本發(fā)明涉及用于進(jìn)行各種材料的水分和揮發(fā)物含量的干燥損失分析的儀器。

背景技術(shù)：

測量材料的水分含量或揮發(fā)物含量或兩者在許多情況下是必須的、有價值的、頻繁的且重復(fù)的工作。

例如，在制造業(yè)背景下，樣品的揮發(fā)物含量的測量可能是質(zhì)量控制程序中重要的步驟。如果進(jìn)行分析的時間長，則質(zhì)量差的樣品可能在數(shù)小時或數(shù)天不會被檢測到。在這種情況下，制造工廠可能在進(jìn)行試驗所需要的整個時間內(nèi)已經(jīng)繼續(xù)生產(chǎn)了低質(zhì)量的產(chǎn)品。因此，在質(zhì)量問題被發(fā)現(xiàn)之前可能已經(jīng)生產(chǎn)了大量的質(zhì)量差的材料。這種滯后經(jīng)常導(dǎo)致成本超支且制造延遲，這是由于質(zhì)量差的產(chǎn)品可能需要處理且制造過程必須重新開始。

采用最簡單的形式，確定揮發(fā)物或水分含量由以下步驟組成：對材料的代表樣品進(jìn)行稱重、干燥材料、然后重新對材料進(jìn)行稱重以查明干燥損失以及隨之查明樣品的原本的揮發(fā)物含量。經(jīng)常用于該工作的對流的熱空氣烤箱能夠相對慢地使樣品達(dá)到“烤干(oven-dry)”平衡。該裝置工作成本高，這是因為它們無效率地消耗能量。這些問題減少了為揮發(fā)物分析而使用熱空氣裝置的使用率。

使用微波能源干燥一定的物質(zhì)以確定揮發(fā)物或水分的含量通常是便利且精確的。術(shù)語“微波”指波長在大約一毫米(1mm)和一米(1m)之間的大約300兆赫(MHz)和300000兆赫之間的電磁頻譜的部分。這些理所當(dāng)然是任意的邊界，但是有助于量化落入紅外線(IR)射線的頻率以下和這些頻率以上的被稱為射頻的微波。類似地，基于頻率與波長之間的公認(rèn)的倒數(shù)關(guān)系，微波的波長比紅外線射線的波長長，但是微波的波長比射頻的波長短。另外，具有微處理器的微波儀器能夠監(jiān)視樣品的干燥曲線(相對于時間的重量損失)并且能夠基于干燥曲線的最初部分預(yù)測最終干燥后的重量(以及原本的水分含量)。對于包含游離水的樣品來說，可以在大約一分鐘至三分鐘內(nèi)完成這種分析。

更重要地，微波干燥以測量水分含量通常比等效的熱空氣法快。然而，在微波與各材料的相互作用、潛在地導(dǎo)致對不同樣品的不均勻加熱的特性以及相關(guān)的問題方面微波是有選擇性的。采用不同的方式來說明，微波趨于與特定材料相互作用(這在某些情況下是明顯有利的)的快速方式能夠?qū)ζ渌牧线M(jìn)行次級加熱(這是不利的)(至少用于揮發(fā)物或水分測量的目的)。

另外，微波與材料以已知的“耦合(coupling)”、即材料(“裝料”)與微波射線響應(yīng)的方式相互作用。一些材料與微波能量不能進(jìn)行良好地耦合，使得干燥或其它揮發(fā)物移除技術(shù)困難或不精確。在其它材料的水分含量或其它微波響應(yīng)材料(例如，乙醇和其它極性溶劑)的含量高的情況下，該其它材料耦合良好。然而，隨著它們在微波的影響下干燥，它們耦合越來越?jīng)]有效率；即、裝料變化了。結(jié)果，作用于樣品上的微波的作用變得幾乎不能令人滿意且更難以控制。相應(yīng)地，樣品則趨于燃燒而非干燥，或者以某些其它不期望的方式降解。理所當(dāng)然地，這兩種情況趨于產(chǎn)生不令人滿意的結(jié)果。

