Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[12]

До сих пор мы рассматривали только негативное влияние микроволнового излучения на биологические объекты. Это может создать у читателя однобокое представление о предмете. Попробуем выровнять чашу весов, отметив некоторые преимущества приготовления пищи в микроволновой печи.

Поскольку микроволновое излучение обеспечивает очень быстрое приготовление пищи и нагрев ее происходит изнутри, уменьшается разрушение содержащихся в продуктах витаминов. В таблице 1.2 приведены примеры степени сохранения полезных витаминов и сравнение с другими способами приготовления пищи.

Таблица 1.2

Продукты

Витамины

В сыром виде

Микроволновая печь

Обжаривание

Кипячение

Электрическая печь

Капуста

Сладкий картофель

Печеные яблоки

Бифштекс

Печеная свинина

Углубленные лабораторные исследования показали, что микроволновое излучение обладает стерилизующим действием в отношении стафилококков, кишечных палочек и других микроорганизмов. Причина этого эффекта заключается в том, что температура внутри продуктов возрастает очень быстро при одновременном диэлектрическом нагреве протеинов микроорганизмов. Происходит так называемый "тепловой удар", отправляющий микроорганизмы в нокаут. В качестве иллюстрации на рис. 1.33 показано сравнение стерилизующего воздействия обычного и микроволнового нагрева на возбудителей сенной лихорадки.

Степень выживания, %

Обычное приготовление пищи Микроволновый нагрев

100150200

Длительность нагрева, сек.

Рис. 1.33. Степень выживания возбудителей сенной лихорадки при обработке продуктов обычным способом и с помощью микроволнового нагрева

Как легко видеть из рисунка, эффект стерилизации при использовании микроволнового излучения в сотни раз выше, чем при обычных способах приготовления пищи.


2. Анатомия микроволновой печи

Прежде чем перейти к содержанию новой главы, коротко рассмотрим ее структуру и мотивы именно такого изложения материала. В настоящее время количество названий микроволновых печей измеряется сотнями и постоянно появляются новые модели. Поэтому в рамках одной книги невозможно подробно описать работу всех существующих микроволновых печей. Кроме того, в этом нет никакого смысла, поскольку многие их узлы и связанные с ними неприятности похожи, как близнецы. Вероятность того, что читателю придется ремонтировать микроволновку, не представленную в данной книге, достаточно велика. Поэтому материал излагается следующим образом: вначале описывается конструкция стандартной микроволновой печи и подробно рассматривается работа, особенности и типичные неисправности каждого узла. Затем таким же образом рассматривается работа типовых принципиальных схем. А при описании конкретных схем, приведенных в книге, внимание уделено только специфическим особенностям, присущим только данной модели

Типовая конструкция микроволновой печи со снятым кожухом показана на рис. 2.1. Попыт емся изучить ее анатомию. Предварительно заметим, что, несмотря на кажущееся многообразие! микроволновых печей, их внутреннее строение практически одинаково. В некоторые печи введены j дополнительные элементы (гриль, конвектор и т.д.), однако это никак не отражается на тех элементах, которые обеспечивают микроволновый нагрев. Напрашивается сравнение из области физиологии. Страус внешне мало чем похож на воробья, однако оба состоят из органов, KOTopbiej одинаковы и по названию, и по функциональному назначению, и по принципу действия.

Воздуховод Термореле

Магнетрон

Сетевой фильтр

ентилятор

Блок управления I

Микропереключатель

Трансформатор Диод Конденсатор

Рис. 2.1. Внешний вид микроволновой печи со снятым кожухом

Приготовление пищи происходит в металлической камере, снабженной дверцей для защиты от излучения. Для обеспечения равномерного нагрева пищи служит вращающийся столик, который приводится в движение микродвигателем, находящимся под камерой. Иногда вместо вращающегося столика с той же целью используется диссектор - металлическая деталь, по внешнему виду напоминающая пропеллер, который располагается в верхней части камеры и прикрывается диэлектрическим окном из радиопрозрачного материала. Микроволновая энергия поступает в камеру от магнетрона, как правило, через отрезок прямоугольного волновода. Для охлаждения магнетрона в процессе работы предназначен вентилятор. Теплый воздух от магнетрона через воздуховод направляется в камеру, обеспечивая дополнительный подогрев пищи, и затем вместе с образуемым паром выводится наружу через специальные неизлучающие отверстия. Высоко-


