İlk mikrodalga enerjiyi üreten elektrik tüpleri İngiltere'de Sir John Randall ve Dr. H. A. Boot tarafından 1940 yılında icat edildi.

Transkript

1

2 İlk mikrodalga enerjiyi üreten elektrik tüpleri İngiltere'de Sir John Randall ve Dr. H. A. Boot tarafından 1940 yılında icat edildi. Bundan 6 yıl sonra Percy Spencer adındaki Raytheon Şirketi adına radar parçaları üreten Amerikalı bir mühendis, mikrodalga laboratuarına giderken yanında götürdüğü çikolatasını laboratuardaki bir aygıtın yanına bıraktığında çikolatanın kendiliğinden çorba gibi olduğunu gördü.peki şans eseri bulunan bu yöntem yemek pişirmek için kullanılamaz mıydı?

3 Araştırmalar bu yönde sürdürüldü ve bir yıl içinde Raytheon, sanayi mutfakları için tasarlanmış ilk mikrodalga fırını tanıttı: 340 kiloluk, hantal ve pişirdiklerini yakmaması için sürekli dik tutulması gereken bir fırındı bu.1952 yılında üretilen ilk ev modeli ise yüksek fiyatları nedeniyle o zamanlar fazla yaygınlaşmamıştı. Amana firmasının evlere yönelik ilk mikrodalga fırın modelini üretmesi için aradan tam yirmi yıl geçti O güne dek tüketiciler, fırında pişen yemeklerin steril olmadığını veya fırının beyin hasarına yol açtığı gibi birçok konuda endişe duymuştu.

4

5 Ne var ki, 1975 yılına gelindiğinde, mikrodalga fırınlar gazla çalışan fırınları çoktan geride bırakmıştı. Günümüz gıda endüstrisinde mikrodalga enerji uygulamaları yeni bir teknoloji olmasına karşın,çok yaygın bir kullanım alanı bulmakta ve bugün kullanılmakta olan birçok ısısal işlemin yerini alacak bir başarı ve potansiyel göstermektedir. İlk uygulamalar gıda sanayide görülmüş çeşitli endüstrilerde ve laboratuarlarda son on yıldır yaygın olarak mikrodalga kullanılmıştır. Örneğin gıda,kağıt,inşaat malzemeleri,metalürji sanayi,çevre ile ilgili radyoaktif atık ve hastane artıklarının zararsız hale getirilmesinde kullanım ve uygulama alanı bulmuştur.

6 Yaklaşık yarım yüzyılı aşkın bir süredir süregelen araştırmalar sonucunda,mikrodalga kullanımı insan hayatına teknolojik ekipmanlar sayesinde yaygın bir biçime girmiştir. Bu ekipmanlardan televizyon radyo,telsiz,telefon ve uydu, haberleşme alanında osiloskopu tıpta, mikrodalga fırını gıda teknolojisi alanında ve birçok gelişmiş aleti bilimsel araştırmalarda insanlık kullanmaktadır.

7

8 Mikrodalgalar elektronik devrelerde elektronların hızlandırılmaları ile elde edilir. Yüksek güçteki mikrodalgalar vakum tüpleri ile üretilmektedir. Elektronik devrelerde,elektrik enerjisinin elektromanyetik yayılmaya dönüşüm veriminin yüksek olması ve bu devrelerin kolay kontrol edilebilmesi nedeniyle,mikrodalga ısıtma uygulamalarında magnetron veya klystron sürekli mikrodalga üreticisi olarak kullanılırlar.

9 Mikrodalgalar temas ettikleri madde ile etkileşime girerler. Örneğin,absorbe edilir,yansıtılır veya hiçbir değişikliğe uğramadan yollarına devam ederler. Mikrodalgalar gıda maddeleri tarafından absorbe edildiği zaman mikrodalga ışının pozitif ve negatif merkezlerinin yön değiştirmelerine paralel olarak,üründe bulunan polar moleküller yön değiştirirler. Saniyede milyonlarca kez oluşan bu hareket sonucu moleküler sürtünme ısısı açığa çıkar ve madde ısınır.yani mikrodalga enerjinin ısı enerjisine dönüşümü bu dalgaların bazı mikroskobik emme sistemleri tarafından emilmesi ve daha sonra emici madde moleküllerinin ısı titreşimlerine değişimi şeklindedir.

