CN112087834A - 微波设备和抑制微波逸出到微波设备的微波腔外部的方法 - Google Patents
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Abstract
一种微波设备和抑制微波逸出到微波设备的微波腔外部的方法,微波设备(100)包括:微波腔(102),在其中可发射和/或可产生微波;至少部分电绝缘的流体管线(104),其用于在微波腔(102)的内部(108)与外部(110)之间传导导电的流体(106);至少部分导电的衰减结构(112),其至少逐段地包围流体管线(104),用于在微波腔(102)的外部(110)中衰减微波;以及额外的装置(114),其用于抑制由于同轴布置而造成的进入微波腔(102)的外部(110)的微波排放,其中同轴布置形成在衰减结构(112)与位于流体管线(104)中的导电的流体(106)之间。通过该微波设备,以高的工作安全性实现在微波腔内产生微波并通过流体管线在微波腔的内部与外部之间传导流体。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波设备和一种用于抑制微波从微波设备中逸出的方法。
背景技术
微波器件包括大功率振荡器(例如磁控管),其被设计用于在微波长范围内产生电磁波。微波由不同的材料根据其分子构造吸收,这导致材料的加热。
US 5,719,380公开了一种用于利用微波能量加热流动的流体的设施,其包括具有入口部段、出口部段和保持部段的管线,其中至少管线的保持部段由基本上微波透明的材料制成。预设了温度探针,用于在出口部段中测量流动的流体的温度。保持部段的横截面积比出口部段的横截面积大得多,使得经过保持部段的流速比经过出口部段从保持部段流向温度传感器的流速更慢。使用微波能量,以在保持部段中加热流动的流体,其中由响应于温度探针的信号受控的源产生微波能量。管线的保持部段位于波导管中并且横向地穿过其中伸长。确定波导管的尺寸,使得可以在其中构建电磁驻波,其中保持部段位于具有最大场强度的区域中。
US 5,659,874公开了一种用于执行化学过程的设施,其包括:由上部部件、下部部件、侧壁和门限定的工作腔室;用于该腔室的微波能量发生器;和反应器,其包括在腔室中停留在支架上的至少一个轴颈。腔室被至少一个通路穿透,该通路使得反应器的轴颈与连接管线的连接成为可能,其中连接管线被固定在用于进行化学反应的外部设施上。腔室还被两个另外的管道穿透,其分别使得两个另外的轴颈与反应器的连接成为可能。
将引导流体的管线从在运行中产生微波的微波腔中引出是极具挑战性的。
发明内容
因此,本发明的目的在于,提供一种微波设备,通过该微波设备,以高的工作安全性实现在微波腔内产生微波并且通过流体管线在微波腔的内部与外部之间传导流体。
该目的通过独立权利要求的主题得以实现。从属权利要求详细说明本发明的具体实施方案。
根据本发明的一种实施方案,完成了一种微波设备,其包括:微波腔,在其中可发射和/或可产生微波;至少部分电绝缘的流体管线,其用于在微波腔的内部与外部之间(例如从内部到外部或者从外部到内部)传导导电的流体;至少部分导电的衰减结构,其至少逐段地包围流体管线,用于在微波腔的外部中衰减微波;以及额外的装置,其用于抑制或者减少进入微波腔的外部的微波排放。由于同轴布置,发生进入微波腔的外部的微波排放,其中同轴布置形成在衰减结构与位于流体管线中的导电流体之间。
根据本发明的另一实施方案,提出了一种用于在由至少部分电绝缘的流体管线在微波腔的内部与外部之间传导导电流体的过程中,抑制微波逸出到微波设备的微波腔的外部的方法,其中微波在微波腔内传播,其中该方法包括:由流体管线,在微波腔的内部与外部之间传导导电的流体;借助于至少逐段地包围流体管线的、导电的衰减结构,衰减微波腔的外部中的微波;并且采取额外的措施,以抑制由于同轴连接或者说同轴布置而造成的进入微波腔的外部的微波排放,其中同轴连接或者说同轴布置形成在衰减结构与位于流体管线中的导电的流体之间。
在本申请的框架下,术语“微波”可以特别地理解为频段处于0.3GHz到300GHz之间的电磁辐射。
在本申请的框架下,术语“微波腔”可以特别地理解为微波供料器,试件(样本)或者其它感兴趣的物质在其中经受微波的施加或者暴露于微波。举例而言,这种微波腔可以由壁部界定,在其内部中产生和/或定义地发射微波。
在本申请的框架下,术语“流体”可以特别地理解为一种液体和/或一种气体,其可选地包括固体颗粒。特别地,在本发明的实施方案中,导电的流体可以被引导穿过流体管线(例如毛细管、软管或管子)。导电流体的实例是包含酸、盐溶液和/或离子液体的液体或者由此组成的液体。
在本申请的框架下,术语“衰减结构”可以特别地理解为至少部分导电的主体,该主体可以被安放在微波腔上或者与其一体地设计,和/或也可以被部分地引入其中,并且衰减或者说削弱不期望地从微波腔中漏出的微波。由此,可以降低微波腔的环境范围内的微波强度。举例而言,衰减结构可以至少逐段地包覆或者说包围从微波腔中引导出的流体管线,以便由此减弱由流体管线释放的微波辐射。
在本申请的框架下,术语“用于抑制由于在导电流体与衰减结构之间所产生的同轴布置而造成的进入微波腔的外部的微波排放的额外装置”可以特别地理解为一种实体结构或者一种机构,其阻止或者说减弱基于同轴伪迹(Koaxial-Artefakt)由引导导电流体的流体管线与包围的衰减结构导致的微波放射。在此,装置可以具有相较于衰减结构额外的作用机构,以阻止进入微波腔的外部的微波放射。直观地,电绝缘的流体管线的内部中的导电流体又被导电的衰减结构包围,其作用方式可以类似于非理想的或者说实际的同轴电缆。这种不期望的、非理想的同轴布置会导致微波腔外的不期望的微波放射。该装置可以被设计为,阻止、抑制或者甚至消除由导电流体、电绝缘的流体管线和导电的衰减结构的共同作用产生的、微波腔外的不期望的微波放射。
