EP3784004B1 - Commande d'applicateur à micro-ondes - Google Patents

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EP3784004B1
EP3784004B1 EP19192286.3A EP19192286A EP3784004B1 EP 3784004 B1 EP3784004 B1 EP 3784004B1 EP 19192286 A EP19192286 A EP 19192286A EP 3784004 B1 EP3784004 B1 EP 3784004B1
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EP
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microwave
power
product
amount
absorbed
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EP3784004C0 (fr
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Carlo Groffils
Vincent GOOVAERTS
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Meam BV
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Meam Cor BV
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    • H05B6/64Heating using microwaves
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    • H05B2206/04Heating using microwaves
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    • H05B2206/04Heating using microwaves
    • H05B2206/046Microwave drying of wood, ink, food, ceramic, sintering of ceramic, clothes, hair

Definitions

  • step f) further comprises the step of determining a temperature distribution in the product based on the image data, and wherein in step g), the applied microwave power to the product is further controlled based on a maximum, average, or minimum value of the temperature distribution in the product.
  • the method comprises the step of providing cooling water.
  • the cooling water is used in a dummy load or isolator to absorb mismatched (i.e. reflected) microwaves, thereby preventing them from bouncing back to the magnetron.
  • the cooling water is used for cooling the magnetron.
  • Using cooling water both in the isolator and for cooling the magnetron significantly improves the operation of the microwave applicator and the life expectancy of the electronics inside.
  • the microwave (MW) unit is preferably not operated without a supply of cooling water at the correct temperature of, for example, between 10°C and 30°C. This can be enforced by requiring, for example, that the magnetron will not start if the water flow is too low or if the cooling water is too hot.
  • the imaging device comprises an infrared camera.
  • the camera allows capturing image data indicative of a temperature distribution in a product which is treated in the microwave applicator.
  • the camera then provides real-time input data which can be used by the controller to adapt the power at which the microwaves are applied to the product based on the captured image data.
  • the cavity has a door which is equipped with one or more of, preferably all of, the following types of sealing: Copper alloy spring contactor for the protection for MW radiation; Teflon seal for the protection against irradiated heat; and/or Rubber seal for the air-tightness of the cavity.
  • the imaging device is a spectral imaging device.
  • the system further comprises one or more positioning blocks for supporting the product.
  • the camera allows capturing image data indicative of a temperature distribution in in a product which is treated in the microwave applicator.
  • the controller (300) of the microwave system (100) then adapts the power at which the microwaves are applied to the product based on the captured image data.
  • the microwave system (100) is equipped with an emergency stop button in the door panel of an associated electrical cabinet. After pressing it, the whole microwave system (100) shuts down, including the vacuum pump (280), and the integrated water pump and chiller (285). The alarm indicator light will be on until the emergency stop button is released and the system is reset by pushing a reset button. The emergency stop button is released by pulling the knob of the button back.
  • the upper valve (291) When the upper valve (291) is opened, the bottom of the drying vessel opens and the product falls to the collector chute. Furthermore, the product is transferred to the collection tank by opening the lower valve (292). After the discharge, the collection tank is kept under vacuum by closing the lower valve (292).
  • the applied microwave power to the product is further controlled by 1) determining a temperature distribution in the product based on the image data, and 2) a maximum, average, or minimum value of the temperature distribution in the product.

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Claims (15)

