เตาอบไมโครเวฟ: ประวัติ อุปกรณ์และหลักการทำงาน การควบคุมประสิทธิภาพ แง่มุมของการใช้งานอย่างปลอดภัย

ประวัติของเตาไมโครเวฟ

Percy Spencer อายุ 50 ปีเมื่อเขาทำงานเป็นวิศวกรที่ Raytheon บริษัทอุตสาหกรรมการทหารของอเมริกา ซึ่งทำงานเกี่ยวกับการผลิตอุปกรณ์เรดาร์

ในปีพ. ศ. 2488 Percy ได้ค้นพบปรากฏการณ์โดยบังเอิญซึ่งอีกสองปีต่อมาจะเป็นพื้นฐานของเตาอบไมโครเวฟเครื่องแรก: ในระหว่างการทดลองอีกครั้งกับแมกนีตรอน จู่ๆ ชิ้นช็อกโกแลตในกระเป๋าของ Spencer ก็เริ่มละลายโดยไม่ทราบสาเหตุ

แมกนีตรอน เป็นอุปกรณ์ที่ปล่อยพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาในรูปของไมโครเวฟ เดิมใช้สำหรับเทคโนโลยีเรดาร์

ปรากฎว่ารังสีความถี่สูงพิเศษ (ไมโครเวฟ) สามารถอุ่นอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ... ตั้งแต่วันที่ 8 ตุลาคม พ.ศ. 2488 Percy Spencer ได้รับสิทธิบัตรสำหรับเตาอบไมโครเวฟเครื่องแรกของโลกที่ออกแบบมาสำหรับการละลายอาหารแช่แข็งอย่างรวดเร็ว

ในปี 1947มีการสร้างเครื่องไล่ฝ้าไมโครเวฟเครื่องแรกภายใต้แบรนด์ Radarange (กล่าวได้ว่าออกจากสายการผลิตไปแล้ว) เป็นหน่วยที่มีขนาดเท่ากับตู้เย็นสมัยใหม่ขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนัก 340 กก. กำลังไฟ 3 กิโลวัตต์

การขนส่งครั้งแรกของเตาอบไมโครเวฟ Radarange สำหรับการละลายอาหารแช่แข็งถูกส่งไปยังเก้าอี้ของโรงพยาบาลทหารและเก้าอี้ของทหารอเมริกัน ตั้งแต่ปี 1949 เป็นต้นมา การผลิตเตาอบเหล่านี้จำนวนมากเริ่มขึ้น ดังนั้นใครก็ตามที่สามารถซื้อได้มีโอกาสที่จะซื้อเตาอบไมโครเวฟสำหรับการละลายน้ำแข็งในราคาเพียง 3,000 ดอลลาร์

ต้นกำเนิดของแนวคิดในการผลิตเตาไมโครเวฟในครัวเรือนสำหรับอุ่นอาหารเริ่มขึ้นเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม พ.ศ. 2498 เมื่อ บริษัท อเมริกัน Tappan Company นำเสนอเตาอบไมโครเวฟสำหรับใช้ในบ้านเครื่องแรก การผลิตเตาอบไมโครเวฟในบ้านแบบต่อเนื่องเริ่มขึ้นในปี 2505 โดย บริษัท Sharp ของญี่ปุ่น แต่ความต้องการผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนที่แปลกใหม่นั้นไม่มากนัก

ในสหภาพโซเวียต เตาอบไมโครเวฟ «ZIL», «Elektronika» และ «Maria MV» เริ่มผลิตในยุค 80 ในปี 1990 เตาอบไมโครเวฟ "Dneprianka-1" ขนาด 32 ลิตรกำลังไฟ 1.3 กิโลวัตต์ที่กำลังไมโครเวฟ 600 วัตต์ผลิตขึ้นบนแมกนีตรอน M-105-1

ดังนั้นจึงเริ่มการผลิตจำนวนมากของเตาอบไมโครเวฟในบ้าน ซึ่งช่วยให้คุณละลายอาหารได้อย่างรวดเร็ว อุ่นอาหาร และแม้แต่ปรุงอาหาร เงื่อนไขหลักคือผลิตภัณฑ์ที่วางในเตาไมโครเวฟมีน้ำ

หลักการทำงานและอุปกรณ์ของเตาอบไมโครเวฟ

สรุปได้ว่าการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงเดซิเมตรนำไปสู่การเร่งการเคลื่อนที่ของโมเลกุลไดอิเล็กตริก (น้ำ) ที่มีขั้วซึ่งมีโมเมนต์ไดโพลที่แน่นอน

เมื่อโมเลกุลถูกเร่งปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีไมโครเวฟนั่นคือสารจะดูดซับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในขณะที่อุณหภูมิของสารนี้สูงขึ้น

การดูดกลืนไดอิเล็กตริกของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในน้ำที่เหมาะสมที่สุดเกิดขึ้นที่ความถี่ 2.45 GHz ซึ่งเป็นความถี่ที่แมกนีตรอนของเตาอบไมโครเวฟสมัยใหม่ทำงานได้อย่างแม่นยำ