根据本发明的一种实施方案,可以提供一种微波设备,即便在通过至少逐段地电绝缘的流体管线,在微波腔的内部与外部之间传输导电流体时,也阻止或者甚至消除由于同轴布置的部件“导电流体——电绝缘的流体管线——导电的衰减结构”的寄生共同作用造成的、微波腔外的不期望的微波放射。导电的衰减结构可以被安置在微波腔上,在该微波腔的内部中产生和/或发射微波(例如通过微波发生器)并且微波腔包括也用于引导导电流体的流体管线的通道。这种衰减结构通过几何形状条件,衰减微波的传播,并且由此防止其不期望地从微波腔内部逸出。这特别地适用于供料器腔的开口并且也适合于非传导性流体的通道。在本发明的框架下,已经认识到,电绝缘的流体管线在径向方向上在内部流动的导电流体与外侧包围的衰减结构之间的同心布置在物理模型中的作用类似于非理想的电气同轴电缆。这样的同轴结构可以极高效地传导微波,并且也被用于很大程度上无损地传导微波。根据一种示例性实施方案,通过在微波设备中实施额外的装置,可以有效地减少由于形成流体的同轴布置造成的这种不期望的微波放射,其中额外的装置减少或者防止基于由电绝缘的流体管线促成的、衰减结构与导电流体之间的同轴布置而产生的微波放射。以此方式,可以有利地强烈抑制微波腔的外部环境范围中的不期望的微波放射。结果是,可以完成一种外部放射可接受地低的微波设备,其自身满足关于杂散辐射的严格的安全规定。
在下文中,描述微波设备和方法的额外的设计方案。
根据一种实施方案,流体管线可以延伸穿过限定微波腔的壁。流体管线穿过微波腔的壁中的开口的通道呈现了微波腔的微波密封性的薄弱位置。可以通过预设衰减结构,对该薄弱位置进行补救。然而,在本发明的框架下,已经认识到,通过预设衰减结构,由于导电流体与导电的衰减结构之间的同轴布置,产生新的问题,这些问题只有通过预设单独的用于抑制同轴连接的作用的装置才能充分排除。
根据一种实施方案,衰减结构可以包括被流体管线穿透的衰减管。因此,前述衰减管在邻接用于限定微波腔的壁的部段中包围流体管线。由此产生上文中描述的同轴布置,由于合成的用于微波传导的传播条件,其会特别地在衰减管的一端处导致不期望的微波放射。这通过额外的装置得以降低或者甚至消除。例如,衰减管可以在端部侧上连接于限定微波腔的壁,或者与壁一体地形成。衰减结构或者说衰减管的其它配置也是可能的。
根据一种实施方案,装置可以被设计为逐段地中断流体沿着流体管线的流动。这种实施方案显示在图1和图2中。通过有针对性地中断导电流体的流动,同轴布置的内导体直观地被分成彼此电隔离的部段。由此,有针对性地干扰寄生的同轴布置,这引起微波腔外的微波放射的降低。
根据一种实施方案,装置可以被设计为(特别是竖直的)滴液段,或者可以包括滴液段,在滴液段上从流体管线的第一部段中逸出的流体在进入流体管线的第二部段之前,可转化成一系列彼此空间上相隔的、特别地在竖直方向上下落的流体液滴。直观地,通过装置中断流体管线,并且在装置的范围内,之前连续的导电流体流被迫断开(优选地在竖直方向上)。流动的流体可以在(特别地竖直的)下落段的范围内,分成彼此相隔的且彼此并不导电相连的液滴或者其它流体区段。由此,可以有效地减小微波腔外放射的微波的量。
根据一种实施方案,装置可以被设计为,将流体在装置的范围内流经流体管线的特别是水平的流动方向特别地修改为在装置的范围内竖直的流动方向。通过将来自流体管线范围内的第一(特别是水平的)流动方向的细水流量逐段地偏转成选择性地在辅助装置范围内的另一(特别是竖直的)流动方向,可以有针对性地干扰连续的细水流量,并且由此避免同轴布置成为微波不期望地逸出到微波腔的外部中的原因。
根据一种实施方案,装置可以包括阀门,其特别地包括电绝缘的、可旋转的主体,以将流体转化成一系列彼此空间上相隔的流体区段。如果例如电绝缘的阀门主体旋转,并且流经流体管线的导电流体与阀门主体有效连接,则在此之前连续的流体流可以转化成一系列相隔的区段。替代地,也有可能根据可预设的循环,接通阀门,并且由此在干扰同轴布置的条件下,将连续的流体流分成相隔的区段。
根据一种替代的或者补充的实施方案,装置可以被设计为,至少逐段地将沿着流体管线流动的导电的流体与衰减主体电短接。这种实施方案显示在图3至图5中。直观地,根据该设计方案,导电的流体在流经介电的流体管线时,可以逐段地与导电的衰减结构电耦合,导电的流体和衰减结构由此电短接,即被置于相同的电势。
可以直接地(即流体与衰减结构之间没有中间主体)或者间接地(即流体与衰减结构之间有中间主体)实现所描述的导电流体与衰减结构之间的短接。
因此,在导电流体与衰减结构之间直接电短接的情况下,导电流体可以与衰减结构的部段直接接触。例如,衰减结构可以被设计为流体管线的部段,并且被导电的流体流经,例如被布置在流体管线的两个中断的部段之间。
根据一种包括间接电短接的实施方案,装置可以包括与衰减结构电耦合的、导电的且特别地高导热的管接头作为中间主体,该管接头被布置在流体管线的第一部段与第二部段之间并且在导电的流体流动经过流体管线时进行与流体的接触。这种导电的管接头可以搭接流体管线的中断的部段,并且在其外侧上,与衰减结构导电地相连。由此,可以有利地将不受干扰的流体管线的功能性与微波辐射到微波腔外的逸出的有效阻止相结合。通过这种管接头,可以实现导电流体与衰减结构之间的短接。高导热的管接头可以例如由导热能力为至少50W/mK的材料制成,并且允许在微波设备的运行过程中,协同地从流体排出热量。
根据一种替代的或者补充的实施方案,装置可以包括导电的同轴滤波器,用以额外的微波衰减。对应的实施方案显示在图6至图14中。同轴滤波器可以直观地被设计为导电的结构,在其内部中形成有空腔或者填充有电介质的腔。同轴滤波器可以与衰减结构相连,并且逐段地包围流体管线。直观地,在同轴滤波器的对应配置下,在微波腔外,强烈抑制微波辐射的值得重视的逸出。
根据一种实施方案,与衰减结构一体地设计同轴滤波器。这一设计方案是可简单制造的,并且对于阻止微波腔外的微波辐射排放是高度有效的。
根据一种实施方案,同轴滤波器可以在微波腔外部包围流体管线。以此方式,同轴滤波器可以特别有效地降低归因于流体管线内的导电流体的微波辐射。
根据一种实施方案,同轴滤波器可以被设计为周向上封闭的圆盘,该圆盘包括居中地被流体管线穿透的中空芯和/或介电芯。可以与特定应用一致地调节或者说优化这样设计的同轴滤波器的几何参数,以便将逸出到微波腔外的微波辐射保持得很低或者完全避免逸出到微波腔外的微波辐射。
根据一种实施方案,装置可以包括至少一个另外的导电的同轴滤波器,其特别地具有上文中描述的特征,用于额外的微波衰减。举例而言,可以串联地布置多个同轴滤波器。替代地或者补充地,也有可能并联同轴滤波器。通过多个同轴滤波器的组合,首先针对空心导体的不同填充级,特别强烈地避免微波腔外的微波成为可能。
根据一种实施方案,微波设备可以包括收缩结构,其用于选择性地在同轴滤波器的范围内收缩流体管线的可由流体流经的横截面。通过特别地在同轴滤波器的范围内,逐段地收缩流体管线,甚至在将更少量的导电流体量传导通过流体管线时,也在空间的滤波位置处确保了,基本上收缩结构的整个横截面都有流体流经。由此,可以避免损害衰减效率并且避免微波逸出到微波腔外,这可以归因于流体管线的仅部分地被导电流体流经的横截面。已经证实,在流体管线的横截面上不对称地填充导电流体会导致对微波腔外的微波的抑制能力变差。能够以如下方式,特别有效地抑制微波腔外的寄生微波辐射,即通过借助于收缩结构,使流体管线的横截面逐段地收缩,从而促成在同轴滤波器的范围内完全地流经流体管线。