作為另一因素，諸如“松馳(loose)”水(即，不與任何化合物和結(jié)晶結(jié)合)的揮發(fā)物快速地響應(yīng)微波射線，而“結(jié)合”水(即、諸如一水碳酸鈉，Na₂CO₃·H₂O的化合物中水合的水)和無極性揮發(fā)物(例如，低分子量碳?xì)浠衔锖拖嚓P(guān)的化合物)典型地對微波射線反應(yīng)遲鈍。代替地，必須熱逐出這些結(jié)合水或其它揮發(fā)物；即，從周圍傳導(dǎo)熱。

因而，當(dāng)樣品包含與微波響應(yīng)的其它材料的情況下微波能夠有助于從樣品移除結(jié)合水。在這些情況下，在微波響應(yīng)材料中(或通過微波響應(yīng)材料)產(chǎn)生的次級熱能夠有助于釋放結(jié)合水。然而，微波射線的性質(zhì)是并非所有這些材料或周圍環(huán)境可以在暴露于微波的情況下被加熱。因而，與更傳統(tǒng)的加熱方法相比，使用微波的干燥損失測量在確定結(jié)合水方面典型地幾乎不能令人滿意。

為了利用不能容易地吸收微波或與微波耦合的樣品的微波耦合的速度，已經(jīng)采用如下的技術(shù)，其中將樣品置于吸收微波和響應(yīng)于那些微波而變熱的材料(經(jīng)常被稱為基座)上。美國專利No.4681996是一個這種技術(shù)的示例。如此處闡述地，目標(biāo)是采用熱響應(yīng)材料以傳導(dǎo)加熱樣品來釋放結(jié)合水。理論上，因為被加熱的材料加熱樣品以移除結(jié)合水同時游離水響應(yīng)于微波的直接作用而被其移除，因此獲得了真正的協(xié)同作用。

然而，在實際實踐過程中，基座技術(shù)極少成功。作為一個缺點，必要的基座經(jīng)常是在響應(yīng)于微波的溫度方面受到自身限制的，而不同的組合物要求獲得不同的期望溫度。

作為另一缺點，基座的溫度響應(yīng)的可預(yù)測性是不確定的。如對含量分析熟悉的那些技術(shù)人員所知地，某些標(biāo)準(zhǔn)干燥試驗是基于將樣品加熱到特定的溫度且在特定的時間將樣品維持在該特定的溫度。假設(shè)試驗是在特定的條件下進(jìn)行的，則在這些條件下的重量損失提供了有用的且期望的信息。因而，缺少這種溫度控制，微波技術(shù)可能對這種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議幾乎沒有吸引。

作為另一缺點，基座可能趨于不均勻地加熱樣品。例如，在許多情況下，樣品的與基座直接接觸的部分可能變得比不與樣品進(jìn)行這種直接接觸的部分更暖和。這種不均勻的溫度可能導(dǎo)致結(jié)合水分不完全的移除以及干燥損失分析不準(zhǔn)確。

在某些情況下可以通過對樣品施加紅外線射線來移除結(jié)合水。紅外線射線通過將樣品的溫度提高到克服了水分子結(jié)合的活化能量的程度而在逐出結(jié)合水(以及任何游離水)方面是成功的。對于許多樣品，紅外線干燥還快于烤干。而且，紅外線射線與微波相比趨于相對慢地加熱包含水分的樣品。此外，紅外線射線典型地加熱材料的表面(或表面附近)，隨后熱向內(nèi)傳導(dǎo)；并且典型地耗費(fèi)時間來實現(xiàn)傳導(dǎo)。然而，紅外線射線將幾乎所有材料都加熱到一定程度，因而其對于不能與微波耦合的材料具有優(yōu)點。