เมื่อเทียบกับเตาอบทั่วไป ในเตาไมโครเวฟ อาหารจะถูกทำให้ร้อนไม่เพียง แต่บนพื้นผิวเท่านั้น แต่ยังอยู่ในปริมาตรของผลิตภัณฑ์ด้วย เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะแทรกซึมเข้าไปในร่างกายที่ได้รับความร้อนที่ความลึก 1.5 ถึง 2.5 ซม. ซึ่งจะเร่งความร้อน อุณหภูมิของอาหารเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ยเท่ากับ 0.4 ° C ต่อวินาที

ในการรับรังสีไมโครเวฟที่มีความยาวคลื่นหนึ่ง ๆ จะใช้แมกนีตรอนที่มีพารามิเตอร์การออกแบบที่คำนวณเป็นพิเศษในเตาอบไมโครเวฟ รังสีที่สร้างจากแมกนีตรอนจะถูกส่งผ่านท่อนำคลื่นและเข้มข้นในห้องที่วางแผ่นความร้อนไว้

ห้องปิดด้วยประตูโลหะที่ป้องกันการแพร่กระจายของคลื่นไมโครเวฟเกินขอบเขต แมกนีตรอนใช้พลังงานแบบดั้งเดิม จากขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง (MOT) ด้วยแรงดันเอาต์พุต 2,000 โวลต์ซึ่งเพิ่มขึ้นโดยวงจรสองเท่า (ประกอบด้วยตัวเก็บประจุและไดโอด) ความร้อนของแคโทดของแมกนีตรอนนั้นมีให้โดยขดลวดทุติยภูมิพิเศษที่มีแรงดันไฟฟ้า 4 โวลต์จากหม้อแปลงเดียวกัน

วิธีการแบบคลาสสิกในการปรับลักษณะความร้อนของเตาไมโครเวฟโดยอัตโนมัตินั้นเหมือนกับที่ใช้ในเตารีดและเครื่องทำความร้อนในครัวเรือน: แมกนีตรอนจะเปิดและปิดเป็นระยะเพื่อให้พลังงานความร้อนเฉลี่ยที่ส่งไปยังห้องในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือ เท่ากับที่ผู้ใช้กำหนด

ด้านความปลอดภัยของเตาไมโครเวฟ

จากข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ ผลกระทบโดยตรงของคลื่นไมโครเวฟต่อร่างกายมนุษย์ทำให้เกิดผลกระทบจากความร้อนที่สังเกตได้ และในกรณีที่ได้รับสัมผัสเป็นเวลานาน (หรือมีกำลังมาก) อาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นและทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรงได้

ดังนั้นที่ความหนาแน่นของพลังงานไมโครเวฟประมาณ 35 mW / cm 2 คน ๆ หนึ่งจะรู้สึกร้อน การสัมผัสเป็นเวลานานที่ความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า 100 mW/cm2 ทำให้เกิดต้อกระจกและอาจนำไปสู่ภาวะมีบุตรยากชั่วคราว

ระดับความหนาแน่นของไมโครเวฟ 10 mW/cm2 ถือว่าปลอดภัย ใช้กับเตาไมโครเวฟโดยตรงตามมาตรฐานยุโรป ที่ระยะ 5 ซม. จากเตาไมโครเวฟ ระดับความหนาแน่นของพลังงานสูงสุดไม่ควรเกิน 1 mW / ตร.ซม. และที่ระยะ 50 ซม. จากเตาอบ ควร ไม่เกิน 0 .01 mW/ตร.ซม. ซม. มันเป็นมาตรฐานเหล่านี้ที่ตรงตามเตาอบไมโครเวฟสมัยใหม่ในระหว่างการผลิต

อย่างไรก็ตาม ประตูเตาอบที่เปิดอยู่จะปิดกั้นการเปิดใช้งานเสมอ นั่นคือ เตาไมโครเวฟไม่ควรทำงานโดยที่ประตูเปิดอยู่

ตอนนี้สำหรับผลกระทบของคลื่นไมโครเวฟต่อสารนำไฟฟ้า (โดยเฉพาะโลหะ) แน่นอนว่าคลื่นไม่ได้ทะลุผ่านวัตถุที่เป็นโลหะ แต่สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำในโลหะได้ รวมถึง กระแสน้ำวนซึ่งจะให้ความร้อนสูงแก่โลหะ

ด้วยเหตุนี้ คุณจะไม่สามารถอุ่นอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพในภาชนะโลหะโดยใช้เตาไมโครเวฟ เราสามารถพูดอะไรเกี่ยวกับจานที่มีรูปแบบโลหะและขอบที่ถูกทำลายได้ง่ายโดยคลื่นไมโครเวฟ (จากกระแสน้ำวน) ที่ทำให้จานเสีย