根据一种特别优选的实施方案,替代于或者补充于收缩结构,微波设备可以包括导电的***件,其选择性地在同轴滤波器的范围内装入到流体管线中。这种优选的实施方案显示在图12至图14中。优选地相对于同轴滤波器轴向定向且径向地由流体管线和同轴滤波器包围的***件可以明显改善同轴滤波器的功能性。
根据一种实施方案,***件可以在内侧上与流经流体管线的流体接触。因此,这种导电的***件可以在流体管线内侧上,与流经流体管线的导电流体直接接触。有利地,流体管线的内壁和***件的内壁可以被设计为,在导电流体的流动方向上齐平或者说是无级的,以免干扰流体流动。
根据一种实施方案,***件可以在外侧上被流体管线包围,并且由此与同轴滤波器和/或衰减结构电隔离。然而,这种导电的***件的外壁仍可以被定位在流体管线内,即在外侧上,被流体管线的电绝缘材料遮盖。以此方式,确保了,***件不与衰减结构短接,但仍可以提高被布置在***件外的同轴滤波器的有效性。特别地,在这种配置下,无需***件与流体管线之间的交界区域中的任何特别的密封措施,这特别地在腐蚀性流体中是有利的。
根据一种实施方案,***件可以被设计为管接头。优选地,这种管接头可以由石墨,由导电的塑料或者导电的陶瓷制成,以便实现特别好的耐腐蚀性。替代地,也可以由金属材料形成这种管接头。
根据一种实施方案,微波设备可以被设计为下列组中的一个,该组由微波合成仪、微波分析仪、微波消解仪、微波萃取仪、微波蒸发仪和微波干燥仪构成。可以为合成应用,使用微波合成反应器。一种实例是,通过使用微波,进行反应混合物达到高压和高温的快速加热。微波烘干炉可以通过使用微波,完成试件的烘干。可以在微波分析仪中进行用于用微波分析或者消解处理试件的试件准备。优选地,可以在微波设备中进行合成和/或准备试件。然而,也有可能在一个仪器中进行试件准备与随后的分析的组合。
根据一种实施方案,导电的流体可以是导电的液体,特别是酸和/或盐溶液。同样可以由流体管线,在微波炉的内部与外部之间转移诸如离子液体或者离子化气体等其它导电流体,而不会出现微波腔外的过量微波排放。
根据一种实施方案,导电流体可以完全填满流体管线的横截面,导电流体可以仅部分地填充流体管线的横截面,或者在流体管线中可以没有任何导电流体。当在流体管线中没有任何导电流体(例如根本没有任何流体或者电绝缘的流体)时,单独的衰减结构就可以完成微波的剧烈衰减,使得在微波腔外不会出现任何干扰微波量。当导电流体完全地填满流体管线的横截面时,用于抑制导电的流体与导电的衰减结构之间的同轴布置效应的装置可以有效地阻止微波逸出到微波腔外。如果仅一部分流体管线横截面填充有导电的流体,则造成的非对称流体几何形状会导致一定量的微波逸出。在此,例如提供收缩结构、导电流体与衰减结构之间的短接、实施滴液段以中断流体流动和/或将导电的管部段装入到流体管线中可以完成补救措施。
本发明的其它优点和特征得自接下来若干实施方案的示例性说明,但本发明并不局限于此。
附图说明
图1以示意性横截面视图,图解了根据本发明的一种示例性实施方案的微波设备。
图2图解了根据图1的微波设备的一种状态,在该状态中,导电的流体从微波设备的微波腔的内部转移到外部。
图3以示意性横截面视图,图解了根据本发明的另一示例性实施方案的微波设备。
图4图解了根据图3的微波设备的一种状态,在该状态中,较少量的导电流体在微波设备的微波腔的内部与外部之间转移,或者说流体管线的横截面仅部分地被导电的流体填充。
图5图解了根据图3的微波设备的一种状态,在该状态中,较大量的导电流体在微波设备的微波腔的内部与外部之间转移,或者说流体管线的横截面完全地被导电的流体填充。
图6以示意性横截面视图,图解了根据本发明的又一示例性实施方案的微波设备。
图7图解了根据图6的微波设备的一种状态,在该状态中,完全填满流体管线的横截面的导电流体在微波设备的微波腔的内部与外部之间转移。
图8以示意性横截面视图,图解了根据本发明的再一示例性实施方案的微波设备。
图9图解了根据图8的微波设备的一种状态,在该状态中,一定量的导电的流体在微波设备的微波腔的内部与外部之间转移。
图10图解了根据图8的微波设备的一种状态,在该状态中,比根据图9的状态更少量的导电的流体在微波设备的微波腔的内部与外部之间转移。
图11图解了根据图8的微波设备的一种状态,在该状态中,比根据图9的状态更大量的导电的流体在微波设备的微波腔的内部与外部之间转移。
图12以示意性横截面视图,图解了根据本发明的一种优选实施方案的微波设备。
图13图解了根据图12的微波设备的一种状态,在该状态中,较少量的导电的流体在微波设备的微波腔的内部与外部之间转移。
图14图解了根据图12的微波设备的一种状态,在该状态中,比根据图13的状态更大量的导电的流体在微波设备的微波腔的内部与外部之间转移。
具体实施方式
在不同的附图中,用同一附图标记标明不同实施方案的在结构和/或功能上相似的元件。在特定实施方案中未详细描述的元件的说明可以参见另一实施方案中的相应说明。
在参考附图描述本发明的示例性实施方案之前,还应阐述本发明的若干通用方面以及基础技术:
根据本发明的一种示例性实施方案,完成了一种微波设备,其包括一种用于将导电的(特别是流体的)物质安全地传输进出微波供料器或者微波腔的装置。
微波可以特别地用于化学试件准备和/或分析和/或合成和/或用于消解。为此,可以特别地在提高的压力下,在微波腔内加热试剂和/或消解试件,并且能够以此方式,例如加速合成反应,和/或产生消解。在此,适合于用微波加热的材料可以被引入到供料器腔或者说微波腔内,并且由导入到供料器腔或者说微波腔内的微波辐射进行加热。这种供料器腔或者说微波腔例如可以是所谓的多模腔,在其中无序地叠加并且形成驻波,或者例如也将待加热的物料直接引入到恰当地定尺寸的波导管中,其中波导管包括传播模式的定义的微波传播。
微波可以由微波源产生,例如磁控管、速调管、返波振荡器和/或半导体源。代替磁控管和天线,也可以使用能产生期望频率或者说波长的微波并且能经由传播工具(例如空心导体或者天线布置或者通道)将其发射到供料器腔内的其它微波源。
