[发明专利]用于使用微波能量处理介电材料的方法和装置

权利要求书

1.一种用于加热介电预制件材料的方法，所述方法包括：

沿微波腔体的纵向轴线将所述预制件材料插入到所述微波腔体中;

向所述微波腔体供给具有这样的频率的微波功率，所述频率对应于沿所述微波腔体的所述纵向轴线的轴向波长，所述轴向波长大于所述预制件材料沿所述纵向轴线的长度；

通过所述微波功率加热所述微波腔体内的所述预制件材料；并且在加热期间，执行包括以下的步骤：

确定在所述预制件材料的表面上的一个或多个位置处的预制件材料的温度；以及

响应于所述预制件材料的温度的变化来调节微波频率，以至少在所述预制件材料的侧壁上沿所述纵向轴线实现大体上均匀的加热，基于所述温度的变化来调节所述微波频率适于保持所述微波功率的轴向波长大于所述预制件材料的长度，这对应于沿所述微波腔体的纵向轴线的大体上均匀电场和均匀加热。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述微波频率包括：保持所述微波频率与所述微波腔体的TM01模式的截止频率大体上相同。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在所述预制件材料沿所述纵向轴线具有不均匀厚度的情况下，将介电间隔件插入到所述微波腔体中邻近于所述预制件材料以增强所述大体上均匀的电场。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在所述预制件材料沿所述纵向轴线具有不均匀的厚度或形状的情况下，构建沿所述纵向轴线具有变化的腔体半径的所述微波腔体以增强所述大体上均匀的电场。

5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括：在所述预制件材料的厚度较小处增大所述腔体半径，并且在所述预制件材料的厚度较大处减小所述腔体半径。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述预制件材料的温度包括：

将两个或更多个温度传感器定位在沿所述预制件材料的长度的一个或更多个位置处；以及

通过所述两个或更多个温度传感器测量所述温度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述微波频率包括：响应于所述预制件材料的温度变化来调节所述微波频率，其引起在加热期间所述预制件材料的介电常数的变化。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，调节所述微波频率包括：随着所述预制件材料的介电常数的增大而减小所述微波频率，以保持大体上均匀的电场。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，调节所述微波频率包括：基于在加热期间所述预制件材料的温度梯度来调节所述微波频率。

10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：经由沿所述微波腔体的长度定位的至少一个环形入口来耦合所述微波功率。

11.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

在加热期间，基于在所述微波腔体中的一个或多个位置处进行的电场测量来确定电场梯度；以及

基于所述电场梯度来调节所述微波频率，以保持所述微波腔体中的所述大体上均匀的电场。

12.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：将微波扼流器定位在所述微波腔体的开口之外以减少所述微波功率从所述微波腔体的泄漏。

13.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：调节所述微波功率以将所述预制件材料的加热速率保持在预定范围内。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微波频率在2.40千兆赫兹（GHz）和2.50 GHz之间。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微波功率在100瓦特和3000瓦特之间。