10 İşlemin süresi pişirilecek gıdanın su içeriğine yoğunluğuna,dielektrik kayıp faktörüne,kütlesine bağlıdır. Mikrodalga enerji ile gıda maddesinin ısıtılmasında gıdanın bu özellikleri dışında, mikrodalganın çalışma frekansı,gücü,gıdanın kütlesi başlangıç sıcaklığı,fiziksel geometrisi,ısıl iletkenlik özellikleri,spesifik ısısı gibi birçok parametrede etkili olmaktadır.

11

12 Hamur halindeki gıdalar Taneli gıdalar Ufalanmış gıdalar Yaprak halindeki gıdalar Sulu gıdalar ve sairleri METALLURJİ ALANINDA KULLANIM ALANLARI Kalıplar Kokiller Kurutma

13 Tuzlar Boyalar Seramik ve porselen Mermer Deri Elyaf Boyanmış kumaş

14

15 Geleneksel ısıtma metotlarında ısı,gıda maddesine kondüksiyon,konveksiyon ve/veya radyasyon ile transfer olur.tersine mikrodalga ısıtmada ısı direkt olarak gıda maddesinin içine girer. Bu yüzden mikrodalga ısıtmada geleneksel ısıtmaya göre daha hızlı bir ısı artışı gözlenmektedir. Mikrodalga fırının ısıtma etkisi aynı süre içinde elektrikli ısıtıcıya göre daha fazladır. Konveksiyonel ısıtmada gıdanın dış yüzü ısıtma ortamı içerisindeki sıcak hava ile konveksiyon yoluyla ısıtılmakta daha sonra ısı,ısıtılmış dış yüzeyden gıdanın iç kısmına kondüksiyon yoluyla iletilmektedir. Gıda maddesi içerisinde mikrodalga enerji alanının dağılımı,gıdanın su içeriği ve tuz miktarı ile doğrudan ilişkili olan dielektrik özelliklerine de bağlıdır.

16 Mikrodalga ısıtma sisteminin geleneksel ısıtma sistemlerine göre çok pahalı olması nedeniyle Türk gıda işletmeleri genelde bu yöntemi kullanmamaktadırlar. Ancak mikrodalga ısıtma ile pişirme,haşlama kurutma,pastörizasyon, buz çözme,sterilizasyon ve temperleme gibi işlemler yüksek verimle kısa zamanda yapılabilmektedirler. Bulunan mikrodalga verimi elektrikli ısıtıcıların verimi ile karşılaştırıldığında oldukça yüksek bir değer olarak gözlemlenmektedir. Verimin yüksek olması işletmeye,proses süresi ve proseste harcanan enerji açısından avantaj kazandırmaktadır. Kısaca mikrodalga işleminin daha ekonomik olduğu belirlenmiştir.

17

18 Mikrodalga hastalığının en temel belirtileri baş ağrısı, uyku bozuklukları, yorgunluk, baş dönmesi, göz yorgunluğu, konsantrasyon bozukluğu, kan dolaşımı ve sinir sisteminde değişiklikler olarak sıralanmaktadır. Fırının kapağının gereğinden fazla açılıp kapanması, kapak menteşesi ve tutmaçları, radyasyon birikimine neden olarak tehlikeyi artırabilecek diğer faktörlerdir. Mikrodalgalar vücut tarafından emildiği için göz ve beyin gibi hassasiyeti fazla olan organlarda fazlasıyla etkili olabiliyor. Deri kanseri riski de, mikrodalga etkisi altında artıyor.