在此,例如可以穿过门或其它可微波密封地封闭的开口,将待加热的物料引入到微波腔或者供料器腔内。也有可能在通道中连续地或者间断地将待加热的物料引入供料器腔或者说微波腔,将其从供料器腔或者说微波腔中引出,或者将其引导通过其中。
由于其波长,微波特别适合于激发分子的偶极振动和多极振动,这些振动能量被转换成热量。特别地,基于其介电特性,选择待加热的物质,诸如溶剂。在此,加热的基础在于吸收。微波能量被介电材料吸收。与此相反,微波辐射被金属和电导体反射并且仅少量被吸收。因此,这些材料形成型腔的外壁,防止微波辐射从供料器腔或者说微波腔内逸出,并且确保在供料器内或者微波腔内产生辐射模态。然而,合适的绝缘子是可透的(例如热塑性塑料,特别是PTFE(聚四氟乙烯),玻璃和许多陶瓷)。因此,其用作用于容纳和/或输入和/或输出试剂的容器和管。
通过使用高温,可以明显改善酸化时的质量,并且可以迅速缩短用于分解物质的反应时间。因此,除了开放式消解外,可以在提高的温度条件下并且由此在伴随的提高的压力下,进行封闭式消解。然而,这种反应条件会对所使用的容器材料提出高要求。在反应过程中,可以根据试验位置,输入不同的化学品、溶剂和/或试剂。另一应用是从容器中蒸发试剂,这些容器经由管线***,与位于供料器外的真空泵和连接于其间的气体清洗***相连。在此,将蒸汽和冷凝液从供料器腔或者说微波腔中引出。
如果依此特别地将诸如液体试剂等流体物质从微波供料器或者说微波腔中引出或者说将其引入到微波供料器或者说微波腔中,则有利的是,不会由于对此必要的开口,导致微波辐射从供料器或者说微波腔中逸出的量不被允许地高。本发明准备阶段中的研究表明,只有在电绝缘物质中,对应地定尺寸的衰减管或者其它衰减结构才满足该要求,其中由介电材料制成的流体管线可以被引导穿过该衰减管或者其它衰减结构。
本发明的实施方案的基础在于这一认知,即流体管线被衰减结构(特别是衰减管)包围,使得导电流体现在用作内置的传导性物质,而流体管线中的导电物质可以被视作类似于同轴电导体的流体相似物,并且允许微波从供料器或者说微波腔中向外逸出。属于导电流体或者说物质的例如有诸如用于湿化学微波消解的试件准备中所使用的酸混合物。
本发明的实施方案完成了一种用于将导电的流体物质安全地传输进出微波供料器或者说微波腔的装置。
衰减结构将从供料器或者微波腔中逸出的微波能量的分量降低至可接收的低数值,其中衰减结构例如为具有相关于其用于微波密封的流体传输的有效直径的对应长度的衰减管。如果在考虑到空心导体中的介电特性的情况下选择直径,使得不再可能传播波(截止波长),则这以特别的方式生效。在此,衰减结构(特别是衰减管)的横截面中的所有配置在设计中都是至关重要的,即配置“空”、“部分地由非传导性物质填充”或者“完全由非传导性物质填充”。
如果包含在衰减结构内(特别是衰减管内)的流体管线中的流体(特别是液体)是导电的,则产生电学上看是同轴的导体:流体通道——用于电导率可忽略的、主要为介电的流体的或者说状态为空的衰减管部段与用于导电流体的额外的衰减元件的组合。
包括用于主要为非导电的介电流体的流体通道的、特别地设计为衰减管的衰减结构可以被实施为,使得微波能量的穿透得到充分的衰减。在此,对于本领域技术人员而言显而易见的是,可以根据贝塞尔函数的零点来定义用于圆形空心导体的设计。在此,可以针对相应的微波频率和所使用的流体中的当前传播条件,实现定尺寸(根据介电常数,以比真空中更低的波长实现媒介中的微波传播)。官方开放了特定频段用以加热介电媒介(ISM频率)。特别地,可以为这些频段使用915MHz、2.45GHz和5.8GHz的磁控管。能够如此实现衰减结构(特别是衰减管)的具体设计,使得微波能量的逸出不再可能或者说低于官方预设值。
在本发明的准备阶段中,已经看出,当导电的液体在衰减管部段的横截面中位于非传导性的软管或管(或另一流体管线)内时,衰减管部段会完全地或者部分地丧失其衰减特性。流体的电导率越高,流体中的微波的渗透深度就越低。在横截面上观察,在金属通道中直观地产生了同轴导体的结构,其包括导电的流体作为内导体。这可能会导致以不期望的方式,沿着该传送段传播微波能量。
应高效地避免微波辐射的逸出。然而,与此同时,应保持空心导体的衰减特性以及未填充电介质或者填充有非传导性电介质的通道的通过。
在下文中,描述本发明的提供期望的功能性的具体实施方案:
图1以示意性横截面视图,图解了根据本发明的一种示例性实施方案的微波设备100,其中流体管线104中不包含任何导电的流体。图2图解了根据图1的微波设备100的一种状态,在该状态中,导电的流体106从微波设备100的微波腔102的内部108转移到外部110。举例而言,附图中显示的微波设备100可以被设计为包括扩大的多模室的微波合成反应器,或者被设计为包括流量布置的空心导体。微波设备100可在其壁部或壁118中包含用于输入和/或输出试件、试剂和试件成分的流体通道。微波设备100可以呈现流量布置,流体管线104可以是流量布置的一部分,以使流体试件传输通过供料器。
微波设备100具有供料器腔或微波腔102,在其中可以借助于微波源(未示出)产生微波。替代地或者补充地,也可以将微波发射到微波腔102中。同样未显示的是,已加工的物质可以位于微波腔102内部,其受所产生的微波的影响(特别地由其加热)。在微波腔102的内部108中还应设计有微波场,但是其不应渗入到微波腔102的外部110中。
预设了电绝缘的流体管线104(例如塑料软管),用于在微波腔102的内部108与外部110之间传导导电的流体106(例如酸或盐溶液)。可以例如由传送装置(未示出),例如流体泵,完成导电流体106的传导或者传送。
如图1和图2中显示的,部分地位于微波腔102的内部108中并且部分地位于其外部110中且穿过限定微波腔102的壁118延伸的流体管线104逐段地(更确切地说,在外部110中)由导电的衰减结构112包围。举例而言,可以由金属制成衰减结构112。因此,流体管线104延伸穿过限定微波腔102的壁118。在所显示的实施方案中,衰减结构112被设计为衰减管116,流体管线104被布置在其管腔内。如图所示,衰减结构112包括被流体管线104穿透的衰减管116,其可以在端部侧上连接于限定微波腔102的壁118,或者可以与其一体地形成。衰减结构112用于衰减微波腔102的外部110中的微波。直观地,微波腔102的壁118的被介电的流体管线104穿透的区域明显形成相对于微波腔102的外部110屏蔽微波方面的薄弱位置。微波会在此处以不期望的方式,从微波腔102的内部108中逸出。通过预设衰减管116,抑制这一不期望的现象。