僅使用兩個裝置(例如，一個微波及一個紅外線)來移除兩種揮發(fā)物不能提供對該問題的令人滿意的解決方案，這是因為在裝置之間移動樣品典型地至少導(dǎo)致一定程度的冷卻、一定程度的時間(效率)的損耗、潛在地重新奪得水分(在物理和化學(xué)平衡條件下)以及結(jié)果測量的實驗不確定性(準(zhǔn)確性和精確性)的增大。此外，如果將樣品從在微波腔中的第一天平移動到暴露于紅外線射線的第二(單獨的)天平，則第一平衡的皮重(tare)對于第二天平的使用將是沒有意義的。

美國專利No.7581876成功地解決了多個這種問題。如此處闡述地，本發(fā)明進(jìn)一步提高了加熱效率和溫度測量的準(zhǔn)確性兩者。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在第一方面，本發(fā)明是如下的揮發(fā)物含量分析儀器，其包括腔和天平，天平的至少天平盤(或平臺)在腔中。紅外線源被定位成將紅外線射線引導(dǎo)到腔中，透鏡在該紅外線源和該天平盤之間，用于更有效率地將紅外線射線引導(dǎo)到天平盤上的樣品。

此處使用的術(shù)語“透鏡”涉及引導(dǎo)或聚集包括諸如紅外線射線或微波射線而非可見光的頻率(波長)的部件或裝置。此處所說明和聲明的反射準(zhǔn)直儀落入該字典定義的范圍內(nèi)。

在另一方面，本發(fā)明是如下的揮發(fā)物含量分析儀器，其包括腔和被定位成產(chǎn)生頻率與紅外線頻率不同的微波并將該微波引導(dǎo)到腔中的微波源。包括天平，天平的至少天平盤(或平臺)在腔中。紅外線源被定位成產(chǎn)生頻率與微波源產(chǎn)生的微波頻率不同的紅外線射線并將該紅外線射線引導(dǎo)到腔中。透鏡被定位在紅外線源和天平盤之間，用于更有效率地將紅外線射線引導(dǎo)到天平盤上的樣品。透鏡具有阻止源產(chǎn)生的且被引導(dǎo)到腔的頻率的微波離開腔的尺寸。

在另一方面，本發(fā)明是干燥損失含量測量的方法。在本方面，本發(fā)明包括如下步驟：朝向包含揮發(fā)物的樣品準(zhǔn)直紅外線射線以及同時向同一樣品傳播微波頻率。

在又一方面，本發(fā)明是組合的紅外線準(zhǔn)直儀和微波衰減器。該準(zhǔn)直儀由多個鄰接的單元形成，該多個鄰接的單元兩端開口并且定向成各單元的兩開口端實質(zhì)彼此平行地大致彼此對齊。單元的內(nèi)壁具有足夠鏡面化以反射紅外線頻率的電磁射線的表面；單元具有足夠使微波頻率范圍內(nèi)的電磁射線衰減的長度與開口比率。

基于參照所附的附圖的如下的詳細(xì)說明，本發(fā)明的前述和其它目的及優(yōu)點以及實現(xiàn)上述目的和優(yōu)點的方式將變得更明顯。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的儀器的主視圖。

圖2是圖1的儀器的前視立體圖，該儀器被打開以示出腔部和天平盤(balance pan)。

圖3是圖2的處于打開狀態(tài)的儀器的后視立體圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的儀器的側(cè)視圖。

圖5是與圖4對應(yīng)的側(cè)視圖，但是該儀器處于打開狀態(tài)。

圖6是處于關(guān)閉取向的儀器的后視圖。

圖7是儀器的內(nèi)部的部分截面、局部立體圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的儀器的與圖7垂直地取向的局部立體、部分截面圖。