19 Kalp atisini düzenleyen cihaz takılı olan kişiler, mikrodalga riskini daha fazla taşımakta. Elektronik aygıtlardan etkilenen bu cihaz, kalp atisi dengesinin bozulmasına neden olabileceğinden, bu kişilerin fırından uzak durmalarında yarar var. Mikrodalga fırında ısıtma yapılmak istendiğinde, gönderilen elektromanyetik dalgaları yansıtan malzeme(metal) kullanılmamalıdır. Yansıyan dalgalar elektrik arkı oluşturabilmekte ve patlamaya sebep verebilmektedir. Fazla pişirme ise mikrodalga kullanımında yapılan çok genel bir hatadır. Bu yüzden ısıtma zamanlaması iyi yapılmalıdır. Zira yüksek enerji seviyelerindeki ısıtma küçük miktarları çok kısa sürede pişirebilir. Hızlı pişirme yüzünden bazı dokuların kırılması sağlanamaz;bu ise,örneğin ette sert yapı oluşumuna neden olur.

20

21 Her şeye rağmen, doğru kullanıldığı müddetçe mikrodalganın en güvenli mutfak aletlerinden birisidir. Ancak aşırı ısınma ve diğer problemlere karşı bazı tedbirler almak gerekiyor. Pişirme süresinin ortasında yemeği karıştırarak ısının ve sıcaklık derecesinin homojen biçimde dağılmasını sağlayın. Normal fırınların aksine mikrodalgalar yiyecekleri dıştan içe doğru değil, içerden dışarıya doğru ısıtırlar. Bu yüzden kap soğuk olduğu halde içindeki yiyecek kaynama noktasını asmış olabilir. Yiyeceği mikrodalgadan çıkarır çıkarmaz dokunmayıp biraz zaman tanıyın. Uzmanlar, kural olarak her bir bardaklık ölçü için 1-2 dakika kadar beklenmesini tavsiye ediyor. Böylece sıvının ılınması ve yeniden kaynama derecesine düşmesi için vakit tanınmış oluyor.

22 Mikrodalgayı kullanırken yiyeceklere plastik koruyucuların dokunmasına izin vermeyin. Mikrodalgaya uygun plastik kapaklar kullandığınızdan emin olun. Plastik örtüyü bir kösesinden gevşetin. Böylece içindeki buharın dışarı çıkmasına imkan tanırsınız. Plastik örtüyü ya da kapağı açarken yüzünüzden uzak tutun. kapağı kaldırırken kabin arka tarafından başlayın ve bakmayın. Sıcak bir yiyecek veya içecek çıkarırken çocukları mikrodalgadan uzak tutun. Biberonları mikrodalgada ısıtmak yerine biberon ısıtıcısı kullanın Köpüklü kaplarda yiyecekleri mikrodalgaya koymayın.

23 Fırının çalıştırılmadan önce kapağının kapalı olduğu kontrol edilmelidir Fırın boş iken çalıştırılmamalıdır. Fırının içi sık sık temizlenmelidir Fırın çalışırken yüzünüzü fırın kapağına yaklaştırmayınız. Fırınlar yetkili teknik elemanlar tarafından tamir edilmelidir

24

25 Sterilizasyon ve ürün maliyetini düşürme Mikrodalga sistemleri, konvansiyonel kurutma sistemlerine göre daha az yer kaplarlar. Daha küçük yer kullanımı ardışık olarak yapılmak istenen kurutma işlemlerinde otomasyona geçilmesini zorunlu hale getirir. Daha az enerji sarfiyatı Mikrodalga ile ısıtma ve kurutma işlemlerinde,konvansiyonel metotlardan değişik olarak, ürünün bulunduğu sistemin ısıtılmasına gerek kalmadan verilen enerji sadece ürünün ısıtılmasına sarf edildiğinden büyük bir enerji tasarrufu sağlanmaktadır. Mikrodalga ile ısıtma ve kurutma işlemlerinde,verilen enerji başlıca ürünün içerdiği nem tarafından yutulmaktadır. Ürün doğrudan bir enerji yutmamaktadır. Ürünün içerdiği su ısındığı için ürün de ısınmaktadır.bu sebeple mikrodalga ile ısıtma konvansiyonel ısıtma metotlarına göre çok daha düşük güç seviyelerinde kalmaktadır. Bu oran % 50 ler mertebesindedir.