如上文中所描述的,在电学的观察角度上看,流体管线104的管腔中的导电流体106(例如酸)、包围流体106的空心圆筒状的介电流体管线104以及空心圆筒状的导电的衰减管116组成的同心布置形成流体的同轴电缆。在不希望申请人受到特定理论束缚的情况下,目前假定:流体106与衰减管116之间的同轴布置会导致微波不期望地从微波腔102的内部108漏到外部110中。
为了减少或者完全消除这一不期望的效应,在根据图1和图2的微波设备100中,除了衰减结构112外,还提供了用于抑制或者减少由于前述同轴布置而在微波腔102的外部110中产生的微波排放的装置114。这一非理想的同轴布置形成于衰减结构112与位于流体管线104中的导电流体106之间。如图2中显示的,装置114被设计为逐段地中断导电流体106沿着流体管线104的流动。更确切地说,在所显示的实施方案中,装置114被设计为竖直的滴液段120,其中从流体管线104的第一部段140中逸出的流体106在进入流体管线104的第二部段142之前,可转化成一系列彼此空间上相隔的并且在所显示的实施方案中在竖直方向上下落的流体液滴122。直观地,在第一部段140中连续的流体流被滴液段120拆分成彼此相隔的流体液滴122。相隔的流体液滴122只有在流体管线104的第二部段142中才再次合并成连续的流体流动。由此,装置114被设计为,在装置114的范围内,通过流体管线104的两个部段140、142,更改流体106的水平流动方向,使得其选择性地在装置114的范围内,转变成在此期间不连贯的流体106的竖直流动或者说下落,由此断开连续的、导电的细水流量。由此,导电的流体106不再表现得像电气电缆。由此,有针对性地干扰导电流体106与衰减管116之间的同轴布置。因此,有利地抑制了微波逸出到微波腔102的外部110中。
直观地,根据图1和图2的实施方案可以被称为衰减管116,其包括形成滴液段120的装置114形式的内导体中断。在所显示的实施方案中,通过恰当地中断通道或者说中断由传导性的流体106形成的内导体并且通过输出,实现微波辐射的逸出,以便中断导电的流体部段穿过供料器腔或者说微波腔102的壁118中的开口的同轴穿透。
根据图1,在流体管线104中没有任何导电的流体106。更确切地说,根据图1,流体管线104为空,这由附图标记144显示。因此,在根据图1的配置中,衰减管116起效,以便充分地禁止微波逸出到微波腔102的外部110中。这同样适用于可以通过吸收在微波中加热的、介电的、非传导性的流体的传输。由于不存在导电流体106形式的内导体,根据图1,没有形成同轴布置,使得该现象也不会引起微波不期望地逸出到外部110中。
与此相反,根据图2,导电的流体106仅精确地部分地填充流体管线104的横截面。因此,图2示出了由传导性液体形成的内导体的情形,其中为了禁止来自微波腔102、沿着作为电导体的部段的不期望的波传播,中断了导电流体106。根据图2,通过装置114的竖直的滴液段120,实现所描述的效果。
替代地,也能够以其它方式实现所显示的导电流体106的连续流动的中断,即也能够以不同于通过例如竖直的滴液段120的方式中断导电的细水流量。举例而言,这可以通过周期性开启和关闭的阀门完成。这种阀门例如可以是输出管中的、集成在排出口的、旋转的、非传导性的元件。因此,尽管附图中未显示,但替代地或者补充地,装置114可以包括阀门,类似于滴液段120的情况,该阀门用于将流体106转化成一系列彼此空间上相隔的流体区段。比如,这种阀门可以包括可旋转的电绝缘主体,其作用于连续流动的导电流体106,使得其被分成不连贯的区段。
图3以示意性横截面视图,图解了根据本发明的另一示例性实施方案的微波设备100,其中流体管线104中没有导电的流体106。图4图解了根据图3的微波设备100的一种状态,在该状态中,少量的导电流体106从微波设备100的微波腔102的内部108转移到外部110(和/或以相反的方向)。图5图解了根据图3的微波设备100的一种状态,在该状态中,比根据图4的状态更大量的导电流体106从微波设备100的微波腔102的内部108转移到外部110(和/或以相反的方向)。在说明书的框架内,用语“少量”和“更大量”可以特别地指的是相应管线的当前填充状态,并且指的是是否完全填充管线的横截面。总流量或者说质量流率也取决于流体的速度。根据图3至图5,为了抑制归因于衰减结构112与流体管线104中的导电流体106之间的同轴布置而产生的到外部110中的微波排放,额外的装置114被设计为,将沿着流体管线104流动的导电流体106逐段地与衰减结构112电短接,或者说由此使其电耦合。为了该目的,根据图3至图5的装置114包括与衰减结构112电耦合的、导电的(并且在需要时也高导热的)管接头122,该管接头在轴向方向或者说流动方向上,被布置在流体管线104的第一部段140与第二部段142之间并且在导电的流体106流动经过流体管线104时进入与流体106的接触。附图标记148标记了导电的衰减管116与管接头122之间的电接触。另外,在图4和图5中,用附图标记146标明了导电流体106与管接头122之间的电接触。
直观地,根据图3至图5的实施方案显示了与管接头122形式的外导体电接触的衰减管116,其在内侧上又与导电的流体106电接触。这种实施方案也建立了传导性物质(即导电流体106)与衰减管116的电短接。由此,有利地干扰前述的流体的同轴布置。该实施方案的另一优点在于,沿着流体路径的不变的几何结构。
根据图3,在流体管线104中没有任何导电的流体106,并且单独的衰减管116就可有效地抑制到外部102中的微波排放。
根据图4,流体管线104部分地填充有导电流体106,并且根据图5,流体管线甚至完全地填满了导电流体。为了禁止来自微波腔102的不期望的波传播,由传导性液体形成的内导体可以在恰当的位置处,直接(未示出)或者间接(即,借由管接头122)地与外导体电短接,即与衰减管116电短接。
通过在衰减管116内使用管接头122形式的短的导电管部段,图3至图5中显示的实施方案以适当的花费,实现了高耐腐蚀的材料的使用。优选的用于被液体润湿的管接头122的原料具有与耐腐蚀性配合的电导率(例如石墨或者导电的陶瓷)。
根据图3至图5的微波设备100的优点在于,通过流体输出管与包围的衰减管116以及供料器或者说微波腔102的型腔和/或壳体的外壁或者说壁118的短接,也有可能实现输出流体的热能的可能性。
