Андрей Кашкаров - Микроволновые печи нового поколения. Устройство, диагностика неисправностей, ремонт

Андрей Кашкаров

Микроволновые печи нового поколения: устройство, диагностика неисправностей, ремонт

1. Устройство СВЧ-печей

1.1. Секреты оправданной популярности современных микроволновых печей

Все или почти все способы приготовления пищи сводятся к одному – разогреть посуду и ее содержимое, то есть нагреть сковородку или кастрюлю и, соответственно, ее содержимое. Ждать приходится довольно долго, при этом еще и огромное количество теплоты теряется. Так люди жили столетиями. Но в 1962 году японская фирма SHARP первой наладила массовое производство бытовых микроволновых печей. Нельзя сказать, что их сразу встретил ажиотажный спрос. Но наиболее прогрессивно мыслящие люди стали искать выход и нашли его – для них выходом стало применение СВЧ-печки, иначе – микроволновки.

Гражданин США, инженер П. Б. Спенсер, за которым признается слава первого запатентовавшего принцип СВЧ-нагрева для небольших объемов, при исследовании излучателя СВЧ-волн обнаружил, что при определенной частоте излучения наблюдается интенсивное выделение тепла. В 1945 году Спенсер получил патент на использование микроволн в приготовлении еды, а в 1949 году по его патенту в США были произведены первые микроволновые печи для быстрой «разморозки» стратегических запасов продуктов. То есть, как это часто бывает, СВЧ изобрели для военных нужд.

Постепенно и гражданские ведомства получили доступ к некогда секретным патентам и разработкам, отсюда пошло массовое производство СВЧ-установок для быта, которые сегодня можно встретить почти на каждой кухне, и не только в США, но и по всему миру. И хотя некоторые деятели не перестают утверждать, что изобретение локального СВЧ-генератора, а точнее его воспроизводство в гражданской сфере нанесло огромный урон секретности и военной промышленности, кое в чем они правы, но кое в чем нет. Так, патриотически настроенные «специалисты» утверждают, что включенной в активный режим на максимальной мощности 800 Вт обычной бытовой «микроволновкой» можно «привлечь» или изменить путь «умной» крылатой ракеты типа «земля-земля» и «воздух-земля». Бытовая маломощная СВЧ-установка – микроволновая печь – до сих пор используется в ряде стран третьего мира как ловушка для ракет противной стороны.

Скажу сразу – я не экспериментировал, но данный пример может возбудить гипотезу о том, что те устройства, о которых мы с вами начали говорить в этой книге, обладают поистине безграничным потенциалом в части их применения. Поэтому, конечно, и несмотря на то, что создатели тактических крылатых вооружений уже давно извлекли выводы из первых неудач и потерь ракет, внезапно ориентирующихся (отклоняющихся) на СВЧ-ловушки ввиду обычных «микроволновок» бытового предназначения, в странах третьего мира, где так или иначе используется устаревшее вооружение, микроволновки особо популярны. Однако давайте обратимся не только к военной сфере их применения, но и к сугубо гражданской области – для удовлетворения собственных гастрономических изысканий.

Как это все действует на продукты и где тот невидимый «шайтан», который их нагревает в закрытом, экранированном (металлическом) корпусе устройства? Можно ли им управлять, а в случае надобности – отремонтировать, чтобы продать в страны третьего мира?

Приготовление пищи при помощи микроволновой печи – это электромагнитное возбуждение содержащихся в продуктах молекул воды. Мгновенно проникая в глубину куска мяса, волны поглощаются содержащимися в нем молекулами воды. От этого молекулы возбуждаются, их тепловые колебания усиливаются, они сталкиваются друг с другом. А это и есть причина повышения температуры. Такое же усиление колебаний и столкновения молекул происходят, если традиционно поставить пищу на огонь. С той разницей, что от огня возбуждение молекул медленно передается от наружных слоев к внутренним, зато микроволновая энергия мгновенно проникает на глубину от 2,5 до 5 см (поэтому более толстые куски лучше разрезать).

1.2. Устройство микроволновой печи

Важно понимать, что не все то, что написано в руководстве по эксплуатации бытовых СВЧ-печей (особенно это касается переводных руководств), является правдой. Чаще всего это так называемая полуправда: с одной стороны, все вроде бы и верно, но часто оказывается, что-то недосказано. То же относится к явлениям и процессам, которые могут быть опасны для жизни и здоровья человека или его вещей.