26 Isıtma kolaylığı Sadece gıdayı ısıtarak paketli gıdaları ısıtabilme olanağını sağlanabilmektedir. Homojen ısıtma Belli bir kalınlığa kadar homojen bir ısı dağılımı sağlanabilmektedir.

27

28 Mikrodalga tasarımlarının canlılar üzerindeki olumsuz etkilerinin düşünülmesi ve güvenlik önlemlerinin alınması gerekliliğinden maliyetler yüksek olmaktadır. Bununla birlikte ülkemizde fazla bilinen ve kullanılan bir teknoloji olmadığından mikrodalga ekipmanlarının yurt dışından getirtilme zorunluluğu bulunmaktadır. Ayrıca tasarımlar sırasında gerekli ölçüm ve hesaplamaların yapılması, test cihazlarının alımı, kurulumu ve mühendislik hizmet bedelinin yüksek olması, mikrodalga konusunda çalışma yapan kuruluşları oldukça zorlamakta dolayısıyla ürünlerin maliyetlerini yüksek oranlarda etkilemektedir.

29 Mikrodalga konusunda Türkçe doküman sayısının kısıtlı ve içeriklerinin yetersiz olması bu alanda çalışma yapacakların önüne çıkan ilk engeldir. Türkiye de mikrodalgada kullanılan malzemelerin üretilmemesi nedeni ile yurtdışından malzeme temin etmek ve özellikle deneme amacıyla almak imkansızdır. Bu durumda tasarımcılar, evlerde kullanılan mikrodalga fırınları bozarak testlerini yapmak zorunda kalmaktadırlar. Bilginin bir yerde toplanmasını ve öğrendiklerimizin bizden sonra bu konuda çalışma yapacak kişi ere aktarılmasını sağlayabilirsek tasarımcıların mikrodalganın çalışma prensiplerini öğrenmesine ve bilinçli tasarımcılar ile yetişmiş personele kısa zamanda sahip olunacaktır.

30 GÜLSEN YARALI MİKRODALGA FIRIN ELEMANLARI

31 1. Yüksek Gerilim Transformatörü Diğer transformatörler gibi primer ve sekonder sargıdan oluşur. Sekonder sargısı iki adettir. Primer sargıya 220 V gerilim uygulanır. Sekonder sargının birisinden yaklaşık 4000 V diğerinden 3. 3 V elde edilir. Sekonder, primer ve flaman sarım terminalleri arasından ölçüm yapılır. YÜKSEK GERİLİM TRANSFORMATÖRÜ

32 2. Yüksek Gerilim Diyotu Yüksek gerilim trafosundan çıkan 4000 V gerilimi doğru gerilime çevirerek magnetronun anot ucuna verilmesini sağlar. Uçlarından iki yönlü ölçüm yapılır. YÜKSEK GERİLİM DİYOTU

33 3. Yüksek Gerilim Kondansatörü Yüksek gerilim diyotu ile birlikte gerilim doğrultulması için kullanılır. Terminaller arası ve gövde arası ölçüm yapılır. YÜKSEK GERİLİM KONDANSATÖRÜ

34 4. Magnetron Fanı Magnetron üzerinde yüksek ısı oluşmasını engeller. Bir fazlı gölge kutuplu motordur. Terminaller arası ölçüm yapılır MAGNETRON FANI

35 5. Döner Tabla Motoru Fırının içindeki döner tablanın dönmesini sağlayan küçük senkron bir motordur. Terminaller arası ölçüm yapılır DÖNER TABLA MOTORU

36 6. Termostad Fırın ve magnetron sıcaklığını kontrol eder. 7. Zamanlayıcı Motoru Fırının çalışma süresi 60 dakikaya kadar ayarlar. Terminaller arası ölçüm yapılır. ZAMANLAYICI MOTORU