该实施方案的另一优点在于更低的几何空间要求,并且避免了软管管线的空间中断或者说在于额外的可移动零件的省略。该布置的另一优点在于与输出热流体的兼容性,使得在上文中所示的布置中,虽然可能会形成不期望的冷凝液膜,但其同样可以经由管接头122,与外导体电短接。如果管接头122由高导热的材料制成,则其可以有助于将热量从流体管线104中排出。
图6以示意性横截面视图,图解了根据本发明的又一示例性实施方案的微波设备100,其中流体管线104中没有导电的流体106。图7图解了根据图6的微波设备100的一种状态,在该状态中,导电的流体106从微波设备100的微波腔102的内部108转移到外部110(和/或以相反的方向)。
根据图6和图7,相关于衰减结构112的额外的装置114包括导电的同轴滤波器124,用以额外的微波衰减。直观地,同轴滤波器124可以被理解为一种电子部件,其以如下方式影响由同心布置的部件“导电的流体106”——“电绝缘的流体管线104”——“导电的衰减管116”形成的、流体的同轴电缆,使得由流体的同轴电缆发出的微波辐射在微波腔102的外部110中,可以完全地或者部分地被同轴滤波器124过滤掉。
在所显示的实施方案中,同轴滤波器124与衰减结构112一体地形成并且与微波腔102的壁118一体地形成。有可能相关于衰减结构112和/或相关于壁118,单独地形成同轴滤波器124。直观地,同轴滤波器124形成衰减管116的在周向方向上对称的凸出部。所显示的同轴滤波器124完全地在微波腔102外包围流体管线104。更确切地说,在所显示的实施方案中,同轴滤波器124被设计为周向上封闭的圆盘126,其包括居中地被流体管线104穿透的中空芯128。衰减管116在同轴滤波器124的范围内中断。流体管线104的外壁由中空芯128,与同轴滤波器124的外部限制件相隔开。
虽然附图中并未显示,但装置114也可以包括用于额外的微波衰减的多个导电的同轴滤波器124。举例而言,可以沿着衰减管116的水平延伸,彼此相隔地布置多个同轴滤波器124。
因此,有利地,可以通过至少一个同轴滤波器124,完成用于通道的额外的微波衰减。更确切地说,根据图6和图7,衰减管116与同轴滤波器124一体地设计。
根据图6,在流体管线104的管腔中没有任何导电的液体106,使得衰减管116再次起效,以抑制外部110中的微波传播。
然而,根据图7,当在其横截面中(即在非导电的软管或者管内)有导电的液体形式的传导性流体106时,单独的衰减管116丧失了其足够强的微波衰减特性。在横截面上观察,产生了流体的同轴导体的构造,由此有可能沿着该传送段,传播微波能量。
对于由导电流体106形成的几何形状恒定的内导体而言,同轴滤波器124确保了维持严格的极限值,其中针对经由具有流体膜的横截面的导体而传播的微波频率的衰减,确定同轴滤波器的尺寸。
因此,随着导电流体106的电导率的提高,单独的衰减管116就丧失其足够强的微波衰减功能。直观地,衰减管116中的导电流体106成为电导体。自电导率的特定数量级开始,导体的横截面便成为决定性的尺寸。流体线可以被视为导体,其对应于所填充的管横截面的直径,由此,可以在所产生的同轴布置中传播微波辐射。可以由微波透明的并且耐溶剂或者说耐酸的材料形成流体管线104(例如PTFE、陶瓷、石英等)。
有利地,可以与待传输的媒介、所使用的软管材料、必需的通道横截面(以及由此定义的质量流量)等相匹配地选择同轴滤波器124的配置。对于这一配置,可以计算衰减管116和同轴滤波器124的长度和直径。在此,也可以考虑到所使用的材料以及待传输的媒介的介电常数,以及预期的温度。多种材料的介电常数都与温度密切相关,因此,微波辐射的波长会随温度而变化。由此,贝塞尔函数的零点也会改变。例如在给定的最低传导性下(并且由此在最大渗透深度下),为特定的工作频率,设计或者说优化同轴滤波器124与衰减管116的组合。能够以简单的形式,针对所使用的微波的频率(例如2.45GHz,可借助于磁控管产生)和空心导体的横截面积(即微波透明的管的直径),进行这种尺寸确定。这种尺寸确定可以与几何形状恒定的内导体的衰减有关。如果流体横截面始终相同,则有可能简单地设计同轴滤波器124。有利地,可以重复地实现同轴滤波器124的设计或者说配置。能够以恰当的模拟工具,使几何形状以及电导率或者说合成的渗透深度与实际应用相匹配。恰当的模拟程序例如是Ansys HFSS/CST/Comsol。
有利地,在同轴滤波器124的恰当设计下,可以确保,不会有杂散辐射或者说不会有值得重视的杂散辐射逸出。
可以将同轴滤波器124形式的轴向过滤器安置在衰减管116之前或之后,但是也可以沿着衰减管轴线,将其安置为与之垂直。因此,也可以分段式地实施整个衰减管部段。
被设计为微波炉的微波设备100具有矩形的型腔和2.45GHz的磁控管微波辐射,其例如可以配备有长度为60mm且直径为20mm的衰减管116以及作为流体管线104的内置PTFE软管。在过滤器中具有40mm空气隙的半径以及9.5mm空气隙的宽度的、与此相适应的轴向空气滤清器为排除不同的酸实现了出色的衰减效果。在这种设计下,同轴滤波器124例如可以由铝制成,其中的空气隙用作介电媒介。但是,关于这一点,也可以使用其它介电原料。这可以使同轴滤波器124在几何形状上更紧凑,因为更低的膨胀对于不变的波长而言就已足够。但是,另一方面,空气是介电常数的温度依赖性非常低的媒介。在模拟或者说设计同轴滤波器124时,优选地,也可以考虑到引导流体的管的强度和介电特性。
仅用导电流体106部分地填充输出段会改变传导性通道或者说内导体的几何形状或者说横截面。在这种不利的情况下,有可能会相关于同轴滤波器124不对称,并且衰减效果会降低。在这种不利的情况下,例如多个同轴滤波器124的组合完成补救措施。有利地,应以足够的距彼此的间距,布置这些同轴滤波器,以便禁止相互影响。过近的布置有可能会导致同轴滤波器124之间的辐射的反射和相互作用。
根据图6和图7的实施方案的优点在于提供了不间断的、微波透明且抗酸和抗溶剂的流体管线104。不需要任何复杂的密封件,并且也可以使用腐蚀性化学品作为导电的流体106(例如酸)。
图8以示意性横截面视图,图解了根据本发明的再一示例性实施方案的微波设备100,其中流体管线104中没有导电的流体106。图9图解了根据图8的微波设备100的一种状态,在该状态中,一定量的导电流体106从微波设备100的微波腔102的内部108转移到外部110,和/或以相反的流动方向转移。图10图解了根据图8的微波设备100的一种状态,在该状态中,比根据图9的状态更少量的导电的流体106在微波设备100的微波腔102的内部108与外部110之间转移。图11图解了根据图8的微波设备100的一种状态,在该状态中,比根据图9和图10的状态更大量的导电的流体106在微波设备100的微波腔102的内部108与外部110之间转移。