Не так давно минуло время (а может быть, еще и не минуло), когда портативные бытовые дозиметры пользовались огромной популярностью у населения. Нет, конечно, не каждая семья имела в квартире, загородном доме ядерный реактор, но продукты и те вещи, что покупали с рук и на рынках, явно требовали контроля своего состояния. Нет-нет, да и зашкаливал дозиметр…

По той же причине сегодня покупают приборы для замера уровня пестицидов в различных плодах природы.

Одним из источников неблагоприятного воздействия на организм человека является излучение сверхвысоких частот (СВЧ), или так называемое микроволновое излучение. И далее мы будем говорить о СВЧ-печи как ярком примере электронного устройства с генератором СВЧ-излучения (магнетроном) (см. рис. 1.1).

Рис. 1.1. Внешний вид бытовой микроволновой печи

Кроме потенциально опасного для человека и животных СВЧ-излучения, микроволновая печь (далее – печь) создает сильное электромагнитное излучение, которое оказывает отрицательное воздействие на некоторые предметы и вещи, к примеру наручные часы с электромагнитной системой (и другие).

На рис. 1.2 представлена СВЧ-печь Panasonic c открытым корпусом.

Рис. 1.2. СВЧ-печь Panasonic со снятой крышкой корпуса

На рис. 1.3 дан вид на основной элемент генератора СВЧ-печи – магнетрон.

Рис. 1.3. Крупный вид на магнетрон

На рис. 1.4 представлен вид на источник питания СВЧ-печи.

Рис. 1.4. Вид (крупно) на источник питания СВЧ-печи

Новое устройство, как правило, работает надежно и не является источником вредоносного излучения вне своего корпуса, но все же лучше не класть на нее часы, сотовые телефоны и другие предметы. СВЧ-печь, побывавшая в ремонте вне сервисного центра, в которой заменялся основной элемент генератора – магнетрон, с поврежденным корпусом или имеющая повреждения рабочей камеры, волновода и другие недостатки, потенциально опасна для здоровья.

Чтобы выявлять такие печи и другие устройства, использующие генераторы СВЧ-излучения (сотовые телефоны), до возникновения необратимых последствий для здоровья, существуют индикаторы СВЧ-излучения. Простейшая схема индикатора СВЧ-излучения представлена на рис. 1.5.

Петля – это отрезок медного провода диаметром 1–1,5 мм. Для этой цели вполне подходит проволока для точечной электрической сварки. СВЧ-диод – диод типа 2А202А, ДК-В8 или аналогичный. Тестер – миллиамперметр с катодом полного отклонения стрелки 100 мкА. В данном случае лучше применить стрелочный прибор, например Ц4342, Ц4317 или аналогичный. Неполярный конденсатор – любой, например типа МБМ

Рис. 1.5. Простая схема индикатора СВЧ-излучения, которую можно собрать самостоятельно

Узел соединения магнетрона с источником питания содержит переходные конденсаторы, которые (совместно с дросселями) образуют фильтр для защиты от проникновения СВЧ-излучения из магнетрона и волновода вовне. Принцип проверки микроволновой печи несложен – «петлю» с микроамперметром медленно проводят рядом с корпусом микроволновой печи (на расстоянии от него 1–6 см).

Рис. 1.6. Бытовой цифровой частотомер

Медленная скорость «сканирования» нужна для того, чтобы зафиксировать микроволновое излучение в наиболее опасной зоне печи.

Генератор СВЧ-излучения включается в печи не постоянно (во время приготовления пищи), а периодически. Это заметно и визуально: чуть меркнет лампа подсветки внутри рабочей камеры печи и чуть более шумит печь при включении генератора.

На рис. 1.6 представлен промышленный прибор – электронный частотомер, с помощью которого можно удостовериться в исправности СВЧ-печи в режиме ее активной работы и, соответственно, в исправности магнетрона. Прибор достаточно держать на расстоянии 5-10 см от передней дверцы СВЧ-печи.

На рис. 1.7 приведена иллюстрация бытового частотомера в действии по контролю работоспособности СВЧ-печи.

Рис. 1.7. Прибор контроля в действии

На рис. 1.8 представлен другой бытовой прибор-индикатор, реагирующий на СВЧ-колебания (на расстоянии до 10 см) вспышками светодиодного индикатора.