  1. Procédé destiné à appliquer un traitement par ondes hyperfréquence à un produit, le procédé comprenant les étapes suivantes :
    a) obtention d'un système à ondes hyperfréquence comprenant un applicateur d'ondes hyperfréquence (200), un dispositif d'imagerie (220), un contrôleur (300), et un générateur d'ondes hyperfréquence (400) ;
    b) mise en place du produit dans l'applicateur d'ondes hyperfréquence (200) ;
    c) génération d'ondes hyperfréquence au moyen du générateur d'ondes hyperfréquence (400) à une puissance d'ondes hyperfréquence générée prédéterminée ;
    d) acheminement des ondes hyperfréquence jusqu'au produit dans l'applicateur d'ondes hyperfréquence (200) ;
    e) soumission du produit aux ondes hyperfréquence à une puissance d'ondes hyperfréquence appliquée prédéterminée ;
    f) capture, au moyen du dispositif d'imagerie (220), de données d'image indicatives d'une distribution de température du produit ;
    g) contrôle, au moyen du contrôleur (300) et sur la base des données d'image, de la puissance d'ondes hyperfréquence appliquée au produit ;
    h) mesure d'une quantité de puissance incidente au moyen d'un wattmètre ;
    i) mesure d'une quantité de puissance réfléchie au moyen d'un wattmètre ;
    j) détermination d'une quantité de puissance d'ondes hyperfréquence absorbée par soustraction de la quantité de puissance incidente et de la quantité de puissance réfléchie ;
    k) soit
    - utilisation de la quantité de puissance d'ondes hyperfréquence absorbée comme une approximation de la quantité de puissance d'ondes hyperfréquence qui a été absorbée par le produit,
    soit
    - calcul d'une quantité de pertes de cavité, et calcul de la quantité de puissance d'ondes hyperfréquence qui a été absorbée par le produit par soustraction de la quantité de pertes de cavité de la quantité de puissance d'ondes hyperfréquence absorbée ; et
    l) contrôle, au moyen du contrôleur (300) et sur la base de la puissance d'ondes hyperfréquence qui a été absorbée par le produit, de la puissance d'ondes hyperfréquence appliquée au produit.
  2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le dispositif d'imagerie comprend une caméra infrarouge (200) .
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel l'étape b) comprend les sous-étapes suivantes :
    b1) introduction d'un ou plusieurs blocs de positionnement dans l'applicateur d'ondes hyperfréquence (200) ; et
    b2) mise en place du produit sur le ou les blocs de positionnement.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape g) comprend les étapes suivantes :
    g1) détermination, par le contrôleur et sur la base des données d'image capturées par le dispositif d'imagerie, d'une quantité de puissance d'ondes hyperfréquence générée en excès ; et
    g2) acheminement, au moyen d'un circulateur (500), de la puissance d'ondes hyperfréquence générée en excès jusqu'à une charge fictive (600).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel le produit est un produit liquide, et le procédé comprenant en outre l'étape d'agitation du produit.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel l'étape f) comprend en outre l'étape de détermination d'une distribution de température dans le produit sur la base des données d'image, et dans lequel, à l'étape g), la puissance d'ondes hyperfréquence appliquée au produit est en outre contrôlée sur la base d'une valeur maximale, moyenne ou minimale de la distribution de température dans le produit.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel, à l'étape g), la puissance d'ondes hyperfréquence appliquée est en outre contrôlée au moyen d'un limiteur de puissance qui limite la puissance d'ondes hyperfréquence appliquée maximale.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le système à ondes hyperfréquence comprend en outre un dispositif d'évacuation et de collecte (290) qui comprend une vanne supérieure (291) et une vanne inférieure (292) pour le transfert de produit ; et le procédé comprenant en outre :
    - le couplage fonctionnel du dispositif d'évacuation et de collecte à l'applicateur d'ondes hyperfréquence ;
    - le maintien des vannes supérieure et inférieure fermées pendant que le produit est traité dans l'applicateur d'ondes hyperfréquence (200) ;
    - l'ouverture de la vanne supérieure (291) quand le traitement du produit s'est terminé, ce qui permet ainsi au produit traité de tomber dans une goulotte de collecteur ;
    - après que la vanne supérieure (291) s'est ouverte, ouverture de la vanne inférieure, ce qui transfère ainsi le produit traité dans une cuve de collecte ;
    - fermeture de la vanne inférieure (292), ce qui ferme ainsi la cuve de collecte et y maintient un vide ;
    - retrait du vide de l'applicateur d'ondes hyperfréquence (200) et de la goulotte de collecteur ;
    - détachement de la cuve de collecte contenant le produit traité de l'applicateur d'ondes hyperfréquence (200) .
  9. Système à ondes hyperfréquence (100) destiné à soumettre un produit à un traitement par ondes hyperfréquence, le système comprenant un applicateur d'ondes hyperfréquence (200), un dispositif d'imagerie (220), un contrôleur (300), et un générateur d'ondes hyperfréquence (400) ;
    dans lequel le contrôleur est fonctionnellement couplé à l'applicateur d'ondes hyperfréquence (200), au dispositif d'imagerie (220), et au générateur d'ondes hyperfréquence (400) ;
    dans lequel le générateur d'ondes hyperfréquence (400) est agencé pour générer des ondes hyperfréquence à une puissance prédéterminée ;
    le système (100) étant agencé pour soumettre le produit aux ondes hyperfréquence ;
    dans lequel le dispositif d'imagerie (220) est agencé pour capturer des données d'image indicatives d'une distribution de température dans le produit ;
    dans lequel le contrôleur (300) est agencé pour adapter la puissance à laquelle les ondes hyperfréquence sont appliquées au produit sur la base des données d'image capturées ;
    caractérisé en ce que le système à ondes hyperfréquence (100) comprend un wattmètre configuré pour mesurer une quantité de puissance incidente et un wattmètre configuré pour mesurer une quantité de puissance réfléchie ; et
    dans lequel le contrôleur est configuré pour
    - déterminer une quantité de puissance d'ondes hyperfréquence absorbée par soustraction de la quantité de puissance incidente et de la quantité de puissance réfléchie ;
    - calculer une quantité de pertes de cavité et calculer la quantité de puissance d'ondes hyperfréquence qui a été absorbée par le produit en soustrayant la quantité de pertes de cavité de la quantité de puissance d'ondes hyperfréquence absorbée ; et
    - adapter la puissance à laquelle les ondes hyperfréquence sont appliquées au produit sur la base de la quantité de puissance d'ondes hyperfréquence qui a été absorbée par le produit.
  10. Système selon la revendication 9 dans lequel le dispositif d'imagerie comprend une caméra infrarouge.
  11. Système selon la revendication 9 ou 10 comprenant en outre un ou plusieurs blocs de positionnement pour supporter le produit.
  12. Système selon l'une quelconque des revendications 9 à 11 comprenant en outre un circulateur (500) et une charge fictive (600), dans lequel le contrôleur (300) est en outre configuré pour déterminer une quantité de puissance d'ondes hyperfréquence générée en excès sur la base des données d'image capturées dans le dispositif d'imagerie ; et dans lequel le circulateur (500) est configuré pour acheminer la puissance d'ondes hyperfréquence générée en excès jusqu'à une charge fictive (600).
  13. Système selon l'une quelconque des revendications 9 à 12 comprenant en outre un outil à ultrasons, un agitateur, et/ou un limiteur de puissance.
  14. Système selon l'une quelconque des revendications 9 à 13 comprenant en outre un dispositif d'évacuation et de collecte (290) ; le dispositif d'évacuation et de collecte comprenant une vanne supérieure (291) et une vanne inférieure (292) configurées pour le transfert de produit.
  15. Utilisation d'un système selon l'une quelconque des revendications 9 à 14 pour
    - le séchage d'un produit ;
    - la facilitation d'une réaction chimique ; et/ou
    - la stérilisation d'un volume.
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