圖9是儀器的與圖12垂直的正截面圖。

圖10是儀器的內(nèi)部的一部分的放大圖，其示出了紅外線溫度傳感器。

圖11是根據(jù)本發(fā)明的準(zhǔn)直儀(collimator)的單獨放大圖。

圖12是與圖9的截面垂直地截取的截面圖。

具體實施方式

圖1是概括地被指定為20的、根據(jù)本發(fā)明的儀器的立體圖。圖1示出了上殼體21、下殼體22和被示出為觸摸屏形式的輸入/輸出控制部23。閂鎖24是上殼體21的一部分，并且如此處進(jìn)一步說明地，該閂鎖24允許訪問圖示的本實施方式的紅外線燈。

圖2以局部立體圖的形式示出了儀器20，殼體繞著鉸鏈18打開以示出儀器20的內(nèi)部的各部分。特別地，圖2示出了腔25和腔底板27，腔25采用上部特別成形的室的形式。儀器20包括天平，將參照其它附圖說明該天平的更多細(xì)節(jié)，天平至少具有在腔25中位于腔底板27正上方的天平盤30。

圖3是儀器20的后視圖，其示出了處于打開位置的上殼體。圖3示出了包括上殼體21和下殼體22的多個與其它圖相同的部件。圖3還示出了多個網(wǎng)絡(luò)連接器46和多個基座腳部15，儀器20的下殼體22和其余部件置于多個基座腳部15上。圖3還示出了啟閉開關(guān)16與用于電源線的插頭17一起能夠位于儀器20的后側(cè)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員不用通過過多的實驗就能夠選擇該網(wǎng)絡(luò)連接器，但是儀器和處理器在大多數(shù)情況下符合以太網(wǎng)連接或者802.11無線傳輸(“WiFi”)或短范圍射頻連接，對于該短范圍射頻連接，2.4吉赫標(biāo)準(zhǔn)(“藍(lán)牙”)被廣泛接受和使用。而且，這些選擇是示例性的而非限制性的。

圖3還示出了與在其它附圖中示出的腔25連接的排氣彎管28，該排氣彎管28用于吸取在加熱過程中來自腔的揮發(fā)氣體和水蒸汽。

圖4是儀器20的側(cè)視圖，其示出了多個與圖1至圖3中相同的部件，圖4還示出了通風(fēng)口29以及在通風(fēng)口29附近的打印機(jī)38。打印機(jī)38具有門39，門39能夠翻下使得能夠根據(jù)期望或需要添加紙卷。

圖5具有與圖4相同的取向，但是圖5示出了處于打開位置的儀器。因此圖5示出了天平盤30和腔底板27。

圖6是儀器20的后視圖，其示出了與圖3相同的部件，但是圖6中的儀器處于關(guān)閉位置。

盡管主要期望腔使用微波技術(shù)，但是獨立于微波的使用，腔使用紅外線射線也具有優(yōu)點。作為一個優(yōu)點，腔為樣品提供了規(guī)定的熱環(huán)境，因而提高了加熱效率。作為另一個優(yōu)點，當(dāng)腔由反射紅外線射線的材料(典型地諸如金屬)制成的情況下，腔同樣增強(qiáng)了整體加熱效率。作為又一個優(yōu)點，當(dāng)使用即使小的氣流也能夠?qū)е洛e誤或不準(zhǔn)確讀數(shù)的靈敏的天平的情況下，諸如在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6521876中說明地，腔提供了針對外部空氣運(yùn)動的防護(hù)并且還提高了稱重步驟的準(zhǔn)確性和精確性，因而提高了整體效率。

