, and the moving unit is a microwave processing device that individually moves the plurality of emission units.
With this configuration, it is possible to appropriately control the microwave irradiation by individually moving the positions of the plurality of emitting units.
また、本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、移動部は、複数のロボットアームを有し、複数の出射部は、複数のロボットアームにそれぞれ設置され、各ロボットアームの動作に応じて個別に移動するマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、複数の出射部の位置を個別に移動させて、マイクロ波の照射を適切に制御することがことができる。また、移動部が有するロボットアームにより出射部を個別に移動させることで、移動の自由度を高めることができ、より適切にマイクロ波の照射を制御することができる。例えば、マイクロ波を照射して局所的に加熱させたい所望の箇所と、出射部との間が、マイクロ波を反射する物体やマイクロ波の浸透性が低い物体等で遮蔽されている場合等においても、ロボットアームを動作させて、出射部を、このような物体等に遮蔽されることなく、所望の箇所にマイクロ波を照射可能な位置に移動させることで、所望の箇所を局所的に加熱することが可能となる。
In the microwave processing apparatus of the present invention, in the microwave processing apparatus, the moving unit includes a plurality of robot arms, and the plurality of emitting units are respectively installed on the plurality of robot arms, and the operation of each robot arm is performed. It is a microwave processing device that moves individually according to the frequency.
With this configuration, it is possible to appropriately control the microwave irradiation by individually moving the positions of the plurality of emitting units. In addition, by individually moving the emitting unit by the robot arm included in the moving unit, the degree of freedom of movement can be increased, and microwave irradiation can be controlled more appropriately. For example, in the case where the area between the desired part to be heated locally by microwave irradiation and the emitting part is shielded by an object that reflects the microwave or an object with low microwave permeability, etc. However, by operating the robot arm and moving the emitting part to a position where microwaves can be irradiated to the desired part without being blocked by such an object, the desired part is locally heated. It becomes possible to do.
本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、照射部の複数の出射部は、指向性が高いアンテナであるマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、マイクロ波を集中して照射することができる。
The microwave processing apparatus of the present invention is the microwave processing apparatus according to the microwave processing apparatus, wherein the plurality of emitting units of the irradiation unit are antennas having high directivity.
With such a configuration, it is possible to concentrate and irradiate microwaves.
また、本発明のマイクロ波処理装置は、前記マイクロ波処理装置において、容器を更に備え、照射部の複数の出射部は、容器に移動可能となるよう設置され、照射部は、複数の出射部から、容器内にマイクロ波を照射するマイクロ波処理装置である。
かかる構成により、容器内において、マイクロ波の照射を適切に制御することができる。例えば、複数の出射部の位置を個別に変更することで、マイクロ波により容器内の所望の箇所に電界を集中させたり、容器内の電界分布を均等になるようにすることができる。
In the microwave processing apparatus of the present invention, the microwave processing apparatus further includes a container, and the plurality of emitting units of the irradiation unit are installed to be movable to the container, and the irradiation unit includes the plurality of emitting units. Therefore, the microwave processing apparatus irradiates the container with microwaves.
With this configuration, microwave irradiation can be appropriately controlled in the container. For example, by individually changing the positions of the plurality of emitting portions, the electric field can be concentrated at a desired location in the container by the microwave, or the electric field distribution in the container can be made uniform.
本発明によるマイクロ波処理装置等によれば、マイクロ波の照射を適切に制御することができる。 According to the microwave processing apparatus and the like according to the present invention, microwave irradiation can be appropriately controlled.
以下、マイクロ波処理装置等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of a microwave processing apparatus and the like will be described with reference to the drawings. In addition, since the component which attached | subjected the same code | symbol in embodiment performs the same operation | movement, description may be abbreviate | omitted again.
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態におけるマイクロ波処理装置1の構成の一例を示す模式図である。
マイクロ波処理装置1は、照射部101、移動部102、1または2以上のセンサ103、状況対応情報格納部104、照射管理情報格納部105、受付部106および制御部107を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a microwave processing apparatus 1 according to the present embodiment.
The microwave processing apparatus 1 includes an irradiation unit 101, a moving unit 102, one or more sensors 103, a situation correspondence information storage unit 104, an irradiation management information storage unit 105, a reception unit 106, and a control unit 107.
図1においては、一例として、照射部101が、2つの出射部12を備えている場合を示している。具体的には、照射部101が、2つのマイクロ波発振器1011と、各マイクロ波発振器1011がそれぞれ発生するマイクロ波を伝送する2つの伝送手段1012を備えており、2つの伝送手段1012がそれぞれ、1つの出射部12を備えている場合を例に挙げて説明する。ただし、照射部101が有する出射部12は2つでなくてもよく複数であればよい。例えば、出射部12は、3以上であってもよい。また、図1においては、一例として、マイクロ波処理装置1の移動部102が、2つロボットアーム1022を有し、各ロボットアーム1022の先端には、それぞれ伝送手段1012が有する出射部12が設けられている場合を例に挙げて示している。 In FIG. 1, the case where the irradiation part 101 is provided with the two output parts 12 is shown as an example. Specifically, the irradiation unit 101 includes two microwave oscillators 1011 and two transmission units 1012 that transmit the microwaves generated by the microwave oscillators 1011, respectively. A case where one light emitting unit 12 is provided will be described as an example. However, the irradiation unit 101 may have a plurality of emission units 12 as long as it is not two. For example, the emission part 12 may be three or more. In FIG. 1, as an example, the moving unit 102 of the microwave processing apparatus 1 has two robot arms 1022, and the emitting unit 12 included in the transmission unit 1012 is provided at the tip of each robot arm 1022. This is shown as an example.
以下、説明の便宜上、照射部101が有する2つのマイクロ波発振器1011を、マイクロ波発振器1011aおよび1011bと呼び、マイクロ波発振器1011aおよび1011bとそれぞれ接続された伝送手段1012を、伝送手段1012aおよび1012bと呼び、伝送手段1012aおよび1012bがそれぞれ有する出射部12を、出射部12aおよび12bと呼ぶ場合がある。移動部102が有する2つのロボットアーム1022を、ロボットアーム1022aと1022bと呼び、ロボットアーム1022aおよび1022bの先端に設置された出射部12を、それぞれ、出射部12aおよび出射部12bが設置されているものとする。 Hereinafter, for convenience of explanation, the two microwave oscillators 1011 included in the irradiation unit 101 are referred to as microwave oscillators 1011a and 1011b, and the transmission means 1012 connected to the microwave oscillators 1011a and 1011b are respectively referred to as transmission means 1012a and 1012b. The emission units 12 included in the transmission units 1012a and 1012b may be referred to as emission units 12a and 12b. The two robot arms 1022 included in the moving unit 102 are referred to as robot arms 1022a and 1022b, and the emission unit 12 installed at the tips of the robot arms 1022a and 1022b is provided with the emission unit 12a and the emission unit 12b, respectively. Shall.
照射部101は、複数の出射部12からマイクロ波を照射する。複数の出射部12は、通常、異なる位置に配置される。照射部101は、複数の出射部12からマイクロ波を照射することができるものであれば、どのような構成を有していていもよい。照射部101は、例えば、マイクロ波を発生する1以上のマイクロ波発振器1011と、この1以上のマイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波を伝送して、複数の出射部12から、それぞれ伝送したマイクロ波を出射する複数の伝送手段1012とにより構成される。複数の伝送手段1012は、それぞれ、伝送したマイクロ波を出射する出射部12を有している。照射部101において、例えば、複数の伝送手段1012のそれぞれが、複数のマイクロ波発振器1011に対して1対1となるよう接続され、それぞれが一のマイクロ波発振器1011が発生したマイクロ波を伝送するようにしてもよい。また、複数の伝送手段1012が、図示しない分岐構造等を介して、一のマイクロ波発振器1011と接続されるようにしてもよい。各伝送手段1012が、この一のマイクロ波発振器1011が発生したマイクロ波を分岐して伝送するようにしてもよい。ここでは一のマイクロ波発信器1011と接続され、複数に分岐している伝送手段1012も、複数の伝送手段1012と考えてもよい。 The irradiation unit 101 irradiates microwaves from the plurality of emission units 12. The plurality of emitting portions 12 are usually arranged at different positions. The irradiation unit 101 may have any configuration as long as it can irradiate microwaves from the plurality of emission units 12. The irradiation unit 101 transmits, for example, one or more microwave oscillators 1011 that generate microwaves and microwaves generated by the one or more microwave oscillators 1011, and the microwaves transmitted from the plurality of emission units 12, respectively. It comprises a plurality of transmission means 1012 for emitting waves. Each of the plurality of transmission units 1012 includes an emission unit 12 that emits the transmitted microwave. In the irradiation unit 101, for example, each of the plurality of transmission units 1012 is connected to the plurality of microwave oscillators 1011 in a one-to-one relationship, and each transmits a microwave generated by one microwave oscillator 1011. You may do it. Further, a plurality of transmission means 1012 may be connected to one microwave oscillator 1011 through a branch structure or the like (not shown). Each transmission means 1012 may branch and transmit the microwave generated by the one microwave oscillator 1011. Here, the transmission means 1012 connected to one microwave transmitter 1011 and branched into a plurality may be considered as a plurality of transmission means 1012.
複数の出射部12は、例えば、複数の伝送手段1012の、マイクロ波を出射する部分である。出射部12は、例えば、アンテナである。例えば、伝送手段1012は、同軸ケーブルと、これらとそれぞれ接続されたマイクロ波を出射するための複数の出射部12であるアンテナとの組合せである。同軸ケーブルは、例えば、アンテナと接続されていない側の端部が、マイクロ波発振器1011と接続され、マイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波を伝送して、アンテナから出射する。本実施の形態においては、一例として、一の伝送手段1012が、マイクロ波発振器1011と接続された同軸ケーブル11と、この同軸ケーブル11に接続されたアンテナである出射部12とにより構成される場合を例に挙げて説明する。なお、同軸ケーブル11や同軸管(図示せず)の代わりに、同軸管や導波管を用いるようにしてもよい。導波管を用いる場合、例えば、マイクロ波発振器1011側とは反対側の端部が、出射部12となる。なお、図1においては一例として、伝送手段1012aが同軸ケーブル11aを有し、伝送手段1012bが、同軸ケーブル11bを有している場合を例に挙げて示している。 The plurality of emission units 12 are, for example, portions of the plurality of transmission units 1012 that emit microwaves. The emitting unit 12 is an antenna, for example. For example, the transmission unit 1012 is a combination of a coaxial cable and an antenna that is a plurality of emission units 12 for emitting microwaves connected thereto. For example, the end of the coaxial cable that is not connected to the antenna is connected to the microwave oscillator 1011, transmits the microwave generated by the microwave oscillator 1011, and exits from the antenna. In the present embodiment, as an example, one transmission unit 1012 includes a coaxial cable 11 connected to the microwave oscillator 1011 and an output unit 12 that is an antenna connected to the coaxial cable 11. Will be described as an example. In place of the coaxial cable 11 or the coaxial tube (not shown), a coaxial tube or a waveguide may be used. When the waveguide is used, for example, the end portion on the opposite side to the microwave oscillator 1011 side is the emission portion 12. In FIG. 1, as an example, the case where the transmission unit 1012a includes the coaxial cable 11a and the transmission unit 1012b includes the coaxial cable 11b is illustrated as an example.
照射部101の2以上の出射部12から出射されるマイクロ波の周波数は、通常は、同じ周波数であるが異なる周波数であってもよい。 The frequencies of the microwaves emitted from the two or more emission units 12 of the irradiation unit 101 are usually the same frequency but may be different frequencies.
照射部101によるマイクロ波の照射は、例えば、いわゆるマルチモードによるマイクロ波の照射である。 The microwave irradiation by the irradiation unit 101 is, for example, so-called multimode microwave irradiation.
複数の出射部12は、例えば、同時にマイクロ波を出射可能である。ただし、複数の出射部12の一部だけが、同時にマイクロ波を照射できるようにしてもよい。例えば、複数の出射部12は、同時にマイクロ波を出射できるとともに、一部だけでもマイクロ波を出射することが可能なものであることが好ましい。 For example, the plurality of emission units 12 can emit microwaves simultaneously. However, only a part of the plurality of emitting portions 12 may be able to irradiate microwaves at the same time. For example, it is preferable that the plurality of emission units 12 be capable of emitting microwaves at the same time and capable of emitting microwaves even with only a part thereof.
伝送手段1012の同軸ケーブルや同軸管や導波管は、マイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波の周波数や出力等に適合したものを用いることが好ましい。かかることは、出射部12であるアンテナについても同様である。 It is preferable to use a coaxial cable, a coaxial tube, and a waveguide of the transmission unit 1012 that are suitable for the frequency and output of the microwave generated by the microwave oscillator 1011. The same applies to the antenna that is the emission unit 12.
出射部12として用いられるアンテナは、マイクロ波を出射可能なものであれば、その構造等は問わない。例えば、アンテナは、平面アンテナや、パラボラアンテナや、ホーン型アンテナ等である。アンテナは、指向性を有するアンテナであってもよく、指向性を有さないアンテナであってもよい。また、出射部12であるアンテナの指向性の高さ等は問わない。各出射部12としては、指向性の高いアンテナを用いることが好ましい。例えば指向性の高いアンテナとして、利得が10dB以上であるアンテナを用いることが好ましい。指向性の高いアンテナを用いることで、マイクロ波を所望の領域に集中的に照射することが可能となり、照射されるマイクロ波の強度を高めることができる。出射部12として用いられるアンテナは、例えば、同軸導波管変換器付きアンテナである。例えば、アンテナは、アンテナ自身が有する同軸導波管変換器(図示せず)を介して、同軸ケーブル11と接続される。また、同軸導波管変換器付きアンテナのアンテナのアンテナ部分と同軸導波管変換器との間には、通常、導波管(図示せず)が設けられている。図1においては、出射部12として角錐ホーンアンテナを用いた例を示している。 The structure of the antenna used as the emitting portion 12 is not limited as long as it can emit microwaves. For example, the antenna is a planar antenna, a parabolic antenna, a horn antenna, or the like. The antenna may be an antenna having directivity or an antenna having no directivity. Moreover, the high directivity of the antenna which is the radiation | emission part 12 does not ask | require. As each output part 12, it is preferable to use an antenna with high directivity. For example, an antenna having a gain of 10 dB or more is preferably used as a highly directional antenna. By using an antenna with high directivity, it becomes possible to irradiate the microwave to a desired region in a concentrated manner, and the intensity of the irradiated microwave can be increased. The antenna used as the emitting unit 12 is, for example, an antenna with a coaxial waveguide converter. For example, the antenna is connected to the coaxial cable 11 via a coaxial waveguide converter (not shown) included in the antenna itself. Further, a waveguide (not shown) is usually provided between the antenna portion of the antenna with the coaxial waveguide converter and the coaxial waveguide converter. In FIG. 1, the example which used the pyramid horn antenna as the output part 12 is shown.
マイクロ波発信器1011は、マイクロ波を発生することが可能なものであれば、どのような構造のものであってもよい。マイクロ波発振器1011は、例えば、半導体型発振器である。半導体型発振器は、半導体素子を用いて構成されたマイクロ波を発生するマイクロ波発振器である。また、マイクロ波発振器1011は、マグネトロンや、クライストロン、ジャイロトロン等のマイクロ波発振器であってもよい。 The microwave transmitter 1011 may have any structure as long as it can generate microwaves. The microwave oscillator 1011 is, for example, a semiconductor type oscillator. The semiconductor oscillator is a microwave oscillator that generates a microwave constituted by using a semiconductor element. Further, the microwave oscillator 1011 may be a microwave oscillator such as a magnetron, a klystron, or a gyrotron.
マイクロ波発振器1011が出射するマイクロ波の周波数や、強度等は問わない。各マイクロ波発振器1011が出射するマイクロ波の周波数は、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、915MHzであってもよく、その他の300MHzから300GHzの範囲内の周波数であってもよい。2以上のマイクロ波発振器1011が出射するマイクロ波の周波数は、通常、同じ周波数であるが、異なるようにしてもよい。また、2以上のマイクロ波発振器1011が出射するマイクロ波の強度は、同じであってもよく、異なっていてもよい。 The frequency and intensity of the microwave emitted from the microwave oscillator 1011 are not limited. The frequency of the microwave emitted from each microwave oscillator 1011 may be, for example, 2.45 GHz, 5.8 GHz, 24 GHz, 915 MHz, or other The frequency may be in the range of 300 MHz to 300 GHz. The frequencies of the microwaves emitted by the two or more microwave oscillators 1011 are usually the same frequency, but may be different. Further, the intensity of the microwaves emitted by the two or more microwave oscillators 1011 may be the same or different.
なお、マイクロ波発振器1011がマイクロ波を出力する際に利用する電源(図示せず)等は、各マイクロ波発振器1011が有していても良く、マイクロ波処理装置が有していても良い。あるいは、電源等は、マイクロ波処理装置の外部等に設けられていても良い。また、マイクロ波発振器1011は、増幅器等を有していても良い。 Note that a power source (not shown) used when the microwave oscillator 1011 outputs microwaves may be included in each microwave oscillator 1011 or may be included in the microwave processing apparatus. Alternatively, the power source or the like may be provided outside the microwave processing apparatus. Further, the microwave oscillator 1011 may include an amplifier or the like.
複数の出射部12が出射するマイクロ波の位相は、同位相であってもよく、異なる位相であってもよい。また、3以上の出射部12を有する場合、同位相の出射部12と、異なる位相の出射部12とが混在していてもよい。 The phases of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 may be the same phase or different phases. Moreover, when it has the 3 or more output part 12, the output part 12 of the same phase and the output part 12 of a different phase may be mixed.
なお、マイクロ波発振器1011として半導体型発振器を用いる場合であって、一のマイクロ波を発生する発振器(図示せず)が発生するマイクロ波を分岐して、分岐した各マイクロ波をそれぞれ別の増幅器で増幅して伝送する場合、例えば、各増幅器をそれぞれ別の半導体型発振器と考えるようにしてもよい。 In the case where a semiconductor oscillator is used as the microwave oscillator 1011, a microwave generated by an oscillator (not shown) that generates one microwave is branched, and each branched microwave is a separate amplifier. For example, each amplifier may be considered as a separate semiconductor oscillator.
照射部101は、複数の出射部12から出射するマイクロ波の位相が制御可能なものであることが好ましい。照射部101は、例えば、複数の出射部12から出射するマイクロ波の位相を、個別に制御可能なものであることが好ましい。ただし、複数の出射部12のうちの2以上の出射部12で構成される組を、組単位で制御可能なものであってもよい。照射部101の位相は、例えば、制御部107により制御される。 The irradiation unit 101 is preferably one that can control the phase of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12. The irradiation unit 101 is preferably capable of individually controlling the phases of microwaves emitted from the plurality of emission units 12, for example. However, a group constituted by two or more emission units 12 among the plurality of emission units 12 may be controllable in units of groups. The phase of the irradiation unit 101 is controlled by the control unit 107, for example.
照射部101は、例えば、複数の出射部12のうちの少なくとも一部が、他の出射部12とは異なる位相のマイクロ波を発生するよう制御可能であるものであることが好ましい。ただし、出射部101は、複数の出射部12が出射するマイクロ波の位相が同移相となるよう制御してもよい。位相の制御は、例えば初期位相の制御と考えてもよい。 For example, it is preferable that the irradiation unit 101 is controllable so that at least a part of the plurality of emission units 12 generates a microwave having a phase different from that of the other emission units 12. However, the emission unit 101 may be controlled so that the phases of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 are in phase shift. The phase control may be considered as control of the initial phase, for example.
照射部101が複数の出射部12から出射するマイクロ波の位相をどのように制御できるようにするかは問わない。例えば、照射部101が複数のマイクロ波発振器1011を有している場合、複数のマイクロ波発振器1011のそれぞれとして、発生するマイクロ波の位相を制御可能なマイクロ波発振器を用いることが好ましい。この場合、後述する制御部107により、マイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波の位相を制御することで、出射部12から照射される位相を制御することができる。なお、複数のマイクロ波発振器1011同士の位相は、例えば、マイクロ波発振器1011間で位相を同期させたり、制御部107等が同期のための信号等を出力することで、適宜同期させるようにすればよい。例えば、各マイクロ波発振器として、位相を制御する移相器(図示せず)を備えたマイクロ波発振器を用いてもよい。例えば、マイクロ波発振器1011が、図示しない発振器と増幅器とを有する半導体型発振器である場合、この半導体型発振器の発振器と増幅器との間に移相器を有する半導体型発振器や、増幅器の後段に移相器を接続した半導体型発振器を、位相を制御可能なマイクロ波発振器1011として用いてもよい。また、位相を制御可能なマイクロ波発振器を用いる代わりに、各マイクロ波発振器が発生するマイクロ波の位相を制御するための移相器(図示せず)を、伝送手段1012の途中や、前後に設けるようにしてもよい。この場合、各移相器を後述する制御部107により制御することにより、発生するマイクロ波の位相が制御される。 It does not matter how the irradiation unit 101 can control the phase of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12. For example, when the irradiation unit 101 includes a plurality of microwave oscillators 1011, it is preferable to use a microwave oscillator that can control the phase of the generated microwaves as each of the plurality of microwave oscillators 1011. In this case, the phase irradiated from the emission unit 12 can be controlled by controlling the phase of the microwave generated by the microwave oscillator 1011 by the control unit 107 described later. Note that the phases of the plurality of microwave oscillators 1011 may be appropriately synchronized, for example, by synchronizing the phases between the microwave oscillators 1011 or by outputting a signal or the like for synchronization by the control unit 107 or the like. That's fine. For example, as each microwave oscillator, a microwave oscillator provided with a phase shifter (not shown) for controlling the phase may be used. For example, when the microwave oscillator 1011 is a semiconductor oscillator having an oscillator and an amplifier (not shown), a semiconductor oscillator having a phase shifter between the oscillator of the semiconductor oscillator and the amplifier, or a stage subsequent to the amplifier. A semiconductor oscillator to which a phase shifter is connected may be used as the microwave oscillator 1011 capable of controlling the phase. Further, instead of using a microwave oscillator capable of controlling the phase, a phase shifter (not shown) for controlling the phase of the microwave generated by each microwave oscillator is provided in the middle of the transmission means 1012 or before and after. You may make it provide. In this case, the phase of the generated microwave is controlled by controlling each phase shifter by the control unit 107 described later.
また、照射部101が、一のマイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波を、分岐構造等を介して、複数の伝送手段1012に伝送させる構成を1以上有している場合、一のマイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波を複数に分岐し、分岐したマイクロ波を、図示しない移相器等に入力して、それぞれの位相を制御し、位相を制御したマイクロ波をそれぞれ複数の伝送手段1012に伝送させるようにしてもよい。 In addition, when the irradiation unit 101 has one or more configurations that transmit the microwave generated by one microwave oscillator 1011 to the plurality of transmission units 1012 through a branch structure or the like, one microwave oscillator The microwave generated by 1011 is branched into a plurality of waves, and the branched microwaves are input to a phase shifter (not shown) to control each phase, and the microwaves whose phases are controlled are respectively transmitted to a plurality of transmission units 1012. You may make it transmit.
なお、照射部101において、一のマイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波を、複数の伝送手段1012に伝送させる構成を1以上有している場合、一のマイクロ波発振器1011の後段に移相器(図示せず)を設け、この移相器で位相を制御したマイクロ波を、複数の伝送手段1012に分岐して伝送させることで、この複数の伝送手段1012にそれぞれ伝送され、出射されるマイクロ波の位相を同時に制御することができる。 Note that when the irradiation unit 101 has one or more configurations in which the microwaves generated by one microwave oscillator 1011 are transmitted to the plurality of transmission units 1012, the phase shifter is disposed downstream of the one microwave oscillator 1011. (Not shown), and the microwaves whose phases are controlled by the phase shifter are branched and transmitted to the plurality of transmission units 1012, and are transmitted to and output from the plurality of transmission units 1012. Wave phase can be controlled simultaneously.
なお、移相器の構造等については、公知技術であるため、ここでは、詳細な説明は省略する。移相器については、例えば、以下の文献を参照されたい。「"高周波回路教室[V.コントロール回路]"、[online]、アイラボラトリー、[平成28年3月11日検索]、インターネット<URL:http://www1.sphere.ne.jp/i−lab/ilab/kairo/k5/k5_3a.htm>」。 Since the structure of the phase shifter is a known technique, detailed description thereof is omitted here. For the phase shifter, see, for example, the following documents. "" High-frequency circuit classroom [V. Control circuit] ", [online], I laboratory, [March 11, 2016 search], Internet <URL: https://www1.sphere.ne.jp/i-lab/ilab/kairo/k5/k5_3a .Htm> ".
なお、位相を制御する場合、位相の制御が容易であることから、マイクロ波発振器としては、半導体素子を用いて構成された半導体型発振器を用いることが好ましい。 In the case of controlling the phase, it is preferable to use a semiconductor oscillator configured using a semiconductor element as the microwave oscillator because the phase can be easily controlled.
照射部101は、例えば、2以上の異なる周波数のマイクロ波を照射可能なものであってもよい。 The irradiation unit 101 may be capable of irradiating microwaves having two or more different frequencies, for example.
例えば、照射部101は、一以上の出射部12が出射するマイクロ波の周波数を変更することにより、変更の前後で2以上の異なる周波数のマイクロ波を照射するものであってもよい。また、照射部101の、複数の出射部12のうちの2以上が、異なる周波数のマイクロ波を出射することで、2以上の異なる周波数のマイクロ波を照射可能なものであってもよい。この場合、例えば、出射部12を移動させて、一の領域にマイクロ波を照射する出射部12を異なる周波数のマイクロ波を出射する出射部12に変更することで、2以上の異なる周波数のマイクロ波を一の領域に照射することができる。 For example, the irradiation unit 101 may irradiate two or more different frequencies of microwaves before and after the change by changing the frequency of the microwaves emitted by the one or more emission units 12. Further, two or more of the plurality of emitting units 12 of the irradiation unit 101 may emit microwaves having different frequencies by emitting microwaves having different frequencies. In this case, for example, by moving the emission unit 12 and changing the emission unit 12 that irradiates microwaves to one region to the emission unit 12 that emits microwaves of different frequencies, two or more different frequency micros Waves can be applied to one area.
照射部101の各出射部12が照射するマイクロ波の周波数は、例えば、後述する制御部107により制御される。例えば、照射部101は、後述する制御部107により、後述する状況情報に応じた周波数のマイクロ波を照射するよう制御される。 The frequency of the microwave irradiated by each emitting unit 12 of the irradiation unit 101 is controlled by the control unit 107 described later, for example. For example, the irradiation unit 101 is controlled by a control unit 107 (to be described later) to irradiate a microwave having a frequency corresponding to the situation information (to be described later).
照射部101が、出射部12が出射するマイクロ波の周波数を変更することにより、2以上の異なる周波数のマイクロ波を照射する場合、どのようにして、出射部12が異なる周波数のマイクロ波を照射できるようにするかは問わない。例えば、照射部101が、マイクロ波発振器1011として、発生するマイクロ波の周波数が可変である1以上の半導体型発振器を用いるようにし、この1以上の半導体型発振器1011が発生するマイクロ波の周波数を変更することで、出射部12から2以上の異なる周波数のマイクロ波を照射できるようにしてもよい。また、照射部101が、例えば、発生するマイクロ波の周波数が互いに異なる複数の半導体型発振器(図示せず)を有するようにして、この複数の半導体型発振器のうちの、マイクロ波を発生する1以上の半導体型発振器を切り替えることにより、複数の出射部12から異なる周波数のマイクロ波を照射できるようにしてもよい。発生するマイクロ波の周波数が可変である半導体型発振器については公知技術であるため、ここでは詳細な説明は省略する。周波数を変更可能な半導体型発振器としては、例えば、以下のURLに示すものが知られている。「http://www.fcb−microwave.jp/fcb−microwave/wp−content/uploads/CYT−15016.pdf」、「http://www.tokyo−keiki.co.jp/rf/j/products/pdf/2.45_200_hasshinki_j.pdf」。 When the irradiation unit 101 irradiates microwaves of two or more different frequencies by changing the frequency of the microwaves emitted by the emission unit 12, how the emission unit 12 irradiates microwaves of different frequencies It doesn't matter if you can do it. For example, the irradiation unit 101 uses, as the microwave oscillator 1011, one or more semiconductor-type oscillators in which the frequency of the generated microwave is variable, and the microwave frequency generated by the one or more semiconductor-type oscillators 1011 is changed. By changing, it may be possible to irradiate microwaves of two or more different frequencies from the emission part 12. In addition, the irradiation unit 101 has, for example, a plurality of semiconductor oscillators (not shown) having different frequencies of generated microwaves, and generates one of the plurality of semiconductor oscillators. By switching the above semiconductor oscillators, microwaves with different frequencies may be emitted from the plurality of emitting units 12. Since the semiconductor oscillator in which the frequency of the generated microwave is variable is a known technique, detailed description thereof is omitted here. As a semiconductor oscillator capable of changing the frequency, for example, the one shown in the following URL is known. “Http:https://www.fcb-microwave.jp/fcb-microwave/wp-content/uploads/CYT-15016.pdf”, “https://www.tokyo-keiki.co.jp/ro/j/ro/j/ro/j/ /Pdf/2.45_200_hashkinki_j.pdf ".
また、半導体型発振器であるマイクロ波発信器1011が発生するマイクロ波の周波数は、例えば、後述する制御部107により制御される。半導体型発振器の周波数制御の原理等については、例えば、以下のURL等を参考にされたい。「http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/00−2564.pdf」、「http://toragi.cqpub.co.jp/Portals/0/backnumber/2004/05/p098−099.pdf」、「http://www.altima.jp/column/fpga_edison/vco_vcxo.html」。 Further, the frequency of the microwave generated by the microwave oscillator 1011 which is a semiconductor type oscillator is controlled by, for example, the control unit 107 described later. For the principle of frequency control of the semiconductor type oscillator, refer to the following URL, for example. “Http:https://cp.literature.agilent.com/literweb/pdf/00-2564.pdf”, “https://toragi.cqpub.co.jp/Portals/0/backnumber/2004/05/p098-099” .Pdf "," https://www.altima.jp/column/fpga_edison/vco_vcxo.html ".
図1においては、一例として、マイクロ波発振器1011aおよび1011bは、発生するマイクロ波の周波数が可変であり、かつ、位相を制御するための移相器(図示せず)を有する半導体型発振器である場合を例に挙げて説明する。 In FIG. 1, as an example, the microwave oscillators 1011a and 1011b are semiconductor oscillators having a variable frequency of generated microwaves and having a phase shifter (not shown) for controlling the phase. A case will be described as an example.
移動部102は、照射部101が有する複数の出射部12を、個別に移動させるものである。個別に移動とは独立して移動させることと考えてもよい。移動部102は、例えば、複数の伝送手段1012がそれぞれ有する出射部12(例えば、アンテナ)を個別に移動させる。移動部102は、例えば、照射部101が有する伝送手段1012を個別に移動させることで、伝送手段1012が有する出射部12を個別に移動させてもよい。移動部102は、例えば、照射部101が有する複数の導波管(図示せず)の出射部12である端部を個別に移動させてもよい。 The moving unit 102 individually moves the plurality of emitting units 12 included in the irradiation unit 101. It may be considered that the movement is performed independently of the movement. For example, the moving unit 102 individually moves the emitting units 12 (for example, antennas) included in each of the plurality of transmission units 1012. The moving unit 102 may individually move the emitting unit 12 included in the transmission unit 1012 by individually moving the transmission unit 1012 included in the irradiation unit 101, for example. For example, the moving unit 102 may individually move the end portions that are the emission units 12 of the plurality of waveguides (not shown) included in the irradiation unit 101.
各出射部12の移動は、一次元方向の移動(例えば、直線方向の移動)であってもよく、二次元方向の移動(例えば、平面内における移動等)であってもよく、三次元方向(例えば、空間内における移動等)であってもよい。また、ここでの移動は、出射部12の方向の変更も含むと考えてもよい。出射部12の方向とは、例えば、マイクロ波の出射方向の変更や、出射方向を中心とした回転等である。例えば、ここでの移動は、一次元〜三次元方向の移動と、照射方向の変更との組合せであってもよい。出射部12の照射方向の変更は、例えば、出射部12であるアンテナの向きの変更であってもよい。 The movement of each emitting unit 12 may be a one-dimensional movement (for example, a movement in a linear direction), a two-dimensional movement (for example, a movement in a plane, etc.), or a three-dimensional direction. (For example, movement in a space). Moreover, you may think that the movement here also includes the change of the direction of the emission part 12. FIG. The direction of the emission part 12 is, for example, a change in the emission direction of the microwave, rotation around the emission direction, or the like. For example, the movement here may be a combination of movement in the one-dimensional to three-dimensional directions and change in the irradiation direction. The change in the irradiation direction of the emission unit 12 may be, for example, a change in the direction of the antenna that is the emission unit 12.
移動部102が、照射部101が有する複数の出射部12を個別に移動させるための構造等は問わない。例えば、移動部102は、2または3以上のロボットアーム1022を有するものであってもよい。この複数のロボットアーム1022は、例えば、独立して移動可能なロボットアーム1022である。ロボットアームは、マニピュレータとも呼ばれる。ロボットアーム1022は、例えば、複数のモータ等のアクチュエータによってそれぞれ駆動される複数の関節によって連結された複数のアームにより先端等を移動させるものである。ロボットアーム1022は、どのようなロボットアームであってもよい。ロボットアーム1022は、例えば、垂直多関節のロボットアームや、水平多関節のロボットアームである。ロボットアーム1022は、移動の自由度が高いことから、例えば、n軸(nは、6以上の整数)のロボットアームであることが好ましい。移動部102は、複数のロボットアーム1022のみにより構成されていてもよく、その他の構成等を有していても良い。ロボットアーム1022のサイズ等は問わない。また、ロボットアーム1022と、ロボットアーム1022に設置される出射部12とのサイズの比率等は問わない。ロボットアームや、ロボットアームの姿勢や動作等の制御については、公知技術であるため、ここでは詳細な説明は省略する。 The structure etc. for the moving part 102 to move the several output part 12 which the irradiation part 101 has individually are not ask | required. For example, the moving unit 102 may have two or three or more robot arms 1022. The plurality of robot arms 1022 are, for example, robot arms 1022 that can move independently. The robot arm is also called a manipulator. For example, the robot arm 1022 moves a tip or the like by a plurality of arms connected by a plurality of joints respectively driven by actuators such as a plurality of motors. The robot arm 1022 may be any robot arm. The robot arm 1022 is, for example, a vertical articulated robot arm or a horizontal articulated robot arm. Since the robot arm 1022 has a high degree of freedom of movement, for example, the robot arm 1022 is preferably an n-axis (n is an integer of 6 or more) robot arm. The moving unit 102 may be configured by only a plurality of robot arms 1022 or may have other configurations. The size of the robot arm 1022 does not matter. Further, the size ratio between the robot arm 1022 and the emission unit 12 installed on the robot arm 1022 is not limited. Since control of the robot arm and the posture and movement of the robot arm is a known technique, detailed description thereof is omitted here.
例えば、複数の伝送手段1012の出射部12(例えば、アンテナ)が、移動部102が有する複数のロボットアーム1022にそれぞれ設置され、各ロボットアーム1022を動かすことで、各ロボットアーム1022に配置した出射部12を移動させることができる。例えば、各ロボットアーム1022を個別に動かすことで、ロボットアーム1022に取付けられた各出射部12を個別に移動させることができる。出射部12は、例えば、各ロボットアーム1022のいわゆる手先や手先効果器(図示せず)や先端等に設置される。ロボットアーム1022の手先等に設けられた把持部(図示せず)等で、出射部12が把持されている場合も、ここでは、出射部12がロボットアーム1022に設置されていると考えてもよい。また、伝送手段1012が導波管を有している場合、ロボットアーム1022に導波管の端部である出射部12を設置し、ロボットアーム1022を動かすことでこの導波管の端部を移動させるようにしてもよい。 For example, the emission units 12 (for example, antennas) of the plurality of transmission units 1012 are respectively installed on the plurality of robot arms 1022 included in the moving unit 102, and the emission units arranged on the robot arms 1022 by moving the robot arms 1022. The part 12 can be moved. For example, by moving each robot arm 1022 individually, each emitting unit 12 attached to the robot arm 1022 can be moved individually. The emitting unit 12 is installed at, for example, a so-called hand, a hand effector (not shown) or a tip of each robot arm 1022. Even when the emitting unit 12 is gripped by a gripping unit (not shown) provided at the hand of the robot arm 1022 or the like, it is assumed here that the emitting unit 12 is installed on the robot arm 1022. Good. Further, when the transmission means 1012 has a waveguide, the robot arm 1022 is provided with the emitting portion 12 which is the end of the waveguide, and the end of the waveguide is moved by moving the robot arm 1022. You may make it move.
例えば、移動部102は、照射部101が有する出射部12の数と同数のロボットアーム1022を有していることが好ましい。ただし、移動部102は、少なくとも、2以上のロボットアーム1022を有しているようにし、この2以上のロボットアーム1022にそれぞれ設置された出射部12を、少なくとも個別に移動させることができればようにしてもよい。 For example, the moving unit 102 preferably has the same number of robot arms 1022 as the number of emitting units 12 included in the irradiation unit 101. However, the moving unit 102 has at least two or more robot arms 1022, as long as the emitting units 12 respectively installed on the two or more robot arms 1022 can be individually moved. May be.