有利地,根据图8至图11的微波设备100包括收缩结构130,其用于在同轴滤波器124的范围内选择性地收缩流体管线104的可由流体106流经的横截面。用附图标记150,显示收缩结构130的具有最低管腔直径的最窄位置。换句话说,收缩结构130确保了,导电流体106流经的管腔在同轴滤波器124的轴向位置处比流体管线104的其它区域内更窄。如图8中显示的,收缩结构130的管腔范围内的内径d小于流体管线104的管腔的内径D(d<D)。
因此,图8至图11示出了微波设备100的一种实施方案,其包括具有同轴滤波器124和补偿段的衰减管116,其中该补偿段用于平衡由导电流体106填充流体管线104的不同填充状态。通过选择性地在同轴滤波器124的范围内提供收缩结构130,通过逐段地收缩流体管线104,完成该补偿段。
根据图8,衰减管116只有在流体管线104的管腔中没有导电流体106时,才能有效地衰减不期望地逸出的微波。
图9至图11示出了流体管线104由导电流体106填充的不同填充状态。最关键的是根据图10的工作模式,其中仅有少量的导电流体106位于流体管线104中,但导电的流体106仍形成连贯的导电连接。在同轴滤波器124的部段中的集成在流体管线104中的收缩部(参见收缩结构130)可以将导电液体的几何易变性(直径和/或轴向位移)限制在同轴滤波器124外部的区域,从而始终保证了同轴滤波器124对于微波密封性要求的有效性。
通过所描述的节流,确保了同轴滤波器124形式的轴向过滤器看到几何形状上始终相同的部段。与此同时,收缩结构130范围内的逐段变细导致提高的流速。
在导电流体106不完全地填充流体管线104时(参见图9和图10),可以在没有收缩结构130的情况下,特别地在液体试件的条件下,发生轴向位移。由此,几何形状在周向上不再正确。同轴滤波器124不再有效,因为对于旋转对称而言,产生了最佳的衰减效果。换言之,为了最佳的衰减效果,在同轴滤波器124的范围内,流体管线104的液体填充应在周向上相同。在根据图8至图11的实施方案中,这有利地通过收缩结构130,在几何形状上足够接近,甚至在仅用导电流体106微量填充流体管线104时(见图9和图10),该收缩结构也确保了,在同轴滤波器124的范围内,收缩结构130的管腔的整个横截面保持为填充有导电流体106,或者至少轴向位移通过更低的填充量,仅对轴向过滤器的过滤效率产生较小的影响。由此,甚至在所描述的关键工作模式下,也仍能确保在微波腔102的外部110中,足够有效地衰减微波辐射。
图12以示意性横截面视图,图解了根据本发明的一种优选实施方案的微波设备100,其中流体管线104中没有导电的流体106。图13图解了根据图12的微波设备100的一种状态,在该状态中,少量的导电流体106从微波设备100的微波腔102的内部108转移到外部110,和/或以相反的方向转移。图14图解了根据图12的微波设备100的一种状态,在该状态中,比根据图13的状态更大量的导电的流体106在微波设备100的微波腔102的内部108与外部110之间转移。
根据图12至图14,为了抑制外部102中由于在衰减结构112与流体管线104中的导电流体106之间形成同轴布置而产生的寄生微波排放,装置114包括导电的***件132,其选择性地在同轴滤波器124的范围内,装入到流体管线104中。如所显示的,***件132在内侧上与流经流体管线104的流体106接触。此外,***件132在外侧上被流体管线104包围,并且由此与同轴滤波器124和衰减结构112电隔离。***件132可以被设计为管接头122。举例而言,管接头122由石墨,由导电的聚合物、导电的陶瓷或导电的金属形成。因此,根据图12至图14的实施方案提供了衰减管116,其包括同轴滤波器124和***件132形式的非电接触的补偿元件。该实施方案示出了在抑制微波腔102的外部110中的不期望的微波辐射的放射或者说传播方面优异的特性。
根据图12,流体管线104中不包含任何导电的流体106,单独的衰减管126再次有效地在微波腔102的外部区域中衰减不期望的微波辐射。
根据图13和图14,在流体管线104中存在不同量的导电流体106。在内导体由传导性的液体形成的情况下,如果在同轴滤波器124的部段内,流体106的内导体横截面在几何形状上变化(特别地在直径和/或轴向位移方面),则在没有***件132的情况下,同轴滤波器124的有效性会受到影响。
不依赖于几何形状的变化,被导电流体106润湿的、***件132形式的、导电的、管状的(或者更普遍优选地旋转对称的)元件(其也可以被称为补偿元件)作为同轴滤波器124的部段中的流体管线104内的一部分,通过液体,维持对于同轴滤波器124的有效性而言必要的几何条件。
特别是在腐蚀性媒介或者说导电流体106的情况下,有利的是,导电的管状***件132作为流体管线104内的一部分存在,并且由此无需任何针对其的密封措施(例如O形环)。
优选的用于补偿元件或者说***件132的原料具有与耐腐蚀性配合的电导率(例如石墨、陶瓷等)。
特别地,通过这种***件132,也有可能以简单的方式方法,使多个流体管线104同时通过唯一的衰减管116(未示出)。
特别地,根据图12至图14的实施方案具有额外的优点,即关于要传输通过流体管线104的导电流体106支持的流动速率方面,基本上没有任何限制。
有可能针对附图中显示的实施方案进行多种修改。举例而言,流体管线106的偏离水平线的定向(例如竖直或者倾斜)也是有可能的。
要补充地指出的是,“包括”不排除任何其它元件或步骤,并且“一个”或“一种”不排除多数。另外,还要指出,参考上文中的实施方案中的一个描述的特征或步骤也可以与上文描述的其它实施方案的其它特征或步骤组合地使用。
Claims (22)
1.一种微波设备(100),包括:
微波腔(102),在所述微波腔中能发射和/或能产生微波;
至少部分电绝缘的流体管线(104),所述流体管线用于在所述微波腔(102)的内部(108)与外部(110)之间传导导电的流体(106);
至少部分导电的衰减结构(112),所述衰减结构至少逐段地包围所述流体管线(104),所述衰减结构用于在所述微波腔(102)的外部(110)中衰减微波;以及