37 8.MAGNETRON Magnetron katot ve anottan oluşan bir metalik vakum tüptür. Yüksek frekans üreten elemandır. Yüksek gerilim transformatorunun primerine 220 V alternatif akım uygulanır. Sekonder sargının birinden 3. 3 V diğerinden 4000 V gerilim çıkar V gerilim magnetron bakırdan yapılmış katod uçlarına bağlanır. Katod üzerinden geçen akım katodu akkor hale getirir. Katodun çevresinde dilimli anot vardır. Anodun etrafı kalıcı bir manyetik çerçeve ile sarılmıştır. Transformatorun 4000 V luk sargısının bir ucu diyotdan geçirilerek doğrultulur. (+) ucu anoda bağlanır V luk sargının diğer ucu ise katoda bağlanır. Anot-katod arasında bir çekim oluşur. Akkor hele gelen katottaki fırlamaya hazır elektronlar elektrostatik çekim alanına uyarak katottan anoda hava boşluğundan geçerek ulaşır. Elektronların bu hareketi anot dilimleri arasında kutuplaşmaya ve alternatif akımın meydana gelmesine neden olur. Bunun sonucunda yüksek frekanslı yoğun elektron hareketi başlar

38 Yüksek frekanslı (2450MHz) elektron hücresi anoda bağlanmış antenle fırın içine gönderilir. Fırın içindeki metal yüzeylere çarpan mikrodalgalar yansıyarak fırın içine yayılır. Fırın içindeki yiyecekler yüksek frekans etkisinde kalması ile molekülleri titreşmesi sonucu ısınırlar veya pişer.flaman terminalleri arasından magnetronun ölçümü yapılır. MAGNETRON ŞEKİL

39 Magnetron bir anot olarak anahtarlanan büyük bir bakır bloktan meydana gelmiştir. Anot bloğunun orta deliğinde ısıtıcı flaman iletkenleri ile taşınan bir silindirik katot yer alır. Bu katot, yüksek salım (emisyon) yeteneği olan dolaylı olarak ısıtılan bir oksit katottur. Flaman iletkenlerini, flaman yapısını ve katodu istenen konumda tutabilecek kadar büyük ve sağlam olmalıdır. Anot bloğu çevresinde frekansı tayin edici 8 ila 20 adet kadar kovuk çınlayıcısı (cavity resonator) yer alır.bu çınlayıcılarda anot ile katot arasında bağlantıyı sağlayan küçük bir oluk vardır Çınlayıcı (Rezonatör) Anot bloğu Katot Isıtma Kapma hattı Magnetronun slindirik yapısı

40 Anot ve katot arasında kalan bölge etkileşim bölgesi olarak adlandırılır. Burada elektrostatik ve manyetik alanlar elektronlar üzerinde kuvvet uygularlar. Katoda paralel olarak bir sabit mıknatısın kuvvetli manyetik alanı yer alır. Resim1de çınlayıcıların (rezonatörlerin) muhtelif biçimleri gösterilmiştir. Bu çınlayıcılarca üretilen yüksek frekanslı güç ya kapma hattından eşeksenel (koaksiyel) bir hat ile ile yada bir kapma çıkışı ve dalga kılavuzu vasıtasıyla alınır. a) Yarık tipi b) Daire sektörü tipi c) Doğan güneş tipi d) Delik tipi Resim1

41 MAGNETRONUN ÇALIŞMA ŞEKLİ Tüm hız modülasyon tüplerinde olduğu gibi, bir magnetronda, yüksek frekanslı salınımların elde edilmesinde geçen elektronik olaylar yine dört evrede toplanabilir: 1.Evre: Elektron akımının elde edilmesi ve hızlandırılması 2.Evre: Elektronların hız modülasyonu 3.Evre: Elektron akımının yoğunluk modülasyonu 4.Evre: AC alana enerji aktarılması