なお、移動部102が有するロボットアーム1022に対し、伝送手段1012の出射部12を設置し、出射部12以外の同軸ケーブルや、マイクロ波発振器1011等を、ロボットアーム1022以外の場所に設置してもよい。また、出射部12が設置されたロボットアーム1022に、この出射部12を有する伝送手段1012や、この伝送手段1012によりマイクロ波が伝送されるマイクロ波発振器1011等を適宜設置するようにしてもよい。例えば、図1に示すように、移動部102が有するロボットアーム1022aに照射部101aの構成を設置し、ロボットアーム1022bに照射部101bの構成を設定するようにしてもよい。 Note that the emitting unit 12 of the transmission means 1012 is installed on the robot arm 1022 of the moving unit 102, and a coaxial cable other than the emitting unit 12, a microwave oscillator 1011 or the like is installed in a place other than the robot arm 1022. Also good. In addition, a transmission unit 1012 having the emission unit 12, a microwave oscillator 1011 to which a microwave is transmitted by the transmission unit 1012, and the like may be appropriately installed on the robot arm 1022 in which the emission unit 12 is installed. . For example, as shown in FIG. 1, the configuration of the irradiation unit 101a may be installed in the robot arm 1022a of the moving unit 102, and the configuration of the irradiation unit 101b may be set in the robot arm 1022b.
なお、移動部102として、ロボットアーム1022以外のロボットや、クレーンや、いわゆる遠隔操作可能ないわゆるドローン等の移動体や、レール上等を移動する移動体等を用いてもよい。 As the moving unit 102, a robot other than the robot arm 1022, a mobile body such as a crane, a so-called drone that can be remotely operated, a mobile body that moves on a rail, or the like may be used.
1または2以上のセンサ103は、状況情報を取得する。状況情報は、複数の出射部12が出射するマイクロ波が照射される領域に関連した状況を示す情報である。ここでの領域は、例えば、三次元空間も含む概念である。状況情報は、マイクロ波が照射される領域内の1または2以上の所望の箇所の状況を示す情報であってもよく、マイクロ波が照射される照射対象物の状況を示す情報であってもよい。ここでの所望の箇所は、複数の出射部12が出射する複数のマイクロ波による電界が集中する箇所や、複数のマイクロ波が干渉により強め合う箇所や、入射されるマイクロ波の位相が同位相となる箇所等である。ここでのマイクロ波が照射される領域は、複数の出射部12から出射されるマイクロ波が重なる領域であることが好ましい。マイクロ波が照射される領域に関連した状況とは、例えば、領域内の温度や、圧力、湿度、導電率である。また、マイクロ波が照射される領域に関連した状況は、マイクロ波が照射される領域に、図示しない撹拌翼等の装置が設けられている場合、この装置の負荷の状況を示す値(例えば、撹拌翼の回転時のトルク等)であってもよい。また、マイクロ波が照射される領域の状況とは、図示しないマイクロ波の照射対象物の状況や、マイクロ波が照射される1以上の箇所の状況も含むと考えてもよい。領域の状況とは、例えば、領域の温度や、粘度、pH、カラー、濃度、水分(含水率)、糖度、導電率等である。例えば、1以上のセンサ103は、温度センサや、比重センサ、圧力センサ、濃度センサ、カラーセンサ、撹拌トルクセンサ、湿度センサ、pHセンサ、導電率センサ、粘度センサ、水分センサ、および糖度センサ等のうちの1以上である。なお、照射対象物については、後述する。 One or more sensors 103 acquire status information. The situation information is information indicating a situation related to a region irradiated with the microwaves emitted from the plurality of emission units 12. The region here is a concept including, for example, a three-dimensional space. The status information may be information indicating the status of one or more desired locations in the region irradiated with the microwave, or information indicating the status of the irradiation object irradiated with the microwave. Good. The desired location here is a location where electric fields due to a plurality of microwaves emitted from a plurality of emission sections 12 are concentrated, a location where a plurality of microwaves are strengthened by interference, or the phase of incident microwaves is the same phase. And the like. The region irradiated with the microwaves here is preferably a region where the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 overlap. The situation related to the region irradiated with the microwave is, for example, the temperature, pressure, humidity, and conductivity in the region. Further, the situation related to the region irradiated with the microwave is a value indicating the load state of the device (for example, when a device such as a stirring blade (not shown) is provided in the region irradiated with the microwave (for example, The torque at the time of rotation of the stirring blade may be used. Further, the situation of the region irradiated with the microwave may be considered to include the situation of the object to be irradiated with the microwave (not shown) and the situation of one or more places irradiated with the microwave. The condition of the region includes, for example, the temperature, viscosity, pH, color, concentration, moisture (water content), sugar content, conductivity, and the like of the region. For example, the one or more sensors 103 include a temperature sensor, a specific gravity sensor, a pressure sensor, a concentration sensor, a color sensor, a stirring torque sensor, a humidity sensor, a pH sensor, a conductivity sensor, a viscosity sensor, a moisture sensor, and a sugar content sensor. One or more of them. The irradiation object will be described later.
センサ103の取得する状況情報は、センサ103が取得した電気信号の出力値等のいわゆる生データや、この生データを、測定対象を表す値(例えば、温度や圧力、導電率、水分量等の値)に置き換えた値等の測定値であってもよく、「高い」、「低い」等の二値の値であってもよい。二値の値は、例えば、測定値が、センサ103に対して予め決められた閾値より高いか否か等を判断することで取得された値であってもよい。 The status information acquired by the sensor 103 includes so-called raw data such as an output value of an electric signal acquired by the sensor 103, or a value representing a measurement target (for example, temperature, pressure, conductivity, moisture content, etc.). Measured value such as a value replaced with (value), or a binary value such as “high” or “low”. The binary value may be, for example, a value acquired by determining whether or not the measured value is higher than a predetermined threshold value for the sensor 103.
マイクロ波処理装置1が2以上のセンサ103を有している場合、各センサ103は、測定対象が同じセンサ(例えば、同じ温度センサ等)であってもよく、異なるセンサであってもよい。 When the microwave processing apparatus 1 includes two or more sensors 103, each sensor 103 may be the same sensor (for example, the same temperature sensor) or a different sensor.
状況情報を取得可能であれば、1以上のセンサ103が設けられている位置は問わない。図1においては、温度分布を検出するための赤外線イメージセンサである一のセンサ103が複数の出射部12から照射されるマイクロ波が重なる領域が検出対象の領域となるよう設けられている場合を一例として示している。ただし、センサ103はどのようなセンサであってもよく、また、センサ103が設けられている位置や、センサ103の数、センサ103の形状等は問わない。 As long as the situation information can be acquired, the position where one or more sensors 103 are provided is not limited. In FIG. 1, a case where one sensor 103 that is an infrared image sensor for detecting a temperature distribution is provided so that a region where microwaves irradiated from a plurality of emitting units 12 overlap is a detection target region. It is shown as an example. However, the sensor 103 may be any sensor, and the position where the sensor 103 is provided, the number of the sensors 103, the shape of the sensors 103, and the like are not limited.
状況対応情報格納部104には、1以上の状況対応情報が格納される。状況対応情報は、1以上のセンサ103が取得した1以上の状況情報が示す値の2以上の範囲を指定する情報と、この2以上の範囲にそれぞれ対応する照射部101が照射するマイクロ波の周波数を示す情報と有する情報である。一の値の範囲を指定する情報は、例えば、値の上限値および下限値の少なくとも一方を有する情報である。例えば、一の値の範囲を指定する情報が、一の上限値を有する場合、この一の値の範囲は、この一の上限値以下(あるいは未満)の範囲と考えてもよい。また、例えば、一の値の範囲を指定する情報が、一の下限値を有する場合、この一の値の範囲は、この一の下限値以上(あるいは下限値より上)の範囲と考えてもよい。また、例えば、値の2以上の範囲を指定する情報は、一の閾値であってもよく、この場合、例えば、この閾値以上の値の範囲を第一の範囲、この閾値未満の値の範囲を第二の範囲と考えてもよい。2以上の範囲は、例えば、重複しない範囲である。2以上の範囲を合せた範囲は、例えば、1以上のセンサ103が取得可能な値の範囲を含む範囲となるようにすることが好ましい。なお、範囲を指定する情報が指定する一の範囲は、2以上の異なる状況情報のそれぞれについての範囲を指定する情報を有していても良い。状況対応情報は、例えば、状況情報と対応付けて(例えば、状況情報の識別子等と対応付けて)状況対応情報格納部104に格納されてもよい。 The situation correspondence information storage unit 104 stores one or more situation correspondence information. The situation correspondence information includes information specifying two or more ranges of values indicated by the one or more situation information acquired by the one or more sensors 103, and the microwaves irradiated by the irradiation units 101 respectively corresponding to the two or more ranges. This is information having frequency and information. The information specifying the range of one value is, for example, information having at least one of an upper limit value and a lower limit value. For example, when the information specifying the range of one value has one upper limit value, the one value range may be considered as a range less than (or less than) the one upper limit value. Further, for example, when information specifying a range of one value has a lower limit value, the range of the one value may be considered as a range greater than or equal to the lower limit value (or above the lower limit value). Good. For example, the information specifying the range of 2 or more of the value may be one threshold value. In this case, for example, the range of the value of the threshold value or more is the first range, and the range of the value less than this threshold value. May be considered as the second range. The two or more ranges are non-overlapping ranges, for example. For example, the range including two or more ranges is preferably a range including a range of values that can be acquired by one or more sensors 103. Note that one range specified by the information specifying the range may include information specifying the range for each of two or more different situation information. For example, the situation correspondence information may be stored in the situation correspondence information storage unit 104 in association with the situation information (for example, in association with an identifier or the like of the situation information).
状況対応情報格納部104は、不揮発性の記録媒体でも、揮発性の記録媒体でも良い。かかることは他の格納部についても同様である。なお、状況対応情報を用いない場合、状況対応情報格納部104は省略するようにしてもよい。 The situation correspondence information storage unit 104 may be a non-volatile recording medium or a volatile recording medium. The same applies to other storage units. If the situation correspondence information is not used, the situation correspondence information storage unit 104 may be omitted.
照射管理情報格納部105には、1以上の照射管理情報が格納される。一の照射管理情報は、例えば、(1−A)複数の出射位置情報および対象位置情報を有する情報である。また、一の照射管理情報は、(1−B)複数のマイクロ波の出射部12の位置をそれぞれ示す複数の出射位置情報の1以上の組が、移動が行なわれる順序と対応付けて格納される情報であってもよい。以下、照射管理情報が、上記のいずれかの情報である場合について説明する。 The irradiation management information storage unit 105 stores one or more irradiation management information. One irradiation management information is, for example, (1-A) information having a plurality of emission position information and target position information. Further, one irradiation management information is stored in association with the order in which one or more sets of a plurality of emission position information indicating the positions of (1-B) a plurality of microwave emission units 12 are moved. It may be information. Hereinafter, a case where the irradiation management information is any of the above information will be described.
(1−A)照射管理情報が、複数の出射位置情報および対象位置情報を有する情報である場合
複数の出射位置情報は、照射部101が有する複数の出射部12の位置をそれぞれ示す情報である。出射位置情報は、出射部12の位置を示す情報であり、例えば、出射部12の座標である。また、出射位置情報は、出射部12の方向を示す情報を更に有していても良い。方向を示す情報は、例えば、上述したようなマイクロ波の照射方向を示す情報や、出射部12の照射方向に対する回転角度等を示す情報である。照射方向を示す情報は、例えば、方向ベクトルや、方位角と仰角との組合せ等である。なお、出射部12が出射するマイクロ波の指向性が高い場合、出射部12の方向によって、マイクロ波が照射される領域が異なる可能性が高いため、出射位置情報は、照射方向を示す情報を有していることが好ましい。逆に、出射部12が出射するマイクロ波の指向性が低い場合、出射位置情報は、方向を示す情報を有していなくてもよい。
(1-A) When the irradiation management information is information including a plurality of emission position information and target position information The plurality of emission position information is information indicating the positions of the plurality of emission units 12 included in the irradiation unit 101, respectively. . The emission position information is information indicating the position of the emission unit 12, for example, the coordinates of the emission unit 12. The emission position information may further include information indicating the direction of the emission unit 12. The information indicating the direction is, for example, information indicating the irradiation direction of the microwave as described above, information indicating a rotation angle of the emission unit 12 with respect to the irradiation direction, or the like. The information indicating the irradiation direction is, for example, a direction vector or a combination of an azimuth angle and an elevation angle. In addition, when the directivity of the microwave which the output part 12 radiates | emits is high, since the area | region where a microwave is irradiated differs with the direction of the output part 12, it is highly likely that the emission position information includes information indicating the irradiation direction. It is preferable to have. Conversely, when the directivity of the microwave emitted from the emission unit 12 is low, the emission position information may not include information indicating the direction.
一の出射位置情報は、一の出射部12に対応付けられた情報である。例えば、一の出射管理情報が有する各出射位置情報は、それぞれが対応付けられた出射部12を特定する情報と対応付けられて一の照射管理情報に格納されている。出射部12を特定する情報を、ここでは出射部特定情報と称す。出射部特定情報は、例えば、移動部102の、出射部12が設置された移動可能な部分を特定する情報である。出射部特定情報は、出射部12の識別子である。出射部12の識別子は、例えば、出射部12に割り当てれらたコード等である。また出射部特定情報は、例えば、出射部12が設置された、移動部102が有するロボットアーム1022を特定する情報であり、例えば、ロボットアーム1022の識別子等である。ロボットアーム1022の識別子は、例えば、ロボットアーム1022に割り当てられたコードや、IPアドレス等のアドレス情報等である。 One emission position information is information associated with one emission unit 12. For example, each piece of emission position information included in one piece of emission management information is stored in one piece of irradiation management information in association with information specifying the emission unit 12 associated with each piece of emission position information. Here, the information for specifying the emission part 12 is referred to as emission part specifying information. The emission unit specifying information is, for example, information for specifying a movable part of the moving unit 102 where the emission unit 12 is installed. The emission part specifying information is an identifier of the emission part 12. The identifier of the emitting unit 12 is, for example, a code assigned to the emitting unit 12. The emission unit specifying information is information for specifying the robot arm 1022 of the moving unit 102 where the emission unit 12 is installed, for example, an identifier of the robot arm 1022 or the like. The identifier of the robot arm 1022 is, for example, a code assigned to the robot arm 1022 or address information such as an IP address.
対象位置情報は、マイクロ波の照射対象となる位置を示す情報である。マイクロ波の照射対象とは、例えば、複数の出射部12から照射されるマイクロ波による電界が集中する箇所や、複数の出射部12から照射されるマイクロ波同士が干渉により強め合う箇所や、複数の出射部12から照射されるマイクロ波の位相が同位相となる箇所であり、照射対象を示す位置は、これらの箇所を示す位置である。 The target position information is information indicating a position to be irradiated with microwaves. The microwave irradiation target is, for example, a location where the electric field due to the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 is concentrated, a location where the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 are strengthened by interference, The positions of the microwaves irradiated from the emission unit 12 are the same phase, and the position indicating the irradiation target is a position indicating these positions.
一の照射管理情報が有する複数の出射位置情報は、例えば、同じ照射管理情報が有する対象位置情報が示す位置において、複数の出射部12から出射されるマイクロ波による電界を集中させるため、あるいは電界強度を高くするための、各出射部12の位置を示す情報である。なお、この場合の各出射部12から出射されるマイクロ波の位相は、例えば、予め決められた位相であるとする。 The plurality of emission position information included in one irradiation management information is, for example, for concentrating the electric fields generated by the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 at the position indicated by the target position information included in the same irradiation management information, or This is information indicating the position of each emitting portion 12 for increasing the intensity. In this case, it is assumed that the phase of the microwaves emitted from each emission unit 12 is a predetermined phase, for example.
(1−B)照射管理情報が、複数の出射位置情報の1以上の組が、移動が行なわれる順序と対応付けて格納された情報である場合
出射位置情報の詳細や、複数の出射位置情報がそれぞれ出射部特定情報と対応付けて格納されうることについては、上記と同様である。
(1-B) When irradiation management information is information stored in association with an order in which one or more sets of a plurality of emission position information are moved, details of emission position information and a plurality of emission position information Can be stored in association with the emission part specifying information, as described above.
移動が行なわれる順序とは、例えば、制御部107の制御によって、移動部102が、複数の出射部12を移動させる順序である。移動が行なわれる毎に、マイクロ波の照射や、マイクロ波照射による処理が行なわれる場合、移動が行なわれる順序は、マイクロ波照射や、処理が行なわれる順序と考えてもよい。出射位置情報の1以上の組が移動が行なわれる順序と対応付けて格納されるということは、例えば、移動が行なわれる順番に読出されるよう、移動が行なわれる順番に配列されて格納されること等であってもよく、移動が行なわれる順番を示す連番等の値と対応付けて格納されることであってもよい。また、移動が行なわれる時刻と対応付けて格納されることであってもよい。この場合の時刻は、標準時等の絶対的な時刻であってもよく、開始時等を基準にした相対的な時刻であってもよい。また、複数の出射位置情報の一の組は、移動を開始するタイミングや、一の照射管理情報に応じた移動後に、移動を停止している時間等を示す情報等を更に有していても良い。 The order in which the movement is performed is, for example, the order in which the moving unit 102 moves the plurality of emitting units 12 under the control of the control unit 107. When microwave irradiation or processing by microwave irradiation is performed each time movement is performed, the order in which the movement is performed may be considered as the order in which microwave irradiation or processing is performed. The fact that one or more sets of emission position information are stored in association with the order in which movement is performed means that, for example, they are arranged and stored in the order in which movement is performed so that they are read out in the order in which movement is performed. It may be stored in association with a value such as a serial number indicating the order in which movement is performed. Further, it may be stored in association with the time at which the movement is performed. The time in this case may be an absolute time such as standard time or a relative time based on the start time. Further, one set of the plurality of emission position information may further include information indicating the timing at which the movement is started, the time when the movement is stopped after the movement according to the one irradiation management information, and the like. good.
なお、上記の(1−A)および(1−B)のいずれの場合においても、1以上の照射管理情報は、更に、複数の位相指定情報を有していても良い。複数の位相指定情報は、複数の出射部12がそれぞれマイクロ波を出射する際の位相を示す情報である。例えば、位相を示す情報は、例えば、基準となるマイクロ波に対する位相差を示す情報や、初期位相を示す情報である。位相指定情報は、対応する出射部12を示す情報と対応付けられて照射管理情報に格納される。位相指定情報は、対応する出射部12を示す情報と対応付けられた出射位置情報と対応付けられて、照射管理情報に格納されていてもよい。 In either case of the above (1-A) and (1-B), the one or more irradiation management information may further include a plurality of phase designation information. The plurality of pieces of phase designation information are information indicating phases when the plurality of emission units 12 each emit microwaves. For example, the information indicating the phase is, for example, information indicating the phase difference with respect to the reference microwave or information indicating the initial phase. The phase designation information is stored in the irradiation management information in association with information indicating the corresponding emission unit 12. The phase designation information may be stored in the irradiation management information in association with the emission position information associated with the information indicating the corresponding emission unit 12.
照射管理情報格納部105に格納される照射管理情報が、どのように取得された情報であるかは問わない。例えば、上記の(1−A)において用いられる照射管理情報は、予め決められた1組以上の複数の出射部12のそれぞれの出射位置情報の組と、この出射位置情報を組をそれぞれ用いて、予め決められた数式等により算出された対象位置情報とを有する情報であってもよい。また、(1−A)において用いられる照射管理情報は、予め決められた1組以上の複数の出射部12のそれぞれの出射位置情報の組と、この出射位置情報の組をそれぞれ用いて行なわれた電界分布や磁界分布を取得する予め決められたシミュレーションにより得られた電界や磁界の強度が高い位置を示す対象位置情報と、を有する情報であってもよい。また、例えば、上記の(1−B)において用いられる照射管理情報は、予め決められた1以上の箇所にマイクロ波による電界を集中させるために、この箇所の位置を示す座標等の情報を用いて算出された複数の出射部12の出射位置情報を有する情報である。また、(1−B)において用いられる照射管理情報は、予め決められた1以上の箇所にマイクロ波による電界を集中させるために、シミュレーションや実験等によってそれぞれ取得された、複数の出射部12の出射位置情報の組を有する情報である。なお、(1−B)において用いられる照射管理情報は、マイクロ波を照射する箇所の、照射順番と対応付けて、照射管理情報格納部105に格納される。なお、ここでの組は、例えば、重複しない組合せである。 It does not matter how the irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit 105 is the acquired information. For example, the irradiation management information used in the above (1-A) uses a set of emission position information of each of a plurality of predetermined emission units 12 and a set of the emission position information. Or information having target position information calculated by a predetermined mathematical formula or the like. In addition, the irradiation management information used in (1-A) is performed by using a set of emission position information of each of a plurality of predetermined emission units 12 and a set of emission position information. Information including target position information indicating a position where the intensity of the electric field or magnetic field obtained by a predetermined simulation for acquiring the electric field distribution or the magnetic field distribution is high. Further, for example, the irradiation management information used in the above (1-B) uses information such as coordinates indicating the position of this location in order to concentrate the electric field by the microwave in one or more predetermined locations. This is information having the emission position information of the plurality of emission units 12 calculated in the above manner. In addition, the irradiation management information used in (1-B) includes a plurality of emission units 12 respectively acquired by simulation or experiment in order to concentrate the electric field by the microwave at one or more predetermined locations. This is information having a set of emission position information. In addition, the irradiation management information used in (1-B) is stored in the irradiation management information storage unit 105 in association with the irradiation order of the places where the microwave is irradiated. In addition, the group here is a combination which does not overlap, for example.
マイクロ波を照射する状況によっては、正確な電界や磁界の分布を予測することが困難な場合があり、電界や磁界が集中する箇所を数式等で算出することが困難な場合がある。マイクロ波を照射する状況とは、例えば、マイクロ波を照射する環境や、マイクロ波を照射するアンテナ等の形状等である。例えば、マイクロ波の照射がマイクロ波の反射等が発生する環境で行なわれる場合等においては、マイクロ波による電界や磁界の分布が反射波の影響を受けるため、正確な電界や磁界の分布を予測することが困難な場合があり、電界や磁界が集中する箇所を数式等で算出することが困難な場合がある。このため、このような場合においては、上記のように、シミュレーションを用いて照射管理情報を取得することが好ましい。マイクロ波の反射等が発生する環境等でマイクロ波の照射を行なう場合とは、後述するような、マイクロ波処理装置が容器内や閉鎖された空間等でマイクロ波の照射を行なう場合等である。 Depending on the situation of microwave irradiation, it may be difficult to predict an accurate electric field or magnetic field distribution, and it may be difficult to calculate a location where the electric field or magnetic field is concentrated by a mathematical formula or the like. The situation of irradiating microwaves includes, for example, the environment for irradiating microwaves, the shape of an antenna for irradiating microwaves, and the like. For example, when microwave irradiation is performed in an environment where microwave reflection occurs, the distribution of the electric field and magnetic field due to the microwave is affected by the reflected wave, so an accurate electric and magnetic field distribution is predicted. In some cases, it is difficult to calculate a location where an electric field or a magnetic field is concentrated by using mathematical formulas or the like. For this reason, in such a case, it is preferable to acquire irradiation management information using simulation as mentioned above. The case where microwave irradiation is performed in an environment where microwave reflection or the like occurs is a case where the microwave processing apparatus performs microwave irradiation in a container or a closed space as described later. .
なお、照射管理情報を用いない場合、照射管理情報格納部105は省略するようにしてもよい。 If the irradiation management information is not used, the irradiation management information storage unit 105 may be omitted.
受付部106は、位置指定情報を受け付ける。位置指定情報は、マイクロ波の照射対象となる位置を示す情報である。マイクロ波の照射対象となる位置は、例えば、複数の出射部12から出射されるマイクロ波の照射対象となる位置である。マイクロ波の照射対象となる位置は、例えば、所望の箇所である。また、ここでの箇所は、一点と考えてもよく、予め決められたサイズ等を有する領域と考えてもよい。かかることは以下においても同様である。ここでの一点とは、例えば、一の座標等で指定可能な点である。 The accepting unit 106 accepts position designation information. The position designation information is information indicating a position to be irradiated with microwaves. The position to be irradiated with microwaves is, for example, a position to be irradiated with microwaves emitted from the plurality of emitting units 12. The position to be irradiated with the microwave is, for example, a desired location. Further, the location here may be considered as one point, or may be considered as a region having a predetermined size or the like. The same applies to the following. Here, one point is a point that can be designated by one coordinate, for example.
マイクロ波の照射対象となる位置は、例えば、マイクロ波により局所的に加熱する箇所である。マイクロ波の照射対象となる位置は、例えば、マイクロ波による電界強度を高めたい箇所である。マイクロ波の照射対象となる位置は、例えば、複数の出射部12からそれぞれ出射されるマイクロ波を、干渉により強め合わせたい箇所である。マイクロ波の照射対象となる位置は、例えば、複数の出射部12からそれぞれ出射されるマイクロ波による電界が集中する箇所である。マイクロ波の照射対象となる位置は、例えば、複数の出射部12からそれぞれ出射されるマイクロ波を、同位相とさせたい箇所である。 The position to be irradiated with the microwave is, for example, a location that is locally heated by the microwave. The position to be irradiated with the microwave is, for example, a place where it is desired to increase the electric field strength by the microwave. The position to be irradiated with the microwave is, for example, a place where the microwaves respectively emitted from the plurality of emission units 12 are desired to be strengthened by interference. The position to be irradiated with the microwave is, for example, a location where the electric fields generated by the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 are concentrated. The position to be irradiated with the microwave is, for example, a place where the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 are to be in phase.
ここでの受付とは、例えば、ユーザ等による入力手段からの受付や、他の機器等から送信される入力信号の受信や、記録媒体等からの情報の読み出し等である。位置指定情報の入力手段は、テンキーやキーボードやマウスやメニュー画面によるもの等、何でも良い。受付部106は、キーボード等の入力手段のデバイスドライバーや、メニュー画面の制御ソフトウェア等で実現され得る。 The reception here is, for example, reception from an input means by a user, reception of an input signal transmitted from another device, reading of information from a recording medium, or the like. The position specifying information input means may be anything such as a numeric keypad, a keyboard, a mouse, or a menu screen. The receiving unit 106 can be realized by a device driver for input means such as a keyboard, control software for a menu screen, or the like.
制御部107は、移動部102による出射部12の移動を制御する。例えば、制御部107は、移動部102に対して、制御信号等を送信することで、移動部102を動作させて、移動部102に設置された各出射部12の移動を個別に制御する。移動部102を動作させるということは、例えば、移動部102の位置を移動させることや、移動部102の姿勢を変更すること等である。各出射部12の移動を制御することは、例えば、各出射部12をそれぞれ移動させることと考えてもよい。例えば、制御部107は、移動部102を制御して移動部102を動作させることで、各出射部12を個別に移動させる。 The control unit 107 controls the movement of the emitting unit 12 by the moving unit 102. For example, the control unit 107 transmits a control signal or the like to the moving unit 102 to operate the moving unit 102 and individually control the movement of each emitting unit 12 installed in the moving unit 102. Operating the moving unit 102 means, for example, moving the position of the moving unit 102 or changing the posture of the moving unit 102. Controlling the movement of each emission part 12 may be considered as moving each emission part 12, for example. For example, the control unit 107 controls the moving unit 102 to operate the moving unit 102 to move each emitting unit 12 individually.
例えば、移動部102が、複数の出射部12がそれぞれ設置された複数のロボットアーム1022を有している場合、制御部107は、各ロボットアーム1022に対して制御信号等を送信して、各ロボットアーム1022を個別に動作させることで、各出射部12を個別に移動させることができる。各ロボットアーム1022の制御は、移動部102の制御と考えてもよい。ここでの移動は、出射部12aおよび12bの出射方向等が所望の方向となるよう出射部12の向き等を動かすことも含む概念である。ロボットアーム1022の動作は、例えば、ロボットアーム1022の移動や姿勢の変更である。 For example, when the moving unit 102 has a plurality of robot arms 1022 each provided with a plurality of emitting units 12, the control unit 107 transmits a control signal or the like to each robot arm 1022, and each By operating the robot arm 1022 individually, each emitting unit 12 can be moved individually. The control of each robot arm 1022 may be considered as the control of the moving unit 102. The movement here is a concept including moving the direction of the emission part 12 so that the emission direction of the emission parts 12a and 12b becomes a desired direction. The operation of the robot arm 1022 is, for example, movement of the robot arm 1022 or change of posture.
例えば、図1においては、制御部107は、制御信号を送信して、移動部102が有するロボットアーム1022aおよび1022bをそれぞれ動作させることで、ロボットアーム1022aおよびロボットアーム1022bにそれぞれ設置された出射部12aおよび12bを、所望の位置に移動させることができる。 For example, in FIG. 1, the control unit 107 transmits a control signal to operate the robot arms 1022 a and 1022 b included in the moving unit 102, so that the emission units installed in the robot arm 1022 a and the robot arm 1022 b respectively. 12a and 12b can be moved to a desired position.
制御部107は、例えば、図示しない格納部等に予め格納された出射部12を所望の位置に移動させるためのデータを読出し、このデータが示す位置に、出射部12が移動するよう、移動部102を制御する。このデータは、例えば、照射管理情報格納部105に格納された照射管理情報である。例えば、移動部102がロボットアーム1022を有しており、一の出射部12が一のロボットアーム1022の先端に設置されている場合、図示しない格納部に、照射管理情報等の、この一の出射部12の移動先となる座標や、移動後の出射方向を示す情報(例えば、方位角と仰角とを有する情報や、方向ベクトル等)を予め蓄積しておくようにし、制御部107が、マイクロ波を照射する際に、この移動先の座標や出射方向を示す情報を図示しない格納部等から読出し、ロボットアーム1022の先端の位置および方向が、読出した移動先の座標や方向ベクトルが示す座標や方向になるようにロボットアーム1022を制御するための情報を、読出した移動先の座標や出射方向を示す情報から算出し、この情報を用いて、一のロボットアーム1022を動作させることで、一の出射部12を所望の位置に移動させることができる。 For example, the control unit 107 reads data for moving the emitting unit 12 stored in advance in a storage unit (not shown) to a desired position, and moves the moving unit so that the emitting unit 12 moves to the position indicated by the data. 102 is controlled. This data is, for example, irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit 105. For example, when the moving unit 102 has the robot arm 1022 and the one emitting unit 12 is installed at the tip of the one robot arm 1022, the storage unit (not shown) can store this one such as irradiation management information. The control unit 107 stores the coordinates indicating the movement destination of the emission unit 12 and information indicating the emission direction after movement (for example, information having an azimuth angle and an elevation angle, a direction vector, and the like) in advance. When irradiating the microwave, information indicating the coordinates of the movement destination and the emission direction is read from a storage unit (not shown), and the position and direction of the tip of the robot arm 1022 are indicated by the read coordinates and direction vectors of the movement destination. Information for controlling the robot arm 1022 so as to be in the coordinates and direction is calculated from the information indicating the coordinates of the movement destination and the emission direction that have been read out, and using this information, By operating the arm 1022 can be moved one of the exit portion 12 in a desired position.
なお、上述した出射部12の移動先の座標や方向ベクトルの情報から算出されるロボットアーム1022を制御するための情報は、例えば、ロボットアーム1022を構成するアームの位置等を制御するための情報であり、具体例を挙げると、ロボットアーム1022を構成する複数のアクチュエータ等を制御するための情報である。ロボットアーム1022の先端の移動先の位置を示す座標や方向ベクトル等の情報から、ロボットアーム1022を制御するための情報を算出する処理は、ロボットアーム1022を制御する技術等として公知の技術であるため、ここでは、詳細な説明は省略する。 The information for controlling the robot arm 1022 calculated from the information on the coordinates of the movement destination and the direction vector of the emitting unit 12 described above is, for example, information for controlling the position of the arm constituting the robot arm 1022 and the like. Specifically, the information is information for controlling a plurality of actuators and the like constituting the robot arm 1022. The process of calculating information for controlling the robot arm 1022 from information such as coordinates and direction vectors indicating the position of the movement destination of the tip of the robot arm 1022 is a known technique as a technique for controlling the robot arm 1022 or the like. Therefore, detailed description is omitted here.
制御部107は、例えば、移動部102を制御して、照射部101の複数の出射部12から照射されるマイクロ波が少なくとも所望の箇所で重なるよう1または2以上の出射部12を移動させる。例えば、制御部107は、移動部102(例えば、移動部102が有する1または2以上のロボットアーム1022)を制御して動作させて、複数の出射部12から照射されるマイクロ波が少なくとも所望の箇所で重なるよう1または2以上の出射部12を個別に移動させる。このように、複数の出射部12をそれぞれ個別に移動させることで、複数の出射部12から出射されるマイクロ波を、所望の箇所に重ねて照射することができる。これにより、例えば、一のマイクロ波の照射では行なうことができない、複数のマイクロ波照射を組み合わせた加熱、例えば、局所的な加熱や、均等な加熱等を、所望の箇所に対して行なうことが可能となる。 For example, the control unit 107 controls the moving unit 102 to move one or more emission units 12 so that the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 of the irradiation unit 101 overlap at least at a desired location. For example, the control unit 107 controls and operates the moving unit 102 (for example, one or more robot arms 1022 included in the moving unit 102), and at least microwaves emitted from the plurality of emitting units 12 are desired. One or two or more emission units 12 are individually moved so as to overlap each other. As described above, by individually moving the plurality of emission units 12, it is possible to irradiate the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 in a desired location. Thereby, for example, heating that combines a plurality of microwave irradiations, for example, local heating or uniform heating, which cannot be performed by one microwave irradiation, can be performed on a desired location. It becomes possible.
また、制御部107は、例えば、移動部102を制御して、照射部101の複数の出射部12から照射されるマイクロ波が、所望の箇所で干渉により強め合うよう1以上の出射部12を移動させる。例えば、制御部107は、移動部102(例えば、移動部102が有する1または2以上のロボットアーム1022)を制御して動作させて、複数の出射部12から照射されるマイクロ波が所望の箇所で干渉により強め合うよう1または2以上の出射部12を個別に移動させる。これにより、一のマイクロ波の照射では行なうことができない、所望の箇所における局所的な加熱を行なうことができる。 For example, the control unit 107 controls the moving unit 102 to set the one or more emission units 12 so that the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 of the irradiation unit 101 are strengthened by interference at a desired location. Move. For example, the control unit 107 controls and operates the moving unit 102 (for example, one or more robot arms 1022 included in the moving unit 102), and the microwaves irradiated from the plurality of emitting units 12 are in desired locations. 1 or 2 or more of the emitting portions 12 are individually moved so as to strengthen each other by interference. Thereby, the local heating in the desired location which cannot be performed by one microwave irradiation can be performed.
なお、ここでの所望の箇所は、例えば、複数の出射部12から出射されるマイクロ波が重なって照射される領域内の1以上の所望の箇所である。かかることは以下の制御においても同様である。また、この所望の箇所と、各出射部12との間は、マイクロ波の透過性が高い空間、例えば、誘電率が低い物質を有する空間であることが好ましい。かかることは以下においても同様である。 In addition, the desired location here is one or more desired locations in the area | region where the microwave radiate | emitted from the several output part 12 overlaps and is irradiated, for example. The same applies to the following control. Moreover, it is preferable that between this desired location and each output part 12 is a space with a high microwave permeability, for example, a space having a substance with a low dielectric constant. The same applies to the following.
また、制御部107は、例えば、移動部102を制御して、所望の箇所で複数の出射部12から照射されるマイクロ波による電界が集中するよう1以上の出射部を移動させる。マイクロ波による電界は、例えば、マイクロ波により生じる電界や、マイクロ波マイクロ波が存在することにより生じるマイクロ波自身の電界と考えてもよい。電界が集中するということは、例えば、電界強度が高くなることや、電界強度の分布が高くなること等である。ここでの電界が集中する、とは、例えば、複数の出射部12の位置を移動させない場合に比べて、電界が集中することや、電界強度の分布が高くなることである。ここでの位置は、方向も含むと考えてもよい。例えば、制御部107は、移動部102(例えば、1または2以上のロボットアーム1022)を制御して動作させて、複数の出射部12から照射されるマイクロ波による電界が所望の箇所で集中するよう1以上の出射部12を移動させる。これにより、一のマイクロ波の照射では行なうことができない、所望の箇所における局所的な加熱を行なうことが可能となる。 For example, the control unit 107 controls the moving unit 102 to move one or more emitting units so that the electric fields due to the microwaves irradiated from the plurality of emitting units 12 are concentrated at a desired location. The electric field generated by the microwave may be considered as, for example, an electric field generated by the microwave or an electric field of the microwave itself generated by the presence of the microwave microwave. The concentration of the electric field means, for example, an increase in electric field strength, an increase in electric field strength distribution, and the like. Here, the concentration of the electric field means, for example, that the electric field is concentrated or the distribution of the electric field strength is higher than in the case where the positions of the plurality of emitting portions 12 are not moved. The position here may be considered to include the direction. For example, the control unit 107 controls and operates the moving unit 102 (for example, one or more robot arms 1022), and the electric field generated by the microwaves emitted from the plurality of emitting units 12 is concentrated at a desired location. One or more emitting parts 12 are moved. This makes it possible to perform local heating at a desired location, which cannot be performed by one microwave irradiation.
また、制御部107は、例えば、移動部102を制御して、所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相が同位相となるように、各出射部を移動させる。例えば、制御部107は、移動部102(例えば、1または2以上のロボットアーム1022)を制御して動作させて、複数の出射部12から所望の箇所に入射される複数のマイクロ波が、同位相となるよう1または2以上の出射部12を移動させる。これにより、一のマイクロ波の照射では行なうことができない、所望の箇所における局所的な加熱を行なうことが可能となる。 For example, the control unit 107 controls the moving unit 102 to move each emitting unit so that the phase of the microwave incident on a desired location becomes the same phase. For example, the control unit 107 controls and moves the moving unit 102 (for example, one or more robot arms 1022), and a plurality of microwaves incident on a desired location from the plurality of emitting units 12 are the same. One or two or more emission parts 12 are moved so as to be in phase. This makes it possible to perform local heating at a desired location, which cannot be performed by one microwave irradiation.
以下、複数の出射部12からそれぞれ所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相が、同位相となるようにするための、複数の出射部12を移動させる制御について例を挙げて説明する。 Hereinafter, control for moving the plurality of emission units 12 so that the phases of the microwaves incident on the desired locations from the plurality of emission units 12 have the same phase will be described by way of example.