вольтный блок питания магнетрона состоит из трансформатора, конденсатора и диода. Часто имеется также фьюз-диод, назначение которого мы выясним позже. Чтобы не допустить работу микроволновой печи с неплотно закрытой дверцей, используются блокировочные микропереключатели. В зависимости от типа микроволновой печи их насчитывается от 2 до 5 штук. Освещение в камере осуществляется пампой накаливания, обычно располагаемой внутри воздуховода. Режим работы печи задается с помощью блока управления. Последний может быть выполнен либо в виде электромеханического таймера, либо в виде электронного блока, как правило, на основе микроконтроллера. Для предотвращения наводок от работающей микроволновой печи во внешнюю цепь используется сетевой фильтр, на котором размещены также один или два предохранителя. Чтобы исключить выход печи из строя из-за перегрева, многие из них имеют термореле, которые обычно располагаются на магнетроне и на камере с внешней стороны.

Мы рассмотрели конструкцию стандартной микроволновой печи. Можно сказать, что любая печь содержит вышеназванные элементы. Исключения можно пересчитать по пальцам, поэтому там, где имеются отличия, о них будет сказано особо. Теперь перейдем к более детальному изучению узпов, составляющих микроволновую печь.

2.1. Камера микроволновой печи

Основная проблема, возникающая в камере микроволновой печи, - это неравномерность нагрева продукта. Причина заключается в том, что камера, по сути, представляет собой резонатор, колебания в котором происходят в виде стоячих волн. Особенностью стоячих волн является наличие пространственных максимумов и минимумов электрического поля. Для наглядности на рис. 2.2а - д показано изменение электрического поля за поппериода колебаний на виде Н220.

Выбор данного вида обусловлен тем, что он не имеет вариаций поля вдоль координаты Z, поэтому в любом сечении, в плоскости X-Y, распределение поля одинаково. Это позволяет вместо координаты Z изобразить амплитуду напряженности электрического поля, что облегчает понимание происходящих процессов. Вдоль координат X и Y амплитуда попя меняется по синусоиде. Так как вдоль каждой из координат обычно укладывается несколько полупериодов, то в рабочей части камеры имеются точки, в которых поле равно нулю. Для нагрева продукта полярность электрического поля не имеет значения, поэтому в дальнейшем приводятся рисунки, в которых по вертикальной оси отложен квадрат амплитуды, характеризующий выделяемую в продукте мощность Р (рис. 2.2е).

Из рисунка хорошо видно, что при работе на одном виде колебаний мощность в камере распределена очень неравномерно, изменяясь от нуля до своего максимального значения, поэтому продукт в одно и то же время может в одних местах подгорать, а в других оставаться совершенно холодным.

Камера микроволновой печи работает на высших видах колебаний, количество которых может быть достаточно велико. Например, на рис. 2.3а показаны виды колебаний, существующие в камере с поперечными размерами 20x26x20 см. Нетрудно заметить, что по мере удаления от основной частоты плотность видов колебаний возрастает, стремясь в бесконечности к сплошному спектру. Для равномерного нагрева желательно иметь как можно больше видов вблизи рабочей частоты. Достичь этого при фиксированной частоте излучения генератора можно несколькими путями. Один из них - увеличение размеров камеры. В этом случае основной вид и все последующие смещаются в область низких частот, а на рабочей частоте окажутся более плотно расположенные высокочастотные виды (рис. 2.36). Загрузка камеры приводит примерно к такому же результату, что и увеличение ее размеров. Это объясняется тем, что продукты питания, примерно на 80% состоящие из воды, имеют большую диэлектрическую проницаемость. А при заполнении резонатора диэлектриком с е>1 его резонансные частоты смещаются в область более низких значений. При загрузке камеры снижается также и ее добротность, что, в свою очередь, приводит к расширению полосы рабочих частот и, как следствие, к увеличению количества рабочих видов колебаний. Это хорошо видно из рассматриваемых рисунков, в которых затененной областью отмечены рабочие виды колебаний при малой (рис. 2.3а) и большой (рис. 2.36) загрузках камеры.

Необходимо отметить, что амплитуды показанных на рис. 2.3 видов неодинаковы и в зависимости от вида колебаний и способа возбуждения они могут меняться в широких пределах. Практически очень трудно создать элемент возбуждения, благоприятный для всех видов. Как правило, некоторые виды либо плохо возбуждаются, либо не возбуждаются совсем. Кроме того, само по себе наличие большого количества видов еще не обеспечивает равномерного нагрева. Суммарное электрическое поле, образованное суперпозицией всех видов колебаний, может быть очень слож-



[стр.Начало] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87]