JP2019120627A - マイクロ波検出部材及びマイクロ波強度分布検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロ波の強度分布を高精度で検出できる、マイクロ波検出部材及びマイクロ波強度分布検出方法を提供する。【解決手段】本発明のマイクロ波検出材は、マイクロ波非吸収性基材３０、及びマイクロ波非吸収性基材３０上に固着されている、マイクロ波変色体１０を具備しており、かつマイクロ波変色体が、マイクロ波の強度に応じて発熱する、マイクロ波吸収発熱体１４、及びマイクロ波吸収発熱体１４上に存在しており、かつマイクロ波吸収発熱体１４から伝播される熱によって不可逆的に変色する、不可逆性サーモ塗料１２を具備している、マイクロ波検出部材１００である。【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロ波検出部材及びマイクロ波強度分布検出方法に関する。

特許文献１では、温度によって変色する示温物質とマイクロ波を吸収して発熱する誘電体物質とからなることを特徴とするマイクロ波検知体が開示されている。特許文献１では、かかる示温物質として、可逆的を有する物質が採用されている。

特開昭５８−０６２５７２号公報

特許文献１でのように可逆性のサーモ塗料を採用すると、マイクロ波の照射が停止し誘電体物質の温度が低下した場合には、これに伴ってサーモ塗料の変色度合いも変化してしまい、マイクロ波の検出精度が低下する虞があった。

そこで、マイクロ波の強度分布を高精度で検出できる、マイクロ波検出部材及びマイクロ波強度分布検出方法を提供する必要性が存在する。

本発明者らは、鋭意検討したところ、以下の手段により上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記のとおりである：
〈態様１〉マイクロ波非吸収性基材、及び
上記マイクロ波非吸収性基材上に固着されている、マイクロ波変色体
を具備しており、かつ
上記マイクロ波変色体が、
マイクロ波の強度に応じて発熱する、マイクロ波吸収発熱体、及び
上記マイクロ波吸収発熱体上に存在しており、かつ上記マイクロ波吸収発熱体から伝播される熱によって不可逆的に変色する、不可逆性サーモ塗料
を具備している、
マイクロ波検出部材。
〈態様２〉態様１に記載のマイクロ波検出部材が複数個積重されている、マイクロ波検出ユニット。
〈態様３〉態様１に記載のマイクロ波検出部材又は態様２に記載のマイクロ波検出ユニットに、マイクロ波を照射すること、及び
上記マイクロ波検出部材の上記不可逆性サーモ塗料の変色に基づいて、マイクロ波の強度分布を観察すること
を含む、マイクロ波強度分布検出方法。

本発明によれば、マイクロ波の強度分布を高精度で検出できる、マイクロ波検出部材及びマイクロ波強度分布検出方法を提供することができる。

図１は、本発明のマイクロ波検出部材の概略図である。 図２は、マイクロ波非吸収性ハニカム基材及びこれを用いた本発明の別の態様のマイクロ波検出部材の概略図である。 図３は、本発明のマイクロ波検出ユニットの概略図である。 図４は、本発明のマイクロ波検出ユニットを用いたマイクロ波の強度分布の検出方法の説明図である。図４（ａ）は、マイクロ波を照射している段階を示しており、図４（ｂ）は、マイクロ波によるマイクロ波変色体の色の変化を示しており、図４（ｃ）は、図４（ｂ）で得られた色の変化から把握できるマイクロ波の立体的な強度分布である。

《マイクロ波検出部材》
本発明のマイクロ波検出部材は、図１に示すように、
マイクロ波非吸収性基材３０、及び
マイクロ波非吸収性基材３０上に固着されている、マイクロ波変色体１０
を具備しており、かつ
マイクロ波変色体１０が、
マイクロ波の強度に応じて発熱する、マイクロ波吸収発熱体１４、及び
マイクロ波吸収発熱体１４上に存在しており、かつマイクロ波吸収発熱体１４から伝播される熱によって不可逆的に変色する、不可逆性サーモ塗料１２
を具備している、マイクロ波検出部材１００である。

従来、マイクロ波の強度分布の測定手段として、マイクロ波吸収発熱体及び可逆性サーモ塗料が採用されていたが、かかる場合、マイクロ波の照射が停止し、そしてマイクロ波吸収発熱体の温度が低下した場合には、これに伴って可逆性サーモ塗料の色も変化し、その結果、マイクロ波の強度分布が正確に得られないことがあった。

これに対し、本発明者らは、上記の構成により、マイクロ波の照射が停止した場合でも、サーモ塗料の色は維持されることとなるため、その結果、マイクロ波の強度分布を高精度で検出できることを見出した。

具体的には、上記のマイクロ波検出部材にマイクロ波を照射し、次いでマイクロ波検出部材の不可逆性サーモ塗料の変色に基づいて、マイクロ波の強度分布を観察することにより、マイクロ波の強度分布を高精度で検出できる。

図１に示すように、マイクロ波変色体１０の固着は、バインダー２０によって行ってもよい。

本発明の一態様においては、図２に示すように、マイクロ波検出部材は、マイクロ波非吸収性基材として、マイクロ波非吸収性ハニカム基材３２を有するマイクロ波検出部材１０２であってよい。