図2は、照射部101が有する複数の出射部12を移動させる制御を説明するための模式図である。出射部12を移動させる制御は、出射部12の位置の制御と考えてもよい。ここでは、照射部101が、アンテナ等の5つの出射部12(ここでは、出射部12a〜12eと称す)を有している場合について説明する。なお、以下の第1の例および第2の例においては、いずれも、出射部12a〜12eがそれぞれ発生するマイクロ波の出力周波数は同じであり、出射するマイクロ波の位相も同位相であるとする。所望の箇所1021は、複数の出射部12から出射されるマイクロ波が重なる領域に位置しているものとする。移動前の各出射部12a〜12eと所望の箇所1021との距離をそれぞれ距離Ka〜Keとする。なお、ここでは、説明の便宜上、それぞれの距離Ka〜Keが異なる値となるように、所望の箇所1021の位置を設定している。なお、図2における出射部12aおよび12bと、図1における出射部12aおよび12bとは、同じものと考えてもよく、異なるものと考えてもよい。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining control for moving the plurality of emitting units 12 included in the irradiation unit 101. Control for moving the emission unit 12 may be considered as control of the position of the emission unit 12. Here, a description will be given of a case where the irradiating unit 101 includes five emitting units 12 (referred to herein as emitting units 12a to 12e) such as antennas. In the following first example and second example, the output frequencies of the microwaves generated by the emission units 12a to 12e are the same, and the phase of the emitted microwaves is also the same phase. To do. It is assumed that the desired portion 1021 is located in a region where microwaves emitted from the plurality of emission units 12 overlap. The distances between the respective emission portions 12a to 12e before movement and the desired portion 1021 are set as distances Ka to Ke, respectively. Here, for convenience of explanation, the position of the desired location 1021 is set so that the distances Ka to Ke have different values. 2 may be considered to be the same or different from the emission parts 12a and 12b in FIG.
(2?A)移動制御の第1の例
複数の出射部12a〜12eからそれぞれ所望の箇所1021に入射されるマイクロ波の位相が、同位相となるようにするために、例えば、各出射部12a〜12eと所望の箇所1021との間の距離Ka〜Keの差によって生じる位相差が0となるように、出射部12a〜12eの位置を制御すればよい。
(2? A) First Example of Movement Control In order to make the phases of the microwaves incident on the desired location 1021 from each of the plurality of emitting units 12a to 12e become the same phase, for example, each emitting unit What is necessary is just to control the position of the emission parts 12a-12e so that the phase difference produced by the difference of distance Ka-Ke between 12a-12e and the desired location 1021 may become zero.
このためには、複数の出射部12のうちの基準となる一の出射部12から、所望の箇所1021までの距離と、各出射部12a〜12eと所望の箇所1021との間の距離との差を算出し、その差を、各出射部12a〜12eから出射されるマイクロ波の波長で除算して余りαa〜αe(<λ)を求め、この余りαa〜αeがそれぞれ示す距離だけ、各出射部12a〜12eを、所望の箇所1021の方向に移動させる。すなわち所望の箇所1021に近づける。ただし、基準となる一の出射部12については、上記の位相差の算出は行なわなくても良く、基準となる一の出射部12の位相は変更しないようにしてもよく、位相差を0としてもよい。 For this purpose, a distance from one emitting unit 12 serving as a reference among the plurality of emitting units 12 to a desired location 1021 and a distance between each emitting unit 12a to 12e and the desired location 1021. The difference is calculated, and the difference is divided by the wavelength of the microwaves emitted from the respective emission units 12a to 12e to obtain remainders αa to αe (<λ), and the distances indicated by the remainders αa to αe are respectively The emitting portions 12a to 12e are moved in the direction of the desired location 1021. That is, it is brought close to the desired location 1021. However, the calculation of the above-described phase difference may not be performed for the single emission unit 12 serving as a reference, the phase of the single emission unit 12 serving as a reference may not be changed, and the phase difference may be set to zero. Also good.
例えば、一の基準となる出射部12を出射部12cとした場合、距離Kaと距離Kcの距離の差、つまりKa−Kcを算出し、この差を、出射部12が出射するマイクロ波の波長λで除算して余りαa(αa<λ)を求め、移動部102を制御して、この余りαaの値だけ、出射部12aを所望の箇所1021に近づくよう移動させる。 For example, when the emission part 12 serving as one reference is the emission part 12c, the difference between the distance Ka and the distance Kc, that is, Ka-Kc is calculated, and this difference is used as the wavelength of the microwave emitted by the emission part 12. The remainder αa (αa <λ) is obtained by dividing by λ, and the moving unit 102 is controlled to move the emitting unit 12a closer to the desired location 1021 by the value of the remainder αa.
同様に、距離Kbと距離Kcの距離の差、つまりKb−Kcを算出し、この差をマイクロ波の波長λで除算して余りαb(αb<λ)を求め、移動部102を制御して、このαbの距離だけ、出射部12bを所望の箇所1021に近づくよう移動させる。 Similarly, the difference between the distance Kb and the distance Kc, that is, Kb−Kc is calculated, and the difference is divided by the wavelength λ of the microwave to obtain a remainder αb (αb <λ), and the moving unit 102 is controlled. The emission unit 12b is moved so as to approach the desired location 1021 by the distance of αb.
同様に、距離KdおよびKeと、距離Kcとの距離の差を波長λで除算した余りがそれぞれαdおよびαeであったとすると、移動部102を制御して、このαd及びαeの距離だけ、出射部12dおよび出射部12eを所望の箇所1021に近づくよう移動させる。 Similarly, assuming that the remainders obtained by dividing the difference between the distances Kd and Ke and the distance Kc by the wavelength λ are αd and αe, respectively, the moving unit 102 is controlled to output only the distances αd and αe. The portion 12d and the emitting portion 12e are moved so as to approach the desired location 1021.
ここでは、距離Kcが距離の基準であるため、上記の移動距離は、出射部12cと所望の箇所1021との距離を基準とした位相である。このため、出射部12cについては、上記のような距離の差等を算出しなくてもよく、出射部12cの位置は、例えば、変化させなくてもよい。 Here, since the distance Kc is a distance reference, the above moving distance is a phase based on the distance between the emitting portion 12c and the desired location 1021. For this reason, it is not necessary to calculate the distance difference as described above for the emission unit 12c, and the position of the emission unit 12c need not be changed, for example.
なお、ここでは、距離の基準を出射部12cとしたが、どの出射部12を距離の基準としてもよい。また、距離の基準として、任意の距離を用いるようにしてもよい。この場合、各出射部12についての余りの値が同じ値となるよう、各出射部12を移動させるようにしてもよい。 Here, the reference of the distance is the emitting part 12c, but any emitting part 12 may be used as the reference of the distance. Moreover, you may make it use arbitrary distance as a reference | standard of distance. In this case, you may make it move each output part 12 so that the remainder value about each output part 12 may become the same value.
また、上記で算出する余りは、一の距離を基準とした場合の相対的な余りであるため、制御部107は、結果的に、この相対的な余りが無くなるよう各出射部12の位置を変更することができれば、移動部102を制御して、各出射部12の位置をどのように移動させてもよい。例えば、出射部12cに対する出射部12aの余りがある値γであった場合、制御部107は、移動部102を制御して、出射部12aを所望の箇所1021に対してβだけ近づけるよう移動させてもよく、出射部12aを1/3γだけ所望の箇所1021近づけるとともに、出射部12cを2/3γだけ、所望の箇所1021から遠ざけるようにしてもよい。かかることは、以下においても同様である。 In addition, since the remainder calculated above is a relative remainder when one distance is used as a reference, the control unit 107 consequently positions each emitting unit 12 so that this relative remainder is eliminated. If it can be changed, the position of each emitting unit 12 may be moved by controlling the moving unit 102. For example, when the remainder of the emission unit 12a with respect to the emission unit 12c is a certain value γ, the control unit 107 controls the moving unit 102 to move the emission unit 12a closer to the desired location 1021 by β. Alternatively, the emitting portion 12a may be moved closer to the desired location 1021 by 1 / 3γ, and the emitting portion 12c may be moved away from the desired location 1021 by 2 / 3γ. The same applies to the following.
(2?B)移動制御の第2の例
例えば、制御部107は、移動部102を制御して、上記の距離Ka〜Keを、それぞれの出射部12a〜12eが発生するマイクロ波の波長λで除算して得られた余りβa〜βeが示す距離だけ、各出射部12a〜12eを所望の箇所1021に近づけるよう移動させる。ただし、βa〜βeは、いずれもλ未満であるとする。
(2? B) Second Example of Movement Control For example, the control unit 107 controls the movement unit 102 to change the distances Ka to Ke to the wavelengths λ of the microwaves generated by the respective emission units 12a to 12e. Each of the emitting portions 12a to 12e is moved closer to the desired location 1021 by the distance indicated by the remainders βa to βe obtained by dividing by. However, it is assumed that βa to βe are all less than λ.
なお、上記の制御は一例であり、複数の出射部12のそれぞれと、所望の箇所1021について算出した上記の余りが、同じ値となるようにすることができれば、出射部12a〜12eの位置をどのように変更してもよい。 In addition, said control is an example, and if the said remainder calculated about each of the several output parts 12 and the desired location 1021 can become the same value, the position of the output parts 12a-12e will be set. You may change how.
なお、上記においては、所望の箇所1021が一つである場合を例に挙げて説明したが、所望の箇所が複数である場合、それぞれの箇所が同位相となるように移動後の各出射部12a〜12eの位置を決定すればよい。ただし、所望の箇所の配置によっては、複数の箇所が同位相となるような位置が決定できない場合がある。 In the above description, the case where there is one desired location 1021 has been described as an example. However, when there are a plurality of desired locations, each emission unit after movement so that each location has the same phase. What is necessary is just to determine the position of 12a-12e. However, depending on the arrangement of a desired location, there may be a case where a position where a plurality of locations are in phase cannot be determined.
上記のように出射部12a〜12eの位置を制御することで、例えば、所望の箇所を局所的に加熱すること等が可能となる。 By controlling the positions of the emitting portions 12a to 12e as described above, for example, a desired location can be locally heated.
なお、上記においては、5つのマイクロ波発振器103を用いた場合について説明したが、マイクロ波発振器1011の数は2以上であればよく、2以上であれば、上記と同様の制御が実現可能である。 In the above description, the case where five microwave oscillators 103 are used has been described. However, the number of microwave oscillators 1011 may be two or more, and if it is two or more, the same control as described above can be realized. is there.
また、上記の(2−A)や(2−B)において示した位相差等を算出する算出式等の代わりに、適宜、近似した位相差等を算出可能な近似式等を用いるようにしてもよい。 In addition, instead of the calculation formula for calculating the phase difference or the like shown in the above (2-A) or (2-B), an approximation formula or the like that can calculate an approximate phase difference or the like is appropriately used. Also good.
なお、上記においては、1または2以上の所望の箇所が局所的に加熱されるように、複数の出射部12の位置を個別に移動する場合等について説明したが、本実施の形態においては、例えば、複数の出射部12をそれぞれ適切な位置に移動させることで、所望の領域等に、一のマイクロ波を照射した場合に比べて均等となる電界分布を生じさせるようにしてもよい。このようにすることで、所望の領域を適宜、均等に加熱することができる。 In the above description, the case where the positions of the plurality of emitting portions 12 are individually moved so that one or more desired locations are locally heated has been described. For example, by moving each of the plurality of emitting units 12 to an appropriate position, an electric field distribution that is equal to that in a case where a desired region or the like is irradiated with one microwave may be generated. By doing in this way, a desired area | region can be heated equally appropriately.
また、上記においては、複数の出射部12から照射されるマイクロ波の位相差が0である場合を例に挙げて説明したが、複数の出射部12から照射されるマイクロ波の位相差がある場合においては、この位相差を考慮して、所望の箇所において複数の出射部12から同位相のマイクロ波が照射されるよう、各出射部12を移動させるようにしてもよい。例えば、出射部12aに対して、出射部12bの位相がδだけ遅れていたとすると、まず、出射部12aと出射部12bとの位置を、それぞれが同位相のマイクロ波を照射すると仮定した場合について上記のように決定し、更に、出射部12bの位置を、上記の位相差δの分だけ、所望の箇所に近づけるようにしてもよい。例えば、出射部12bの位置を、同位相として決定した位置から、λδだけ、所望の箇所の方向に移動させるようにしてもよい。 In the above description, the case where the phase difference of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 is 0 has been described as an example. However, there is the phase difference of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12. In some cases, in consideration of this phase difference, each emitting section 12 may be moved so that microwaves having the same phase are irradiated from a plurality of emitting sections 12 at a desired location. For example, assuming that the phase of the emission part 12b is delayed by δ with respect to the emission part 12a, first, assuming that the positions of the emission part 12a and the emission part 12b are irradiated with microwaves of the same phase. Further, the position may be determined as described above, and the position of the emitting portion 12b may be brought closer to a desired location by the amount of the phase difference δ. For example, the position of the emitting portion 12b may be moved in the direction of a desired location by λδ from the position determined as the same phase.
なお、1または2以上の所望の箇所が、複数の出射部12から照射されるマイクロ波の干渉により強めあう位置となるようするために、制御部107が移動部102を制御して複数の出射部12を移動させる位置は、上記以外の手法等により決定してもよい。例えば、複数のマイクロ波発振器1011の位置をそれぞれ変えてシミュレーションや実験等を行なうことで、所望の箇所においてマイクロ波が強め合うような複数の出射部12の位置等を決定してもよい。同様に、所望の領域が均等に加熱されるような複数の出射部12の位置をシミュレーション等で決定してもよい。ここでの領域は、3次元空間も含む概念である。また、所望の領域が均等に加熱されるような複数の出射部12の位置等をシミュレーションにより決定してもよい。 Note that the control unit 107 controls the moving unit 102 to output a plurality of emission points so that one or two or more desired locations become positions that are strengthened by interference of microwaves emitted from the emission units 12. The position where the unit 12 is moved may be determined by a method other than the above. For example, by changing the positions of the plurality of microwave oscillators 1011 and performing simulations, experiments, or the like, the positions of the plurality of emission units 12 where the microwaves strengthen each other at a desired location may be determined. Similarly, the positions of the plurality of emitting portions 12 that uniformly heat a desired region may be determined by simulation or the like. The region here is a concept including a three-dimensional space. Further, the positions and the like of the plurality of emitting portions 12 that can heat the desired region evenly may be determined by simulation.
なお、以下、本実施の形態においては、制御部107が、上述したように、照射管理情報格納部105に格納されている照射管理情報を用いて、照射部101が複数の出射部12から照射するマイクロ波の位相を制御する場合を例に挙げて説明する。 Hereinafter, in the present embodiment, as described above, the control unit 107 uses the irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit 105 to irradiate the irradiation unit 101 from the plurality of emission units 12. An example of controlling the phase of the microwave will be described.
照射部101として、上述したように、複数の出射部12から照射するマイクロ波の位相が制御可能なものを用いる場合等においては、制御部107は、更に、照射部101が複数の出射部12から照射するマイクロ波の位相を制御するようにしてもよい。例えば、制御部107は、照射部101の1または2以上の出射部12の移動を個別に制御するとともに、照射部101が複数の出射部12から照射するマイクロ波の位相を個別に制御するようにしてもよい。制御部107は、例えば、上述したように、位相を制御可能な1以上のマイクロ波発振器1011を個別に制御することで、1以上のマイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波の位相を変更して、位相を変更したマイクロ波を複数の出射部12から照射するようにしてもよい。また、照射部101が有する1以上の伝送手段1012に対して設けられた、1以上の伝送手段1012が伝送するマイクロ波の位相を制御する移相器(図示せず)を個別に制御することで、伝送手段1012に伝送されるマイクロ波の位相を制御して、位相を変更したマイクロ波を複数の出射部12から照射するようにしてもよい。ただし、照射部101は、複数の出射部12から出射するマイクロ波の位相をどのように制御するかは問わない。 As described above, when using the irradiation unit 101 that can control the phase of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12, the control unit 107 further includes the irradiation unit 101 having a plurality of emission units 12. You may make it control the phase of the microwave irradiated from. For example, the control unit 107 individually controls the movement of one or more emission units 12 of the irradiation unit 101 and individually controls the phases of the microwaves that the irradiation unit 101 emits from the plurality of emission units 12. It may be. For example, as described above, the control unit 107 individually controls one or more microwave oscillators 1011 that can control the phase, thereby changing the phase of the microwaves generated by the one or more microwave oscillators 1011. Alternatively, the microwaves whose phases are changed may be irradiated from the plurality of emitting units 12. Further, a phase shifter (not shown) for controlling the phase of the microwaves transmitted by the one or more transmission units 1012 provided for the one or more transmission units 1012 included in the irradiation unit 101 is individually controlled. Thus, the phase of the microwaves transmitted to the transmission unit 1012 may be controlled so that the microwaves whose phases have been changed may be emitted from the plurality of emission units 12. However, it does not matter how the irradiation unit 101 controls the phase of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12.
例えば、制御部107は、照射部101を制御して、複数の出射部12が出射するマイクロ波の位相を制御することで、複数の出射部12が出射するマイクロ波の位相を異なる位相としたり、同じ位相としたりすることができる。位相の制御は、例えば、発生するマイクロ波の位相を早めることや遅くしたりすることである。位相の制御は、例えば、各出射部12から出射されるマイクロ波の初期位相を制御することや設定すること等と考えてもよい。複数の出射部12が出射する位相の制御は、例えば、複数の出射部12が出射するマイクロ波の位相の相対的な制御であってもよく、絶対的な制御であってもよい。 For example, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 to control the phases of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12, thereby changing the phases of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 to different phases. Can be the same phase. The phase control is, for example, to advance or slow down the phase of the generated microwave. The phase control may be considered as, for example, controlling or setting the initial phase of the microwaves emitted from the respective emission units 12. The control of the phases emitted by the plurality of emission units 12 may be, for example, relative control of the phases of the microwaves emitted by the plurality of emission units 12 or absolute control.
このように位相を制御することにより、例えば、後述するようにマイクロ波により電界が集中する箇所を制御することができる。制御部107が、マイクロ波発振器1011の位相を制御するための構成や、制御方法については、公知技術であるため、ここでは詳細な説明は省略する。 By controlling the phase in this way, for example, a location where the electric field is concentrated by the microwave can be controlled as will be described later. Since the configuration and the control method for the control unit 107 to control the phase of the microwave oscillator 1011 are known techniques, detailed description thereof is omitted here.
制御部107は、例えば、複数の出射部12の少なくとも一部が異なる位相のマイクロ波を出射するよう照射部101を制御する。制御部107が、照射部101が有するマイクロ波発振器1011や移相器(図示せず)等を制御することも、照射部101を制御することと考えてもよい。少なくとも一部が異なる位相を出射するようにできれば、制御部107が、照射部101を制御して複数の出射部12のそれぞれにどのような位相のマイクロ波を照射させるか等は問わない。例えば、制御部107は、3以上の出射部12が、2または3以上の異なる位相のマイクロ波を発生するよう、照射部101を制御する。例えば、制御部107は、複数の出射部12の一部分(全てを除く)が同じ位相のマイクロ波を発生し、残りの出射部12がこれとは異なる位相のマイクロ波を発生するよう照射部101を制御してもよい。例えば、制御部107は、図1に示したマイクロ波処理装置1において、マイクロ波発振器1011aとマイクロ波発振器1011bとの位相を異なる位相となるように制御してもよい。 For example, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 so that at least some of the plurality of emission units 12 emit microwaves having different phases. It may be considered that the control unit 107 controls the microwave oscillator 1011 and the phase shifter (not shown) included in the irradiation unit 101 or the like. As long as at least a part of the phases can be emitted, it does not matter what kind of phase the control unit 107 controls the irradiation unit 101 to irradiate each of the plurality of emission units 12. For example, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 so that three or more emission units 12 generate microwaves having two or more different phases. For example, the control unit 107 irradiates the irradiation unit 101 so that a part (except all) of the plurality of emission units 12 generates microwaves having the same phase and the remaining emission units 12 generate microwaves having different phases. May be controlled. For example, the control unit 107 may control the microwave oscillator 1011a and the microwave oscillator 1011b to have different phases in the microwave processing apparatus 1 illustrated in FIG.
制御部107は、例えば、1または2以上の所望の箇所に複数の出射部12から照射されるマイクロ波による電界が集中するよう、照射部101が複数の出射部12から出射するマイクロ波の位相を制御する。電界が集中するということは、例えば、電界強度が高くなることである。ここでの電界が集中する、とは、例えば、複数の出射部12から照射されるマイクロ波の位相を制御しない場合と比較して、電界が集中するということである。例えば、マグネトロン等のマイクロ波発振器に、例えば、上述したような移相器等を用いずに、位相を制御せずにマイクロ波を発生させた場合、ランダムな位相のマイクロ波が発生する。マイクロ波の位相を制御しない場合とは、このような場合を意味すると考えてもよい。 For example, the control unit 107 adjusts the phase of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 by the irradiation unit 101 so that the electric fields generated by the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 are concentrated at one or more desired locations. To control. The concentration of the electric field means, for example, that the electric field strength is increased. Here, the concentration of the electric field means that the electric field is concentrated as compared with the case where the phase of the microwaves irradiated from the plurality of emitting units 12 is not controlled, for example. For example, when a microwave is generated in a microwave oscillator such as a magnetron without using a phase shifter as described above without controlling the phase, a microwave with a random phase is generated. The case where the phase of the microwave is not controlled may be considered to mean such a case.
制御部107は、例えば、1または2以上の所望の箇所が、複数の位置から照射されるマイクロ波が干渉により強めあう位置となるよう、照射部101が複数の出射部12から照射するマイクロ波の位相を制御してもよい。マイクロ波が干渉により強めあう位置は、例えば、マイクロ波の強度が干渉により強め合う位置と考えてもよい。マイクロ波が強め合うということは、例えば、振幅が大きくなることと考えてもよい。マイクロ波が干渉により強めあう位置とは、例えば、照射される複数のマイクロ波のそれぞれから個別に得られる電界よりも少なくとも高い強度の電界が得られる位置である。また、マイクロ波が干渉により強め合う位置は、例えば、複数のマイクロ波の中に、干渉により弱め合うものが含まれない位置であってもよい。ただし、所望の箇所における波の高さは問わない。制御部107は、例えば、1または2以上の所望の箇所が、複数の出射部12から照射されるマイクロ波が干渉により最も強めあう位置となるよう、照射部101が複数の出射部12から出射するマイクロ波の位相を制御することが好ましい。このような構成とすることによって、1以上の所望の箇所において、複数の出射部12から照射されるマイクロ波を集中させることができる。これにより、1以上の所望の箇所を選択的に加熱することが可能となる。なお、制御部107は、1以上の所望の箇所が、3以上の出射部12から照射されるマイクロ波のうちの2以上が干渉により最も強め合う位置であって、残りのマイクロ波が、この最も強め合った2以上のマイクロ波を、少なくとも弱めることがない位置となるように、3以上の出射部12から出射されるマイクロ波の位相を制御することによって、所望の箇所が干渉により強め合うようにしてもよい。 For example, the control unit 107 is configured such that the irradiation unit 101 irradiates the microwaves from the plurality of emission units 12 so that one or two or more desired locations are positions where the microwaves radiated from the plurality of positions are strengthened by interference. The phase may be controlled. The position where the microwaves are strengthened by interference may be considered as, for example, a position where the intensity of the microwaves is strengthened by interference. Reinforcement of microwaves may be considered as an increase in amplitude, for example. The position where the microwaves are strengthened by interference is, for example, a position where an electric field having at least a higher intensity than that obtained individually from each of the plurality of irradiated microwaves is obtained. The position where the microwaves are strengthened by interference may be, for example, a position where a plurality of microwaves are not weakened by interference. However, the height of the wave in a desired location does not matter. In the control unit 107, for example, the irradiation unit 101 emits from the plurality of emission units 12 so that one or two or more desired locations are positions where the microwaves irradiated from the plurality of emission units 12 are most strongly strengthened by interference. It is preferable to control the phase of the microwave. With such a configuration, it is possible to concentrate the microwaves irradiated from the plurality of emission units 12 at one or more desired locations. Thereby, it becomes possible to selectively heat one or more desired locations. In addition, the control unit 107 is a position where one or more desired locations are positions where two or more of the microwaves irradiated from the three or more emission units 12 are most strengthened by interference, and the remaining microwaves are By controlling the phase of the microwaves emitted from the three or more emission parts 12 so that the two or more microwaves that are most strengthened are at least not weakened, a desired portion is strengthened by interference. You may do it.
なお、複数の出射部12が同じ周波数のマイクロ波を発生する場合、制御部107は、所望の箇所が、複数の出射部12から照射される複数のマイクロ波の位相差がπ未満の範囲に収まる箇所となるように、各出射部12から照射されるマイクロ波の位相を制御するようにしてもよい。この場合、上述したように、所望の箇所が、複数のマイクロ波同士が干渉により弱め合わない位置となり、その結果、所望の箇所において、マイクロ波が干渉により強め合うこととなり、所望の箇所に電界を集中させることができる。 In addition, when the several output part 12 produces | generates the microwave of the same frequency, the control part 107 is the range where the phase difference of the several microwave irradiated from the several output part 12 is less than (pi). You may make it control the phase of the microwave irradiated from each output part 12 so that it may become a place to be settled. In this case, as described above, the desired location is a position where a plurality of microwaves are not weakened by interference, and as a result, the microwaves are strengthened by interference at the desired location, and an electric field is applied to the desired location. Can concentrate.
例えば、制御部107は、1または2以上の所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相が同位相となるように、複数の出射部12が出射するマイクロ波の位相を制御してもよい。入射される複数のマイクロ波の位相が同位相となるということは、例えば、所望の箇所に入射された時点の位相が同位相であることである。複数のマイクロ波が最も強め合う箇所は、入射される複数のマイクロ波の位相が同位相である箇所、つまり位相差が0となる箇所である。このため、このように所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相が同位相となるように位相を制御することで、所望の箇所が複数の位置から照射されるマイクロ波が干渉によって最も強め合う位置となり、所望の箇所に、複数の位置から照射されるマイクロ波を集中させることできる。これにより、所望の箇所を選択的に加熱することができる。 For example, the control unit 107 may control the phases of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 so that the phases of the microwaves incident on one or more desired locations are the same. The fact that the phases of a plurality of incident microwaves are the same phase means that, for example, the phase at the time of incidence on a desired location is the same phase. The place where the plurality of microwaves are most strengthened is a place where the phases of the plurality of incident microwaves are the same, that is, a place where the phase difference is zero. For this reason, by controlling the phase so that the phases of the microwaves incident on the desired location are the same, the microwaves that irradiate the desired location from a plurality of positions are most strongly strengthened by interference. It becomes a position, The microwave irradiated from a some position can be concentrated on a desired location. Thereby, a desired location can be selectively heated.
各出射部12が照射するマイクロ波の位相をどのように決定してもよい。例えば、制御部107が制御する各出射部12の位置と、各出射部12が照射するマイクロ波の位相との組合せをどのように決定してもよい。例えば、各出射部12の位置を所望の位置となるように設定した後、1以上の所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相を同位相とするための、この設定した位置から各出射部12が出射するマイクロ波の位相を決定してもよい。あるいは、例えば、各出射部12の位置が予め決められている場合、1以上の所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相を同位相とするための、この予め決められた位置から各出射部12が出射するマイクロ波の位相を決定してもよい。あるいは、各出射部12が照射するマイクロ波の位相を設定した後、この位相でマイクロ波を各出射部12から出射した場合に、1以上の所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相を同位相となるよう各出射部12の位置を決定してもよい。ただし、1以上の所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相を同位相とするための、各出射部12の位置と、各出射部12が出射するマイクロ波の位相との組合せを同時に決定してもよい。 You may determine how the phase of the microwave which each output part 12 irradiates is determined how. For example, the combination of the position of each emission unit 12 controlled by the control unit 107 and the phase of the microwave irradiated by each emission unit 12 may be determined in any way. For example, after setting the position of each emission part 12 to be a desired position, each emission part is set from this set position so that the phase of the microwave incident on one or more desired locations is the same phase. You may determine the phase of the microwave which 12 radiate | emits. Alternatively, for example, when the position of each emitting portion 12 is determined in advance, each emitting portion is set from this predetermined position so that the phase of the microwave incident on one or more desired locations is the same phase. You may determine the phase of the microwave which 12 radiate | emits. Alternatively, after setting the phase of the microwaves to be irradiated by each of the emission units 12, when the microwaves are emitted from each of the emission units 12 at this phase, the phases of the microwaves incident on one or more desired locations are the same. You may determine the position of each output part 12 so that it may become a phase. However, the combination of the position of each emitting section 12 and the phase of the microwave emitted from each emitting section 12 to simultaneously set the phase of the microwave incident on one or more desired locations to the same phase is determined. May be.
1以上の所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相を同位相とするための、各出射部12が出射するマイクロ波の位相は、どのように決定してもよい。例えば、複数の出射部12と所望の箇所との距離、あるいは距離の差によって発生する位相差が無くなるよう、マイクロ波を出力する際の位相を決定する。ここで決定する位相は、初期位相と考えてもよい。 The phase of the microwaves emitted by each of the emission units 12 for making the phases of the microwaves incident on one or more desired locations the same phase may be determined in any way. For example, the phase at the time of outputting the microwave is determined so that the phase difference caused by the distance between the plurality of emitting units 12 and the desired location or the difference in distance is eliminated. The phase determined here may be considered as the initial phase.
以下、複数の出射部12からそれぞれ所望の箇所に入射されるマイクロ波の位相が、同位相となるようにするための位相の制御の例について、上記の図2を用いて説明する。 Hereinafter, an example of the phase control for making the phases of the microwaves incident from the plurality of emitting units 12 to the respective desired locations the same will be described with reference to FIG.
(3−A)位相制御の第1の例
複数の出射部12a〜12eからそれぞれ所望の箇所1021に入射されるマイクロ波の位相が、同位相となるよう位相を制御するために、例えば、各出射部12a〜12eと所望の箇所1021との間の距離Ka〜Keの差によって生じる位相差が0となるように、出射部12a〜12eからそれぞれ出射されるマイクロ波の位相を制御すればよい。
(3-A) First Example of Phase Control In order to control the phase so that the phases of the microwaves incident on the desired location 1021 from the plurality of emitting portions 12a to 12e become the same phase, for example, What is necessary is just to control the phase of the microwave each radiate | emitted from the emission parts 12a-12e so that the phase difference produced by the difference of distance Ka-Ke between the emission parts 12a-12e and the desired location 1021 may become zero. .
このためには、上記の(1−A)の場合と同様の余りαa〜αe(<λ)を求め、このαa〜αeを波長λで除算した値に2πを乗算して位相差を算出し、この位相差だけ各出射部12a〜12eから出射されるマイクロ波の位相が、上記の基準となる一の出射部12からマイクロ波を照射する一のマイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波の位相に対して進めるよう設定する。ただし、基準となる一の出射部12については、上記の位相差の算出は行なわなくても良く、基準となる一の出射部12の位相は変更しないようにしてもよく、位相差を0としてもよい。 For this purpose, the remainders αa to αe (<λ) similar to the case of (1-A) above are obtained, and a value obtained by dividing αa to αe by the wavelength λ is multiplied by 2π to calculate a phase difference. The phase of the microwave emitted from each of the emission units 12a to 12e by this phase difference is the phase of the microwave generated by one microwave oscillator 1011 that irradiates the microwave from the one emission unit 12 serving as the reference. Set to proceed with. However, the calculation of the above-described phase difference may not be performed for the single emission unit 12 serving as a reference, the phase of the single emission unit 12 serving as a reference may not be changed, and the phase difference may be set to zero. Also good.
例えば、一の基準となる出射部12を出射部12cとした場合、距離Kaと距離Kcの距離の差を出射部12が出射するマイクロ波の波長λで除算して余りαa(αa<λ)を求め、このαaを波長λで除算した値に2πを乗算した値2παa/λを算出し、この値だけ出射部12aが発生するマイクロ波の位相を、出射部12cが発生するマイクロ波の位相に対して進めるように照射部101を制御する。 For example, when the emission unit 12 serving as one reference is the emission unit 12c, the difference between the distance Ka and the distance Kc is divided by the wavelength λ of the microwave emitted by the emission unit 12, and a remainder αa (αa <λ) is obtained. And 2παa / λ is calculated by multiplying the value obtained by dividing αa by the wavelength λ by 2π, and the phase of the microwave generated by the emitting unit 12a is calculated by this value, and the phase of the microwave generated by the emitting unit 12c is calculated. The irradiation unit 101 is controlled so as to proceed with respect to the above.
同様に、距離Kbと距離Kcの距離の差をマイクロ波の波長λで除算して余りαb(αb<λ)を求めて2παb/λを算出し、この値だけ出射部12bが発生するマイクロ波の位相を、出射部12cが発生するマイクロ波の位相に対して進めるよう照射部101を制御する。 Similarly, the difference between the distance Kb and the distance Kc is divided by the wavelength λ of the microwave to obtain the remainder αb (αb <λ) to calculate 2παb / λ, and the microwave generated by the emission unit 12b by this value is calculated. The irradiating unit 101 is controlled so that the phase of is advanced with respect to the phase of the microwave generated by the emitting unit 12c.
同様に、距離Kb、距離KdおよびKeと、距離Kcとの距離の差を波長λで除算した余りがそれぞれαb、αdおよびαe(<λ)であったとすると、出射部12b、12dおよび12eが発生するマイクロ波の位相を、出射部12cが発生するマイクロ波の位相に対してそれぞれ、2παb/λ、2παd/λおよび2παe/λ進めるよう照射部101を制御する。 Similarly, if the remainder obtained by dividing the difference between the distance Kb, the distance Kd and Ke, and the distance Kc by the wavelength λ is αb, αd and αe (<λ), respectively, the emitting portions 12b, 12d and 12e are The irradiation unit 101 is controlled to advance the phase of the generated microwave by 2παb / λ, 2παd / λ, and 2παe / λ, respectively, with respect to the phase of the microwave generated by the emitting unit 12c.
ここでは、距離Kcが距離の基準であるため、上記の位相は、出射部12cの位相を基準とした位相である。このため、出射部12cについては、上記のような位相差を算出しなくてもよく、出射部12cの位相は、例えば、変化させなくてもよく、位相差を0としてもよい。 Here, since the distance Kc is a reference for the distance, the above phase is a phase based on the phase of the emitting part 12c. For this reason, the phase difference as described above does not have to be calculated for the emission unit 12c, and the phase of the emission unit 12c may not be changed, for example, and the phase difference may be zero.
なお、ここでは、位相の基準を出射部12cとした場合について説明したが、どの出射部12を位相の基準としてもよい。また、何れかの出射部12と所望の箇所1021との距離を基準とする代わりに、任意の距離を用いるようにしてもよい。この場合、制御部107は、各出射部12から出射されるマイクロ波の位相を、全ての出射部12の位相を同位相とした場合に対して、上記で各出射部12について算出した位相差分だけシフトする(例えば、位相を進める)よう制御してもよい。 Here, the case where the phase reference is set to the emission part 12c has been described, but any emission part 12 may be used as the phase reference. Further, an arbitrary distance may be used instead of using the distance between any one of the emitting portions 12 and the desired location 1021 as a reference. In this case, the control unit 107 calculates the phase difference of the microwaves emitted from each of the emission units 12 with respect to the case where the phases of all of the emission units 12 are the same phase. May be controlled so as to shift only (for example, advance the phase).
また、上記で算出する位相差は、一の距離を基準とした場合の相対的な位相差であるため、制御部107は、この相対的な位相差が無くなるよう各出射部12から出射されるマイクロ波の位相を結果的に制御できれば、どのように、各出射部12の位相を制御してもよい。例えば、出射部12cに対する出射部12aの位相差がπであった場合、制御部107は、出射部12aの位相を出射部12cの位相に対してπ進めるよう、照射部101を制御してもよく、出射部12aの位相を1/3π進めるとともに、出射部12cの位相を2/3π遅らせるようにしてもよい。かかることは、以下においても同様である。 Further, since the phase difference calculated above is a relative phase difference based on one distance, the control unit 107 emits light from each emitting unit 12 so that the relative phase difference is eliminated. As long as the phase of the microwave can be controlled as a result, the phase of each emitting section 12 may be controlled in any way. For example, when the phase difference of the emission unit 12a with respect to the emission unit 12c is π, the control unit 107 may control the irradiation unit 101 so that the phase of the emission unit 12a is advanced by π with respect to the phase of the emission unit 12c. Alternatively, the phase of the emission part 12a may be advanced by 1 / 3π and the phase of the emission part 12c may be delayed by 2 / 3π. The same applies to the following.
(3−B)位相制御の第2の例
例えば、上記の距離Ka〜Keを、それぞれの出射部12a〜12eが発生するマイクロ波の波長λで除算して得られた余りβa〜βeを、更に、各出射部12a〜12eが出射するマイクロ波の波長λで除算して得られた値に2πを乗算した値を取得し、全ての位相を同位相とした場合に対してこの取得した値の分だけ位相を進めたマイクロ波を、各出射部12a〜12eが出射するよう照射部101を制御する。ただし、βa〜βeは、いずれもλ未満であるとする。
(3-B) Second Example of Phase Control For example, the remainders βa to βe obtained by dividing the above distances Ka to Ke by the wavelength λ of the microwaves generated by the respective emission units 12a to 12e, Further, a value obtained by multiplying the value obtained by dividing by the wavelength λ of the microwave emitted by each of the emission units 12a to 12e by 2π is obtained, and this obtained value is obtained when all phases are set to the same phase. The irradiation unit 101 is controlled so that each of the emission units 12a to 12e emits the microwave whose phase has been advanced by this amount. However, it is assumed that βa to βe are all less than λ.
例えば、出射部12aの位相を、2πβa/λ進め、出射部12bの位相を、2πβb/λ進め、出射部12cの位相を、2πβc/λ進め、出射部12dの位相を、2πβd/λ進め、出射部12eの位相を、2πβe/λ進めるようにすればよい。 For example, the phase of the emission part 12a is advanced by 2πβa / λ, the phase of the emission part 12b is advanced by 2πβb / λ, the phase of the emission part 12c is advanced by 2πβc / λ, and the phase of the emission part 12d is advanced by 2πβd / λ, The phase of the emission part 12e may be advanced by 2πβe / λ.