42 1. evre: Elektron Akımının Elde Edilmesi ve Hızlandırılması Magnetronda, eğer hiç manyetik alan bulunmuyorsa katodun ısıtılması sonucunda elektronlar anoda doğru merkezden düzgün ve doğrudan varacak bir biçimde yayılarak hareket ederler. Resim2de tek bir elektronun mavi renkli hatta bu hareketi gösterilmektedir. Farkı manyetik akı değerlerine sahip manyetik alan ve elektrostatik alanların etkisi altında bir elektronun hareket yolu Resim2 Daimi manyetik alan, elektronların yolunda bir bükme yaratır. Eğer elektronlar anoda varırsa, burada bir büyük anot akımı meydana gelir. Eğer manyetik alanının şiddeti arttırılırsa bu büküm daha keskinleşir. Benzeri şekilde elektronun hızı arttıkça etrafındaki alanda büyür ve sapma daha da keskinleşir. Bununla beraber kritik alan değerine varıldığında, elektronlar resimde kırmızı renkle gösterilen hattı takip ederler, elektronlar artık anottan uzaklaşmıştır ve anot akımı aniden çok küçük bir değere düşer

43 2. Evre: Elektronların hız modülasyonu Kovuk çınlayıcısı yarığından geçen elektronlar salınıma girerler. Geciktirme hatları üzerinde bir dönen manyetik alan oluşur. Manyetik alan, çınlayıcıların iç bölümlerinde etkili olduğundan, sadece çınlayıcı yarığında yoğunlaşan elektrik alanı etkileşim hacminde etkin olur ve elektronların hareketlerini etkiler. Anot bölümlerinde, Resim3 de dönen dalganın yüksek frekanslı elektrik alanı ve buna ait yük dağılımı belli bir zaman noktasına kadar dikkate alınır. İlaveten yüksek frekanslı alan ve yükler sürekli mevcut elektrostatik alanı etkiler. Dönen dalganın elektrik alan hatları Resim3 Sonuçta; dönen dalgalar, anot bölümlerinin, anot DC gerilim değerlerinden bir miktar büyük (pozitif) yada bir miktar küçük (negatif) olan gerilim değerlerini değiştirir.

44 Katottan, o anki pozitif yüklü bulunan anot bölümlerine yol alan elektronlar aynı zamanda hızlanırlar. Bu nedenle manyetik sağa sapma daha kuvvetlenir ve elektronlar daha yüksek değerlerde teğetsel hızlara çıkarlar. Diğer yandan, o anki negatif yüklü anot bölümlerine yol alan elektronlar yavaşlarlar. Bunlar sağa öyle çok sapma yapmazlar ve bunun sonucu olarak daha düşük teğetsel hızlarda hareket ederler. Bir magnetron osilatörde bulunan elektrik alanı AC ve DC bileşenlerden oluşur. DC alan merkezden yanındaki anot bölümlerine doğru yayılır. Resimde bitişik anot bölümleri arasında ki kovuklarda oluşan radyo frekanslı salınımların bir çevriminde ki maksimum büyükleri gösterilmiştir. Bunlar sadece yüksek frekanslı AC elektrik alanıdır. Bu AC alan ayrıca DC alanı da etkiler. Her bir kovuğun AC alanı resim3de gösterildiği gibi DC alanı azaltır yada çoğaltır

45 3. Evre: Elektron akımının yoğunluk modülasyonu Değişik elektron gruplarının farklı hızlara sahip olmaları nedeniyle, elektronlar dönüşleri sırasında çalışma zamanı etkileri ortaya çıkar Daha hızlı elektronlar daha yavaş elektronları yakalar ve elektronların kümelenmeleri sonucu jant telli bisiklet tekerinin dönmesi sırasında meydana gelen bir görüntüye benzer bir çark görüntüsü ortaya çıkar. Bu görüntüye İngilizce de Space-Charge-Wheel denilmektedir. Bu çark AC alanın her bir çevrimi için 2 kutupluk açısal bir hızda dönmektedir. Bu faz ilişkisi elektron kümelerinin enerjilerini sürekli aktararak yüksek frekanslı salınımın sürmesini sağlar.