以下では、本発明の各構成要素について説明する。

〈マイクロ波非吸収性基材〉
マイクロ波非吸収性基材としては、マイクロ波の吸収が小さい物質、例えばコージェライト、アルミナ等を用いることができる。

マイクロ波非吸収性基材の形状は、平板形状であってもよいが、ハニカム形状であることが好ましい。マイクロ波非吸収性基材がハニカム形状である場合には、マイクロ波非吸収性基材の使用量が少なくなりかつマイクロ波非吸収性基材の内部の気孔率が高められ、それによって、マイクロ波の波長のマイクロ波非吸収性基材による変化が抑制されると考えられる。

〈マイクロ波変色体〉
マイクロ波変色体は、マイクロ波非吸収性材上に固着されている、マイクロ波変色体である。このマイクロ波変色体は、マイクロ波吸収発熱体及び不可逆性サーモ塗料を具備している。

（マイクロ波吸収発熱体）
マイクロ波吸収発熱体は、マイクロ波の強度に応じて発熱するマイクロ波吸収発熱体である。

マイクロ波の強度としては、マイクロ波に起因する電界及び磁界の強度であってよい。

電界の強度により発熱するマイクロ波吸収発熱体としては、ＳｉＣ繊維、及びこれと同等の誘電損失を有する種々の誘電体を用いることができる。

磁界の強度により発熱するマイクロ波吸収発熱体としては、磁界の存在によって磁気損失を生じる強磁性体、例えばＮｉ系フェライト等を用いることができる。

（不可逆性サーモ塗料）
不可逆性サーモ塗料は、マイクロ波吸収発熱体上に存在しており、マイクロ波吸収発熱体から伝播される熱によって不可逆的に変色する不可逆性サーモ塗料である。

かかる不可逆性サーモ塗料としては、株式会社内外コーポレーションより「サーモペイント」の呼称で入手可能な不可逆性サーモ塗料を用いることができる。かかる不可逆性サーモ塗料を、単独で用いてもよく、又は変色域の異なる不可逆性サーモ塗料を混合させて用いてもよい。

〈バインダー〉
バインダーとしては、例えばシリコン油、シリカゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾル、及び硝酸アルミニウム、並びにこれらの組合せ等を用いることができる。

《マイクロ波検出部材の製造方法》
本発明のマイクロ波検出部材は、例えばマイクロ波変色体を作製すること、及びマイクロ波非吸収性基材上にマイクロ波変色体を固着させることを含む方法により製造することができる。

マイクロ波変色体の作成は、例えばマイクロ波吸収発熱体と不可逆性サーモ塗料とを混合することにより行うことができる。

マイクロ波変色体の固着は、例えばマイクロ波変色体に溶媒及びバインダーを混合させてスラリー化させ、ここにマイクロ波非吸収性基材を浸漬させ、そして乾燥させることにより行うことができる。

《マイクロ波検出ユニット》
図３に示すように、マイクロ波検出ユニット２００は、上記のマイクロ波検出部材１０２が複数個積重されている。かかる構成によれば、マイクロ波の強度分布を立体的に評価することができる。このことを、以下で説明する。

図４（ａ）に示すように、マイクロ波検出ユニット２００にマイクロ波５０を照射すると、マイクロ波検出ユニット２００を構成する各マイクロ波検出部材１０２のマイクロ波変色体がマイクロ波の強度に応じて変色する。

マイクロ波の照射を停止させ、図４（ｂ）に示すように、マイクロ波検出ユニットをマイクロ波検出部材へと分解した後においても、マイクロ波の強度に応じた変色が不可逆性サーモ塗料により維持されている。したがって、各マイクロ波検出部材の変色部分２５０を観察することにより、各マイクロ波検出部材におけるマイクロ波の強度を把握できることとなり、その結果、図４（ｃ）に示すようにマイクロ波の強度分布を立体的に把握できることとなる。

《マイクロ波強度分布検出方法》
上記で言及したように、本発明のマイクロ波強度分布検出方法は、
上記のマイクロ波検出部材又は上記のマイクロ波検出ユニットに、マイクロ波を照射すること、及び
マイクロ波検出部材の不可逆性サーモ塗料の変色に基づいて、マイクロ波の強度分布を観察すること
を含む、マイクロ波強度分布検出方法である。

１０ マイクロ波変色体
１２ 不可逆性サーモ塗料
１４ マイクロ波吸収発熱体
２０ バインダー
３０ マイクロ波非吸収性基材
３２ マイクロ波非吸収性ハニカム基材
５０ マイクロ波
１００ マイクロ波検出材
１０２ マイクロ波非吸収性ハニカム基材を有するマイクロ波検出材
２００ マイクロ波検出ユニット
２５０ マイクロ波による変色部分

Claims (3)

1. マイクロ波非吸収性基材、及び
   前記マイクロ波非吸収性基材上に固着されている、マイクロ波変色体
   を具備しており、かつ
   前記マイクロ波変色体が、
   マイクロ波の強度に応じて発熱する、マイクロ波吸収発熱体、及び
   前記マイクロ波吸収発熱体上に存在しており、かつ前記マイクロ波吸収発熱体から伝播される熱によって不可逆的に変色する、不可逆性サーモ塗料
   を具備している、
   マイクロ波検出部材。
2. 請求項１に記載のマイクロ波検出部材が複数個積重されている、マイクロ波検出ユニット。
3. 請求項１に記載のマイクロ波検出部材又は請求項２に記載のマイクロ波検出ユニットに、マイクロ波を照射すること、及び
   前記マイクロ波検出部材の前記不可逆性サーモ塗料の変色に基づいて、マイクロ波の強度分布を観察すること
   を含む、マイクロ波強度分布検出方法。