なお、上記の制御は一例であり、複数の出射部12からそれぞれ所望の箇所1021に入射されるマイクロ波の位相が、同位相となるようにすることができれば、出射部12a〜12eが出力するマイクロ波の位相をどのように変更してもよい。 In addition, said control is an example and if the phase of the microwave which each injects into the desired location 1021 from the several output part 12 can be made into the same phase, the output parts 12a-12e will output. The phase of the microwave may be changed in any way.
なお、上記においては、所望の箇所1021が一つである場合を例に挙げて説明したが、所望の箇所が複数である場合、それぞれの箇所が同位相となるように各出射部12a〜12eの位相を決定すればよい。ただし、所望の箇所の配置によっては、複数の箇所が同位相となるような位相が決定できない場合がある。 In the above description, the case where there is one desired location 1021 has been described as an example. However, when there are a plurality of desired locations, each of the emission portions 12a to 12e is set so that each location has the same phase. What is necessary is just to determine the phase of. However, depending on the arrangement of desired locations, it may not be possible to determine a phase where a plurality of locations have the same phase.
上記のように出射部12a〜12eが出射するマイクロ波の位相を制御する場合、各出射部12の配置等の物理的な変更が不要であるため、例えば、所望の箇所の位置等を変更した場合であっても、制御部107がマイクロ波を発生する際の位相を変更するよう各出射部12が出射するマイクロ波の位相を制御するだけで、高速にマイクロ波を集中させる所望の箇所を変更することができる。例えば、所望の箇所の位置の変更に追従せて、マイクロ波を集中させる箇所を移動させることができる。 When controlling the phase of the microwaves emitted by the emission units 12a to 12e as described above, physical changes such as the arrangement of the emission units 12 are not necessary. For example, the position of a desired location is changed. Even if it is a case, the control part 107 controls the phase of the microwave which each output part 12 changes so that the phase at the time of generating a microwave may be changed, and the desired location which concentrates a microwave at high speed can be obtained. Can be changed. For example, the location where the microwaves are concentrated can be moved following the change in the position of the desired location.
また、上記の(3−A)や(3−B)において示した位相差や初期位相等を算出する算出式等の代わりに、適宜、近似した位相差や初期位相等を算出可能な近似式等を用いるようにしてもよい。 Further, instead of the calculation formulas for calculating the phase difference, the initial phase, and the like shown in the above (3-A) and (3-B), an approximate formula that can calculate the approximate phase difference, the initial phase, and the like as appropriate. Etc. may be used.
なお、上記においては、1または2以上の所望の箇所が局所的に加熱されるように、複数の出射部12から照射されるマイクロ波の位相を制御する場合等について説明したが、本実施の形態においては、例えば、複数の出射部12の位相を更に個別に制御することで、所望の領域等に、一のマイクロ波を照射した場合に比べて均等となる電界分布を生じさせるようにしてもよい。このようにすることで、所望の領域を適宜均等に加熱することができる。ここでの領域は、3次元空間も含む概念である。 In the above description, the case where the phases of the microwaves irradiated from the plurality of emitting units 12 are controlled so that one or two or more desired locations are locally heated has been described. In the embodiment, for example, by further individually controlling the phases of the plurality of emitting portions 12, an electric field distribution that is equal to that in a case where a single microwave is irradiated to a desired region or the like is generated. Also good. By doing in this way, a desired area | region can be heated equally appropriately. The region here is a concept including a three-dimensional space.
なお、1または2以上の所望の箇所が、複数の出射部12から照射されるマイクロ波の干渉により強めあう位置となるようするために、制御部107が制御する複数の出射部12からそれぞれ出射されるマイクロ波の位相は、上記以外の手法等により決定してもよい。例えば、上述したような各出射部12の位置と各出射部12が出射するマイクロ波の位相との組合せについて、シミュレーションや実験等を行なうことで、所望の位置においてマイクロ波が強め合うような各出射部12の位置と各出射部12が出射するマイクロ波の位相との組み合わせ等を決定してもよい。同様に、所望の領域を均等に加熱するための複数の出射部12から出射されるマイクロ波の位置と位相との組合せをシミュレーション等で決定してもよい。 In addition, in order to make 1 or 2 or more desired locations become the position strengthened by the interference of the microwaves irradiated from the several output part 12, it each radiate | emits from the several output part 12 which the control part 107 controls The microwave phase may be determined by a method other than the above. For example, each of the combinations of the microwaves at a desired position can be obtained by performing simulations or experiments on the combinations of the positions of the respective emission units 12 and the phases of the microwaves emitted by the respective emission units 12 as described above. A combination of the position of the emission unit 12 and the phase of the microwave emitted by each emission unit 12 may be determined. Similarly, a combination of positions and phases of microwaves emitted from the plurality of emission units 12 for heating a desired region evenly may be determined by simulation or the like.
例えば、マイクロ波の電界分布等は、マイクロ波を照射する環境や、マイクロ波の照射対象物の形状や材質、他のマイクロ波吸収体やマイクロ波反射体の有無等によってマイクロ波の分布等が影響をうけるため、実空間においては、上記のように算出した各出射部12の位置や位相によりマイクロ波を照射しても、必ずしも、所望の箇所にマイクロ波による電界を集中させることができるわけではない。かかることは、所望の領域に均等に電界を分布させる場合においても同様である。このため、シミュレーション等を利用することで、所望箇所に電界を集中させることができる各出射部12の位置や、各出射部12が照射するマイクロ波の位相、あるいはこれらの組合せを決定することができる。 For example, the microwave electric field distribution may vary depending on the microwave irradiation environment, the shape and material of the microwave irradiation object, the presence or absence of other microwave absorbers and microwave reflectors, etc. In order to be affected, in the real space, even if the microwave is irradiated by the position and the phase of each emitting portion 12 calculated as described above, the electric field by the microwave can always be concentrated at a desired location. is not. This also applies to the case where the electric field is evenly distributed in a desired region. Therefore, by using simulation or the like, it is possible to determine the position of each emission unit 12 where the electric field can be concentrated at a desired location, the phase of the microwave irradiated by each emission unit 12, or a combination thereof. it can.
このように、上記のように複数の出射部12のうちの1以上の移動を制御するとともに、複数の出射部12が出射するマイクロ波の位相の制御することで、1以上の所望の箇所に、マイクロ波による電界を集中させることや、所望の領域に均等にマイクロ波による電界を分布させることが可能となる。これにより、位相の制御と移動の制御との組合せにより、マイクロ波の照射を適切に制御することができる。例えば、マイクロ波により所望の箇所を適切に加熱することができる。 As described above, by controlling the movement of one or more of the plurality of emitting units 12 and controlling the phase of the microwaves emitted by the plurality of emitting units 12, the one or more desired locations can be obtained. It is possible to concentrate the electric field by the microwave or distribute the electric field by the microwave evenly in a desired region. Thereby, microwave irradiation can be appropriately controlled by a combination of phase control and movement control. For example, a desired location can be appropriately heated by microwaves.
例えば、複数の出射部12が出射するマイクロ波の位相を同位相となるように照射部101を制御するとともに、複数の出射部12を、所望の箇所に対して等距離となる位置に移動させるよう移動部102を制御することで、所望の箇所に、複数の出射部12から照射されるマイクロ波による電界を集中させることができ、所望の箇所を局所的に加熱することができる。 For example, the irradiation unit 101 is controlled so that the phases of the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 are the same, and the plurality of emission units 12 are moved to positions that are equidistant with respect to a desired location. By controlling the moving unit 102, the electric field generated by the microwaves emitted from the plurality of emitting units 12 can be concentrated at a desired location, and the desired location can be locally heated.
また、所望の箇所に対して等距離とならないように複数の出射部12を配置するとともに、複数の出射部12が出射するマイクロ波の位相を制御することで、所望の箇所に、マイクロ波による電界を集中させることができる。 Moreover, while arrange | positioning the several output part 12 so that it may not become equidistance with respect to a desired location, by controlling the phase of the microwave which the some exit part 12 radiate | emits, it is a microwave at a desired location. The electric field can be concentrated.
また、複数の出射部12を、それぞれ、所望の箇所にマイクロ波を照射しやすい位置に移動させるとともに、その位置において複数の出射部12が出射するマイクロ波による電界が、所望の箇所で集中するよう、各出射部12がそれぞれ出射するマイクロ波の位相を制御してもよい。所望の箇所にマイクロ波を照射しやすい位置とは、例えば、出射部12と、所望の箇所との間が、他のマイクロ波透過性が低い物体や、マイクロ波を反射する物体等で遮蔽されていないような位置である。 In addition, each of the plurality of emission units 12 is moved to a position where it is easy to irradiate the microwave to a desired location, and the electric field generated by the microwaves emitted from the plurality of emission portions 12 at that position is concentrated at the desired location. As described above, the phase of the microwaves emitted from each of the emission units 12 may be controlled. The position where the desired location is easily irradiated with the microwave is, for example, shielded between the emitting unit 12 and the desired location by another object having low microwave permeability, an object that reflects the microwave, or the like. The position is not.
また、複数の出射部12が、例えば指向性の高いアンテナ等である場合、所望の箇所において、複数の出射部12から照射されるマイクロ波が重なるよう、複数の出射部12を移動させるとともに、この所望の箇所でマイクロ波による電界が集中するよう、各出射部12がそれぞれ出射するマイクロ波の位相を制御してもよい。 In addition, when the plurality of emission units 12 are, for example, highly directional antennas, the plurality of emission units 12 are moved so that the microwaves emitted from the plurality of emission units 12 overlap at a desired location, You may control the phase of the microwave which each output part 12 radiate | emits so that the electric field by a microwave may concentrate in this desired location.
なお、制御部107は、複数の出射部12の1以上の位置または出射するマイクロ波の位相、あるいはこの位置と位相との組み合わせを経時的に変化させて、複数のマイクロ波により電界が集中する箇所を経時的に移動、つまり変更させるようにしてもよい。例えば、複数の所望の箇所に対して経時的に電界が集中するよう、複数の出射部12のうちの1以上の位置または出射するマイクロ波の位相を経時的に変更してもよい。例えば、制御部107は、複数の所望の箇所のそれぞれが、順次、上記で説明したような所望の箇所となるよう、複数の出射部12のうちの1以上の位置または出射するマイクロ波の位相を経時的に変更してもよい。例えば、このような位置や位相や、位置と位相との組合せを経時的に変化させて、マイクロ波による電界が集中する箇所を経時的に移動させることで、照射対象物の複数の箇所をシーケンシャルに加熱することができる。また、電界が集中する箇所を、例えば、所望の領域内において変更(例えば、領域内が走査されるよう変更)していくことで、結果的に所望の領域にマイクロ波を均等に照射して、所望の領域を均等に加熱することができる。 The control unit 107 changes one or more positions of the plurality of emission units 12 or the phase of the emitted microwave, or a combination of this position and phase with time, and the electric field is concentrated by the plurality of microwaves. The location may be moved, that is, changed over time. For example, one or more positions of the plurality of emission units 12 or the phase of the microwave to be emitted may be changed with time so that the electric field concentrates over a plurality of desired locations with time. For example, the control unit 107 may detect one or more positions of the plurality of emission units 12 or the phase of the microwaves to be emitted so that each of the plurality of desired locations sequentially becomes the desired location as described above. May be changed over time. For example, by changing the position and phase and the combination of position and phase over time and moving the location where the electric field due to microwaves is concentrated over time, multiple locations of the irradiation target are sequentially Can be heated. In addition, by changing the location where the electric field concentrates in, for example, a desired region (for example, changing so that the inside of the region is scanned), as a result, microwaves are evenly applied to the desired region. The desired area can be heated evenly.
また、制御部107は、例えば、複数の出射部12に移動と停止とを交互に繰返し行なわせ、停止時に2以上の出射部12に上述したように所望のマイクロ波を出射させるようにしてもよい。例えば、制御部107は、停止時に、1以上の所望の箇所にマイクロ波による電界が集中するよう、あるいは、1以上の所望の箇所においてマイクロ波が強め合うよう、2以上の出射部12にマイクロ波を出射させるようにしてもよい。またマイクロ波を出射させる際には、上述したように、1以上の所望の箇所にマイクロ波による電界が集中するよう、また、1以上の所望の箇所において、マイクロ波が強め合うよう、2以上の出射部12が出射するマイクロ波の位相を個別に制御してもよい。また、制御部107は、各停止時毎に、異なる箇所に、マイクロ波による電界が集中するよう、あるいは、異なる箇所においてマイクロ波が強め合うよう、各出射部12の移動を制御してもよい。ここでの移動は、停止時にマイクロ波を出射させる複数の出射部12のうちの、1以上の移動であってもよい。 The control unit 107 may, for example, cause the plurality of emission units 12 to alternately move and stop, and cause the two or more emission units 12 to emit desired microwaves when stopped as described above. Good. For example, when the control unit 107 is stopped, the microwaves are applied to the two or more emission units 12 so that the microwave electric field concentrates on one or more desired locations, or the microwaves strengthen at one or more desired locations. A wave may be emitted. Further, when the microwave is emitted, as described above, two or more so that the electric field by the microwave is concentrated at one or more desired locations, and the microwave is strengthened at one or more desired locations. The phase of the microwaves emitted from the emission unit 12 may be individually controlled. In addition, the control unit 107 may control the movement of each emission unit 12 so that the electric field due to the microwaves is concentrated at different places or the microwaves are strengthened at different places at each stop time. . The movement here may be one or more movements among the plurality of emission units 12 that emit microwaves when stopped.
また、制御部107は、複数の出射部12の1以上の位置または出射するマイクロ波の位相、あるいはこれらの組み合わせを経時的に変化させて、複数のマイクロ波により電界を集中させることと、複数のマイクロ波により、所望の領域に電界を均等に分布させることとを、経時的に切り替えるようにしてもよい。 In addition, the control unit 107 changes one or more positions of the plurality of emission units 12 or the phase of the emitted microwaves, or a combination thereof over time to concentrate the electric field with the plurality of microwaves, It may be possible to switch over time to uniformly distribute the electric field in a desired region by the microwave.
ここでの経時的な変更は、連続的な変更であってもよく、段階的な変更であってもよい。段階的な変更である場合、各段階に要する時間は、例えば、適宜設定可能である。あるいは、制御部107は、図示しないセンサー等の出力に応じて各段階を進行させるようにしてもよい。 The change over time here may be a continuous change or a stepwise change. In the case of gradual change, the time required for each stage can be set as appropriate, for example. Or you may make it the control part 107 advance each step according to the output of the sensor etc. which are not shown in figure.
制御部107は、例えば、上述したような照射管理情報格納部105に格納されている照射管理情報を用いて、照射部101が複数の出射部12から照射するマイクロ波の位相を制御する。例えば、制御部107は、照射管理情報格納部105に格納されている照射管理情報から、各出射部12の識別子等と対応付けられて格納されている各出射部12が出射するマイクロ波の位相を示す位相指定情報(例えば、初期位相の値)を読出し、読出した位相指定情報を用いて、この位相指定情報が示す位相のマイクロ波を各出射部12から出射させる。照射管理情報が有する位相指定情報は、例えば、上記のように決定された各出射部12の位相を指定する情報である。以下、本実施の形態においては、制御部107が、照射管理情報が有する位相指定情報を用いて、各出射部12の位相を制御する場合を例に挙げて説明する。 For example, the control unit 107 controls the phase of the microwaves that the irradiation unit 101 emits from the plurality of emission units 12 using the irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit 105 as described above. For example, the control unit 107 uses the irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit 105 to output the phase of the microwave emitted by each emission unit 12 stored in association with the identifier of each emission unit 12. The phase designation information (for example, the value of the initial phase) indicating the phase designation information is read out, and the microwave of the phase indicated by the phase designation information is emitted from each emission unit 12 using the read phase designation information. The phase designation information included in the irradiation management information is, for example, information that designates the phase of each emitting unit 12 determined as described above. Hereinafter, in the present embodiment, a case where the control unit 107 controls the phase of each emission unit 12 using the phase designation information included in the irradiation management information will be described as an example.
照射部101として、上述したように、2以上の異なる周波数のマイクロ波を照射可能なものを用いる場合、制御部107は、照射部101を制御して、照射部101が所望の領域に照射するマイクロ波の周波数を制御するようにしてもよい。例えば、照射部101が、出射部12から出射するマイクロ波の周波数を変更可能なものである場合、制御部107は、照射部101を制御して、1または2以上の出射部12から照射される周波数を変更してもよい。例えば、制御部107が、照射部101が有する周波数を変更可能な1または2以上のマイクロ波発信器1011を制御して、マイクロ波発振器1011が発信するマイクロ波の周波数を変更することで、1または2以上の照射するマイクロ波の周波数を異なる周波数に変更してもよい。 As described above, when the irradiation unit 101 that can irradiate microwaves having two or more different frequencies is used, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 so that the irradiation unit 101 irradiates a desired region. You may make it control the frequency of a microwave. For example, when the irradiation unit 101 can change the frequency of the microwaves emitted from the emission unit 12, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 to emit from one or more emission units 12. The frequency to be changed may be changed. For example, the control unit 107 controls one or two or more microwave transmitters 1011 that can change the frequency of the irradiation unit 101 to change the frequency of the microwaves transmitted by the microwave oscillator 1011. Alternatively, the frequency of two or more microwaves to be irradiated may be changed to different frequencies.
また、照射部101が、2以上の異なる周波数のマイクロ波を出射する複数の出射部12を有している場合、制御部107は、移動部102を制御することにより、複数の出射部12の位置を制御して、所望の領域にマイクロ波を照射する出射部12を、異なる周波数のマイクロ波を出射する出射部12に変更することで、所望の領域に照射されるマイクロ波の周波数を変更してもよい。例えば、第一の周波数のマイクロ波を照射する1または2以上の出射部12を、所望の領域にマイクロ波を照射可能な位置に移動させて、第一の周波数のマイクロ波を照射させた後、第一の周波数とは異なる第二の周波数のマイクロ波を照射する1または2以上の出射部12を、所望の領域にマイクロ波を照射可能な位置に移動させて、第二の周波数のマイクロ波を照射させるようにしてもよい。なお、第二の周波数のマイクロ波を照射する1または2以上の出射部12を移動させた際に、第一の周波数のマイクロ波を照射する1または2以上の出射部12は、異なる位置に移動させることが好ましい。 When the irradiation unit 101 includes a plurality of emission units 12 that emit microwaves having two or more different frequencies, the control unit 107 controls the moving unit 102 to control the plurality of emission units 12. By changing the position of the emission unit 12 that emits microwaves to a desired region to the emission unit 12 that emits microwaves of different frequencies, the frequency of the microwaves that are irradiated to the desired region is changed. May be. For example, after moving one or more of the emission units 12 that irradiate the microwave of the first frequency to a position where the microwave can be irradiated to a desired region and irradiating the microwave of the first frequency The one or two or more emission units 12 that irradiate a microwave having a second frequency different from the first frequency are moved to a position where the microwave can be irradiated to a desired region, and the second frequency microwave You may make it irradiate a wave. When one or two or more emission units 12 that irradiate the microwave of the second frequency are moved, the one or more emission units 12 that irradiate the microwave of the first frequency are at different positions. It is preferable to move.
なお、制御部107は、例えば、2以上の出射部12が出射するマイクロ波が同じ周波数となるよう、周波数を変更してもよく、異なる周波数となるよう周波数を変更してもよい。例えば、制御部107は、上述したような出射部12の位置の制御や、位相の制御等と組み合わせて、出射部12が出射するマイクロ波を更に制御してもよい。 Note that the control unit 107 may change the frequency so that the microwaves emitted by two or more emission units 12 have the same frequency, or may change the frequency so as to have different frequencies. For example, the control unit 107 may further control the microwave emitted from the emission unit 12 in combination with the control of the position of the emission unit 12 and the control of the phase as described above.
制御部107は、1以上のセンサ103が取得した1以上の状況情報に応じた周波数のマイクロ波を照射するよう、照射部101を制御する。例えば、制御部107は、1以上のセンサ103が取得した1以上の状況情報に応じて照射部101を制御して、照射部101が照射するマイクロ波の周波数を変更する。例えば、制御部107は、1以上のセンサ103が取得した1以上の状況情報に応じて、マイクロ波が照射されている所望の領域の比誘電損失が高くなる周波数のマイクロ波を照射するよう、照射部101を制御する。なお、制御部107は、1以上のセンサ103が取得した1以上の状況情報に応じて、マイクロ波が照射されている領域の比誘電損失が高くなる周波数のマイクロ波を照射するよう、照射部101を制御するようにしてもよい。例えば、制御部107は、1以上のセンサ103が取得した1以上の状況情報に応じて照射部101を制御して、所望の領域の比誘電損失が高くなるよう照射部101が照射するマイクロ波の周波数を変更する。例えば、状況情報に応じて比誘電損失が高くなるよう照射部101が照射するマイクロ波の周波数を変更することで、加熱効率を高めることができる。ここでの「比誘電損失が高くなるよう」とは、例えば、周波数変更前よりも比誘電損失が高くなるようにすることである。 The control unit 107 controls the irradiation unit 101 so as to irradiate a microwave having a frequency corresponding to one or more pieces of situation information acquired by one or more sensors 103. For example, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 according to one or more status information acquired by one or more sensors 103, and changes the frequency of the microwave irradiated by the irradiation unit 101. For example, the control unit 107 irradiates a microwave having a frequency at which the relative dielectric loss of a desired region irradiated with the microwave is increased according to one or more pieces of situation information acquired by the one or more sensors 103. The irradiation unit 101 is controlled. Note that the control unit 107 irradiates the microwaves with a frequency that increases the relative dielectric loss in the region irradiated with the microwaves according to the one or more situation information acquired by the one or more sensors 103. 101 may be controlled. For example, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 according to one or more situation information acquired by one or more sensors 103, and the irradiation unit 101 irradiates the microwave so that the relative dielectric loss of a desired region is increased. Change the frequency. For example, the heating efficiency can be increased by changing the frequency of the microwave irradiated by the irradiation unit 101 so as to increase the relative dielectric loss according to the situation information. Here, “to increase the dielectric loss” means, for example, to make the dielectric loss higher than before the frequency change.
通常、照射対象物等の、マイクロ波の照射対象となる物質の比誘電損失は、物質自身の状況や、物質が配置された環境の変化に応じて変化する。また、状況の変化等によって、物質に化学反応等の反応が起こって物質が変化したり、物性が変化したりすることによっても、比誘電損失は変化する。つまり、物質の比誘電損失は、状況情報に応じて変化するといえる。このことは、例えば、マイクロ波で物質を加熱する場合、状況情報に応じて、加熱効率が変化することを意味している。このため、本実施の形態においては、制御部107が、状況情報に応じて照射部101を制御して、照射部101が複数の出射部12から照射するマイクロ波の周波数を、状況情報に応じた周波数に変更することで、照射対象物における加熱効率を向上させることができる。 Usually, the relative dielectric loss of a substance to be irradiated with microwaves, such as an object to be irradiated, changes in accordance with the state of the substance itself and the change in the environment in which the substance is arranged. In addition, the dielectric loss also changes when a chemical reaction or the like occurs in the substance due to a change in the situation or the like, or when the substance changes or the physical properties change. That is, it can be said that the relative dielectric loss of the substance changes according to the situation information. This means that, for example, when a substance is heated by microwaves, the heating efficiency changes according to the situation information. For this reason, in the present embodiment, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 according to the situation information, and the microwave frequency emitted from the plurality of emission units 12 by the irradiation unit 101 is set according to the situation information. By changing to a different frequency, the heating efficiency of the irradiation object can be improved.
図3は、エタノールの各温度における比誘電損失と周波数の関係とを示すグラフである。図3は、「堀越智、他3名、"マイクロ波化学"、三共出版、p.113」という文献に開示されているグラフである。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the relative dielectric loss and the frequency at each temperature of ethanol. FIG. 3 is a graph disclosed in the document “Satoshi Horikoshi, three others,“ Microwave Chemistry ”, Sankyo Publishing, p. 113”.
図3に示すように、例えば、エタノールにおいては、状況情報の一例である温度が変化すると、各周波数に対する比誘電損失が変化する。このため、エタノールについては、例えば、マイクロ波を照射する際のそれぞれの温度において、比誘電損失が高くなる周波数のマイクロ波、好ましくは最も比誘電損失が高くなる周波数のマイクロ波を照射することにより、加熱効率を向上させることができる。 As shown in FIG. 3, for example, in ethanol, when the temperature, which is an example of the situation information, changes, the relative dielectric loss for each frequency changes. For this reason, for ethanol, for example, by irradiating microwaves having a frequency with which the relative dielectric loss becomes high, preferably microwaves having a frequency with the highest relative dielectric loss at each temperature when irradiating the microwaves. , Heating efficiency can be improved.
なお、以下、本実施の形態においては、例えば、照射部101が有する1以上のマイクロ波発振器1011が、発生するマイクロ波の周波数が可変である半導体型発振器であり、制御部107は、このような1以上のマイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波の周波数が状況情報に応じた周波数となるよう照射部101を制御することにより、照射部101が状況情報に応じた周波数のマイクロ波を照射するよう制御する場合を例に挙げて説明する。制御部107は、例えば、周波数を変更する制御信号を照射部101が有する1以上のマイクロ波発振器1011に対して出力することで、マイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波の周波数を変更させ、1または2以上の出射部12が出射するマイクロ波の周波数を変更する。制御信号は、変更後の周波数を指定する信号であってもよく、変更後の周波数のマイクロ波を発生するようマイクロ波発振器1011を駆動させる信号等であってもよい。ただし、制御信号は、1以上のマイクロ波発振器1011を、所望の周波数のマイクロ波を発生させるよう制御する信号であればどのような制御信号であってもよい。 Hereinafter, in the present embodiment, for example, one or more microwave oscillators 1011 included in the irradiation unit 101 are semiconductor-type oscillators in which the frequency of the generated microwaves is variable. The irradiating unit 101 irradiates the microwave having the frequency corresponding to the situation information by controlling the irradiating unit 101 so that the frequency of the microwave generated by the one or more microwave oscillators 1011 becomes the frequency corresponding to the situation information. A case where such control is performed will be described as an example. For example, the control unit 107 outputs a control signal for changing the frequency to one or more microwave oscillators 1011 included in the irradiation unit 101, thereby changing the frequency of the microwaves generated by the microwave oscillator 1011. Alternatively, the frequency of the microwaves emitted by the two or more emission units 12 is changed. The control signal may be a signal designating the changed frequency, or a signal for driving the microwave oscillator 1011 so as to generate a microwave having the changed frequency. However, the control signal may be any control signal as long as it controls the one or more microwave oscillators 1011 to generate a microwave having a desired frequency.
制御部107が、どのように照射部101が複数の出射部12から照射するマイクロ波の周波数を状況情報に応じた周波数とするか等は問わない。以下、状況情報が、上述したような生データや、測定値等である場合において、(4−A)状況対応情報を用いて、1または2以上の出射部12が出射するマイクロ波の周波数を、状況情報に応じた周波数のマイクロ波を照射する場合、および(4−B)関数を用いて、状況情報に応じた周波数のマイクロ波を照射する場合についてそれぞれ説明する。なお、ここでは、一例として、複数の出射部12が、同じ周波数のマイクロ波を出射するよう制御されるものとする。 It does not matter how the control unit 107 sets the frequency of the microwave that the irradiation unit 101 irradiates from the plurality of emission units 12 according to the situation information. Hereinafter, in the case where the situation information is raw data as described above, measurement values, or the like, (4-A) the frequency of the microwaves emitted by one or more emission units 12 using the situation correspondence information. A case of irradiating a microwave having a frequency corresponding to the situation information and a case of irradiating a microwave having a frequency corresponding to the situation information using the (4-B) function will be described. Here, as an example, the plurality of emitting units 12 are controlled to emit microwaves having the same frequency.
(4−A)状況対応情報を用いた場合
制御部107は、例えば、状況対応情報格納部104に格納された1以上の状況対応情報を用いて、照射部101が照射するマイクロ波の周波数が、1以上のセンサ103が取得した状況情報が示す値が属する範囲に対応する周波数のマイクロ波となるよう照射部101を制御する。
(4-A) When Using Situation Correspondence Information The control unit 107 uses, for example, one or more situation correspondence information stored in the situation correspondence information storage unit 104 to determine the frequency of the microwave irradiated by the irradiation unit 101. The irradiation unit 101 is controlled to be a microwave having a frequency corresponding to a range to which a value indicated by the status information acquired by one or more sensors 103 belongs.
制御部107は、例えば、1以上のセンサ103が取得した1以上の状況情報が、この1以上の状況情報に対応する状況対応情報が示す1以上の状況情報についての2以上の範囲のいずれの範囲に属するか否かを判断し、属すると判断された範囲に対応する周波数のマイクロ波を照射するよう照射部101を制御する。例えば、制御部107は、属すると判断された範囲に対応付けられた周波数を示す情報を取得し、この情報で特定される周波数となるよう、照射部101、具体的には、照射部101が有する1以上の半導体型発振器1011を制御する。 For example, the control unit 107 selects one or more status information acquired by one or more sensors 103 in any of two or more ranges of one or more status information indicated by the status correspondence information corresponding to the one or more status information. It is determined whether or not it belongs to the range, and the irradiation unit 101 is controlled to irradiate microwaves having a frequency corresponding to the range determined to belong. For example, the control unit 107 acquires information indicating the frequency associated with the range determined to belong, and the irradiation unit 101, specifically, the irradiation unit 101 is set to have a frequency specified by this information. One or more semiconductor oscillators 1011 are controlled.
なお、マイクロ波の周波数を示す情報は、結果的に、照射部101が照射するマイクロ波の周波数を示すことが可能な情報であればよく、周波数の値であってもよく、照射部101が照射するマイクロ波が所望の周波数となるよう制御するために用いられる制御信号や、制御に用いられるパラメータ値等であってもよい。かかることは、以下においても同様である。 As a result, the information indicating the frequency of the microwave may be information that can indicate the frequency of the microwave irradiated by the irradiation unit 101, and may be a value of the frequency. It may be a control signal used for controlling the irradiation microwave to have a desired frequency, a parameter value used for control, or the like. The same applies to the following.
なお、例えば、2以上のセンサ103が、測定対象が同じであるセンサである場合、制御部107は、2以上のセンサ103がそれぞれ取得した状況情報に対して、予め決められた統計処理を行なって得られた一の値(例えば、平均値や中間値、最大値等)を、2以上のセンサ103がそれぞれ取得した状況情報を代表する状況情報として取得し、この状況情報を、上述した一のセンサ103が取得した状況情報の代わりに用いて、この状況対応情報から、周波数を示す情報を取得するようにしてもよい。 For example, when two or more sensors 103 are sensors having the same measurement target, the control unit 107 performs a predetermined statistical process on the situation information acquired by each of the two or more sensors 103. One value (for example, an average value, an intermediate value, a maximum value, etc.) obtained in this way is obtained as situation information representing situation information obtained by each of the two or more sensors 103, and this situation information is obtained as described above. Instead of the situation information obtained by the sensor 103, information indicating the frequency may be obtained from the situation correspondence information.
また、2以上のセンサ103がそれぞれ取得した状況情報が示す値についての2以上の範囲を示す情報は、例えば、2以上の異なるセンサ103がそれぞれ取得する状況情報が示す値についての範囲の二以上の組合せを示す情報であってもよい。この場合、上記の2以上の範囲にそれぞれ対応する照射部101が照射するマイクロ波の周波数を示す情報は、例えば、この2以上の異なるセンサ103がそれぞれ取得した異なる状況情報が示す値をそれぞれ含む範囲を指定する情報の組に対応付けられた照射部101が照射するマイクロ波の周波数を示す情報である。例えば、第一のセンサ103が取得した状況情報が、範囲A1内の値であり、第二のセンサ103が取得した状況情報が、範囲α1内の値である場合には、照射部101が照射するマイクロ波は、この組合せに対応した第一の周波数となるよう制御され、第一のセンサ103が取得した状況情報が、範囲A1内の値であり、第二のセンサ103が取得した状況情報が、範囲β1内の値である場合には、照射部101が照射するマイクロ波は、この組合せに対応した第二の周波数となるよう制御され、第一のセンサ103が取得した状況情報が、範囲B1内の値であり、第二のセンサ103が取得した状況情報が、範囲β1内の値である場合には、照射部101が照射するマイクロ波は、この組合せに対応した第三の周波数となるよう制御される。ただし、範囲A1および範囲B1、範囲α1および範囲β1は、それぞれ値の範囲が重ならないものとする。また、第一〜第三の周波数は、異なる周波数であるとする。 Further, the information indicating two or more ranges for the values indicated by the status information acquired by each of the two or more sensors 103 is, for example, two or more ranges for the values indicated by the status information acquired by two or more different sensors 103, respectively. It may be information indicating the combination. In this case, the information indicating the frequency of the microwave irradiated by the irradiation unit 101 corresponding to each of the two or more ranges includes, for example, values indicated by the different situation information respectively acquired by the two or more different sensors 103. This is information indicating the frequency of the microwave irradiated by the irradiation unit 101 associated with the information set designating the range. For example, when the situation information acquired by the first sensor 103 is a value within the range A1, and the situation information acquired by the second sensor 103 is a value within the range α1, the irradiation unit 101 performs irradiation. The microwave is controlled to have the first frequency corresponding to this combination, the situation information acquired by the first sensor 103 is a value within the range A1, and the situation information acquired by the second sensor 103. Is a value within the range β1, the microwave irradiated by the irradiation unit 101 is controlled to be the second frequency corresponding to this combination, and the situation information acquired by the first sensor 103 is When the situation information acquired by the second sensor 103 is a value within the range B1, and the value within the range β1, the microwave irradiated by the irradiation unit 101 has a third frequency corresponding to this combination. Controlled to beHowever, the range A1 and the range B1, the range α1, and the range β1 are not overlapped by each other. Further, it is assumed that the first to third frequencies are different frequencies.
なお、状況対応情報格納部104には、例えば、照射対象物や、1以上のセンサ103の種類等に応じた状況対応情報を、予め、格納しておくようにすることが好ましい。 Note that the situation correspondence information storage unit 104 preferably stores, in advance, situation correspondence information according to, for example, the irradiation object or the type of one or more sensors 103.
なお、予め用意された条件を満たすか否かの判断処理を行なうことで、制御部107は状況対応情報を利用した判断処理と同様の判断処理を行なうようにしても良く、このような処理は、実質的には、上記の状況対応情報を用いた処理に相当すると考えてよい。 It should be noted that the control unit 107 may perform a determination process similar to the determination process using the situation correspondence information by performing a determination process whether or not a condition prepared in advance is satisfied. In practice, it may be considered that this corresponds to the processing using the above-mentioned situation correspondence information.
(4−B)関数を用いた場合
制御部107は、1または2以上の状況情報が示す値と、照射部101が照射するマイクロ波の周波数を示す情報との関数を用いて、照射部101が複数の出射部12から照射するマイクロ波の周波数が、1以上のセンサ103がそれぞれ取得した状況情報が示す値に対応する周波数となるよう照射部101を制御する。状況情報が示す値と、照射部101が照射するマイクロ波の周波数を示す情報との関数は、例えば、状況情報が示す値と、この状況情報が示す値において高い比誘電損失が得られるマイクロ波の周波数を示す情報との関係を示す近似式である。このような近似式は、例えば、シミュレーション試験結果や、実験結果等から作成可能である。周波数を示す情報は、例えば、周波数を示す値である。ここでの高い比誘電損失が得られる周波数とは、周波数が可変である照射部101が照射可能なマイクロ波の周波数の範囲のうちの、最も高い比誘電損失が得られる周波数であることが好ましいが、少なくとも、最も比誘電損失が低くならない周波数や、比誘電損失が、平均値よりも高くなる周波数と考えてもよい。
When (4-B) function is used The control unit 107 uses the function of the value indicated by one or more situation information and the information indicating the frequency of the microwave irradiated by the irradiation unit 101, and the irradiation unit 101. Controls the irradiation unit 101 so that the frequency of the microwaves irradiated from the plurality of emission units 12 becomes a frequency corresponding to the value indicated by the status information respectively acquired by one or more sensors 103. The function of the value indicated by the situation information and the information indicating the frequency of the microwave irradiated by the irradiation unit 101 is, for example, a microwave that provides a high relative dielectric loss at the value indicated by the situation information and the value indicated by the situation information. It is an approximate expression which shows the relationship with the information which shows the frequency. Such an approximate expression can be created from, for example, a simulation test result, an experimental result, or the like. The information indicating the frequency is, for example, a value indicating the frequency. Here, the frequency at which a high relative dielectric loss can be obtained is preferably a frequency at which the highest relative dielectric loss can be obtained within a range of microwave frequencies that can be irradiated by the irradiation unit 101 having a variable frequency. However, it may be considered that at least the frequency at which the relative dielectric loss is the lowest or the frequency at which the relative dielectric loss is higher than the average value.
例えば、制御部107は、センサ103が取得する状況情報に対応する関数を用いて、このセンサ103が取得した状況情報が示す値に対応する周波数を示す情報(例えば値)を取得する。例えば、関数に、センサ103が取得した状況情報が示す値を引数として代入することで、周波数を示す情報を取得する。そして、取得した周波数を示す情報が示す周波数となるよう、制御部107は照射部101を制御する。関数は、図示しない格納部等に予め蓄積しておくようにすればよい。なお、この関数をどのように取得するかは問わない。 For example, the control unit 107 acquires information (for example, a value) indicating a frequency corresponding to a value indicated by the situation information acquired by the sensor 103 using a function corresponding to the situation information acquired by the sensor 103. For example, information indicating the frequency is acquired by substituting a value indicated by the situation information acquired by the sensor 103 as an argument into the function. And the control part 107 controls the irradiation part 101 so that it may become the frequency which the information which shows the acquired frequency shows. The function may be accumulated in advance in a storage unit (not shown). It does not matter how this function is acquired.