當(dāng)還在儀器中使用微波的情況下，腔提供了針對微波的不期望地傳播到儀器的外側(cè)的期望的防護(hù)，一些腔的設(shè)計有助于支持源所產(chǎn)生的頻率中的一個或多個頻率的單一模式的微波射線。盡管如此，對于微波目的關(guān)于微波射線進(jìn)入或離開封閉的腔結(jié)果通常是對可見光和紅外線頻率也是不傳導(dǎo)的，而在雙源儀器中必須對可見光或紅外線頻率提供一定程度的開放。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的儀器20的部分截面、局部立體圖。圖7示出了與圖1和圖2相同的部件，但是具有更多的內(nèi)部細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解除了在具有特別的大小和形狀的外部殼體中裝配在一起的部分以外多數(shù)的內(nèi)部細(xì)節(jié)是易懂的而不需要在此進(jìn)行詳細(xì)說明。這就是說，一對紅外線燈54(圖9)位于上殼體21的頂部附近并且被典型地(并非必須)由金屬形成的、典型地具有高反射面的紅外線反射器31覆蓋。在這些特征之中，反射面以及能夠緊挨著紅外線燈54在功能上是最重要的，可以并入諸如陶瓷或工程聚合物的其它材料，只要它們能夠承受由燈產(chǎn)生的環(huán)境熱并且還不會與燈的功能、或者儀器的其它部分或動作產(chǎn)生干涉。

以蜂巢狀的準(zhǔn)直儀32示出的透鏡位于燈54和天平盤30之間的腔25的上壁。透鏡32用于將紅外線射線更有效率地引導(dǎo)于(或引導(dǎo)到)天平盤30的位置而不是簡單地使腔灌滿紅外線射線。以這種方式聚集紅外線射線至少具有數(shù)個優(yōu)點，包括但不必限于更有效率地加熱樣品(因而使用較少的能源)并且當(dāng)使用紅外線熱傳感器(例如55；圖9)進(jìn)行溫度控制的情況下使得任何干擾最小化或被消除。

重復(fù)最重要的點(salient point)，此處使用的術(shù)語“透鏡”涉及引導(dǎo)或聚集包括諸如紅外線射線或微波射線而非可見光的頻率(波長)的射線的部件或裝置。此處所說明和聲明的反射準(zhǔn)直儀落入該字典定義的范圍內(nèi)。

圖7還示出了在圖示的實施方式中為磁控管而且(基于成本和其它因素)可以包括速調(diào)管或IMPATT二極管的微波源33。天線34將微波投射到波導(dǎo)35中并且微波從波導(dǎo)35進(jìn)入到腔25中。電力供給部36向微波源33提供電力并且如果必要通過一個或多個風(fēng)扇40、41冷卻儀器20的這些部分。轉(zhuǎn)換電力供給部(例如，共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6288379)能夠提供額外的精確度和控制。

作為一些附加的細(xì)節(jié)，圖7示出了平衡盤30采用了將支撐剛性或半剛性樣品盤的開口框架的形式、即天平盤自身不需要是實心的平面體。天平盤30由軸42支撐。

在包括該圖示的實施方式的大多數(shù)實施方式中，天平44是應(yīng)變計型的測力計(load cell)，但是這是示例性的而非對本發(fā)明的限制。如果機(jī)械稱準(zhǔn)確、精確、可靠并且被適當(dāng)?shù)匦?zhǔn)和維護(hù)，則機(jī)械稱也是可接受的。操作方法能夠涉及使用重量平衡機(jī)構(gòu)或檢測由機(jī)械桿產(chǎn)生的力。

以45示出了處理器及其相關(guān)的電子器件。處理器與天平、紅外線源54、微波源33、溫度傳感器55和輸入/輸入控制部33通信。以47示出了觸屏輸入部23的電子器件。圖7還示出了諸如在儀器下側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)底板53、在觸屏23下方的柵格50和在電力供給部36上方的柵格51的遍布儀器的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。如紅外線燈54附近的散熱片57(圖8)那樣，在磁控管33上的多個散熱片52有助于減少熱積聚。

圖8是儀器20的另一局部立體、部分截面圖。圖8示出了許多與圖1至圖3相同的部件，但是特別地示例了反射器31、圖示為一對紅外線燈的紅外線源54和圖示為紅外線檢測器55的溫度傳感器。如圖8示出地，檢測器55聚焦于樣品盤30，進(jìn)而在使用過程中聚焦于樣品。紅外線檢測器55與處理器45通信，使得能夠在進(jìn)行干燥時考慮盤30上的樣品的溫度。圖8還示出了位于下殼體22的后側(cè)附近的啟閉開關(guān)56。