额外的装置(114),所述装置用于抑制由于同轴布置而造成的进入所述微波腔(102)的外部(110)的微波排放,其中所述同轴布置形成在所述衰减结构(112)与位于所述流体管线(104)中的导电的流体(106)之间。
2.根据权利要求1所述的微波设备(100),其中所述流体管线(104)延伸穿过限定所述微波腔(102)的壁(118)。
3.根据权利要求1或2所述的微波设备(100),其中所述衰减结构(112)包括被所述流体管线(104)穿透的衰减管(116),所述衰减管特别地在端部侧上连接于限定所述微波腔(102)的壁(118),或者与所述壁(118)一体地形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的微波设备(100),其中所述装置(114)被设计为,逐段地中断所述流体(106)沿着所述流体管线(104)的流动。
5.根据权利要求4所述的微波设备(100),其中所述装置(114)包括滴液段(120),所述滴液段特别是竖直的,在所述滴液段处从所述流体管线(104)的第一部段(140)中逸出的流体(106)在进入所述流体管线(104)的第二部段(142)之前,能转化成一系列彼此空间上相隔的流体液滴(122),所述流体液滴特别是在竖直方向上下落的。
6.根据权利要求4或5所述的微波设备(100),其中所述装置(114)被设计为,对所述流体(106)的在所述装置(114)的范围内流经所述流体管线(104)的流动方向进行修改,所述流动方向特别是水平的,特别是修改为在所述装置(114)的范围内竖直的流动方向。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的微波设备(100),其中所述装置(114)被设计为,将沿着所述流体管线(104)流动的导电的流体(106)至少逐段地与所述衰减结构(112)电短接,特别是直接地或者间接地电短接。
8.根据权利要求7所述的微波设备(100),其中所述装置(114)包括与所述衰减结构(112)电耦合的且导电的管接头(122),所述管接头特别是高导热的,所述管接头被布置在所述流体管线(104)的第一部段(140)与第二部段(142)之间并且在导电的流体(106)流动经过所述流体管线(104)时进行与所述流体(106)的接触。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的微波设备(100),其中所述装置(114)包括导电的同轴滤波器(124),用于额外的微波衰减。
10.根据权利要求9所述的微波设备(100),其中与所述衰减结构(112)一体地设计所述同轴滤波器(124)。
11.根据权利要求9或10所述的微波设备(100),其中所述同轴滤波器(124)在所述微波腔(102)外部包围所述流体管线(104)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的微波设备(100),其中所述同轴滤波器(124)被设计为周向上封闭的圆盘(126),所述圆盘包括居中地被所述流体管线(104)穿透的中空芯(128)或者介电芯。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的微波设备(100),其中所述装置(114)包括至少一个另外的导电的同轴滤波器(124),用于额外的微波衰减,所述同轴滤波器特别是根据权利要求9至12中任一项所述的同轴滤波器。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的微波设备(100),包括收缩结构(130),所述收缩结构用于选择性地在所述同轴滤波器(124)的范围内收缩所述流体管线(104)的能由所述流体(106)流经的横截面。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的微波设备(100),包括导电的***件(132),所述***件选择性地在所述同轴滤波器(124)的范围内装入到所述流体管线(104)中。
16.根据权利要求15所述的微波设备(100),其中所述***件(132)在内侧上与流经所述流体管线(104)的流体(106)接触。
17.根据权利要求15或16所述的微波设备(100),其中所述***件(132)在外侧上被所述流体管线(104)包围,并且由此与所述同轴滤波器(124)和/或所述衰减结构(112)电隔离。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的微波设备(100),其中所述***件(132)被设计为管接头(122)。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的微波设备(100),所述微波设备被设计为下列组中的一个,所述组由微波合成反应器、微波分析仪、微波烘干炉、微波合成仪、微波消解仪、微波萃取仪、微波蒸发仪和微波干燥仪构成。
20.一种抑制微波逸出到微波设备(100)的所述微波腔(102)外部(110)的方法,所述方法是用在由至少部分电绝缘的流体管线(104)在微波腔(102)的内部(108)与外部(110)之间传导导电的流体(106)的过程中的,所述微波腔包含微波和/或产生微波,其中所述方法包括:
由所述流体管线(104),在所述微波腔(102)的内部(108)与外部(110)之间传导导电的所述流体(106);
借助于至少逐段地包围所述流体管线(104)的、导电的衰减结构(112)来衰减所述微波腔(102)的外部(110)中的微波;并且
采取额外的措施,以抑制由于同轴连接而造成的进入所述微波腔(102)的外部(110)的微波排放,其中所述同轴连接形成在所述衰减结构(112)与位于所述流体管线(104)中的导电的所述流体(106)之间。
21.根据权利要求20所述的方法,其中导电的所述流体(106)是导电的液体,特别是酸和/或盐溶液。
22.根据权利要求20或21所述的方法,包括下列特征中的一个:
导电的所述流体(106)完全填满所述流体管线(104)的横截面;
导电的所述流体(106)仅精确地部分地填充所述流体管线(104)的横截面;
在所述流体管线(104)中没有任何导电的流体。
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