なお、1以上のセンサ103が取得する状況情報が、上述したような2値の値である場合、図示しない記憶媒体等に、状況情報が示す2値と、この2値のそれぞれと対応付けられたマイクロ波の周波数を示す情報とを対応付けて有する情報を蓄積しておくようにして、この情報から、1以上のセンサ103が取得する状況情報に応じたマイクロ波の周波数を示す情報を取得して、取得した周波数を示す情報が示す周波数となるよう、制御部107は照射部101を制御するようにしてもよい。なお、このような情報も、上述した状況対応情報の一態様と考えてもよい。 When the situation information acquired by one or more sensors 103 is a binary value as described above, the binary indicated by the situation information is associated with each of the binary values on a storage medium (not shown). The information indicating the microwave frequency corresponding to the situation information acquired by one or more sensors 103 is acquired from the information stored in association with the information indicating the microwave frequency. And the control part 107 may be made to control the irradiation part 101 so that it may become the frequency which the information which shows the acquired frequency shows. Such information may also be considered as one aspect of the situation correspondence information described above.
制御部107が、照射部101が複数の出射部12から照射するマイクロ波の周波数を制御するタイミングは問わない。例えば、照射部101が照射を開始時や、照射部101がマイクロ波を照射している際に、予め指定された一定または不定の時間が経過する毎に、上記のような周波数の制御を行なうための処理をくり返し行なうようにしても良い。 There is no limitation on the timing at which the control unit 107 controls the frequency of the microwaves that the irradiation unit 101 emits from the plurality of emission units 12. For example, when the irradiation unit 101 starts irradiation or when the irradiation unit 101 is irradiating microwaves, the frequency is controlled as described above every time a predetermined or indefinite time has passed. The processing for this may be repeated.
なお、制御部107は、照射部101にマイクロ波を照射させるための制御(例えば、照射の開始や停止の制御)等も行なうようにしても良い。また、制御部107は、1以上のセンサ103が取得した状況情報に応じて、照射部101が照射するマイクロ波の出力等を制御してもよい。また、照射部101が有する複数のマイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波の出力を個別に制御してもよい。なお、かかる照射開始等の制御や、出力の制御等は、公知技術であるため、ここでは詳細な説明は省略する。 Note that the control unit 107 may also perform control for causing the irradiation unit 101 to irradiate microwaves (for example, control of starting and stopping irradiation). Further, the control unit 107 may control the output of the microwave irradiated by the irradiation unit 101 according to the situation information acquired by the one or more sensors 103. Moreover, you may control separately the output of the microwave which the some microwave oscillator 1011 which the irradiation part 101 has is generated. Since the control for starting the irradiation and the like and the control of the output are known techniques, detailed description thereof is omitted here.
なお、制御部107が、周波数等の制御に、センサ103が取得した状況情報を利用しない場合、センサ103は省略してもよい。 Note that the sensor 103 may be omitted when the control unit 107 does not use the situation information acquired by the sensor 103 for controlling the frequency or the like.
なお、以下においては、状況対応情報格納部104に予め格納された1以上の状況対応情報を用いて、制御部107が、照射部101が照射するマイクロ波の周波数等を制御する場合を例に挙げて説明する。 In the following, an example in which the control unit 107 controls the frequency or the like of the microwave irradiated by the irradiation unit 101 using one or more situation correspondence information stored in advance in the situation correspondence information storage unit 104 will be described. I will give you a description.
なお、制御部107とセンサ103や移動部102等との接続は、有線接続であってもよく、無線接続であってもよい。 The connection between the control unit 107 and the sensor 103, the moving unit 102, or the like may be a wired connection or a wireless connection.
制御部107は、通常、MPUやメモリ等から実現され得る。制御部107の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはROM等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア(専用回路)で実現しても良い。 The control unit 107 can be usually realized by an MPU, a memory, or the like. The processing procedure of the control unit 107 is usually realized by software, and the software is recorded on a recording medium such as a ROM. However, it may be realized by hardware (dedicated circuit).
なお、制御部107が、上記の(1−A)において説明した照射管理情報を用いない場合のように、位置指定情報の受付が不要である場合、この受付部106は省略してよい。 When the control unit 107 does not need to receive the position designation information as in the case where the irradiation management information described in (1-A) above is not used, the reception unit 106 may be omitted.
本実施の形態のマイクロ波処理装置1が配置される空間は、どのような空間であってもよい。例えば、マイクロ波処理装置1は、開空間や、自由空間に配置されていてもよい。開空間は、例えば、リアクタや容器内等の閉空間以外の空間と考えてもよい。例えば、マイクロ波処理装置1は、工場等の建物内に配置されてもよい。また。マイクロ波処理装置1は、宇宙空間等に配置されてもよい。 The space in which the microwave processing apparatus 1 of the present embodiment is disposed may be any space. For example, the microwave processing apparatus 1 may be disposed in an open space or a free space. The open space may be considered as a space other than a closed space such as a reactor or a container. For example, the microwave processing apparatus 1 may be disposed in a building such as a factory. Also. The microwave processing apparatus 1 may be disposed in outer space or the like.
本実施の形態において、マイクロ波の照射対象物は問わない。以下、本実施の形態のマイクロ波処理装置1によるマイクロ波の照射対象物の例について説明する。 In the present embodiment, the object of microwave irradiation is not limited. Hereinafter, the example of the microwave irradiation target object by the microwave processing apparatus 1 of this Embodiment is demonstrated.
照射対象物は、例えば、単一の物質であってもよく、二以上の種類の物質の混合物であってもよい。また、照射対象物は、例えば、不純物等を有する物質であってもよい。また、照射対象物は、例えば、粉体や粒状体、ペレット等の固体であってもよく、流動性を有するものであってもよい。流動性を有する照射対象物は、例えば、液状の内容物である。液状の照射対象物は、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。なお、照射対象物における化学反応等によって、原料から生成物が生成される場合、照射対象物には生成物が含まれていると考えてもよい。すなわち、照射対象物は、原料および/または生成物であってもよい。例えば、照射対象物内においてエステル化を行なう場合、油脂とアルコールが原料であってもよい。 The irradiation object may be, for example, a single substance or a mixture of two or more kinds of substances. Further, the irradiation object may be a substance having impurities or the like, for example. Further, the irradiation object may be, for example, a solid such as a powder, a granular material, or a pellet, or may have fluidity. The irradiation target having fluidity is, for example, a liquid content. The liquid irradiation object may be one having high fluidity such as water, oil, aqueous solution, colloidal solution, etc., or one having low fluidity such as slurry or suspension. There may be. In addition, when a product is produced | generated from a raw material by the chemical reaction etc. in an irradiation target object, you may consider that the product is contained in the irradiation target object. That is, the irradiation object may be a raw material and / or a product. For example, when esterification is performed in the irradiation object, fats and oils and alcohols may be raw materials.
照射対象物は、例えば、マイクロ波の照射を利用して行なわれる処理の対象となる処理対象物を有していてもよい。ここでの処理は、どのような処理であってもよく、例えば、マイクロ波の照射による加熱を含む処理であってもよく、1以上の反応を行なうための加熱工程を含む処理であってもよい。1以上の反応は、例えば、化学反応等であってもよく、化学反応以外の処理であってもよい。化学反応は、例えば、処理対象物を構成する1以上の物質の結合や分解、変性等である。1以上の処理は、加熱処理や、加熱を含む乾燥処理や、殺菌処理や、滅菌処理等であってもよい。1以上の処理は、マイクロ波照射や、マイクロ波照射による加熱を利用した、熱や電磁波に対して可塑性や硬化性を有する物質の焼成や固化や成型の処理であってもよい。1以上の処理は、マイクロ波照射や、マイクロ波照射による加熱による、物質の変形処理等であってもよい。また、処理は、加熱が不要である処理や工程を含んでいてもよい。また、1以上の反応は、上記のような反応の2以上の組合せ等であってもよい。 For example, the irradiation target may have a processing target to be processed by using microwave irradiation. The processing here may be any processing, for example, processing including heating by microwave irradiation, or processing including a heating step for performing one or more reactions. Good. The one or more reactions may be, for example, a chemical reaction or a treatment other than the chemical reaction. The chemical reaction is, for example, binding, decomposition, modification, or the like of one or more substances constituting the object to be processed. The one or more treatments may be heat treatment, drying treatment including heating, sterilization treatment, sterilization treatment, or the like. The one or more treatments may be a treatment of baking, solidification or molding of a material having plasticity or curability with respect to heat or electromagnetic waves using microwave irradiation or heating by microwave irradiation. The one or more treatments may be a treatment of deformation of the substance by microwave irradiation or heating by microwave irradiation. Further, the treatment may include a treatment or a process that does not require heating. Further, the one or more reactions may be a combination of two or more of the above reactions.
照射対象物は、例えば、1または2以上の種類の原料と1または2以上の種類の触媒との混合物であってもよい。原料と混合される触媒は固体触媒等の不均一系触媒であってもよく、液状の触媒等の均一系触媒であってもよい。また、照射対象物は、図示しない容器等に入れられており、この容器内で流動床を形成してもよく、あるいは、そうでなくてもよい。また、固体触媒の形状は問わない。固体触媒の形状は、例えば、無定型の粒状、円柱状、球状、ペレット状、リング状、シェル状等であってもよい。また、これらの形状の固体触媒は、中空であってもよく、中空でなくてもよい。また、固体触媒は、多孔質であってもよく、多孔質でなくてもよい。また、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、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化学反応が促進されることになる。 The irradiation object may be, for example, a mixture of one or more kinds of raw materials and one or more kinds of catalysts. The catalyst mixed with the raw material may be a heterogeneous catalyst such as a solid catalyst or a homogeneous catalyst such as a liquid catalyst. Moreover, the irradiation object is put in a container or the like (not shown), and a fluidized bed may be formed in this container, or it may not be. Moreover, the shape of a solid catalyst is not ask | required. The shape of the solid catalyst may be, for example, amorphous particles, columnar shapes, spherical shapes, pellet shapes, ring shapes, shell shapes, and the like. Moreover, the solid catalyst of these shapes may be hollow and may not be hollow. The solid catalyst may be porous or may not be porous. Also, the solid catalyst may or may not have, for example, microwave absorption or microwave sensitivity. When the solid catalyst has microwave absorption or microwave sensitivity, the solid catalyst is heated by the microwave when irradiated with the microwave, and the chemical reaction in the vicinity of the solid catalyst is promoted. It will be.
なお、そのマイクロ波吸収性やマイクロ波感受性については、照射されるマイクロ波の周波数や照射対象物の温度等に依存することになる。例えば、、使用するマイクロ波の周波数、及び原料が配置される図示しない容器等の内部の温度において、誘電損失係数の高いものがマイクロ波吸収性の高いものとなる。したがって、例えば、そのようなマイクロ波吸収性の高い物質を含む固体触媒を用いるようにしてもよい。例えば、2.45GHzのマイクロ波が照射される場合には、マイクロ波吸収性を有する物質として、フラーレンを除くカーボン類(例えば、グラファイト、カーボンナノチューブ、または活性炭など)や、鉄、ニッケル、コバルト、またはフェライト等がある。したがって、固体触媒は、そのようなマイクロ波吸収性を有する物質を含むものであってもよい。具体的には、固体触媒は、そのようなマイクロ波吸収性やマイクロ波感受性を有する物質と、金属もしくは金属酸化物とを組み合わせたコンポジットであってもよく、そのようなマイクロ波吸収性やマイクロ波感受性を有する物質と、アルカリ触媒もしくは酸触媒等の触媒とを組み合わせたコンポジットであってもよく、または、マイクロ波吸収性やマイクロ波感受性を有する物質と、アルカリ触媒もしくは酸触媒等の触媒と、金属もしくは金属酸化物とを組み合わせたコンポジットであってもよい。そのコンポジット化は、例えば、物理吸着によって行われてもよく、化学結合によって行われてもよく、合金化によって行われてもよく、または、その他の方法によって行われてもよい。また、図示しない容器がいわゆるフロー型リアクター等のフロー型の容器である場合、原料である内容物や、原料と固体触媒とを混合した内容物は、容器の上流側に入れられる。 The microwave absorbability and microwave sensitivity depend on the frequency of the irradiated microwave, the temperature of the irradiation object, and the like. For example, a microwave having a high dielectric loss coefficient has a high microwave absorptivity at a microwave frequency to be used and a temperature inside a container (not shown) in which raw materials are arranged. Therefore, for example, a solid catalyst containing such a substance having a high microwave absorption property may be used. For example, when 2.45 GHz microwaves are irradiated, carbons other than fullerene (eg, graphite, carbon nanotubes, activated carbon, etc.), iron, nickel, cobalt, Or there is ferrite. Therefore, the solid catalyst may contain a substance having such microwave absorbability. Specifically, the solid catalyst may be a composite in which such a substance having microwave absorbability and microwave sensitivity and a metal or a metal oxide are combined. The composite may be a combination of a substance having wave sensitivity and a catalyst such as an alkali catalyst or an acid catalyst, or a substance having microwave absorption or microwave sensitivity and a catalyst such as an alkali catalyst or an acid catalyst. Further, it may be a composite in which a metal or a metal oxide is combined. The compositing may be performed, for example, by physical adsorption, may be performed by chemical bonding, may be performed by alloying, or may be performed by other methods. When the container (not shown) is a flow-type container such as a so-called flow-type reactor, the content as a raw material or the content obtained by mixing the raw material and a solid catalyst is put upstream of the container.
次に、マイクロ波処理装置1の動作の第一の例について図4のフローチャートを用いて説明する。ここでは、制御部107が、上記の(1−A)において説明した照射管理情報を用いて、移動部102を制御して、複数の出射部12を移動させる場合を例に挙げて説明する。 Next, a first example of the operation of the microwave processing apparatus 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, a case where the control unit 107 controls the moving unit 102 using the irradiation management information described in (1-A) above to move the plurality of emitting units 12 will be described as an example.
(ステップS101)受付部106は、ユーザや、図示しない他の装置等から、位置指定情報を受け付けたか否かを判断する。受け付けた場合、ステップS102に進み、受け付けていない場合、ステップS101に戻る。 (Step S101) The receiving unit 106 determines whether or not position designation information has been received from a user, another device (not shown), or the like. If accepted, the process proceeds to step S102. If not accepted, the process returns to step S101.
(ステップS102)制御部107は、ステップS101で受付部106が受け付けた位置指定情報に対応する対象位置情報と対応付けられた複数の出射位置情報を、照射管理情報格納部105に格納されている1または2以上の照射管理情報から取得する。例えば、制御部は、ステップS101で受け付けた位置指定情報と一致する対象位置情報を有する照射管理情報を検出し、検出した照射管理情報が有する複数の出射位置情報を取得する。このとき、複数の出射位置情報とそれぞれ対応付けられた出射部特定情報も取得することが好ましい。位置指定情報に対応する対象位置情報とは、例えば位置指定情報と一致する対象位置情報や、位置指定情報に対して最も近い位置を示す対象位置情報である。 (Step S102) The control unit 107 stores a plurality of emission position information associated with target position information corresponding to the position designation information received by the receiving unit 106 in step S101 in the irradiation management information storage unit 105. Obtained from one or more irradiation management information. For example, the control unit detects irradiation management information having target position information that matches the position designation information received in step S101, and acquires a plurality of emission position information included in the detected irradiation management information. At this time, it is preferable that the emission part specifying information respectively associated with the plurality of emission position information is also acquired. The target position information corresponding to the position designation information is, for example, target position information that matches the position designation information or target position information that indicates a position closest to the position designation information.
(ステップS103)制御部107は、ステップS102で取得した複数の出射位置情報にそれぞれ対応する複数の位相指定情報を、照射管理情報から取得する。例えば、制御部107は、ステップS101で受付部106が受け付けた位置指定情報に対応する対象位置情報と対応付けられた複数の位相指定情報を、照射管理情報格納部105に格納されている1または2以上の照射管理情報から取得する。例えば、ステップS102で検出した照射管理情報が有する複数の位相指定情報を取得する。このとき、複数の位相指定情報とそれぞれ対応付けられた出射部特定情報も取得することが好ましい。なお、ステップS102とステップS103との処理を行なう順番は問わない。また、ステップS102において対象位置情報に対応する複数の出射位置情報をそれぞれ取得する際に、同じ出射位置情報に対応する位相指定情報をそれぞれ取得するようにしても良く、複数の出射位置情報とそれぞれ対応付けられた出射部特定情報も更に取得するようにしてもよい。 (Step S103) The control unit 107 acquires a plurality of pieces of phase designation information respectively corresponding to the plurality of emission position information acquired in step S102 from the irradiation management information. For example, the control unit 107 stores a plurality of pieces of phase designation information associated with target position information corresponding to the position designation information received by the reception unit 106 in step S101 in the irradiation management information storage unit 105 1 or Obtained from two or more irradiation management information. For example, a plurality of pieces of phase designation information included in the irradiation management information detected in step S102 are acquired. At this time, it is preferable that the emission part specifying information respectively associated with the plurality of pieces of phase designation information is also acquired. In addition, the order which processes step S102 and step S103 is not ask | required. In addition, when acquiring a plurality of emission position information corresponding to the target position information in step S102, phase designation information corresponding to the same emission position information may be acquired, respectively. You may make it also acquire the emission part specific information matched.
(ステップS104)制御部107は、ステップS102において取得した複数の出射位置情報が示す位置に、各出射位置情報に対応する出射部12が移動するよう、移動部102を制御する。各出射位置情報に対応する出射部12は、各出射位置情報に対応付けられた出射部特定情報により特定される出射部12である。例えば、移動部102が、複数の出射部12がそれぞれ設置された複数のロボットアーム1022を有する場合、制御部107は、ステップS102において取得した各出射位置情報に対応する出射部特定情報が示す出射部12が設置されたロボットアーム1022を制御して、各出射位置情報が示す位置に出射部12が位置するよう、各ロボットアーム1022を動作させる。 (Step S104) The control unit 107 controls the moving unit 102 so that the emission unit 12 corresponding to each emission position information moves to the position indicated by the plurality of emission position information acquired in step S102. The emission part 12 corresponding to each emission position information is the emission part 12 specified by the emission part specifying information associated with each emission position information. For example, when the moving unit 102 has a plurality of robot arms 1022 each provided with a plurality of emission units 12, the control unit 107 outputs the emission unit identification information corresponding to each emission position information acquired in step S102. The robot arm 1022 on which the unit 12 is installed is controlled to operate each robot arm 1022 so that the emitting unit 12 is positioned at a position indicated by each emitting position information.
(ステップS105)制御部107は、ステップS103で取得した複数の位相指定情報を用いて照射部101を制御して、この複数の位相指定情報にそれぞれ対応する出射部12から、位相指定情報が示す位相のマイクロ波の照射を開始させる。位相指定情報に対応する出射部12は、例えば、位相指定情報に対応付けられた出射部特定情報が特定する出射部12である。例えば、制御部107は、各出射部12が出射するマイクロ波を発生するマイクロ波発振器1011が発生する位相を制御したり、伝送手段1012によって伝送される各出射部12がそれぞれ出射するマイクロ波の位相を、移相器(図示せず)等を用いて制御したりすることで変更して、各移相指定情報が示す位相のマイクロ波を各出射部12から出射させる。照射部101は、例えば、デフォルト等で指定された周波数のマイクロ波を照射する。 (Step S105) The control unit 107 controls the irradiation unit 101 using the plurality of phase designation information acquired in step S103, and the phase designation information indicates from the emission unit 12 corresponding to each of the plurality of phase designation information. Phase microwave irradiation is started. The emission unit 12 corresponding to the phase designation information is, for example, the emission unit 12 specified by the emission unit identification information associated with the phase designation information. For example, the control unit 107 controls the phase generated by the microwave oscillator 1011 that generates the microwaves emitted by the respective emission units 12 or the microwaves emitted by the respective emission units 12 transmitted by the transmission means 1012. The phase is changed by controlling it using a phase shifter (not shown) or the like, and the microwave of the phase indicated by each phase shift designation information is emitted from each emission unit 12. The irradiation unit 101 irradiates microwaves having a frequency specified by default or the like, for example.
(ステップS106)1以上のセンサ103は、状況情報の取得を開始する。センサ103は、例えば、予め決められた時間毎に状況情報を取得し、制御部107に対して送信する。なお、センサ103は、取得した状況情報を取得時刻等と対応付けて、図示しない記憶媒体等に蓄積するようにしてもよい。 (Step S106) One or more sensors 103 start acquisition of status information. For example, the sensor 103 acquires situation information at predetermined time intervals and transmits the situation information to the control unit 107. The sensor 103 may store the acquired status information in association with the acquisition time or the like in a storage medium (not shown).
(ステップS107)制御部107は、周波数を変更する処理を行なうタイミングであるか否かを判断する。例えば、照射開始、または、直前に周波数を変更するための処理を行なってから、予め決められた時間が経過したか否かを判断し、経過した場合、変更する処理を行なうタイミングであると判断する。タイミングである場合、ステップS108に進み、タイミングでない場合、ステップS110に進む。 (Step S107) The control unit 107 determines whether it is time to perform a process of changing the frequency. For example, it is determined whether a predetermined time has elapsed since the process for changing the frequency immediately before the start of irradiation or immediately before, and if it has elapsed, it is determined that it is time to perform the process of changing. To do. If it is timing, the process proceeds to step S108. If not, the process proceeds to step S110.
(ステップS108)制御部107は、センサ103から送信された状況情報、好ましくは最新の状況情報が示す値が、状況対応情報格納部104に格納された状況対応情報が有する2以上の範囲のいずれの範囲に属するか否かを判断し、属する範囲に対応する周波数を示す情報を状況対応情報から取得する。なお、制御部107は、センサ103が蓄積した最新の状況情報等の状況情報が示す値について、上記の判断を行なうようにしても良い。 (Step S <b> 108) The control unit 107 displays the status information transmitted from the sensor 103, preferably the value indicated by the latest status information, in any of two or more ranges that the status response information stored in the status response information storage unit 104 has. It is determined whether or not it belongs to the range, and information indicating the frequency corresponding to the range to which it belongs is acquired from the situation correspondence information. Note that the control unit 107 may make the above determination on the value indicated by the status information such as the latest status information accumulated by the sensor 103.
(ステップS109)制御部107は、ステップS108で取得した周波数を示す情報が示す周波数を発生するよう、照射部101が有する1以上のマイクロ波発振器1011を制御する。例えば、ステップS108で取得した周波数を示す情報が示す周波数が、直前に照射部101から出力しているマイクロ波の周波数と異なる場合、マイクロ波発振器1011が発生する周波数は変更されることとなる。また、例えば、ステップS108で取得した周波数を示す情報が示す周波数が、直前に照射部101から出力しているマイクロ波の周波数と同じである場合、周波数は変更されない。なお、周波数が変更不要である場合、周波数を変更するための制御は行なわないようにしても良い。 (Step S109) The control unit 107 controls one or more microwave oscillators 1011 included in the irradiation unit 101 so as to generate the frequency indicated by the information indicating the frequency acquired in step S108. For example, when the frequency indicated by the information indicating the frequency acquired in step S108 is different from the frequency of the microwave output from the irradiation unit 101 immediately before, the frequency generated by the microwave oscillator 1011 is changed. Further, for example, when the frequency indicated by the information indicating the frequency acquired in step S108 is the same as the frequency of the microwave output from the irradiation unit 101 immediately before, the frequency is not changed. If the frequency does not need to be changed, control for changing the frequency may not be performed.
(ステップS110)制御部107は、マイクロ波の照射を終了するか否かを判断する。例えば、照射開始から予め決められた時間が経過した場合に、照射を終了することを決定してもよい。また、位置指定情報に応じた移動が完了した後、予め決められた時間、あるいは、位置指定情報に対応付けられた時間が経過した場合に、照射を終了することを決定してもよい。また、状況情報が、予め決められた状況であることを示す情報等を取得した場合に、照射を終了することを決定してもよい。また、ユーザ等から図示しない受付部等を介して終了指示を受け付けた場合に、照射を終了することを決定してもよい。なお、照射の終了は、複数の出射部12毎に個別に制御するようにしてもよく、同時に制御するようにしてもよい。終了する場合、マイクロ波の照射を終了して、ステップS101に戻り、終了しない場合、ステップS107に戻る。 (Step S110) The control unit 107 determines whether or not to end the microwave irradiation. For example, the irradiation may be determined to end when a predetermined time has elapsed from the start of irradiation. Further, after the movement according to the position designation information is completed, the irradiation may be determined to end when a predetermined time or a time associated with the position designation information has elapsed. Further, when the situation information acquires information indicating that the situation is a predetermined situation, the irradiation may be decided to be terminated. Further, when an end instruction is received from a user or the like via a receiving unit (not shown) or the like, the irradiation may be determined to end. Note that the end of irradiation may be controlled individually for each of the plurality of emitting units 12, or may be controlled simultaneously. When the process ends, the microwave irradiation ends, and the process returns to step S101. When the process does not end, the process returns to step S107.
次に、マイクロ波処理装置1の動作の第二の例について図5のフローチャートを用いて説明する。ここでは、制御部107が、上記の(1−B)において説明した照射管理情報を用いて、移動部102を制御して、複数の出射部12を移動させる場合を例に挙げて説明する。なお、図5において、図4と同一ステップ番号のステップは、同一または相当する処理ステップを示しており、ここでは詳細な説明は省略する。 Next, a second example of the operation of the microwave processing apparatus 1 will be described using the flowchart of FIG. Here, the case where the control unit 107 controls the moving unit 102 using the irradiation management information described in (1-B) above to move the plurality of emitting units 12 will be described as an example. In FIG. 5, steps having the same step numbers as those in FIG. 4 indicate the same or corresponding processing steps, and detailed description thereof is omitted here.
(ステップS201)制御部107は、カウンターmの値として1を代入する。 (Step S201) The control unit 107 substitutes 1 as the value of the counter m.
(ステップS202)制御部107は、移動の順序がm番目である照射対象情報が照射管理情報格納部105に格納されているか否かを判断する。例えば、制御部107は、m番目に格納された照射対象情報が、照射管理情報格納部105に格納されているか否かを判断する。あるいは、制御部107は、例えば、m番目であることを示す情報、例えばm番目を示す連番等が対応付けられた照射対象情報が、照射管理情報格納部105に格納されているか否かを判断する。格納されている場合、ステップS203に進み、格納されていない場合、処理を終了する。 (Step S <b> 202) The control unit 107 determines whether or not irradiation target information whose movement order is m-th is stored in the irradiation management information storage unit 105. For example, the control unit 107 determines whether or not the irradiation target information stored in the mth is stored in the irradiation management information storage unit 105. Alternatively, the control unit 107 determines whether or not the irradiation management information storage unit 105 stores, for example, irradiation target information associated with information indicating the mth, for example, a serial number indicating the mth. to decide. If stored, the process proceeds to step S203. If not stored, the process ends.
(ステップS203)制御部107は、移動の順序がm番目である照射対象情報が有する複数の出射位置情報を、照射管理情報格納部105に格納されている照射管理情報から取得する。このとき、複数の出射位置情報とそれぞれ対応付けられた出射部特定情報も取得することが好ましい。なお、ステップS201からステップS203の処理は、移動部102による移動が行なわれる順序に従って、照射管理情報格納部105に格納されている照射管理情報から、複数の出射位置情報を取得する処理と考えてもよい。 (Step S <b> 203) The control unit 107 acquires, from the irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit 105, the plurality of emission position information included in the irradiation target information whose movement order is the mth. At this time, it is preferable that the emission part specifying information respectively associated with the plurality of emission position information is also acquired. Note that the processing from step S201 to step S203 is considered as processing for acquiring a plurality of emission position information from the irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit 105 in accordance with the order in which movement by the moving unit 102 is performed. Also good.
(ステップS204)制御部107は、ステップS203で取得した複数の出射位置情報にそれぞれ対応する複数の位相指定情報を、照射管理情報から取得する。例えば、制御部107は、移動の順序がm番目である照射対象情報が有する複数の位相指定情報を、照射管理情報格納部105に格納されている照射管理情報から取得する。例えば、制御部107は、ステップS203で出射位置情報を取得した照射管理情報が有する複数の位相指定情報を取得する。このとき、複数の位相指定情報とそれぞれ対応付けられた出射部特定情報も取得することが好ましい。なお、ステップS203とステップS204との処理を行なう順番は問わない。また、ステップS203において移動の順序がm番目である照射管理情報が有する複数の出射位置情報をそれぞれ取得する際に、各出射位置情報に対応する位相指定情報もそれぞれ取得するようにしても良く、複数の出射位置情報とそれぞれ対応付けられた出射部特定情報も更に取得するようにしてもよい。そして、ステップS104に進む。 (Step S204) The control unit 107 acquires a plurality of pieces of phase designation information respectively corresponding to the plurality of emission position information acquired in step S203 from the irradiation management information. For example, the control unit 107 acquires, from the irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit 105, a plurality of pieces of phase designation information included in the irradiation target information whose movement order is the mth. For example, the control unit 107 acquires a plurality of pieces of phase designation information included in the irradiation management information acquired in step S203. At this time, it is preferable that the emission part specifying information respectively associated with the plurality of pieces of phase designation information is also acquired. In addition, the order which processes step S203 and step S204 is not ask | required. Further, when each of the plurality of emission position information included in the irradiation management information whose order of movement is the m-th order in step S203, phase designation information corresponding to each emission position information may also be acquired, You may make it further acquire the emission part specific information each matched with several emission position information. Then, the process proceeds to step S104.
なお、図5のフローチャートにおけるステップS104においては、制御部107は、ステップS203において取得した複数の出射位置情報を用いて制御を行なうようにする。また、ステップS105においては、制御部107は、ステップS204において取得した複数の位相指定情報を用いて制御を行なうようにする。 In step S104 in the flowchart of FIG. 5, the control unit 107 performs control using a plurality of emission position information acquired in step S203. In step S105, control unit 107 performs control using a plurality of pieces of phase designation information acquired in step S204.
(ステップS205)ステップS110において照射を終了すると判断された場合、制御部107は、カウンターmの値を1インクリメントして、ステップS202に戻る。 (Step S205) When it is determined in step S110 that the irradiation is to be ended, the control unit 107 increments the value of the counter m by 1, and returns to step S202.
なお、図5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。 In the flowchart of FIG. 5, the process ends when the power is turned off or the process ends.
なお、上記の図4および図5に示したフローチャートのステップS105においては、デフォルトの周波数のマイクロ波を照射するようにしたが、マイクロ波を照射する前に、ステップS106の状況情報の取得を開始して、ステップS108およびステップS109の処理を実行することで、状況情報に応じた周波数のマイクロ波を照射できるようにしてもよい。また、ステップS106の状況情報の取得は、ステップS105よりも前に開始するようにしてもよい。 Note that in step S105 of the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5 described above, the microwave having the default frequency is irradiated. However, before the microwave is irradiated, the acquisition of the status information in step S106 is started. And you may enable it to irradiate the microwave of the frequency according to status information by performing the process of step S108 and step S109. Further, the acquisition of the status information in step S106 may be started before step S105.
なお、図4のフローチャートにおいて、位相を制御しない場合は、ステップS103や、ステップS105で位相を制御する処理は省略してよい。また、図5のフローチャートにおいて、位相を制御しない場合は、ステップS204や、ステップS105で位相を制御する処理は省略してよい。 In the flowchart of FIG. 4, when the phase is not controlled, the process of controlling the phase in step S103 or step S105 may be omitted. In the flowchart of FIG. 5, when the phase is not controlled, the process of controlling the phase in step S204 or step S105 may be omitted.
また、図4および図5のフローチャートにおいて、周波数を制御しない場合は、ステップS106からステップS109までの処理は、省略してもよい。 Further, in the flowcharts of FIGS. 4 and 5, when the frequency is not controlled, the processing from step S106 to step S109 may be omitted.
以下、本実施の形態におけるマイクロ波処理装置1の具体的な動作について例を挙げて説明する。ここでは、図1に示したマイクロ波処理装置1を用いた場合について説明する。 Hereinafter, a specific operation of the microwave processing apparatus 1 in the present embodiment will be described with an example. Here, the case where the microwave processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is used will be described.
(具体例1)
具体例1においては、図4に示したフローチャートのように、制御部107が、上記の(1−A)において説明した照射管理情報を用いて、移動部102を制御してマイクロ波を照射する場合について説明する。ただし、ここでは、照射部101が照射するマイクロ波の周波数の制御は行なわないものとする。
(Specific example 1)
In the first specific example, as illustrated in the flowchart of FIG. 4, the control unit 107 controls the moving unit 102 to irradiate the microwave using the irradiation management information described in (1-A) above. The case will be described. However, here, it is assumed that the frequency of the microwave irradiated by the irradiation unit 101 is not controlled.
図6は、照射管理情報格納部105に格納されている照射管理情報を管理する照射管理情報管理表である。照射管理情報管理表は、「ID」と、「対象位置」と、「出射A」と、「出射B」と、「位相A」と、「位相B」と、「時間」という属性を有している。また、出射管理情報は、更に、という属性を有している。「ID」の属性値は、照射管理情報を管理する識別子である。ここでは、照射管理情報管理表の各レコード(行)が、それぞれ一の照射管理情報を示すものとする。「対象位置」の属性値は、対象位置情報であり、ここでは、三次元空間における座標であるとする。「出射A」は、ロボットアーム1022aの先端に設置された出射部12aを特定する出射部特定情報であり、「出射A」の属性値は、出射部特定情報「出射A」により特定される出射部12aの出射位置情報であるとする。「出射A」の属性値は、ロボットアーム1022aの先端に設置された出射部12aの位置を示す三次元空間における座標と、方位角と、仰角との組であるとする。また、「出射B」についても同様であり、「出射B」は、ロボットアーム1022bの先端に設置された出射部12bを特定する出射部特定情報であり、「出射B」の属性値は、出射部特定情報「出射A」により特定される出射部12aの出射位置情報であるとする。「出射B」の属性値は、ロボットアーム1022bの先端に設置された出射部12bの位置を示す三次元空間における座標と、方位角と、仰角との組み合わせであるとする。ここでは「出射A」および「出射B」の属性値は、それぞれ、「(x座標,y座標、z座標)、(方位角θ、仰角φ)」で表される。「位相A」の属性値は、出射部12aから出力するマイクロ波の位相を指定する位相指定情報、「位相B」の属性値は、出射部12bから出力するマイクロ波の位相を指定する位相指定情報であるとする。各位相指定情報が示す位相の値は、上記の各位置指定情報が示す位置から出射部12aおよび出射部12bが出射したマイクロ波による電界を、対象位置情報が示す位置において集中させるために予め決められた値であるとする。「時間」は、マイクロ波の照射時間である。なお、図6において、x、y、z、xa1、ya1、za1、xb1、yb1、zb1、θb1、φa1、λa1、λb1、t1等は、任意の値であるとする。
照射管理情報格納部105に格納されている照射管理情報は、ここでは、例えば、シミュレーションを利用して取得された情報であるとする。
FIG. 6 is an irradiation management information management table for managing the irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit 105. The irradiation management information management table has attributes of “ID”, “target position”, “exit A”, “exit B”, “phase A”, “phase B”, and “time”. ing. Further, the emission management information has an attribute of “additional”. The attribute value of “ID” is an identifier for managing irradiation management information. Here, it is assumed that each record (row) of the irradiation management information management table indicates one irradiation management information. The attribute value of “target position” is target position information, and here is assumed to be coordinates in a three-dimensional space. “Ejection A” is emission part specifying information for specifying the emission part 12a installed at the tip of the robot arm 1022a, and the attribute value of “Ejection A” is an emission specified by the emission part specifying information “Ejection A”. It is assumed that the emission position information of the part 12a is obtained. It is assumed that the attribute value of “exit A” is a set of coordinates, an azimuth angle, and an elevation angle in a three-dimensional space indicating the position of the emission unit 12a installed at the tip of the robot arm 1022a. The same applies to “exit B”, and “exit B” is output unit specifying information for specifying the output unit 12b installed at the tip of the robot arm 1022b. It is assumed that the emission position information of the emission part 12a is specified by the part specification information “Ejection A”. It is assumed that the attribute value of “exit B” is a combination of coordinates in the three-dimensional space indicating the position of the output unit 12b installed at the tip of the robot arm 1022b, an azimuth angle, and an elevation angle. Here, the attribute values of “exit A” and “exit B” are represented by “(x coordinate, y coordinate, z coordinate) and (azimuth angle θ, elevation angle φ)”, respectively. The attribute value of “phase A” is phase designation information for designating the phase of the microwave output from the emission unit 12a, and the attribute value of “phase B” is phase designation for designating the phase of the microwave output from the emission unit 12b. Suppose that it is information. The value of the phase indicated by each phase designation information is determined in advance in order to concentrate the electric field generated by the microwaves emitted from the emission part 12a and the emission part 12b from the position indicated by each position designation information at the position indicated by the target position information. It is assumed that “Time” is a microwave irradiation time. In FIG. 6, x, y, z, xa1, ya1, za1, xb1, yb1, zb1, θb1, φa1, λa1, λb1, t1, and the like are arbitrary values.
Here, it is assumed that the irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit 105 is, for example, information acquired using simulation.
この具体例においては、2つの出射部12aおよび12bからマイクロ波を照射可能な空間に設定された三次元の仮想の複数の格子点の座標を、複数の照射管理情報の対象位置情報とし、各照射管理情報の「出射A」および「出射B」は、対象位置情報が示す位置にマイクロ波を照射する際の、2つの出射部12aおよび12bの位置であるとする。この2つの出射部12aおよび12bの位置は、ここでは、ロボットアーム1022aおよび1022bの先端に取付けられた出射部12aおよび12bの位置として設定されているものとする。ここでの出射部12aおよび12bの位置は、例えば、出射部12であるアンテナの、マイクロ波を出射する位置であるとする。 In this specific example, the coordinates of a plurality of three-dimensional virtual lattice points set in a space where microwaves can be irradiated from the two emitting portions 12a and 12b are set as target position information of a plurality of irradiation management information, “Ejection A” and “Exit B” of the irradiation management information are positions of the two emission units 12a and 12b when the microwave is irradiated to the position indicated by the target position information. Here, the positions of the two emitting portions 12a and 12b are set as the positions of the emitting portions 12a and 12b attached to the tips of the robot arms 1022a and 1022b. Here, the positions of the emission parts 12a and 12b are assumed to be positions where the antenna which is the emission part 12 emits microwaves, for example.