圖9是與圖12的縱向視圖大致垂直的截面圖。圖9包括許多與之前的附圖相同的元件，而且也示出了紅外線燈54、紅外線反射器31、多個散熱片57和紅外線檢測器55的各部分的細(xì)節(jié)，在圖10中更詳細(xì)地示出了紅外線檢測器55。在圖9中示出的紅外線檢測器55的各部分包括安裝部60和軸環(huán)(collar)61。圖9還概括地示出了燈電子器件62的各部分以及處理器和天平電子器件63的各部分。

出于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分理解的原因，紅外線溫度檢測器55被定位成面向天平盤30上的樣品。特別地，檢測器的性質(zhì)和從檢測器到源(在該情況下為加熱后的樣品)的距離有助于提高來自這些檢測器的結(jié)果的效率和精確度，并且這些因素同樣地在本領(lǐng)域中能獲得充分的理解。

處理器45與紅外線源燈54、微波源33和溫度檢測器55通信，使得對樣品施加的射線(紅外線或微波或紅外線和微波兩者)能夠響應(yīng)于檢測到的溫度而適度。這種溫度檢測和響應(yīng)提供了對樣品加熱的精確控制，并且有助于將溫度保持在逐出水分和其它揮發(fā)物而不會導(dǎo)致不期望的分解(基于所測量的該樣品的重量變化該分解可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的結(jié)果)的范圍內(nèi)。

圖10是大致沿著圖9中的部分10-10截取的切除立體圖。圖10以更詳細(xì)的方式示出了紅外線檢測器55，特別地示出了軸環(huán)61和引導(dǎo)來自腔25的紅外線射線以將其反射到殼體65內(nèi)的檢測器二極管(未示出)的鏡子65。

圖11是根據(jù)本發(fā)明的準(zhǔn)直儀32的獨立的立體圖。在圖示的實施方式中，該實施方式被發(fā)現(xiàn)是有利的，準(zhǔn)直儀由框架66和在由框架66限定的邊界內(nèi)的多個較小的六邊形形狀的開口單元67形成。因為準(zhǔn)直儀用于兩個功能，所以其被設(shè)計制造且成比例地尺寸化以滿足兩個功能。作為第一個功能，準(zhǔn)直儀將來自燈54和反射器31的紅外線射線再引導(dǎo)(或者更近地引導(dǎo))到腔25的將用于定位樣品的部分。在圖示的實施方式中，該位置主要由天平盤30限定。

因此，單元67的大小(長度和寬度)、它們的表面和制造它們的材料全部必須與它們的紅外線射線的相關(guān)功能相符合。

然而，作為并存的功能，準(zhǔn)直儀必須阻止具有源33所產(chǎn)生的各頻率的微波能量離開腔25。因此，單元67的大小和材料必須也滿足該功能。該功能被稱為衰減作用，并且具有該功能的部件被非正式地稱作扼流器(choke)。為了用作扼流器，開口結(jié)構(gòu)的長度(較長的尺寸)必須超過該結(jié)構(gòu)的直徑(或開口面積)規(guī)定的比例數(shù)。除了注意采用筒狀形式的衰減器應(yīng)當(dāng)具有小于所傳播的波長(λ)的直徑和所傳播的波長的至少四分之一的長度，這種衰減器的使用和尺寸化在本領(lǐng)域中能獲得充分的理解并且不需要在此處詳細(xì)地討論了。

因此，單元67在兩端處開口、單獨地豎放，并且被取向為多個單元中的每一個單元的開口端實質(zhì)彼此平行地大致對齊。單元67的內(nèi)壁68具有足夠鏡面化(specular)以反射紅外線頻率中的電磁射線的表面，并且單元67具有使微波頻率范圍內(nèi)的電磁射線足夠衰減的長度與開口比率。