図7は、照射対象物70を、マイクロ波処理装置1により処理可能な領域に配置した状態を示す主要部の模式図(図7(a))、および出射部12aと12bを移動させて、照射対象物70にマイクロ波を照射している状態を示す主要部の模式図(図7(b))である。照射対象物70は、ここでは、パイプ状の物体であるとする。また、処理可能な領域とは、例えば、出射部12aおよび12bを移動させることで、マイクロ波を重ねて照射することが可能な範囲であるとする。 FIG. 7 is a schematic diagram (FIG. 7A) of the main part showing a state where the irradiation object 70 is arranged in a region that can be processed by the microwave processing apparatus 1, and the emitting parts 12a and 12b. It is a schematic diagram (FIG.7 (b)) of the principal part which shows the state which has irradiated the irradiation target object 70 with the microwave. Here, it is assumed that the irradiation object 70 is a pipe-like object. In addition, it is assumed that the processable region is a range in which microwaves can be superimposed and irradiated by moving the emitting units 12a and 12b, for example.
まず、ユーザが、図示しない入力デバイス等を操作して、マイクロ波処理装置1により、局所的に加熱したい照射対象物70の所望の箇所71の座標(X1,Y1,Z1)を入力したとすると、この座標値を、受付部106が受け付ける。なお、X1,Y1,Z1は、任意の値であるとする。 First, suppose that the user operates the input device etc. which are not shown in figure, and has input the coordinate (X1, Y1, Z1) of the desired location 71 of the irradiation target object 70 which he wants to heat locally with the microwave processing apparatus 1. FIG. The receiving unit 106 receives this coordinate value. X1, Y1, and Z1 are arbitrary values.
制御部107は、図6に示した照射管理情報管理表において、「対象位置」の属性値である座標が、受付部106が受け付けた座標と一致するレコード、つまり照射管理情報を検出し、検出したレコードの「出射A」、「出射B」、「位相A」、「位相B」および「時間」の属性値を取得する。そして、例えば、取得した「出射A」および「位相A」の属性値を、出射部特定情報「出射A」と対応付けて図示しない格納部に蓄積する。また、「出射B」および「位相B」の属性値を、出射部特定情報「出射B」と対応付けて図示しない格納部に蓄積する。また、取得した「時間」の属性値も、図示しない格納部に蓄積する。ここでは、受付部106が受け付けた座標が、「ID」が「003」であるレコードの「対象位置」の属性値(x3,y3,z3)と一致したとすると、制御部107は、この「ID」が「003」であるレコードの「出射A」、「出射B」、「位相A」、「位相B」および「時間」の属性値を取得し、上記のように蓄積する。ここでの蓄積は、一時記憶であってもよい。取得した「時間」の属性値は、「t3」であったとする。 In the irradiation management information management table shown in FIG. 6, the control unit 107 detects and detects a record in which the coordinates that are the attribute values of “target position” match the coordinates received by the receiving unit 106, that is, irradiation management information. The attribute values of “Exit A”, “Exit B”, “Phase A”, “Phase B”, and “Time” of the recorded record are acquired. Then, for example, the acquired attribute values of “exit A” and “phase A” are stored in a storage unit (not shown) in association with the output unit identification information “exit A”. Further, the attribute values of “exit B” and “phase B” are stored in a storage unit (not shown) in association with the output unit specifying information “exit B”. The acquired “time” attribute value is also stored in a storage unit (not shown). Here, if the coordinates received by the receiving unit 106 match the attribute value (x3, y3, z3) of the “target position” of the record whose “ID” is “003”, the control unit 107 The attribute values of “exit A”, “exit B”, “phase A”, “phase B”, and “time” of the record whose ID is “003” are acquired and stored as described above. The accumulation here may be temporary storage. It is assumed that the acquired attribute value of “time” is “t3”.
制御部107は、出射部特定情報「出射A」と対応付けられて蓄積された「出射A」の属性値である位置指定情報、即ち座標(xa3,ya3,za3)と、方位角θa3と、仰角φa3とを読出し、移動部102を制御して、読み出した位置指定情報が示す位置に、出射部特定情報「出射A」により特定される出射部12を移動させる。具体的には、予め「出射A」が示す出射部12aの位置が、ロボットアーム1022aの先端の位置であることが、図示しない格納部等に登録してあるとすると、制御部107は、上記で読出した座標(xa3,ya3,za3)と、方位角θa3と、仰角φa3とを用いて、ロボットアーム1022aの先端を、この読出した情報が示す位置に移動させるための、ロボットアーム1022aの各部を制御する情報を算出する。例えば、ロボットアーム1022aに設けられた1以上のアクチュエータの移動量等を算出する。そして、制御部107は、算出した値を用いて、ロボットアーム1022aの先端を、上記で読出した位置指定情報が示す位置に移動させる。これにより、ロボットアーム1022aの先端に設置した出射部12aを、出射部特定情報「出射A」に対応する位置指定情報が示す位置に移動させることができる。 The control unit 107 includes position designation information that is an attribute value of “exit A” accumulated in association with the output unit identification information “exit A”, that is, coordinates (xa3, ya3, za3), an azimuth angle θa3, The elevation angle φa3 is read out, the moving unit 102 is controlled, and the emitting unit 12 specified by the emitting unit specifying information “Exit A” is moved to the position indicated by the read position designation information. Specifically, assuming that the position of the emission unit 12a indicated by “extraction A” is the position of the tip of the robot arm 1022a in advance in a storage unit (not shown), the control unit 107 Each part of the robot arm 1022a for moving the tip of the robot arm 1022a to the position indicated by the read information using the coordinates (xa3, ya3, za3), the azimuth angle θa3, and the elevation angle φa3 read in The information for controlling is calculated. For example, the movement amount of one or more actuators provided in the robot arm 1022a is calculated. Then, using the calculated value, the control unit 107 moves the tip of the robot arm 1022a to the position indicated by the position designation information read out above. Thereby, the emission part 12a installed at the tip of the robot arm 1022a can be moved to the position indicated by the position designation information corresponding to the emission part specifying information “Ejection A”.
同様に、制御部107は、出射部特定情報「出射B」と対応付けて蓄積された位置指定情報を読出し、上記と同様に、この位置指定情報が示す位置に、ロボットアーム1022bの先端を移動させて、ロボットアーム1022bの先端に設置した出射部12bを、出射部特定情報「出射B」に対応する位置指定情報が示す位置に移動させる。なお、出射部12aおよび12bの移動後の位置は、少なくとも所望の箇所71において、それぞれから照射されるマイクロ波を重ねることが可能な位置であるとする。 Similarly, the control unit 107 reads the position designation information stored in association with the emission unit identification information “Ejection B”, and moves the tip of the robot arm 1022b to the position indicated by the position designation information in the same manner as described above. Thus, the emitting unit 12b installed at the tip of the robot arm 1022b is moved to the position indicated by the position designation information corresponding to the emitting unit specifying information “Exit B”. It is assumed that the positions after movement of the emitting portions 12a and 12b are positions where microwaves irradiated from the respective positions can be superimposed at least at a desired location 71.
制御部107は、出射部特定情報「出射A」と対応付けられて蓄積された「位相A」の属性値である位相指定情報「λa3」を読出し、出射部12aから、λa3だけ位相をずらしたマイクロ波を出射させる。例えば、制御部107は、マイクロ波発振器1011a、あるいは、マイクロ波発振器と接続された図示しない移相器を制御して、位相をλa3だけずらしたマイクロ波を発生させて、発生させたマイクロ波を、伝送手段1012aの同軸ケーブル11aを介して伝送させて、出射部12aから照射させる。 The control unit 107 reads the phase designation information “λa3” that is the attribute value of “phase A” accumulated in association with the emission unit identification information “emission A”, and shifts the phase by λa3 from the emission unit 12a. A microwave is emitted. For example, the control unit 107 controls the microwave oscillator 1011a or a phase shifter (not shown) connected to the microwave oscillator to generate a microwave whose phase is shifted by λa3, and generates the generated microwave. Then, the signal is transmitted through the coaxial cable 11a of the transmission means 1012a and irradiated from the emitting part 12a.
また、制御部107は、照射部101aの場合と同様に、出射部特定情報「出射B」と対応付けられて蓄積された「位相A」の属性値である位相指定情報「λb3」を読出し、出射部12bから、λb3だけ位相をずらしたマイクロ波を出射させる。なお、ここで出射部12aおよび12bからそれぞれ出射されるマイクロ波の周波数は、デフォルトで設定された同一の周波数であるとする。 Similarly to the case of the irradiation unit 101a, the control unit 107 reads out the phase designation information “λb3” that is the attribute value of “phase A” accumulated in association with the emission unit identification information “emission B”, A microwave whose phase is shifted by λb3 is emitted from the emission part 12b. Here, it is assumed that the frequencies of the microwaves emitted from the emission units 12a and 12b are the same frequency set by default.
ここでは、図7(b)に示すように、出射部12aと出射部12bとから出射されるマイクロ波は、少なくとも所望の箇所71において重なり、上述したように、位相指定情報に応じて位相を制御することで、位置指定情報が示す位置から出射部12aおよび出射部12bが出射したマイクロ波による電界は、対象位置情報が示す位置と一致する所望の箇所71に集中するため、上記のようなマイクロ波を出射部12aと出射部12bとから照射することにより、所望の箇所71においてマイクロ波による電界を集中させることができ、所望の箇所71を局所的に加熱することができる。 Here, as shown in FIG. 7B, the microwaves emitted from the emission part 12a and the emission part 12b overlap at least at a desired location 71, and as described above, the phase is changed according to the phase designation information. By controlling, the electric field due to the microwaves emitted from the emission unit 12a and the emission unit 12b from the position indicated by the position designation information concentrates on the desired location 71 that matches the position indicated by the target position information. By irradiating the microwave from the emission part 12a and the emission part 12b, the electric field by the microwave can be concentrated at the desired location 71, and the desired location 71 can be locally heated.
そして、上記で取得した時間である「t3」だけ、マイクロ波の照射を行なった後、マイクロ波の照射を終了する。 Then, after the microwave irradiation is performed for “t3” which is the time acquired above, the microwave irradiation is terminated.
このような具体例においては、ユーザが指定した所望の箇所において電界がしゅうちゅうするよう、複数の出射部12aおよび12bからマイクロ波を照射することができ、所望の箇所を局所的に加熱することができる。 In such a specific example, microwaves can be irradiated from the plurality of emitting portions 12a and 12b so that the electric field is applied at a desired location designated by the user, and the desired location is locally heated. Can do.
(具体例2)
具体例2においては、図5に示したフローチャートのように、制御部107が、上記の(1−B)において説明した照射管理情報を用いて、移動部102を制御してマイクロ波を照射する場合について説明する。ただし、ここでは、照射部101が照射するマイクロ波の周波数の制御は行なわないものとする。
(Specific example 2)
In the second specific example, as illustrated in the flowchart of FIG. 5, the control unit 107 uses the irradiation management information described in (1-B) above to control the moving unit 102 to irradiate the microwave. The case will be described. However, here, it is assumed that the frequency of the microwave irradiated by the irradiation unit 101 is not controlled.
図8は、照射管理情報格納部105に格納されている照射管理情報管理表を示す図である。この具体例2の照射管理情報管理表は、「順序」、「出射A」、「出射B」、「位相A」、「位相B」、および「時間」という属性を有している。「出射A」、「出射B」、「位相A」、「位相B」、「時間」という属性については、図6と同様であるためのここでは詳細な説明は省略する。「順序」は、各レコード(行)である照射管理情報を用いた出射部12の移動が行なわれる順序を示す数値であり、ここでは、値が小さいものほど、移動の順序が早いものとする。なお、図8において、図6と同じ文字で表される属性値は、必ずしも同じ値でなくてもよい。また、ここでの一の照射管理情報が有する「出射A」、「出射B」、「位相A」、および「位相B」の属性値は、予め決められた所望の箇所においてマイクロ波を集中させるための、出射部A12aおよび12bの位置と、出射部12aおよび12bがそれぞれ出射するマイクロ波の位相(例えば、初期位相)であるとする。 FIG. 8 is a diagram showing an irradiation management information management table stored in the irradiation management information storage unit 105. The irradiation management information management table of the specific example 2 has attributes of “order”, “exit A”, “exit B”, “phase A”, “phase B”, and “time”. Since the attributes “exit A”, “exit B”, “phase A”, “phase B”, and “time” are the same as those in FIG. 6, detailed description thereof is omitted here. The “order” is a numerical value indicating the order in which the emitting unit 12 is moved using the irradiation management information that is each record (row). Here, the smaller the value, the faster the order of movement. . In FIG. 8, the attribute values represented by the same characters as in FIG. 6 do not necessarily have the same values. In addition, the attribute values of “exit A”, “exit B”, “phase A”, and “phase B” included in one irradiation management information here concentrate the microwaves at predetermined desired locations. For this reason, it is assumed that the positions of the emission parts A12a and 12b and the phase (for example, initial phase) of the microwaves emitted from the emission parts 12a and 12b are respectively.
まず、制御部107は、図8に示した照射管理情報管理表から、「順序」の値が「1」であるレコードを検出し、このレコードの「出射A」、「出射B」、「位相A」、「位相B」、および「時間」の属性値を取得する。 First, the control unit 107 detects a record whose “order” value is “1” from the irradiation management information management table shown in FIG. 8, and “exit A”, “exit B”, “phase” of this record. The attribute values of “A”, “Phase B”, and “Time” are acquired.
そして、上記の具体例と同様に、取得した「出射A」および「出射B」の属性値である位置指定情報を用いて、ロボットアーム1022aおよび1022bをそれぞれ動作させて、それぞれの先端に設置された出射部12aおよび12bを移動させる。そして、取得した「位相A」および「位相B」の属性値である位相指定情報を用いて、出射部12aおよび12bから、位相を制御したマイクロ波を照射させる。これにより、出射部12aおよび12bから出射するマイクロ波を、予め決められた所望の箇所に集中させることができる。ここでの所望の箇所は、例えば、図7(a)の箇所72であるとする。マイクロ波の照射は、上記で取得した「時間」の属性値である「t1」が示す時間だけ行なわれる。これにより、所望の箇所72を局所的に加熱することができる。 Then, similarly to the specific example described above, the robot arms 1022a and 1022b are respectively operated by using the position designation information that is the acquired attribute values of “exit A” and “exit B” and installed at the respective tips. The outgoing portions 12a and 12b are moved. Then, using the phase designation information that is the attribute values of the acquired “phase A” and “phase B”, the microwaves whose phases are controlled are irradiated from the emission units 12 a and 12 b. Thereby, the microwaves radiate | emitted from the output parts 12a and 12b can be concentrated on the predetermined desired location. Here, it is assumed that the desired location is, for example, the location 72 in FIG. The microwave irradiation is performed for the time indicated by “t1” that is the attribute value of “time” acquired above. Thereby, the desired location 72 can be heated locally.
マイクロ波の照射が終了すると、制御部107は、図8に示した照射管理情報管理表から、「順序」の値が「2」であるレコードを検出し、このレコードの「出射A」、「出射B」、「位相A」、「位相B」、および「時間」の属性値を取得し、上記のようにロボットアーム1022aおよび1022bをそれぞれ動作させて、出射部12aおよび12bを移動させ、位相を制御したマイクロ波を、「時間」の属性値である「t2」が示す時間だけ照射する。ここで同位相のマイクロ波が照射される所望の箇所は、図7(a)の箇所73であるとする。これにより、所望の箇所73を局所的に加熱することができる。 When the microwave irradiation ends, the control unit 107 detects a record whose “order” value is “2” from the irradiation management information management table shown in FIG. The attribute values of “Exit B”, “Phase A”, “Phase B”, and “Time” are acquired, and the robot arms 1022a and 1022b are respectively operated as described above to move the output units 12a and 12b. Is applied for the time indicated by the attribute value “t2” of “time”. Here, it is assumed that the desired portion irradiated with the microwave of the same phase is the portion 73 in FIG. Thereby, the desired location 73 can be heated locally.
同様にして、照射管理情報管理表の「順序」の値が「3」以降の照射管理情報についても同様の処理を順次行なう。 Similarly, the same processing is sequentially performed for irradiation management information whose “order” value in the irradiation management information management table is “3” or later.
本具体例においては、図8に示したような照射管理情報に従って、マイクロ波を照射することで、マイクロ波による電界が集中する箇所を、予め指定された順序に従って変更することができ、連続的にマイクロ波により局所的に加熱する箇所を変更することができる。 In this specific example, by irradiating the microwave according to the irradiation management information as shown in FIG. 8, the location where the electric field by the microwave is concentrated can be changed according to the order designated in advance. It is possible to change the location to be locally heated by the microwave.
(具体例3)
具体例2においては、上記具体例1において、照射部101が照射するマイクロ波の周波数の制御を行なう際の処理の例を説明する。ここでは、上記具体例1において、ロボットアーム1022aおよび1022bを移動させて出射部12aおよび12bを移動させ、出射部12aおよび12bから周波数を制御したマイクロ波をそれぞれ出射することで、一の所望の箇所71に、マイクロ波による電界を集中させて、この箇所を局所的に加熱している場合について説明する。
(Specific example 3)
In specific example 2, an example of processing when controlling the frequency of the microwave irradiated by irradiation unit 101 in specific example 1 will be described. Here, in specific example 1 described above, the robot arms 1022a and 1022b are moved to move the emission units 12a and 12b, and the microwaves whose frequencies are controlled are emitted from the emission units 12a and 12b, respectively. The case where the electric field by a microwave is concentrated in the location 71 and this location is heated locally is demonstrated.
なお、ここでは、説明の便宜上、上記具体例1とは異なり、所望の箇所71には、照射対象物として図示しない容器等に入れられたエチレングリコールが配置されているものとする。 Here, for convenience of explanation, unlike the first specific example, it is assumed that ethylene glycol placed in a container or the like (not shown) as an irradiation object is arranged at a desired location 71.
また、この具体例において用いられるマイクロ波発振器1011aおよび1011bは、いずれも、2.4GHzから2.5GHzの範囲で、発生するマイクロ波の周波数を変更可能な半導体型発振器であるとする。 In addition, it is assumed that the microwave oscillators 1011a and 1011b used in this specific example are semiconductor oscillators that can change the frequency of the generated microwaves in the range of 2.4 GHz to 2.5 GHz.
また、この具体例においては、センサ103として、温度を検出可能な赤外線温度センサが照射対象物の上方等に設置されているものとする。以下、この具体例においては、センサ103を、赤外線温度センサ103と称す場合がある。 Further, in this specific example, it is assumed that an infrared temperature sensor capable of detecting temperature is installed above the irradiation object as the sensor 103. Hereinafter, in this specific example, the sensor 103 may be referred to as an infrared temperature sensor 103.
上記具体例1と同様に、出射部12aおよび12bが、それぞれ位相が制御されたマイクロ波を照射すると、マイクロ波による電界が照射対象物が配置された所望の箇所71に集中し、この箇所71が局所的に加熱される。これにより、照射対象物であるエチレン繰りコードが加熱される。ここでは、説明のため、各マイクロ波発振器1011aおよび1011bが最初に発生するマイクロ波の周波数は、デフォルト値である2.45GHzであるとする。 Similarly to the first specific example, when the emitting units 12a and 12b irradiate the microwaves whose phases are controlled, the electric field due to the microwaves is concentrated at a desired location 71 where the irradiation target is disposed, and this location 71 Is locally heated. Thereby, the ethylene winding cord which is an irradiation object is heated. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the microwave frequency generated first by each of the microwave oscillators 1011a and 1011b is the default value of 2.45 GHz.
赤外線温度センサ103は、照射対象物の温度の値を取得し、取得した温度の値を制御部107に送信する。制御部107は、赤外線温度センサ103から送信された温度の値を受信する。 The infrared temperature sensor 103 acquires the temperature value of the irradiation object, and transmits the acquired temperature value to the control unit 107. The control unit 107 receives the temperature value transmitted from the infrared temperature sensor 103.
図9は、状況対応情報格納部104に格納された状況対応情報を管理する状況対応情報管理表の一例を示す図である。状況対応情報管理表は、「状況」、「閾値」、「閾値未満」、「閾値以上」という属性を有している。「状況」は、対象となる状況情報の種類を示す情報である。この「状況」は、センサ103の1以上を識別する情報であってもよい。属性値「温度」は、対象となる状況情報が赤外線温度センサ103が取得した温度(ここでは、エチレングリコールの液温)を示す値であることを示している。なお、ここでは、センサ103が一つであるため、この「状況」の属性は省略してもよい。「閾値」は、状況情報が取り得る値の範囲を2つの範囲に分割するための閾値であり、この2つの範囲を指定する情報と考えてよい。ここでは、60℃が閾値であり、この閾値により、赤外線温度センサ103が取得しうる温度の値の領域が、60℃未満の領域と、60℃以上の領域とに分割される。「閾値未満」、および「閾値以上」は、赤外線温度センサ103が取得した値が、閾値未満である場合のマイクロ波発振器1011の周波数を示す情報、および閾値以上である場合のマイクロ波発振器1011の周波数を示す情報である。ここでは、「閾値未満」、および「閾値以上」は、マイクロ波発振器1011が発生するマイクロ波の周波数の制御目標値であるとする。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a situation correspondence information management table for managing the situation correspondence information stored in the situation correspondence information storage unit 104. The situation correspondence information management table has attributes of “situation”, “threshold”, “less than threshold”, and “above threshold”. The “situation” is information indicating the type of target situation information. This “situation” may be information for identifying one or more of the sensors 103. The attribute value “temperature” indicates that the target situation information is a value indicating the temperature (here, the temperature of ethylene glycol) acquired by the infrared temperature sensor 103. Here, since there is one sensor 103, the attribute of “situation” may be omitted. The “threshold value” is a threshold value for dividing the range of values that can be taken by the situation information into two ranges, and may be considered as information specifying these two ranges. Here, the threshold value is 60 ° C., and by this threshold value, the temperature value region that can be acquired by the infrared temperature sensor 103 is divided into a region below 60 ° C. and a region above 60 ° C. “Below threshold” and “above threshold” are information indicating the frequency of the microwave oscillator 1011 when the value acquired by the infrared temperature sensor 103 is less than the threshold, and the microwave oscillator 1011 when the value is greater than or equal to the threshold. This is information indicating the frequency. Here, “below the threshold” and “above the threshold” are control target values of the frequency of the microwave generated by the microwave oscillator 1011.
マイクロ波の照射開始から予め決められた時間(例えば、30秒等)が経過した時点で、制御部107は、赤外線温度センサ103から受信した最新の温度の値が、図9に示した状況対応情報管理表の「状況」が「温度」であるレコード(行)の「閾値」の属性値である「60℃」以上であるか否かを判断する。ここでは、赤外線温度センサ103により取得された温度の値が25℃であったとすると、制御部107は、赤外線温度センサ103により取得された温度の値が閾値未満であると判断して、図9に示した状況対応情報管理表の「状況」が「温度」であるレコード(行)の「閾値未満」の属性値である「2.4」GHzを取得する。そして、この取得した属性値「2.4」に基づいて、制御部107は、出射するマイクロ波の周波数が2.4GHzとなるよう、照射部101を制御する。なお、ここで発生するマイクロ波の周波数は、デフォルトの周波数と同じ2.4GHzであるため、マイクロ波の周波数は変更されない。
制御部107は、同様の処理を、予め決められた時間が経過する毎にくり返し行なう。
When a predetermined time (for example, 30 seconds) elapses from the start of microwave irradiation, the control unit 107 determines that the latest temperature value received from the infrared temperature sensor 103 corresponds to the situation shown in FIG. It is determined whether or not the value is “60 ° C.” or higher, which is the attribute value of “threshold” of the record (row) whose “status” in the information management table is “temperature”. Here, if the temperature value acquired by the infrared temperature sensor 103 is 25 ° C., the control unit 107 determines that the temperature value acquired by the infrared temperature sensor 103 is less than the threshold, and FIG. “2.4” GHz that is the attribute value “less than threshold” of the record (row) whose “situation” is “temperature” in the situation correspondence information management table shown in FIG. Then, based on the acquired attribute value “2.4”, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 so that the frequency of the emitted microwave is 2.4 GHz. Note that the microwave frequency generated here is 2.4 GHz, which is the same as the default frequency, and therefore the microwave frequency is not changed.
The control unit 107 repeats the same processing every time a predetermined time elapses.
ここで、マイクロ波の照射によって照射対象物の液温が上昇した結果、赤外線温度センサ103が取得した温度の値が61℃であったとする。制御部107は、赤外線温度センサ103から送信された温度の値である61℃が、図9に示した状況対応情報管理表の、「状況」が「温度」であるレコード(行)の「閾値」の属性値である「60℃」以上であるか否かを判断する。ここでは、赤外線温度センサ103により取得された温度の値である61℃が、「60℃」以上であるため、制御部107は、赤外線温度センサ103により取得された温度の値が閾値以上であると判断して、図9に示した状況対応情報管理表の「状況」が「温度」であるレコード(行)の「閾値未満」の属性値である「2.5」GHzを取得する。そして、この取得した属性値「2.5」に基づいて、制御部107は、出射するマイクロ波の周波数が2.5GHzとなるよう、照射部101を制御する。この制御に応じて、各マイクロ波発振器1011が、2.5GHzのマイクロ波を発生し、出射部12aおよび12bは、2.5GHzのマイクロ波を照射対象物に照射する。直前に出射部12aおよび12bが出射していたマイクロ波の周波数が2.4GHzであったとすると、出射するマイクロ波の周波数は変更されることとなる。 Here, it is assumed that the temperature value acquired by the infrared temperature sensor 103 is 61 ° C. as a result of the increase in the liquid temperature of the irradiation object due to the microwave irradiation. The control unit 107 sets the “threshold value” of the record (row) in which “temperature” is 61 ° C., which is the temperature value transmitted from the infrared temperature sensor 103, in the situation correspondence information management table shown in FIG. It is determined whether or not the attribute value is “60 ° C.” or higher. Here, since the temperature value 61 ° C. acquired by the infrared temperature sensor 103 is “60 ° C.” or higher, the control unit 107 determines that the temperature value acquired by the infrared temperature sensor 103 is equal to or higher than the threshold value. And “2.5” GHz which is the attribute value “less than threshold” of the record (row) whose “status” is “temperature” in the status correspondence information management table shown in FIG. 9 is acquired. Then, based on the acquired attribute value “2.5”, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 so that the frequency of the emitted microwave becomes 2.5 GHz. In response to this control, each microwave oscillator 1011 generates a 2.5 GHz microwave, and the emitting units 12a and 12b irradiate the object to be irradiated with a 2.5 GHz microwave. Assuming that the frequency of the microwaves emitted from the emission units 12a and 12b immediately before is 2.4 GHz, the frequency of the emitted microwaves is changed.
図10は、エチレングリコールの各温度における比誘電損失と周波数の関係とを示すグラフ(図10(a))、および、図10(a)のグラフの主要部、具体的には、2.45GHz近傍を示す拡大図(図10(b))である。ただし、この拡大図は、説明のための模式図であり、必ずしも精度が高いものではない。図10(a)のグラフは、上述した図3のエタノールに関するグラフと同じ文献に記載された図面である。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the relative dielectric loss and the frequency of ethylene glycol at each temperature (FIG. 10A), and the main part of the graph of FIG. 10A, specifically, 2.45 GHz. It is an enlarged view (FIG.10 (b)) which shows the vicinity. However, this enlarged view is a schematic diagram for explanation and does not necessarily have high accuracy. The graph of Fig.10 (a) is drawing described in the same literature as the graph regarding the ethanol of FIG.3 mentioned above.
図10に示すように、エチレングリコールの場合、液温が変化すると、周波数に対する比誘電損失が変化し、温度が、30〜50℃までの範囲では、周波数が2.4GHzのマイクロ波に対する比誘電損失が、2.5GHzのマイクロ波に対する比誘電損失よりも大きいが、60〜90℃までの範囲では、周波数が2.5GHzのマイクロ波に対する比誘電損失が、2.4GHzのマイクロ波に対する比誘電損失よりも大きい。このため、上記のように、赤外線温度センサ103が検出した状況情報である温度が60℃未満の場合は、2.4GHzのマイクロ波を照射対象物であるエチレングリコールに照射し、温度が60℃以上となった場合には、2.5GHzのマイクロ波を照射対象物であるエチレングリコールに照射するように、制御部107が、照射部101を制御することで、マイクロ波照射時の照射された領域の温度における、照射された領域の比誘電損失が最も高くなる周波数のマイクロ波を照射することができ、加熱効率を高めることができる。これにより、処理に必要なエネルギーの効率化を図ることができる。なお、ここでの照射される領域の比誘電損失が最も高くなる周波数のマイクロ波とは、照射部101が照射可能な周波数のマイクロ波のうちの照射される領域の比誘電損失が最も高くなる周波数のマイクロ波である。 As shown in FIG. 10, in the case of ethylene glycol, when the liquid temperature is changed, the relative dielectric loss with respect to the frequency is changed. When the temperature is in the range of 30 to 50 ° C., the relative dielectric with respect to the microwave having the frequency of 2.4 GHz. Although the loss is larger than the relative dielectric loss with respect to the microwave of 2.5 GHz, the relative dielectric loss with respect to the microwave with the frequency of 2.5 GHz is in the range of 60 to 90 ° C. Greater than loss. Therefore, as described above, when the temperature, which is the status information detected by the infrared temperature sensor 103, is less than 60 ° C., 2.4 GHz microwave is irradiated to the irradiation target ethylene glycol, and the temperature is 60 ° C. In such a case, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 so as to irradiate ethylene glycol, which is an irradiation object, with a 2.5 GHz microwave. It is possible to irradiate a microwave having a frequency at which the relative dielectric loss of the irradiated region becomes the highest at the temperature of the region, thereby improving the heating efficiency. Thereby, efficiency improvement of the energy required for processing can be achieved. Here, the microwave having the highest relative dielectric loss in the irradiated region means that the relative dielectric loss in the irradiated region is the highest among the microwaves having the frequency that the irradiation unit 101 can irradiate. Microwave of frequency.
制御部107は、マイクロ波の照射を終了するまで、その後も上記と同様の処理を、予め決められた時間が経過する毎にくり返し行なう。 The control unit 107 repeatedly performs the same processing as described above every time a predetermined time elapses until the microwave irradiation ends.
この具体例においては、センサ103が取得した状況情報に応じた周波数のマイクロ波を照射するよう、制御部107が照射部101を制御するようにしたことにより、照射対象物によるマイクロ波の比誘電損失を高めることができ、加熱効率を高めることができる。これにより、エネルギーの効率化を図ることができる。 In this specific example, the control unit 107 controls the irradiation unit 101 so as to irradiate the microwave of the frequency according to the situation information acquired by the sensor 103, so that the relative dielectric constant of the microwave by the irradiation object is obtained. Loss can be increased and heating efficiency can be increased. Thereby, energy efficiency can be improved.
なお、ここでは、周波数の制御を、具体例1に適用した場合について説明したが、本発明においては、例えば、具体例2等に適用するようにしてもよいことはいうまでもない。 Although the case where the frequency control is applied to the specific example 1 has been described here, it is needless to say that the present invention may be applied to, for example, the specific example 2 or the like.
(シミュレーション結果1)
以下、本実施の形態におけるマイクロ波処理装置1に関して行なわれたシミュレーションによる実証試験結果について説明する。
(Simulation result 1)
Hereinafter, the verification test result by the simulation performed on the microwave processing apparatus 1 in the present embodiment will be described.
(基本条件)
図11は、マイクロ波処理装置1のシミュレーションによる実証試験において用いられたケース1のモデルを示す斜視図(図11(a))、正面図(図11(b))、側面図(図11(c))、ケース2のモデルを示す斜視図(図11(d))、正面図(図11(e))、側面図(図11(f))、ケース3のモデルを示す斜視図(図11(g))、正面図(図11(h))、側面図(図11(i))である。なお、図11において、説明の便宜上、図1に相当する部分については、同一または相当する符号を付与している。かかることは、以下のシミュレーション試験結果の図等においても同様である。また、図11は説明のための図であり、図11に示した照射対象物50a〜50cや、出射部12等の大きさや位置の関係等は、実際にシミュレーション試験において設定されたものとは異なる場合がある。かかることは、後述する図15においても同様である。
(Basic conditions)
FIG. 11 is a perspective view (FIG. 11A), a front view (FIG. 11B), and a side view (FIG. 11B) showing a model of case 1 used in a demonstration test by simulation of the microwave processing apparatus 1. c)), a perspective view showing a model of the case 2 (FIG. 11D), a front view (FIG. 11E), a side view (FIG. 11F), and a perspective view showing a model of the case 3 (FIG. 11 (g)), a front view (FIG. 11 (h)), and a side view (FIG. 11 (i)). In FIG. 11, for convenience of explanation, the same or corresponding reference numerals are given to portions corresponding to FIG. 1. This also applies to the following simulation test results and the like. Further, FIG. 11 is a diagram for explanation, and the relationship between the sizes and positions of the irradiation objects 50a to 50c and the emission unit 12 shown in FIG. 11 is actually set in the simulation test. May be different. The same applies to FIG. 15 described later.
ケース1からケース3のいずれにおいても、等間隔に配置された3つの照射対象物50a〜50cが用いられる。3つの照射対象物50a〜50cは、それぞれ、短辺25mm、長辺50mm、高さ10mmのマイクロ波吸収体であり、短辺の伸びる方向に向かって、照射対象物50bが中心となるよう35mm間隔で同一平面状に一列に配列されている。このとき、照射対象物50bの中心が、照射対象物50a〜50cが配置される平面(以下、配置平面と称す)上の予め決められた位置51上に配置されるようにする。配置平面55は仮想の平面である。照射対象物50a〜50cの材質は、複素誘電率の実部εrが10、複素誘電率の虚部εiが10、複素誘電率についてのtanδが1のマイクロ波吸収体である。複素誘電率の実部εrは、誘電率である。複素誘電率の虚部εiは、誘電損失である。 In any of case 1 to case 3, three irradiation objects 50a to 50c arranged at equal intervals are used. Each of the three irradiation objects 50a to 50c is a microwave absorber having a short side of 25 mm, a long side of 50 mm, and a height of 10 mm, and is 35 mm so that the irradiation object 50b is centered in the direction in which the short side extends. They are arranged in a line on the same plane at intervals. At this time, the center of the irradiation object 50b is arranged on a predetermined position 51 on a plane (hereinafter referred to as arrangement plane) on which the irradiation objects 50a to 50c are arranged. The placement plane 55 is a virtual plane. The materials of the irradiation objects 50a to 50c are microwave absorbers having a real part εr of complex dielectric constant of 10, an imaginary part εi of complex dielectric constant of 10, and a tan δ of 1 for the complex dielectric constant. The real part εr of the complex dielectric constant is the dielectric constant. The imaginary part εi of the complex dielectric constant is a dielectric loss.
2つの出射部12aおよび12bは、それぞれの開口部が照射対象物50a〜50cに対向するとともに、照射対象物50a〜50cが配列されている直線の上方に、それぞれの開口部の中心52aおよび中心52bが位置するよう配列されている。2つの出射部12aおよび11bの長辺は、予め決められた位置51、中心52a及び52bを通る平面に平行となるよう配置されている。出射部12、12a及び12bは、ホーン型アンテナ(製品名:LB−340−15−A,Chengdu AINFO社製)となるよう数値が設定されている。具体的には、開口部のサイズが、短辺238mmであり、長辺が309mmであり、開口部の反対側となる位置にWR340規格(内径43.2×86.4mm)の導波管が上記の開口部と長辺同士が平行となるよう設けられており、全長が294mmに設定されている。 The two emitting portions 12a and 12b have their respective openings facing the irradiation objects 50a to 50c, and above the straight line on which the irradiation objects 50a to 50c are arranged, the centers 52a and the centers of the respective openings. 52b is positioned. The long sides of the two emitting portions 12a and 11b are arranged to be parallel to a plane passing through a predetermined position 51 and centers 52a and 52b. The emission units 12, 12a, and 12b have numerical values set so as to be horn type antennas (product name: LB-340-15-A, manufactured by Chengdu AINFO). Specifically, the size of the opening has a short side of 238 mm, the long side has a length of 309 mm, and a WR340 standard (inner diameter: 43.2 × 86.4 mm) waveguide is located at the opposite side of the opening. The opening and the long side are provided so as to be parallel to each other, and the total length is set to 294 mm.
(ケース1)
図11(a)〜(c)に示したモデルは、マイクロ波処理装置1の2つの出射部12aおよび12bから、等間隔に配置された3つの照射対象物50a〜50cに対して、マイクロ波を照射するケース1に用いられるモデルである。ケース1においては、図11(b)の正面図に示すように、出射部12a及び12bの開口部の中心52a及び52bのそれぞれと、予め決められた位置51とを結ぶ直線が、配置平面となす角度がいずれも60度となるよう配置されている。また、中心52a及び中心52bと、位置51との距離は、いずれも550mmに設定されている。
(Case 1)
The models shown in FIGS. 11A to 11C are obtained by applying microwaves to three irradiation objects 50a to 50c arranged at equal intervals from the two emission units 12a and 12b of the microwave processing apparatus 1. It is a model used for case 1 which irradiates. In the case 1, as shown in the front view of FIG. 11B, straight lines connecting the centers 52 a and 52 b of the openings of the emission parts 12 a and 12 b and the predetermined position 51 are the arrangement planes. All of the angles formed are arranged to be 60 degrees. The distances between the center 52a and the center 52b and the position 51 are all set to 550 mm.
(ケース2)
図11(d)〜(f)に示したモデルは、マイクロ波処理装置1の2つの出射部12aおよび12bから、等間隔に配置された3つの照射対象物50a〜50cに対して、マイクロ波を照射するケース2に用いられるモデルである。ケース2においては、図11(e)の正面図に示すように、出射部12aの開口部の中心52aと、予め決められた位置51とを結ぶ直線が、配置平面となす角度が30度となるよう配置され、出射部12bの開口部の中心52bと、位置51とを結ぶ直線が、配置平面となす角度が30度となるよう配置されている。中心52aと、位置51との距離は、900mmに設定され、中心52bと、位置51との距離は、550mmに設定されている。
(Case 2)
The models shown in FIGS. 11D to 11F are microwaves for three irradiation objects 50a to 50c arranged at equal intervals from the two emission units 12a and 12b of the microwave processing apparatus 1. FIG. It is a model used for case 2 which irradiates. In the case 2, as shown in the front view of FIG. 11E, the angle formed by the straight line connecting the center 52a of the opening of the emitting portion 12a and the predetermined position 51 with the arrangement plane is 30 degrees. The straight line connecting the center 52b of the opening of the emission part 12b and the position 51 is arranged so that the angle formed with the arrangement plane is 30 degrees. The distance between the center 52a and the position 51 is set to 900 mm, and the distance between the center 52b and the position 51 is set to 550 mm.
(ケース3)
図11(g)〜(i)に示したモデルは、対照試験であるケース3に用いられるモデルであって、一つの出射部12から、等間隔に配置された3つの照射対象物に対して、マイクロ波を照射する場合のモデルである。ケース3においては、出射部12は、予め決められた位置51の真上に開口部の中心52が位置し、開口部が照射対象物50a〜50cに対向するとともに、長辺が照射対象物50a〜50cの配列方向と平行になるようよう配置されている。中心52と位置51との距離は、500mmに設定されている。
(Case 3)
The models shown in FIGS. 11 (g) to 11 (i) are models used for case 3 which is a control test, and are applied to three irradiation objects arranged at equal intervals from one emitting unit 12. This is a model for microwave irradiation. In case 3, the emission part 12 has the center 52 of the opening located directly above the predetermined position 51, the opening faces the irradiation objects 50a to 50c, and the long side is the irradiation object 50a. It arrange | positions so that it may become parallel to the arrangement direction of -50c. The distance between the center 52 and the position 51 is set to 500 mm.
なお、図11(a)及び図11(f)において、出射部12a及び12bは、その開口部の中心52a及び52bのそれぞれと、位置51とを結ぶ直線が、出射部12a及び11bの開口部がなす平面の法線となるよう、配置される。 In FIGS. 11A and 11F, the emission parts 12a and 12b are such that the straight lines connecting the centers 52a and 52b of the openings and the position 51 are the openings of the emission parts 12a and 11b. It arranges so that it may become a normal line of a plane which makes.
なお、ケース1およびケース2においては、出射部12a及び12bから出射されるマイクロ波の出力は、それぞれ、100Wとし、図11の出射部12から出射されるマイクロ波の出力は、200Wとし、総入力電力が、同じとなるよう設定されている。また、出射部12、出射部12a及び12bから出射されるマイクロ波の周波数は、いずれも2.45GHzであるとする。 In case 1 and case 2, the output of the microwaves emitted from the emission parts 12a and 12b is 100 W, the output of the microwave emitted from the emission part 12 in FIG. The input power is set to be the same. Further, it is assumed that the frequencies of the microwaves emitted from the emission unit 12 and the emission units 12a and 12b are all 2.45 GHz.
図11(a)〜図11(i)における出射部12、12a、12b、及び照射対象物50a〜50cが配置されている空間については、ここでは、自由空間を模擬するよう、周囲におけるマイクロ波の反射が0となるよう設定されている。また、この空間は真空に設定されている。即ち、空間は、複素誘電率の実部εrが1、誘電誘電率の虚部εiが0、複素誘電率についてのtanδが0、複素透磁率の虚部μrが1、複素誘電率の虚部μiが0、複素透磁率についてのtanδが0に設定されている。 11 (a) to 11 (i), in which the emission units 12, 12a and 12b and the irradiation objects 50a to 50c are arranged, here, the surrounding microwaves are simulated so as to simulate a free space. Is set to be zero. This space is set to a vacuum. That is, the real part of the complex permittivity εr is 1, the imaginary part εi of the dielectric permittivity is 0, tan δ for the complex permittivity is 0, the imaginary part μr of the complex permeability is 1, and the imaginary part of the complex permittivity μi is set to 0, and tan δ for the complex permeability is set to 0.
シミュレーション実証試験には電場解析ソフト(ANSYS製HFSS13.0)を用い、出射部12、出射部12a及び12bがいずれも1波長のマイクロ波を照射した場合のシミュレーション実証試験を行った。ケース1及び2については、出射部12bが発生するマイクロ波の位相を制御することで、出射部12aと出射部12bとの位相差を変化させた場合の、照射対象物52a〜52cの発熱分布の変化を実証試験した。ここでは、出射部12aの位相を0度とし、出射部12bの位相を、0度、90度、180度の3通りで変化させた。ここでの位相は、基準となる位相に対する位相差を示している。この位相は初期位相と考えても良い。ケース3は、比較対象として用いたものであり、出射部12が一つであるため、位相差の制御は行われない。 In the simulation verification test, electric field analysis software (HFSS 13.0 manufactured by ANSYS) was used, and a simulation verification test was performed in the case where each of the emission unit 12 and the emission units 12a and 12b was irradiated with microwaves of one wavelength. For cases 1 and 2, the heat generation distribution of the irradiation objects 52a to 52c when the phase difference between the emission part 12a and the emission part 12b is changed by controlling the phase of the microwave generated by the emission part 12b. The change was verified. Here, the phase of the emission part 12a is set to 0 degree, and the phase of the emission part 12b is changed in three ways of 0 degree, 90 degrees, and 180 degrees. The phase here indicates a phase difference with respect to a reference phase. This phase may be considered as the initial phase. Case 3 is used as a comparison target, and since there is only one emission unit 12, the phase difference is not controlled.
図12は、シミュレーション実証試験により得られた照射対象物52a〜52c近傍の発熱分布を示す平面図であり、図12(a)〜図12(c)は、ケース1において、出射部12aの位相を0度とし、出射部12bの位相を、それぞれ、0度、90度、180度と変化させた場合、つまり位相差を0度、90度180度と変化させた場合の発熱分布を示し、図12(d)〜図12(f)は、ケース2において、出射部12aの位相を0度とし、出射部12bの位相を、それぞれ、0度、90度、180度と変化させた場合、つまり位相差を0度、90度180度と変化させた場合の発熱分布を示し、図12(g)は、出射部12を用いた場合の発熱分布を示している。なお、図12において、明度が高い部分ほど、発熱が高い部分であることを示している。 FIG. 12 is a plan view showing the heat generation distribution in the vicinity of the irradiation objects 52a to 52c obtained by the simulation verification test. FIGS. 12 (a) to 12 (c) show the phase of the emission part 12a in case 1. FIG. Represents the heat generation distribution when the phase of the emitting portion 12b is changed to 0 degree, 90 degrees, and 180 degrees, that is, when the phase difference is changed to 0 degrees, 90 degrees and 180 degrees, respectively, 12 (d) to 12 (f), in case 2, when the phase of the emission part 12a is set to 0 degrees and the phase of the emission part 12b is changed to 0 degrees, 90 degrees, and 180 degrees, respectively, That is, the heat generation distribution when the phase difference is changed between 0 degrees and 90 degrees and 180 degrees is shown, and FIG. 12G shows the heat generation distribution when the emitting unit 12 is used. In FIG. 12, it is shown that the higher the brightness, the higher the heat generation.
図13は、シミュレーション実証試験により得られた各照射対象物52a〜52cの発熱量を示すグラフ及び表であり、図13(a)は、ケース1についてのグラフであり、位相差を変化させた場合に得られた各照射対象物52a〜52cの発熱量を、同じグラフにプロットしている。ここでは、位相差0度の場合の照射対象物52cの発熱量を1とした場合の比で、それぞれの発熱量を示している。図13(b)は、ケース2についてのグラフであり、位相差を変化させた場合に得られた各照射対象物52a〜52cの発熱量を、同じグラフにプロットしている。ここでは、位相差90度の場合の照射対象物52aの発熱量を1とした場合の比で、それぞれの発熱量を示している。図13(c)は、ケース3についてのグラフであり、照射対象物52cの発熱量を1とした場合の比で、それぞれの発熱量を示している。図13(d)は、上記のグラフで示した発熱量の比を、表に表したものである。図13(a)および図13(b)において、丸印は、出射部12a及び出射部12bの基準となる位相に対する位相差がいずれも0度である場合を示し、四角印は、出射部12a及び出射部12bの基準となる位相に対する位相差が0度及び90度である場合を示し、三角印は、出射部12a及び出射部12bの基準となる位相に対する位相差が0度及び180度である場合を示している。
図12(g)及び図13(c)に示すように、一つの出射部12からマイクロ波を照射する場合、照射対象物52a〜52c間におけるマイクロ波による発熱量の分布には、偏りがあまりなく、照射対象物52bを中心として、加熱される位置が外側に広がっているようにみえるのに対し、図12(a)〜(f)に示すように、2つの出射部12a、12bを用いて照射対象物52a〜52cに対してマイクロ波を照射した場合、照射対象物52a〜52c間におけるマイクロ波による発熱量の分布には、偏りが生じており、マイクロ波による局所的な加熱が行われていることがわかる。
FIG. 13 is a graph and a table showing the calorific values of the irradiation objects 52a to 52c obtained by the simulation verification test, and FIG. 13A is a graph for the case 1, and the phase difference is changed. The calorific values of the irradiation objects 52a to 52c obtained in this case are plotted on the same graph. Here, the respective calorific values are shown as a ratio when the calorific value of the irradiation object 52c when the phase difference is 0 degree is 1. FIG. 13B is a graph for Case 2, and the amount of heat generated by each of the irradiation objects 52a to 52c obtained when the phase difference is changed is plotted on the same graph. Here, each heat generation amount is shown as a ratio when the heat generation amount of the irradiation object 52a is 1 when the phase difference is 90 degrees. FIG. 13C is a graph for case 3, and shows the respective calorific values as a ratio when the calorific value of the irradiation object 52c is 1. FIG. 13D shows the ratio of the calorific values shown in the above graph in a table. In FIG. 13A and FIG. 13B, a circle indicates a case where the phase difference with respect to the reference phase of the emission part 12a and the emission part 12b is both 0 degrees, and a square mark indicates the emission part 12a. And the phase difference with respect to the reference phase of the emission part 12b is 0 degree and 90 degrees, and the triangular mark indicates that the phase difference with respect to the reference phase of the emission part 12a and the emission part 12b is 0 degree and 180 degrees. It shows a case.
As shown in FIGS. 12 (g) and 13 (c), when the microwave is irradiated from one emitting part 12, the distribution of the calorific value due to the microwave among the irradiation objects 52a to 52c is not so biased. In contrast, the heated position seems to spread outward with the irradiation object 52b as the center, whereas the two emitting portions 12a and 12b are used as shown in FIGS. When the irradiation objects 52a to 52c are irradiated with microwaves, there is a bias in the distribution of heat generated by the microwaves between the irradiation objects 52a to 52c, and local heating by the microwaves is performed. You can see that
(ケース3)
また、図12(a)〜(f)の、位相差が同じ場合のケース1の結果とケース2の結果とを比較すると、発熱量の分布が異なっている。例えば、図12(a)においては、照射対象物52bが局所的に加熱されているが、図12(d)においては、照射対象物52a及び52bが局所的に加熱され、照射対象物52cはほとんど加熱されていないことがわかる。このことから、2つの出射部12a及び12bを移動させることで、マイクロ波により局所的に加熱する箇所を変更することができることがわかる。
(Case 3)
In addition, when the results of case 1 and the result of case 2 in FIGS. 12A to 12F with the same phase difference are compared, the distribution of the calorific value is different. For example, in FIG. 12A, the irradiation object 52b is locally heated, but in FIG. 12D, the irradiation objects 52a and 52b are locally heated, and the irradiation object 52c is It turns out that it is hardly heated. From this, it can be seen that the location to be locally heated by the microwave can be changed by moving the two emitting portions 12a and 12b.
また、図12(a)〜(c)及び図13(a)によれば、同じケース1の配置においても、位相差が異なると、照射対象物52a〜52c間におけるマイクロ波による発熱量の分布は変化し、例えば、図12(a)においては、照射対象物12bが局所的に加熱されているのに対し、図12(b)においては、照射対象物12aと、照射対象物12bの左側、照射対象物12cの右側が局所的に加熱され、図12(c)においては、照射対象物12cが局所的に加熱されていることがわかる。 Further, according to FIGS. 12A to 12C and FIG. 13A, even in the same case 1 arrangement, if the phase difference is different, the distribution of heat generated by the microwaves between the irradiation objects 52a to 52c. For example, in FIG. 12A, the irradiation object 12b is locally heated, whereas in FIG. 12B, the irradiation object 12a and the left side of the irradiation object 12b. It can be seen that the right side of the irradiation object 12c is locally heated, and in FIG. 12C, the irradiation object 12c is locally heated.
また、図12(d)〜(f)及び図13(f)によれば、同じケース2の配置においても、位相差が異なると、照射対象物52a〜52c間におけるマイクロ波による発熱量の分布は変化し、例えば、図12(d)においては、照射対象物12a及び12bが局所的に加熱されているのに対し、図12(b)においては、照射対象物12bと、照射対象物12cの右側が局所的に加熱され、図12(c)においては、照射対象物12cが局所的に加熱されていることがわかる。 Further, according to FIGS. 12D to 12F and FIG. 13F, even in the same case 2 arrangement, if the phase difference is different, the distribution of heat generated by the microwaves between the irradiation objects 52a to 52c. For example, in FIG. 12 (d), the irradiation objects 12a and 12b are locally heated, whereas in FIG. 12 (b), the irradiation object 12b and the irradiation object 12c. The right side of FIG. 12 is locally heated, and in FIG. 12C, it can be seen that the irradiation object 12c is locally heated.
このことから、2つの出射部12a及び12bの位相を制御することによって、局所的に加熱する箇所を移動させることができることがわかる。 From this, it can be seen that the portion to be heated locally can be moved by controlling the phases of the two emitting portions 12a and 12b.
このようなシミュレーション結果から、2つの出射部12a及び12bを個別に移動させることで、マイクロ波の照射を適切に制御することができ、例えば、局所的な加熱が可能となるとともに、加熱する箇所を移動させることができることがわかる。また、2つの出射部12a及び12bの位相を制御することで、マイクロ波の照射を適切に制御することができ、例えば、局所的な加熱が可能となるとともに、加熱する箇所を移動させることができることがわかる。 From such a simulation result, it is possible to appropriately control the microwave irradiation by individually moving the two emitting portions 12a and 12b. For example, the local heating can be performed and the portion to be heated It can be seen that can be moved. In addition, by controlling the phase of the two emitting portions 12a and 12b, it is possible to appropriately control the microwave irradiation. For example, it is possible to perform local heating and to move the portion to be heated. I understand that I can do it.
以上、本実施の形態によれば、マイクロ波を出射する複数の出射部12を個別に移動させられるようにしたことにより、マイクロ波の照射を適切に制御することができる。
また、各出射部12が出射するマイクロ波の位相を制御できるようにしたことにより、マイクロ波の照射を適切にかつより柔軟に制御することができる。
更に、照射部101の周波数を変更することで、加熱効率を高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to appropriately control the irradiation of microwaves by individually moving the plurality of emission units 12 that emit microwaves.
In addition, since the phase of the microwaves emitted from the respective emission units 12 can be controlled, the microwave irradiation can be controlled appropriately and more flexibly.
Furthermore, heating efficiency can be improved by changing the frequency of the irradiation part 101.
(実施の形態2)
本実施の形態のマイクロ波処理装置2は、上記実施の形態において説明したマイクロ波処理装置において、容器内において、マイクロ波を出射する複数の出射部を個別に移動させられるようにしたものである。
(Embodiment 2)
The microwave processing apparatus 2 according to the present embodiment is configured such that, in the microwave processing apparatus described in the above embodiment, a plurality of emission units that emit microwaves can be individually moved in a container. .
図14は、本実施の形態におけるマイクロ波処理装置2の構成の一例を示す模式図(図14(a))、および図14(a))の主要部のXI−XI線による断面図(図14(b))である。なお、図において、図1と同一符号は同一または相当する部分を示している。 FIG. 14 is a schematic diagram (FIG. 14A) showing an example of the configuration of the microwave processing apparatus 2 in the present embodiment, and a cross-sectional view taken along line XI-XI of the main part of FIG. 14A. 14 (b)). In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
マイクロ波処理装置2は、容器200、照射部201、移動部202、1または2以上のセンサ103、状況対応情報格納部104、照射管理情報格納部105、受付部106および制御部107を備える。センサ103は、例えば、熱電対等の温度センサである。 The microwave processing apparatus 2 includes a container 200, an irradiation unit 201, a moving unit 202, one or more sensors 103, a situation correspondence information storage unit 104, an irradiation management information storage unit 105, a reception unit 106, and a control unit 107. The sensor 103 is a temperature sensor such as a thermocouple, for example.
容器200は、内部にマイクロ波が照射される容器である。例えば、容器200は、マイクロ波を照射することによって、内容物の加熱等の1以上の処理を行なう容器である。容器200は、処理容器と考えてもよい。容器200内で行なう1以上の処理は、どのような処理であってもよい。1以上の処理は、例えば、1以上の反応を行なうための加熱を含む処理であってもよい。1以上の処理は、例えば、容器200内の内容物を用いて行なわれる処理である。ここでの処理は、例えば、上記実施の形態1において説明された処理の1以上と同様の処理である。 The container 200 is a container in which microwaves are irradiated. For example, the container 200 is a container that performs one or more processes such as heating the contents by irradiating microwaves. The container 200 may be considered as a processing container. The one or more processes performed in the container 200 may be any process. The one or more treatments may be a treatment including heating for performing one or more reactions, for example. One or more processes are processes performed using the contents in the container 200, for example. The process here is, for example, the same process as one or more of the processes described in the first embodiment.
容器200は、例えば、内部で化学反応等の1以上の反応を行なうためのリアクターであってもよい。容器200は、例えば、マルチモードでマイクロ波照射が行なわれるリアクターである。 The container 200 may be, for example, a reactor for performing one or more reactions such as a chemical reaction inside. The container 200 is, for example, a reactor that performs microwave irradiation in a multimode.
容器200内には、例えば、内容物が配置される。内容物としては、上記実施の形態一において説明した照射対象物と同様のものが利用可能である。例えば、容器200内には、例えば、内容物が、連続的、あるいは非連続的に供給される。容器200は、例えば、内容物を内部に供給するための供給口(図示せず)と、内部の内容物を取り出すための取出口(図示せず)とを有している。供給口は、例えば、投入口と考えてもよい。また、取出口は、例えば、排出口や回収口と考えてもよい。なお、供給口と取出口とを一の入出口(図示せず)等で実現してもよい。内容物は、例えば、ポンプ(図示せず)等を用いて、容器200内に供給されたり、容器200内から取り出しが行なわれても良い。容器200は、例えば、バッチ式のリアクターであってもよい。また、容器200は、例えば、連続的に供給された内容物に対して1以上の反応を連続的に行なって、内容物を連続的に取り出すような、いわゆるフロー式リアクター等の連続式のリアクターであってもよい。例えば、容器200は、液状の内容物が、上方に未充填空間を有した状態で水平方向に流れる横型のフロー式のリアクターであってもよい。例えば、内容物の供給口を、取出口が設けられている高さと、同じ、あるいは高い位置に設けることで、供給口から供給された流体である内容物が、供給口側から取出口側に向かって容器200内を自然に流れて取出口から排出されることとなり、容器200をこのようなフロー式のリアクターとして用いることができる。 For example, contents are arranged in the container 200. As the contents, those similar to the irradiation object described in the first embodiment can be used. For example, the contents are supplied into the container 200 continuously or discontinuously, for example. The container 200 has, for example, a supply port (not shown) for supplying the contents to the inside and an outlet (not shown) for taking out the contents inside. The supply port may be considered as an input port, for example. Further, the outlet may be considered as, for example, a discharge port or a recovery port. In addition, you may implement | achieve a supply port and an extraction port by one entrance / exit (not shown). The contents may be supplied into the container 200 or taken out from the container 200 using, for example, a pump (not shown). The container 200 may be, for example, a batch type reactor. The container 200 is a continuous reactor such as a so-called flow reactor that continuously performs one or more reactions on the continuously supplied contents and continuously removes the contents. It may be. For example, the container 200 may be a horizontal flow reactor in which liquid contents flow in the horizontal direction with an unfilled space above. For example, by providing the content supply port at the same height as or higher than the height at which the outlet is provided, the content that is the fluid supplied from the supply port is transferred from the supply port side to the outlet side. The container 200 naturally flows through the container 200 and is discharged from the outlet, and the container 200 can be used as such a flow type reactor.
容器200は、容器200の内部を加熱するためのヒータや、温水ジャケット等の加熱手段(図示せず)や、内部を冷却するための冷水ジャケット等の冷却手段(図示せず)等を有していても良い。容器200は、内部に、1または2以上の仕切板(図示せず)や、内容物を撹拌するためのスクリューや撹拌羽根等の撹拌手段等を有していても良い。 The container 200 includes a heater for heating the inside of the container 200, a heating means (not shown) such as a hot water jacket, a cooling means (not shown) such as a cold water jacket for cooling the inside, and the like. May be. The container 200 may have one or two or more partition plates (not shown), stirring means such as screws and stirring blades for stirring the contents, and the like.
容器200の形状は問わない。図1においては、一例として、容器200が直方体である場合を例に挙げて説明しているが、容器200は、例えば、断面形状がU字形状を有しており横方向に伸びる筒形状や、横長の直方体形状や、カプセル形状、円筒形状を有していても良く、断面形状が半円形状や台形形状を有しており横方向に伸びる筒形状を有していても良い。また、容器200は、横長の形状ではなく縦長のカプセル形状や円筒形状等の縦長の形状を有していても良く、球形状を有していても良い。また、容器200は、底面等が水平に配置されてもよく、底面等が水平面に対して傾斜して配置されてもよい。例えば、マイクロ波処理装置2は、容器200を底面が水平面に対して傾斜した状態で保持するための脚部(図示せず)を有していても良い。 The shape of the container 200 does not matter. In FIG. 1, as an example, the case where the container 200 is a rectangular parallelepiped is described as an example. However, the container 200 has, for example, a cylindrical shape that has a U-shaped cross section and extends in the lateral direction. In addition, it may have a horizontally long rectangular parallelepiped shape, a capsule shape, or a cylindrical shape, and a cross-sectional shape may be a semicircular shape or a trapezoidal shape, and may have a cylindrical shape that extends in the horizontal direction. The container 200 may have a vertically long shape such as a vertically long capsule shape or a cylindrical shape instead of a horizontally long shape, or may have a spherical shape. In addition, the container 200 may have a bottom surface or the like that is horizontally disposed, and the bottom surface or the like that is inclined with respect to a horizontal plane. For example, the microwave processing apparatus 2 may have legs (not shown) for holding the container 200 in a state where the bottom surface is inclined with respect to the horizontal plane.
容器200の材質等は問わない。容器200は、内壁が、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は、例えば、金属である。また、容器の大きさ等は問わない。 The material etc. of the container 200 are not ask | required. The container 200 preferably has an inner wall made of a material that reflects microwaves. The substance that reflects the microwave is, for example, a metal. The size of the container is not limited.
照射部201は、上記実施の形態において説明した照射部201において、容器200の内部に対して、複数の出射部12からマイクロ波を照射するようにしたものである。例えば、照射部101の複数の出射部12は、容器200の内部や、容器200の壁面等に配置されている。例えば、出射部12が同軸ケーブルと接続されたアンテナである場合、このアンテナが、容器200内に、移動可能となるよう配置されている。例えば、図14においては、出射部12として平面アンテナを用いている場合を例に挙げて示している。 The irradiation unit 201 is configured to irradiate the inside of the container 200 with microwaves from the plurality of emission units 12 in the irradiation unit 201 described in the above embodiment. For example, the plurality of emitting units 12 of the irradiation unit 101 are arranged inside the container 200, the wall surface of the container 200, and the like. For example, when the emitting unit 12 is an antenna connected to a coaxial cable, the antenna is disposed in the container 200 so as to be movable. For example, in FIG. 14, a case where a planar antenna is used as the emission unit 12 is shown as an example.
更に、照射部201は、複数の出射部12が、容器200に対して個別に移動可能となるよう設置されているようにしたものである。例えば、複数の出射部12は、容器200の壁面に沿って移動可能となる設置されている。ただし、複数の出射部12がどのように移動可能となるよう設置されているかは問わない。その他の構成については、上記実施の形態の照射部201と同様であるため、ここでは、詳細な説明は省略する。 Furthermore, the irradiation unit 201 is configured such that the plurality of emission units 12 are individually movable with respect to the container 200. For example, the plurality of emitting portions 12 are installed so as to be movable along the wall surface of the container 200. However, it does not matter how the plurality of emitting portions 12 are installed so as to be movable. The other configuration is the same as that of the irradiation unit 201 in the above embodiment, and thus detailed description thereof is omitted here.
移動部202は、上記実施の形態の照射部101において、照射部101が有する複数の出射部12を、容器200内において、個別に移動させるものである。例えば、移動部202は、複数の出射部12を、個別に、容器200の壁面に沿って移動させるものである。例えば、移動部202は、容器200の壁面に設けられたスリット20に挿入された伝送手段1012を、スリット20に挿入したまま、スライドさせることで、挿入された伝送手段1012の、容器200の内部側に設けられた出射部12を、容器200内において移動させることができる。伝送手段に同軸ケーブル11や、また、移動部202は、容器200の壁面等に設けられた、上記実施の形態において説明したような出射部12を備えた複数のロボットアーム1022等を有するものであってもよい。 The moving unit 202 is configured to individually move the plurality of emitting units 12 included in the irradiation unit 101 in the irradiation unit 101 of the embodiment. For example, the moving unit 202 moves the plurality of emitting units 12 individually along the wall surface of the container 200. For example, the moving unit 202 slides the transmission unit 1012 inserted into the slit 20 provided on the wall surface of the container 200 while being inserted into the slit 20, so that the inside of the container 200 of the inserted transmission unit 1012 is inserted. The emission part 12 provided on the side can be moved in the container 200. The transmission unit includes the coaxial cable 11 and the moving unit 202 having a plurality of robot arms 1022 and the like provided on the wall surface of the container 200 and including the emitting unit 12 as described in the above embodiment. There may be.
以下、図14に示した移動部202の構造について説明する。図14においては、容器200の上面と一の側面に、移動部202を構成する移動機構2022がそれぞれ設けられている。各移動機構2022は、容器200の上面および一の側面(以下、これらをそれぞれ単に面と称す)に設けられ、この面を貫通するスリット20上をスライド移動するスライド部材21と、スリット20に沿って設けられ、スライド部材21の移動方向を、スリット20の伸びる方向に制限するとともに、容器200の面からスライド部材21が離れないようにするための、スライド部材21の側部がスライド可能となるよう挿入される溝を有するガイド部22と、スライド部材21の上面に設けられたラックギア23と、このラックギアに歯合するピニオンギア24と、このピニオンギア24を回転させるにモータ25とを備えている。なお、ピニオンギア24とモータ25の回転軸とは、直接接続されていてもよく、ギアやベルト等を介して間接的に接続されていてもよい。伝送手段1012は、その一端がスライド部材21を貫通するようスライド部材21に取付られており、伝送手段1012のスライド部材21を貫通した一端は、面に設けられたスリット20を通って、容器200内に配置されている。例えば、伝送手段1012の同軸ケーブル11の一端が、スライド部材21を貫通して容器200内に配置されており、この一端に接続された出射部12であるアンテナが容器200内に配置されている。スライド部材21の長さは、スリット20の長手方向の両端に、伝送手段1012が位置した際に、スライド部材21が、少なくともスリット20全体を塞ぐことが可能な長さとする。例えば、スライド部材21の長さを、スリット20の長さの2倍より長くする。 Hereinafter, the structure of the moving unit 202 shown in FIG. 14 will be described. In FIG. 14, a moving mechanism 2022 constituting the moving unit 202 is provided on each of the upper surface and one side surface of the container 200. Each moving mechanism 2022 is provided on the upper surface and one side surface of the container 200 (hereinafter simply referred to as a surface), and slide member 21 that slides on the slit 20 penetrating the surface, along the slit 20. The side of the slide member 21 is slidable so as to restrict the moving direction of the slide member 21 to the direction in which the slit 20 extends and to prevent the slide member 21 from separating from the surface of the container 200. And a rack gear 23 provided on the upper surface of the slide member 21, a pinion gear 24 meshing with the rack gear, and a motor 25 for rotating the pinion gear 24. Yes. The pinion gear 24 and the rotation shaft of the motor 25 may be directly connected or indirectly connected via a gear, a belt, or the like. The transmission means 1012 is attached to the slide member 21 so that one end of the transmission means 1012 penetrates the slide member 21, and one end of the transmission means 1012 that penetrates the slide member 21 passes through the slit 20 provided on the surface and passes through the container 200. Is placed inside. For example, one end of the coaxial cable 11 of the transmission unit 1012 passes through the slide member 21 and is disposed in the container 200, and an antenna that is the emission unit 12 connected to the one end is disposed in the container 200. . The length of the slide member 21 is set such that the slide member 21 can block at least the entire slit 20 when the transmission unit 1012 is positioned at both ends of the slit 20 in the longitudinal direction. For example, the length of the slide member 21 is longer than twice the length of the slit 20.
この移動部202の各移動機構2022においては、モータ25を回転させてピニオンギア24を回転させることにより、ラックギア23とともに、スライド部材21がガイド部22に沿って移動し、スライド部材21に取付けられた伝送手段1012の一端側がスリット20に挿入された状態で、スライド部材21とともに移動し、これにより、伝送手段1012の一端に設けられた出射部12(例えば、アンテナ)を、スライド部材21が移動する一次元方向に移動させることができる。また、スライド部材21を移動させても、スリット20がスライド部材21で塞がれるため、例えば、出射部12が移動した場合においても、気密を保つとともに、マイクロ波が外部に漏れないようにすることできる。 In each moving mechanism 2022 of the moving unit 202, the slide member 21 is moved along the guide unit 22 together with the rack gear 23 by rotating the motor 25 and the pinion gear 24, and is attached to the slide member 21. The transmission means 1012 moves with the slide member 21 in a state where one end side of the transmission means 1012 is inserted into the slit 20, whereby the slide member 21 moves through the emitting portion 12 (for example, an antenna) provided at one end of the transmission means 1012. Can be moved in a one-dimensional direction. Further, even if the slide member 21 is moved, the slit 20 is blocked by the slide member 21, so that, for example, even when the emission unit 12 is moved, airtightness is maintained and microwaves are not leaked to the outside. I can.
なお、図14においては、各移動機構2022を設ける面や、各移動機構2022を設ける方向等は問わない。例えば、スライド部材21がどの方向に移動するよう移動機構2022を設けてもよい。ただし、スライド部材21の移動方向に伸びるよう、移動機構2022に対応するスリット20を容器200に設ける必要がある。 In FIG. 14, the surface on which each moving mechanism 2022 is provided, the direction in which each moving mechanism 2022 is provided, and the like do not matter. For example, the moving mechanism 2022 may be provided so that the slide member 21 moves in any direction. However, it is necessary to provide the container 200 with the slit 20 corresponding to the moving mechanism 2022 so as to extend in the moving direction of the slide member 21.
また、図14においては、移動機構2022を2つ設けた場合について説明したが、移動機構2022を3以上設けるようにしてもよい。 In FIG. 14, the case where two moving mechanisms 2022 are provided has been described. However, three or more moving mechanisms 2022 may be provided.
なお、ここで示した移動部202は、一例であり、移動部202は、上記以外の構造を有していても良い。ただし、移動によりマイクロ波が漏れない構造であることが好ましい。 Note that the moving unit 202 shown here is an example, and the moving unit 202 may have a structure other than the above. However, a structure in which microwaves do not leak due to movement is preferable.
例えば、後述した制御部107が、各移動機構2022を、それぞれ個別に制御することで、各移動機構2022に設置された出射部12を、個別に移動させることができる。 For example, the control unit 107, which will be described later, individually controls each moving mechanism 2022, so that the emitting unit 12 installed in each moving mechanism 2022 can be individually moved.
マイクロ波処理装置2の動作については、移動部202による出射部12の移動範囲や、移動部202を移動させるための制御信号等が異なる点を除けば、上記実施の形態1と同様であるため、ここでは、詳細な説明は省略する。 The operation of the microwave processing apparatus 2 is the same as that of the first embodiment except that the moving range of the emitting unit 12 by the moving unit 202 and the control signal for moving the moving unit 202 are different. Here, detailed description is omitted.
(シミュレーション結果2)
以下、本実施の形態におけるマイクロ波処理装置2に関して行なわれたシミュレーションによる実証試験結果について説明する。
(Simulation result 2)
Hereinafter, the verification test result by the simulation performed on the microwave processing apparatus 2 in the present embodiment will be described.
(基本条件)
図15は、マイクロ波処理装置2のシミュレーションによる実証試験において用いられたケース4およびケース5のモデルを示す図であり、ケース4の斜視図(図15(a))、平面図(図15(b))、側面図(図15(c))、正面図(図15(d))、およびケース5の斜視図(図15(e))、平面図(図15(f))、側面図(図15(g))、正面図(図15(h))をそれぞれ示している。ケース4およびケース5のモデルは、いずれも、1辺が1000mmである正方形であり、高さが400mmである直方体である容器200内において、2つの出射部12aおよび12bからマイクロ波を照射するモデルを示している。容器200の底面には、厚さ20mmの照射対象物60が全面に配置されている。照射対象物60は、複素誘電率の実部εrが10、複素誘電率の虚部εiが10、複素誘電率についてのtanδが1のマイクロ波吸収体である。また、容器内200のその他の空間は、空気に設定されている。容器200の内壁は、全て金属壁とした。具体的には、照射対象物60が配置される底面も金属壁であるとする。ここでは、容器200の底面の中心61を座標軸の原点とし、中心61を通って、底面の正面側の辺に垂直な直線をx軸、中心61を通って、底面においてx軸に垂直な直線をy軸とし、中心61を通って底面に垂直な軸をz軸とする。なお、容器200の底面のx軸方向における両端のx座標を、それぞれ?500、及び500に、また、y軸方向における両端のy座標を、それぞれ?500、及び500設定した。
(Basic conditions)
FIG. 15 is a diagram showing models of case 4 and case 5 used in a demonstration test by simulation of the microwave processing apparatus 2, and is a perspective view (FIG. 15 (a)) and a plan view (FIG. b)), a side view (FIG. 15C), a front view (FIG. 15D), a perspective view of the case 5 (FIG. 15E), a plan view (FIG. 15F), and a side view. (FIG. 15G) and a front view (FIG. 15H) are shown respectively. Each of the models of the case 4 and the case 5 is a model that irradiates microwaves from the two emitting portions 12a and 12b in a container 200 that is a square having a side of 1000 mm and a height of 400 mm. Is shown. An irradiation object 60 having a thickness of 20 mm is disposed on the entire bottom surface of the container 200. The irradiation object 60 is a microwave absorber in which the real part εr of the complex dielectric constant is 10, the imaginary part εi of the complex dielectric constant is 10, and tan δ for the complex dielectric constant is 1. The other space in the container 200 is set to air. All the inner walls of the container 200 were metal walls. Specifically, the bottom surface on which the irradiation object 60 is arranged is also a metal wall. Here, the center 61 of the bottom surface of the container 200 is the origin of the coordinate axis, a straight line that passes through the center 61 and is perpendicular to the front side of the bottom surface passes through the x axis and the center 61, and is a straight line that is perpendicular to the x axis on the bottom surface. Is the y axis, and the axis perpendicular to the bottom surface through the center 61 is the z axis. The x-coordinates at both ends of the bottom surface of the container 200 in the x-axis direction are set to? 500 and 500, respectively, and the y-coordinates at both ends in the y-axis direction are set to? 500 and 500, respectively.
なお、図15において、説明の便宜上、図14に相当する部分については、同一または相当する符号を付与している。かかることは、以下のシミュレーション試験結果の図等においても同様である。 In FIG. 15, for convenience of explanation, the same or corresponding reference numerals are given to portions corresponding to FIG. 14. This also applies to the following simulation test results and the like.
出射部12a及び12bは、ここでは、長辺が、86.4mm、短辺が43.2mmである開口部を有するWR340規格の直線導波管であるとする。2つの出射部12aおよび12bは、それぞれの開口部が容器200の底面の中心61に対向するよう容器200の上面に配置されている。 Here, the emission parts 12a and 12b are assumed to be WR340 standard linear waveguides having an opening having a long side of 86.4 mm and a short side of 43.2 mm. The two emitting portions 12 a and 12 b are arranged on the upper surface of the container 200 so that the respective opening portions face the center 61 of the bottom surface of the container 200.
(ケース4)
ケース4においては、図15(d)の正面図に示すように、照射部12a及び12bは、容器200の上面の、x軸上に、開口部の中心62a及び62bが位置するとともに、開口部の長辺同士が平行となるように配列されている。出射部12a及び12bの開口部の中心62a及び62bのそれぞれと、底面の中心61とを結ぶ直線が、容器200の底面となす角度がいずれも70度となるよう配置されている。出射部12a及び12bは、その開口部の中心62a及び62bのそれぞれと、位置61とを結ぶ直線が、出射部12a及び11bの開口部がなす平面の法線となるよう、配置される。出射部12a及び12bの開口部の中心62a及び62bとの間の距離は、273.6mmで、出射部12a及び12bの、容器200内に突出している部分の高さは、32.2mmであり、かかることは、ケース5においても同様である。
(Case 4)
In the case 4, as shown in the front view of FIG. 15D, the irradiation units 12 a and 12 b have the opening centers 62 a and 62 b on the x-axis on the upper surface of the container 200 and the opening portion. Are arranged so that their long sides are parallel to each other. The straight lines connecting the centers 62a and 62b of the openings of the emission parts 12a and 12b and the center 61 of the bottom surface are arranged such that the angle formed by the bottom surface of the container 200 is 70 degrees. The emission parts 12a and 12b are arranged so that the straight lines connecting the centers 62a and 62b of the openings and the position 61 are normal to the plane formed by the openings of the emission parts 12a and 11b. The distance between the centers 62a and 62b of the openings of the emission parts 12a and 12b is 273.6 mm, and the height of the part of the emission parts 12a and 12b protruding into the container 200 is 32.2 mm. This is the same for the case 5.