作為相關(guān)的紅外線源的示例，石英鹵素?zé)舭l(fā)射主要處于大約3.5微米(μm)的波長且鎢燈發(fā)射主要處于大約2.5μm的波長。能夠?qū)z測器55選擇或設(shè)計成在特定范圍內(nèi)最敏感。在示例性實施方式中，檢測器55測量來自樣品的處于大約8μm-15μm的范圍的射線。憑借這種選擇，紅外線源的頻率(或?qū)?yīng)的波長)與微波頻率和紅外線檢測器頻率兩者均不同，因而增強(qiáng)了溫度測量的準(zhǔn)確性和精確性，進(jìn)而增強(qiáng)了反饋控制的準(zhǔn)確性和精確性。

采用這種方式所表述的內(nèi)壁面68將反射波長在大約1微米(μm)和1毫米(mm)之間的紅外線射線，并且單元67將使波長在大約1mm和1米之間的微波射線衰減。在大多數(shù)情況下，組合的準(zhǔn)直儀和衰減儀具有由金屬形成的單元。

要注意，理所當(dāng)然為了微波衰減的目的，單元壁68不需要是鏡面的，而為了準(zhǔn)直的目的，單元67不需要滿足微波衰減率。因而，對于這兩個目的，這些功能的組合提供了如果單獨設(shè)置衰減器或紅外線準(zhǔn)直儀都不能提供的不可預(yù)料的有益效果。

此處說明的儀器典型地被設(shè)計成基于美國或其它地區(qū)的電磁射線的規(guī)定而工作在S頻帶(2吉赫-4吉赫；7.5毫米-15毫米)?；诖耍趫D示的實施方式中，整個框架具有大約14厘米乘大約12厘米的尺寸并且六邊形開口跨過大約0.9厘米且大約1厘米長。在某種意義上，如果滿足紅外線射線和微波衰減的成比例的要求，則能夠基于可用的空間、燈的大小和位置以及傳播到腔內(nèi)的微波頻率選擇不同的大小。

圖12是縱向穿過儀器的整體截面圖并且示出了圖7中的一切以及數(shù)個其它部件。特別地，圖12示出了安裝于小轉(zhuǎn)動軸71的微波攪動葉片70。圖12還提供了對腔25的可以與共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6521876中記載的形狀相同或相似的形狀的良好的圖示，該美國專利No.6521876的內(nèi)容通過引用全部合并于此。

在本發(fā)明的另一方面中包括干燥損失含量的測量方法，在該方法中使紅外線射線朝向包含揮發(fā)物的樣品準(zhǔn)直的同時將微波頻率一并傳播到同一樣品。在該方法中，使得用于干燥樣品的紅外線射線準(zhǔn)直的準(zhǔn)直儀使微波衰減?；诖?，微波衰減儀具有使正在傳播的微波頻率衰減所要求的成比例的尺寸。

作為干燥損失技術(shù)的基礎(chǔ)，該方法還包括在準(zhǔn)直步驟或微波傳播步驟開始之前對樣品稱重的步驟，還在加熱和微波步驟過程中進(jìn)行稱重。采用這種方法，能夠完全干燥樣品，而當(dāng)在完成干燥之后進(jìn)行稱重步驟，則能夠容易地計算材料中的揮發(fā)物的百分比。

然而，如對微波技術(shù)熟悉的技術(shù)人員意識到地，在許多情況下，在加熱過程中水分和揮發(fā)物的損失將快速地呈現(xiàn)漸進(jìn)曲線，基于該漸近線當(dāng)在干燥過程中進(jìn)行數(shù)次(兩次或三次經(jīng)常就足夠了)測量就能夠計算出端點(即，數(shù)學(xué)上代表完全干燥的樣品)。儀器所包括的處理器也能夠提供該功能；參見美國專利No.4457632。

在附圖和說明書中，已經(jīng)闡述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，盡管已經(jīng)采用了特定的術(shù)語，但是它們是以通用且說明性的方式被使用的而非用作限制的目的，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書進(jìn)行限定。