(ケース4)
ケース5においては、図15に示すように、照射部12aは、その開口部の中心62aが、容器200の上面の、x座標が?250、y座標が?250となる位置に、開口部がなす面が、容器200の底面に対向するよう容器200の底面と平行に配置されている。照射部12aは、開口部の長辺が、x軸に平行となるように配置されている。照射部12bは、一旦、その開口部の中心62bが、容器200の上面の、x座標が?200、y座標が200となる位置に、開口部がなす面が、容器200の底面に平行となるよう対向するとともに、開口部の長辺がx軸に平行となるよう配置したうえで、この照射部12bを、この照射部12bの開口部の中心62を通るこの開口部がなす法線を回転軸として上方からみて左回りに45度回転させ、更に、回転させた照射部12bを、照射部12bの中心を通る照射部12bの開口部の長辺に平行な直線を回転軸として開口部が容器200の底面の中心方向を向くよう45度回転させた配置とした。
(Case 4)
In case 5, as shown in FIG. 15, the irradiation unit 12 a has an opening at the center 62 a of the opening at a position where the x coordinate is? 250 and the y coordinate is? 250 on the upper surface of the container 200. The formed surface is arranged in parallel with the bottom surface of the container 200 so as to face the bottom surface of the container 200. The irradiation unit 12a is arranged so that the long side of the opening is parallel to the x-axis. The irradiation unit 12b is temporarily arranged such that the center 62b of the opening is at a position where the x coordinate is? 200 and the y coordinate is 200 on the upper surface of the container 200, and the surface formed by the opening is parallel to the bottom surface of the container 200. The irradiation part 12b is arranged so that the long side of the opening is parallel to the x axis, and the normal line formed by the opening passing through the center 62 of the opening of the irradiation part 12b The rotation part is rotated 45 degrees counterclockwise as viewed from above, and the rotated irradiation part 12b is opened with a straight line parallel to the long side of the opening part of the irradiation part 12b passing through the center of the irradiation part 12b as the rotation axis. Is arranged to be rotated 45 degrees so as to face the center direction of the bottom surface of the container 200.
なお、その他のマイクロ波の周波数等の条件は、上記実施の形態1のシミュレーション実証試験と同様であるとする。また、マイクロ波の位相を制御する点も同様である。 The other conditions such as the frequency of the microwave are the same as in the simulation verification test of the first embodiment. The same is true for controlling the phase of the microwave.
図16は、ケース4についてのシミュレーション実証試験により得られた結果を示す図であり、図16(a)〜図16(e)は、ケース4において、出射部12aの位相を0度とし、出射部12bの位相を、それぞれ、0度、45度、90度、135度、180度と変化させた場合、つまり位相差を0度、45度、90度、135度、180度と変化させた場合の照射対象物60における発熱分布の平面図を示し、図16(f)は、上記の各位相差において、電界強度の最大値が得られる箇所のxy座標を、xy座標面にプロットしたグラフであり、図16(g)は、上記の各位相差において、電界強度の最大値が得られる箇所のxy座標及び電界強度の最大値を示す表を示している。 FIG. 16 is a diagram showing the results obtained by the simulation verification test for case 4, and FIGS. 16A to 16E show the case 4 in which the phase of the emission part 12a is 0 degrees. When the phase of the portion 12b is changed to 0 degree, 45 degrees, 90 degrees, 135 degrees, and 180 degrees, that is, the phase difference is changed to 0 degrees, 45 degrees, 90 degrees, 135 degrees, and 180 degrees. FIG. 16 (f) is a graph in which the xy coordinates of the portion where the maximum value of the electric field strength is obtained are plotted on the xy coordinate plane in each of the above phase differences. FIG. 16 (g) shows a table showing the xy coordinates and the maximum value of the electric field strength at the position where the maximum value of the electric field strength is obtained in each of the above phase differences.
図17は、ケースについてのシミュレーション実証試験により得られた結果を示す図であり、図17(a)〜図17(e)は、ケース5において、出射部12aの位相を0度とし、出射部12bの位相を、それぞれ、?180度、?90度、0度、90度、180度と変化させた場合、つまり位相差を?180度、?90度、0度、90度、180度と変化させた場合の照射対象物60における発熱分布の平面図を示し、図17(f)は、上記の各位相差において、電界強度の最大値が得られる箇所のxy座標を、xy座標面にプロットしたグラフであり、図17(g)は、上記の各位相差において、電界強度の最大値が得られる箇所のxy座標及び電界強度の最大値を示す表を示している。なお、図16および図17において、明度が高い部分ほど、発熱が高い部分であることを示している。 FIG. 17 is a diagram showing the results obtained by the simulation verification test for the case. FIGS. 17A to 17E show the case 5 in which the phase of the emission part 12a is 0 degrees. When the phase of 12b is changed to? 180 degrees,? 90 degrees, 0 degrees, 90 degrees, and 180 degrees, that is, the phase differences are? 180 degrees,? 90 degrees, 0 degrees, 90 degrees, and 180 degrees, respectively. FIG. 17 (f) plots the xy coordinates of the portion where the maximum value of the electric field strength is obtained on the xy coordinate plane in each phase difference described above. FIG. 17 (g) shows a table showing the xy coordinates and the maximum value of the electric field strength where the maximum value of the electric field strength is obtained in each phase difference. In FIGS. 16 and 17, the higher the brightness, the higher the heat generation.
なお、図16(f)及び図17(f)の表において、「位相差」の2つの属性は、左から順に、出射部12aの位相と、出射部12bの位相を示す。ここでの各位相は、基準となる位相に対する位相差を示している。ここでの各位相は、初期位相と考えても良い。 In the tables of FIG. 16F and FIG. 17F, the two attributes “phase difference” indicate the phase of the emission part 12a and the phase of the emission part 12b in order from the left. Each phase here indicates a phase difference with respect to a reference phase. Each phase here may be considered as an initial phase.
図16(a)〜(e)に示したケース4の結果と、図17(a)〜(e)に示したケース5の、位相差が同じ場合の結果同士を比較すると、電界分布が異なっている。また、局所的に電界強度の高い箇所が存在しているが、この箇所が異なっている。例えば、図16(a)の電界分布と、図17(c)の電界分布とにおいては、電界分布が異なっており、それぞれにおいて、局所的に電界強度の高い箇所が存在しているが、その箇所は、互いに異なっていることがわかる。このことから、2つの出射部12a及び12bを移動させることで、電界分布を変更することができるとともに、マイクロ波により局所的に加熱する箇所を変更することができることがわかる。 When the results of case 4 shown in FIGS. 16A to 16E and the results of case 5 shown in FIGS. 17A to 17E when the phase differences are the same are compared, the electric field distribution is different. ing. Moreover, although the location where electric field strength is locally exists, this location is different. For example, the electric field distribution in FIG. 16 (a) and the electric field distribution in FIG. 17 (c) have different electric field distributions. It can be seen that the locations are different from each other. From this, it can be seen that the electric field distribution can be changed by moving the two emitting portions 12a and 12b, and the portion to be locally heated by the microwave can be changed.
また、図16(a)〜(e)から、同じケース4であっても、位相差を変化させることで、電界分布を変化させられるとともに、局所的に電界強度が高い箇所を変更させることができることがわかる。また、例えば、図16(f)や図16(g)に示すように、最も電界強度が高くなる箇所も、位相差を変化させることで移動させられることがわかる。
図17に示した結果から、ケース5についても、同じことがいえることがわかる。
Further, from FIGS. 16A to 16E, even in the same case 4, by changing the phase difference, the electric field distribution can be changed and the portion where the electric field strength is locally changed can be changed. I understand that I can do it. Further, for example, as shown in FIG. 16 (f) and FIG. 16 (g), it can be seen that the portion where the electric field intensity is highest can be moved by changing the phase difference.
From the results shown in FIG. 17, it can be seen that the same can be said for case 5.
このようなシミュレーション結果から、容器200内において、2つの出射部12a及び12bを個別に移動させることで、マイクロ波の照射を適切に制御することができ、例えば、局所的な加熱が可能となるとともに、加熱する箇所を移動させることができることがわかる。また、2つの出射部12a及び12bの位相を制御することで、マイクロ波の照射を適切に制御することができ、例えば、局所的な加熱が可能となるとともに、加熱する箇所を移動させることができることがわかる。 From such a simulation result, it is possible to appropriately control the microwave irradiation by individually moving the two emitting portions 12a and 12b in the container 200. For example, local heating is possible. And it turns out that the location to heat can be moved. In addition, by controlling the phase of the two emitting portions 12a and 12b, it is possible to appropriately control the microwave irradiation. For example, it is possible to perform local heating and to move the portion to be heated. I understand that I can do it.
なお、図16や図17の結果においては、電界強度の局所的に集中する箇所と、照射部12a、12bの位置や位相差等との関連を見つけることは難しく、このような容器200内において、2つの出射部12a、12bからマイクロ波を出射した場合、容器200内における反射等の影響により、電界強度を局所的に集中させる箇所を予測することが難しいことがわかる。このため、このような場合においては、上記のようなシミュレーション結果を用いて、上述した照射管理情報を取得することが好ましい場合がある。 In the results of FIGS. 16 and 17, it is difficult to find the relationship between the location where the electric field intensity is locally concentrated and the positions and phase differences of the irradiation units 12a and 12b. When microwaves are emitted from the two emission parts 12a and 12b, it can be seen that it is difficult to predict a location where the electric field strength is locally concentrated due to the influence of reflection in the container 200 or the like. For this reason, in such a case, it may be preferable to acquire the above-described irradiation management information using the simulation result as described above.
以下、上記のようなシミュレーションを利用して、照射管理情報を取得する処理の一例について説明する。この処理は、例えば、制御部107等が行ってもよく、図示しない他の情報処理装置等で行っても良い。 Hereinafter, an example of processing for acquiring irradiation management information using the above simulation will be described. This processing may be performed by, for example, the control unit 107 or the like, or may be performed by another information processing apparatus (not shown).
まず、上記の図15〜図17に示したようなシミュレーションを複数の出射部12の移動と、位相差との複数の組み合わせについて、シミュレーションをそれぞれ実行する。組み合わせの数は多い方が好ましい。また、照射対象物60が配置される高さ位置(例えば、容器200の上面からの位置)も、組み合わせの一要素として加えても良い。つまり、照射対象物60の高さを変化させた場合について、上記と同様のシミュレーションを行うようにしても良い。これにより、三次元空間における電界強度が高い箇所の座標を取得することが可能となる。ここでの複数の出射部12の移動とは、例えば、複数の出射部12の少なくとも1以上についての、位置やマイクロ波を出射する方向等の少なくとも1以上を変更することである。ここでの移動は、例えば、容器200の壁面に沿った移動である。各出射部12を移動させる際には、例えば、仮想のマトリクスの交点上を移動させることが好ましいが、自由に移動させても良い。 First, the simulations as shown in FIGS. 15 to 17 are respectively performed for a plurality of combinations of movements of the plurality of emitting units 12 and phase differences. A larger number of combinations is preferable. In addition, a height position (for example, a position from the upper surface of the container 200) where the irradiation target 60 is disposed may be added as one element of the combination. That is, a simulation similar to the above may be performed when the height of the irradiation object 60 is changed. As a result, it is possible to acquire the coordinates of the portion where the electric field strength is high in the three-dimensional space. Here, the movement of the plurality of emission units 12 is, for example, changing at least one or more of the position, the direction in which microwaves are emitted, and the like of at least one of the plurality of emission units 12. The movement here is, for example, movement along the wall surface of the container 200. When moving each emitting part 12, for example, it is preferable to move on the intersection of the virtual matrix, but it may be moved freely.
このように複数のシミュレーションを行うことで、図16や図17に示すような複数のシミュレーション結果が得られる。 By performing a plurality of simulations in this way, a plurality of simulation results as shown in FIGS. 16 and 17 are obtained.
そして、各シミュレーションについて、複数の出射部12の移動に関する情報と、各出射部12の位相の情報と、図16(f)等に示したようなシミュレーションに得られた電界分布における電界強度の最も高い箇所の座標と、その電界強度の値を取得する。複数の出射部12の移動に関する情報は、例えば、移動によって変更された各出射部12の位置や出射方向を示す情報等である。複数の出射部12の移動に関する情報は、例えば、複数の出射部のそれぞれの位置を示す情報(例えば座標)と、マイクロ波の出射方向を示す情報(例えば、方位角と、仰角)との組み合わせである。電界強度の最も高い箇所の座標は、照射対象物60上のxy座標であるが、照射対象物60の高さも変更する場合は、この高さを示す値をz座標として更に取得するようにしても良い。そして、各シミュレーションについて取得した、各出射部12の移動に関する情報と、各出射部12の位相の情報と、電界強度の最も高い箇所の座標と組を、出射位置情報と、位相指定情報と、対象位置情報と、して有する照射管理情報を取得し、照射管理情報格納部105等の格納部に蓄積する。これにより、実施の形態1において図6に示したような照射管理情報を取得することが可能となる。 And about each simulation, the information regarding the movement of the plurality of emitting portions 12, the information on the phase of each emitting portion 12, and the electric field strength in the electric field distribution obtained by the simulation as shown in FIG. Get the coordinates of the high part and the value of the electric field strength. The information regarding the movement of the plurality of emission units 12 is, for example, information indicating the position and emission direction of each emission unit 12 changed by the movement. The information regarding the movement of the plurality of emission units 12 is, for example, a combination of information (for example, coordinates) indicating the positions of the plurality of emission units and information (for example, azimuth and elevation) indicating the emission direction of the microwaves. It is. The coordinates of the highest electric field strength are the xy coordinates on the irradiation object 60, but when the height of the irradiation object 60 is also changed, a value indicating this height is further acquired as the z-coordinate. Also good. And the information about the movement of each emission part 12 acquired about each simulation, the information of the phase of each emission part 12, the coordinates and the set of the place with the highest electric field strength, the emission position information, the phase designation information, The irradiation management information possessed as the target position information is acquired and stored in a storage unit such as the irradiation management information storage unit 105. Thereby, irradiation management information as shown in FIG. 6 in Embodiment 1 can be acquired.
なお、対象位置情報が重複した照射管理情報が取得された場合、対応する電界強度が高い方の照射対象情報だけを残して、他のものは削除するようにしても良い。 In addition, when the irradiation management information in which the target position information is duplicated is acquired, only the irradiation target information having the higher corresponding electric field strength may be left and the other information may be deleted.
また、ここでは、電界強度が最も高い箇所の座標だけを、各シミュレーションの結果から取得するようにしたが、例えば、電界強度がしきい値以上の箇所の1または2以上の座標を取得して、各座標を、それぞれ対象位置情報として有する照射管理情報として取得して蓄積し、対象位置情報が重複した照射管理情報は削除するようにしてもよい。 In addition, here, only the coordinates of the place where the electric field strength is the highest are obtained from the results of each simulation. However, for example, the coordinates of one or more places where the electric field strength is greater than or equal to the threshold value are obtained. Each coordinate may be acquired and stored as irradiation management information having target position information, and the irradiation management information with overlapping target position information may be deleted.
また、上記のような複数のシミュレーションを行った後に、複数のシミュレーション結果の中から、マイクロ波が照射されうる容器200内等のあらかじめ指定された空間内の複数の座標のそれぞれについて、その座標における電界強度が高いシミュレーション結果を検出し、このシミュレーションについての複数の出射部12の移動に関する情報と、複数の出射部12の位相の情報と、上記のあらかじめ指定された空間内の座標との組を、それぞれ、出射位置情報と、位相指定情報と、対象位置情報と、して有する照射管理情報を取得し、照射管理情報格納部105等の格納部に蓄積するようにしてもよい。ここでの電界強度が高いシミュレーション結果とは、電界強度が最も高いシミュレーション結果であってもよく、電界強度が、k番目(kは2以上の整数)に高いシミュレーション結果であってもよく、電界強度がしきい値以上であるシミュレーション結果の中からランダム等であってもよい。 In addition, after performing a plurality of simulations as described above, for each of a plurality of coordinates in a space designated in advance, such as in the container 200 to which microwaves can be irradiated, from among the plurality of simulation results, A simulation result having a high electric field strength is detected, and a set of information relating to the movement of the plurality of emission units 12 for this simulation, information on the phases of the plurality of emission units 12 and the coordinates in the above-specified space is obtained. The irradiation management information included as the emission position information, the phase designation information, and the target position information may be acquired and stored in a storage unit such as the irradiation management information storage unit 105, respectively. Here, the simulation result with a high electric field strength may be a simulation result with the highest electric field strength, or may be a simulation result with the electric field strength being the kth highest (k is an integer of 2 or more). It may be random or the like from simulation results whose intensity is greater than or equal to a threshold value.
なお、照射管理情報に位相指定情報が不要である場合、位相を変化させないシミュレーションを行って、位相の情報を取得しないようにすれば良い。 When phase designation information is not necessary in the irradiation management information, a simulation that does not change the phase may be performed so that the phase information is not acquired.
なお、上記においては、複数の出射部12を、容器200の壁面に沿って移動させた場合のシミュレーション結果を用いて、照射管理情報を取得する場合について説明したが、本発明においては、出射部12の移動は、壁面に沿った移動に制限されなくても良い。また、ここでは、容器200における移動についてシミュレーションを行ったが、容器200のない自由空間等における出射部12の移動についてシミュレーションを行って、照射管理情報を取得するようにしても良い。 In the above description, a case has been described in which the irradiation management information is acquired using a simulation result when the plurality of emitting units 12 are moved along the wall surface of the container 200. However, in the present invention, the emitting unit is used. The movement of 12 may not be limited to movement along the wall surface. Further, here, the simulation is performed on the movement in the container 200. However, the irradiation management information may be acquired by performing the simulation on the movement of the emitting unit 12 in a free space or the like without the container 200.
以上、本実施の形態によれば、容器200内において、複数の出射部12を個別に移動させられるようにしたことにより、容器200内におけるマイクロ波の照射を適切に制御することができる。
また、各出射部12が出射するマイクロ波の位相を制御できるようにしたことにより、マイクロ波の照射を適切にかつより柔軟に制御することができる。
更に、照射部101の周波数を変更することで、加熱効率を高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to appropriately control the irradiation of microwaves in the container 200 by individually moving the plurality of emitting units 12 in the container 200.
In addition, since the phase of the microwaves emitted from the respective emission units 12 can be controlled, the microwave irradiation can be controlled appropriately and more flexibly.
Furthermore, heating efficiency can be improved by changing the frequency of the irradiation part 101.
なお、本発明においては、マイクロ波により発生する電界を集中させることは、マイクロ波により発生する磁界を集中させることと実質的に同じことと考えるようにしてもよい。例えば、上記の実施の形態においては、制御部107が1以上の所望の箇所に電界が集中するよう複数の出射部12を移動させたり、マイクロ波の位相を制御する場合等について説明したが、このことは、制御部107が1以上の所望の箇所に磁界が集中するようマイクロ波を制御することと実質的に同じことと考えてもよい。通常、電界が集中する箇所も、磁界が集中する箇所も実質的に同じ箇所となるため、このように電界を磁界と置き換えて考えた場合においても、実質的に、上記実施の形態と同様の構成となり同様の効果を奏する。 In the present invention, the concentration of the electric field generated by the microwave may be considered to be substantially the same as the concentration of the magnetic field generated by the microwave. For example, in the above embodiment, the control unit 107 has moved the plurality of emission units 12 so that the electric field concentrates at one or more desired locations, or controls the phase of the microwave. This may be considered substantially the same as the control of the microwave so that the control unit 107 concentrates the magnetic field on one or more desired locations. Normally, the location where the electric field concentrates and the location where the magnetic field concentrates are substantially the same location. Therefore, even when the electric field is replaced with the magnetic field in this way, substantially the same as in the above embodiment. It becomes a structure and has the same effect.
なお、上記各実施の形態において、マイクロ波の周波数が可変である半導体型発振器1011の代わりに、異なる周波数のマイクロ波を発生する複数の半導体型発振器等のマイクロ波発振器1011を用い、これらが発生するマイクロ波を切り替えて、各出射部12から出射するようにして、各出射部12が出射するマイクロ波の周波数を変更するようにしてもよい。異なる周波数のマイクロ波を発生する複数のマイクロ波発振器は、例えば、異なる周波数のマイクロ波を発生する複数のマイクロ波発振器を一体化したもの(例えば、アレイ状に一体化したものや、集積したもの等)であってもよい。この場合、複数のマイクロ波発振器を構成する回路等の一部を共用するようにしてもよい。このような異なる周波数のマイクロ波を発生する複数のマイクロ波発振器の組、あるいはこの複数のマイクロ波発振器を一体化したものを、上記の一のマイクロ波発振器1011として用いるようにしてもよい。このように、異なる周波数のマイクロ波を発生する複数のマイクロ波発振器を用いることで、周波数が可変であるマイクロ波発振器を用いる場合よりも、変更可能な周波数の幅を広くすることができる。 In each of the above embodiments, instead of the semiconductor oscillator 1011 having a variable microwave frequency, a microwave oscillator 1011 such as a plurality of semiconductor oscillators that generate microwaves having different frequencies is used, and these are generated. It is also possible to change the frequency of the microwaves emitted from each of the emission units 12 by switching the microwaves to be emitted from each of the emission units 12. A plurality of microwave oscillators that generate microwaves of different frequencies are, for example, a combination of a plurality of microwave oscillators that generate microwaves of different frequencies (for example, an integrated or integrated array) Etc.). In this case, you may make it share some circuits etc. which comprise several microwave oscillators. A set of a plurality of microwave oscillators that generate microwaves having different frequencies, or a combination of the plurality of microwave oscillators, may be used as the one microwave oscillator 1011 described above. As described above, by using a plurality of microwave oscillators that generate microwaves having different frequencies, it is possible to widen the range of frequencies that can be changed as compared with the case of using a microwave oscillator having a variable frequency.
なお、上記各実施の形態において、制御部107等が行なう制御は、単一の制御部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、複数の制御部等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。 In each of the above embodiments, the control performed by the control unit 107 or the like may be realized by centralized processing by a single control unit, or by distributed processing by a plurality of control units or the like. It may be realized.
また、上記各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MPU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、格納部(例えば、ハードディスクやメモリ等の記録媒体)にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。 In each of the above embodiments, each component may be configured by dedicated hardware, or a component that can be realized by software may be realized by executing a program. For example, each component can be realized by a program execution unit such as an MPU 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 a storage unit (for example, a recording medium such as a hard disk or a memory).
なお、上記各実施の形態におけるマイクロ波処理装置による制御部107等が行なう制御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、複数の出射部からマイクロ波を照射する照射部、および複数の出射部を、個別に移動させる移動部を備えたマイクロ波処理装置と、複数の出射部の位置をそれぞれ示す複数の出射位置情報、およびマイクロ波の照射対象となる位置を示す情報である対象位置情報を有する複数の照射管理情報が格納される照射管理情報格納部と、受付部と、にアクセス可能なコンピュータに、受付部が、マイクロ波の照射対象となる位置を指定する情報である位置指定情報を受け付けるステップと、位置指定情報を受け付けるステップで受け付けた位置指定情報に対応する対象位置情報と対応付けられた複数の出射位置情報を、照射管理情報から取得するステップと、複数の出射位置情報を取得するステップにおいて取得した複数の出射位置情報が示す位置に、各出射位置情報に対応する出射部が移動するよう、移動部を制御するステップとを実行させるプログラムである。 In addition, the software which implement | achieves control which the control part 107 grade | etc., By the microwave processing apparatus in each said embodiment performs is the following programs. In other words, this program shows an irradiation unit that irradiates microwaves from a plurality of emission units, and a microwave processing apparatus including a moving unit that individually moves the plurality of emission units, and positions of the plurality of emission units. A computer accessible to an irradiation management information storage unit storing a plurality of irradiation position information and a plurality of irradiation management information having target position information which is information indicating a position to be irradiated with microwaves, and a reception unit In addition, the reception unit is associated with target position information corresponding to the position designation information received in the step of receiving position designation information that is information for designating a position to be irradiated with microwaves and the step of receiving position designation information. Obtained in the step of acquiring the plurality of emission position information from the irradiation management information and the step of obtaining the plurality of emission position information. The position indicated by the output position information, so that emitting portion corresponding to the exit position information moves, a program for executing and controlling the moving unit.
また、このプログラムは、複数の出射部からマイクロ波を照射する照射部、および複数の出射部を、個別に移動させる移動部を備えたマイクロ波処理装置と、複数の出射部の位置をそれぞれ示す複数の出射位置情報の1以上の組が、移動が行なわれる順序と対応付けて格納される照射管理情報格納部と、にアクセス可能なコンピュータに、移動が行なわれる順序に従って、照射管理情報格納部に格納されている照射管理情報から、複数の出射位置情報を取得するステップと、複数の出射位置情報を取得するステップにおいて、複数の出射位置情報を取得する毎に、取得した複数の出射位置情報が示す位置に、各出射位置情報に対応する出射部が移動するよう、移動部を制御するステップとを実行させるプログラムであってもよい。 In addition, this program indicates an irradiation unit that irradiates microwaves from a plurality of emission units, a microwave processing apparatus that includes a moving unit that individually moves the plurality of emission units, and positions of the plurality of emission units. An irradiation management information storage unit in which one or more sets of a plurality of emission position information are stored in association with the order in which movement is performed, and an irradiation management information storage unit in accordance with the order in which movement is performed to a computer accessible to the computer The plurality of emission position information acquired each time the plurality of emission position information is acquired in the step of acquiring the plurality of emission position information from the irradiation management information stored in the step and the step of acquiring the plurality of emission position information. The program which performs the step which controls a moving part so that the radiation | emission part corresponding to each radiation | emission position information may move to the position shown by these may be sufficient.
また、このプログラムは、上記各プログラムにおいて、照射管理情報は、複数の出射部からそれぞれ出射されるマイクロ波の位相を示す情報である複数の位相指定情報を更に有し、複数の出射位置情報を取得するステップにおいて取得する複数の出射位置情報にそれぞれ対応する複数の位相指定情報を照射管理情報から取得するステップを更に備え、移動部を制御するステップの後に、複数の位相指定情報を取得するステップにおいて取得した複数の位相指定情報がそれぞれ示す位相のマイクロ波が、対応する複数の出射部から出射されるよう、照射部を制御するステップを更に実行させるプログラムであってもよい。 Further, in this program, in each of the above-described programs, the irradiation management information further includes a plurality of phase designation information that is information indicating the phases of the microwaves respectively emitted from the plurality of emission units, and includes a plurality of emission position information. A step of acquiring from the irradiation management information a plurality of phase designation information respectively corresponding to the plurality of emission position information obtained in the obtaining step, and a step of obtaining the plurality of phase designation information after the step of controlling the moving unit The program which further performs the step which controls an irradiation part so that the microwave of the phase which each of the some phase designation | designated information acquired in (1) each radiate | emits may be radiate | emitted from a corresponding some radiation | emission part.
なお、上記プログラムにおいて、情報を送信する送信ステップや、情報を受信する受信ステップなどでは、ハードウェアによって行われる処理、例えば、送信ステップにおけるモデムやインターフェースカードなどで行われる処理(ハードウェアでしか行われない処理)は含まれない。 In the above program, in a transmission step for transmitting information, a reception step for receiving information, etc., processing performed by hardware, for example, processing performed by a modem or an interface card in the transmission step (only performed by hardware). Not included) is not included.
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、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。 Further, the computer that executes this program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.
図18は、上記プログラムを実行して、上記各実施の形態によるマイクロ波処理装置の制御部や、受付部等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18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。 FIG. 18 is a schematic diagram illustrating an example of an external appearance of a computer that executes the program and realizes the control unit, the reception unit, and the like of the microwave processing device according to each of the above embodiments. The above-described embodiment can be realized by computer hardware and a computer program executed on the computer hardware. In FIG. 18, a computer system 900 includes a computer 901 including a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) drive 905, a keyboard 902, a mouse 903, and a monitor 904.
図19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19において、コンピュータ901は、CD−ROMドライブ905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。 FIG. 19 is a diagram showing an internal configuration of the computer system 900. In FIG. 19, in addition to the CD-ROM drive 905, 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 the MPU 911, and receives instructions of an application program. A RAM (Random Access Memory) 913 that temporarily stores and provides a temporary storage space, a hard disk 914 that stores application programs, system programs, and data, and a bus 915 that interconnects the MPU 911, ROM 912, and the like Prepare. The computer 901 may include a network card (not shown) that provides connection to the LAN.
上記各実施の形態における状況対応情報格納部や照射管理情報格納部等は、コンピュータシステム900が有するハードディスク等の記憶媒体に格納されているようにしてもよい。 The situation correspondence information storage unit, the irradiation management information storage unit, and the like in each of the above embodiments may be stored in a storage medium such as a hard disk included in the computer system 900.
コンピュータシステム900に、上記実施の形態によるマイクロ波処理装置の制御部等等の機能を実行させるプログラムは、CD−ROM921に記憶されて、CD−ROMドライブ905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、またはネットワークから直接、ロードされてもよい。 A program that causes the computer system 900 to execute functions such as the control unit of the microwave processing apparatus according to the above-described embodiment is stored in the CD-ROM 921, inserted into the CD-ROM drive 905, and transferred to the hard disk 914. Also good. 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 or the network.
プログラムは、コンピュータ901に、上記実施の形態によるマイクロ波処理装置の制御部等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。 The program does not necessarily include an operating system (OS) or a third-party program that causes the computer 901 to execute functions such as the control unit of the microwave processing device according to the above-described 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.
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention.
以上のように、本発明にかかるマイクロ波処理装置等は、マイクロ波を照射する装置等として適しており、特に、複数の位置からマイクロ波を照射する装置等として有用である。 As described above, the microwave processing apparatus according to the present invention is suitable as an apparatus for irradiating microwaves, and is particularly useful as an apparatus for irradiating microwaves from a plurality of positions.
1、2 マイクロ波処理装置
12、12a〜12e 出射部
101、101a、101b 照射部
102、202 移動部
104 状況対応情報格納部
105 照射管理情報格納部
106 受付部
107 制御部
200 容器
1011、1011a、1011b マイクロ波発振器
1012、1012a、1012b 伝送手段
1022、1022a、1022b ロボットアーム
2022 移動機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Microwave processing apparatus 12, 12a-12e Output part 101, 101a, 101b Irradiation part 102, 202 Moving part 104 Situation corresponding information storage part 105 Irradiation management information storage part 106 Reception part 107 Control part 200 Container 1011, 1011a, 1011b Microwave Oscillator 1012, 1012a, 1012b Transmission means 1022, 1022a, 1022b Robot arm 2022 Moving mechanism
Claims (13)
前記複数の出射部を、個別に移動させる移動部と、
前記移動部による出射部の移動を制御する制御部とを備え、
前記照射部は、更に、前記複数の出射部から出射するマイクロ波の位相を変更可能なものであり、
前記制御部は、更に、前記照射部が複数の出射部から出射されるマイクロ波の位相を制御するマイクロ波処理装置。 An irradiation unit for irradiating microwaves from a plurality of emission units;
A moving unit that individually moves the plurality of emitting units;
A control unit for controlling the movement of the emitting unit by the moving unit ,
The irradiation unit can further change the phase of the microwaves emitted from the plurality of emission units,
The said control part is a microwave processing apparatus which controls the phase of the microwave which the said irradiation part further radiate | emits from several output part .
前記制御部は、所望の箇所に照射するマイクロ波の周波数を制御する請求項1から請求項6いずれか一項記載のマイクロ波処理装置。 The irradiation unit can further irradiate microwaves of two or more different frequencies,
The microwave processing apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the control unit controls a frequency of a microwave applied to a desired location.
1以上のマイクロ波発振器と、
前記出射部を有しており、当該マイクロ波発振器が発振するマイクロ波を伝送して、伝送したマイクロ波を前記出射部から出射する複数の伝送手段と、を備えており、
前記移動部は、前記複数の出射部を個別に移動させる請求項1から請求項7いずれか一項記載のマイクロ波処理装置。 The irradiation unit is
One or more microwave oscillators;
And a plurality of transmission means for transmitting the microwaves oscillated by the microwave oscillator and emitting the transmitted microwaves from the emission part.
The mobile unit, a microwave processing apparatus according to claim 7 any one claim of the plurality of exit portions of claims 1 to move independently.
前記複数の出射部は、前記複数のロボットアームにそれぞれ設置され、各ロボットアームの動作に応じて個別に移動する請求項1から請求項8いずれか一項記載のマイクロ波処理装置。 The moving unit has a plurality of robot arms,
The microwave processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the plurality of emitting units are respectively installed on the plurality of robot arms and individually move according to the operation of each robot arm.
前記照射部の複数の出射部は、前記容器に移動可能となるよう設置され、
前記照射部は、前記複数の出射部から、前記容器内にマイクロ波を照射する請求項1から請求項10いずれか一項記載のマイクロ波処理装置。 A container,
The plurality of emitting portions of the irradiation unit are installed to be movable in the container,
The microwave processing apparatus according to any one of claims 1 to 10 , wherein the irradiation unit irradiates microwaves into the container from the plurality of emission units.
前記受付部が、マイクロ波の照射対象となる位置を指定する情報である位置指定情報を受け付けるステップと、
前記位置指定情報を受け付けるステップで受け付けた位置指定情報に対応する対象位置情報と対応付けられた複数の出射位置情報を、前記照射管理情報から取得するステップと、
前記複数の出射位置情報を取得するステップにおいて取得した複数の出射位置情報が示す位置に、各出射位置情報に対応する出射部が移動するよう、前記移動部を制御するステップとを実行させ、
前記照射管理情報は、複数の出射部からそれぞれ出射されるマイクロ波の位相を示す情報である複数の位相指定情報を更に有し、
前記複数の出射位置情報を取得するステップにおいて取得する複数の出射位置情報にそれぞれ対応する複数の位相指定情報を前記照射管理情報から取得するステップを更に備え、
前記移動部を制御するステップの後に、前記複数の位相指定情報を取得するステップにおいて取得した複数の位相指定情報がそれぞれ示す位相のマイクロ波が、対応する複数の出射部から出射されるよう、前記照射部を制御するステップを更に実行させるプログラム。 A microwave processing apparatus including an irradiation unit that irradiates microwaves from a plurality of emission units, and a moving unit that individually moves the plurality of emission units, and a plurality of emission positions that indicate positions of the plurality of emission units, respectively. A computer accessible to an irradiation management information storage unit storing a plurality of irradiation management information having information and target position information which is information indicating a position to be irradiated with microwaves, and a reception unit;
Receiving the position designation information which is information for designating the position to be irradiated with the microwave,
Acquiring a plurality of emission position information associated with target position information corresponding to the position designation information received in the step of receiving the position designation information from the irradiation management information;
Controlling the moving unit so that the emission unit corresponding to each emission position information moves to the position indicated by the plurality of emission position information acquired in the step of acquiring the plurality of emission position information ,
The irradiation management information further includes a plurality of phase designation information that is information indicating phases of microwaves respectively emitted from a plurality of emission units,
The step of acquiring from the irradiation management information a plurality of phase designation information respectively corresponding to a plurality of emission position information acquired in the step of acquiring the plurality of emission position information,
After the step of controlling the moving unit, the microwaves of the phases indicated by the plurality of phase designation information acquired in the step of acquiring the plurality of phase designation information are emitted from the corresponding plurality of emission units, respectively. further programs Ru to execute the step of controlling the irradiation unit.
移動が行なわれる順序に従って、前記照射管理情報格納部に格納されている照射管理情報から、複数の出射位置情報を取得するステップと、
前記複数の出射位置情報を取得するステップにおいて、複数の出射位置情報を取得する毎に、取得した複数の出射位置情報が示す位置に、各出射位置情報に対応する出射部が移動するよう、前記移動部を制御するステップとを実行させ、
前記照射管理情報は、複数の出射部からそれぞれ出射されるマイクロ波の位相を示す情報である複数の位相指定情報を更に有し、
前記複数の出射位置情報を取得するステップにおいて取得する複数の出射位置情報にそれぞれ対応する複数の位相指定情報を前記照射管理情報から取得するステップを更に備え、
前記移動部を制御するステップの後に、前記複数の位相指定情報を取得するステップにおいて取得した複数の位相指定情報がそれぞれ示す位相のマイクロ波が、対応する複数の出射部から出射されるよう、前記照射部を制御するステップを更に実行させるプログラム。 A microwave processing apparatus including an irradiation unit that irradiates microwaves from a plurality of emission units, and a moving unit that individually moves the plurality of emission units, and a plurality of emission positions that indicate positions of the plurality of emission units, respectively. A computer accessible to an irradiation management information storage unit in which one or more sets of information are stored in association with the order of movement;
According to the order in which movement is performed, obtaining a plurality of emission position information from the irradiation management information stored in the irradiation management information storage unit;
In the step of acquiring the plurality of emission position information, each time the plurality of emission position information is acquired, the emission unit corresponding to each emission position information moves to the position indicated by the acquired plurality of emission position information. And a step of controlling the moving unit ,
The irradiation management information further includes a plurality of phase designation information that is information indicating phases of microwaves respectively emitted from a plurality of emission units,
The step of acquiring from the irradiation management information a plurality of phase designation information respectively corresponding to a plurality of emission position information acquired in the step of acquiring the plurality of emission position information,
After the step of controlling the moving unit, the microwaves of the phases indicated by the plurality of phase designation information acquired in the step of acquiring the plurality of phase designation information are emitted from the corresponding plurality of emission units, respectively. further programs Ru to execute the step of controlling the irradiation unit.
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