46 Resim4 de betimlenen an, bu çarkın anot DC gerilimi bindirilmiş (superimposed) yüksek frekanslı dönen alanının biraz negatif yüklü iken olan ki halidir. Elektronlar frenlenmiş olup, enerjileri yüksek frekanslı aktarılır. Negatif yüklü anot bölümü yakınında ki bir çark kolunda ki bir miktar elektron artık yavaşlamıştır ve enerjisini AC alana aktarırlar. Hem dalgalar (ve sonucunda çınlayıcılarda ki alan dağılımı) hem de çark sürekli döndüğünden bu durum statik değildir; elektron hatlarının teğetsel hızlarının ve dalgaların dönme hızları birbiriyle bağdaştırılması gerekir. Elektron akımının yoğunluk modülasyonu Resim4

47 4. Evre: AC alana enerji aktarılması Elektrik alanına karşı hareket eden bir elektronun bu alan tarafından ivmelendirildiğini ve bu alandan enerji aldığını hatırlayınız. Keza, bir elektronun alana aynı yöne (pozitif veya negatif) hareket ederken yavaşladığında enerjisini bu alana aktardığını da hatırlayınız. Elektron kovuk önünden geçerken enerjisini bırakır ve enerjisi tükenince anoda varır. Yani elektronlar DC alandan enerji alıp bunu AC alana aktararak salınımın sürmesini sağlarlar.

48 Karşılık gelen anot bölümüne varmadan önce, katot ve anot arasında ki çark kolu üzerindeki elektronlar çok daha fazla frenlerler. Bu frenleme onların enerjilerini yüksek frekanslı salınıma bırakmalarını sağlar. Resim5 de bir elektronun uzun bir zaman dilimi içerisinde takip ettiği yol görülmektedir. Elektronları çok sayıda frenlemeleri sayesinde enerjileri en optimal biçimde alınır ve % 80 e kadar olan verimliliğe ulaşılır. Bir elektronun güzergahı Resim5

49 Magnetrondan Enerjinin Sağılması (out-coupling) Yüksek frekanslı enerji magnetrondan bir halka vasıtasıyla sağılır. 10 GHz altında ki frekanslarda bu halka bir eşeksenel (koaksiyel) kablonun ortasında ki iletken bükülerek ve ardından dış iletkene lehimlenerek yapılır. Bu şekilde oluşturulan halka (Görüntü A) kovuğun içine yerleştirilir. Daha yüksek frekanslarda ise (Görüntü B) bu halka çınlayıcının dışına doğru alındığında daha verimli olmaktadır A B

50 Görüntü C de yüksek frekanslı enerjinin bir bölümden beslenerek sağılması görülmektedir. İletken, benzeri şekilde, çınlayıcılar arasında meydana gelen manyetik alanı kapar. Yine Görüntü D de görüldüğü gibi, kısa devre halkalarına bağlantı yapıldığı bir yöntem daha vardır. Enerjiyi bir eşeksenel kablo ile sağlama yöntemi, işlemin hava sızdırmaz (vakum tüp oluşu nedeniyle!) tarzda anot bloğu vasıtasıyla yapılması gerektiğinden ötürü çok uygun bir yöntemdir. Bu eşeksenel kablolar doğrudan dalga kılavuzunu besleyebilir. Yüksek frekanslarda (küçük boyutlu dalga kılavuzu kullanılan) bir yarık vasıtasıyla enerji sağılması yöntemi keza çok yaygındır (Görüntü E) C D E

51 MİKRODALGA ISITMA SİSTEMLERİ

52 Mikrodalga sistemlerinde ısıtma,enerji emen dielektirik bir yalıtkandan meydana gelir.md radyosyonu,elektromanyetik spektrumda radyo frekansı ile komşudur.örneğin 900 Mhz civarındaki dalgalar bazı uygulamalarda radyo frekansı bazı uygulamalarda da MD(dielektirik ısıtma)dalgaları olarak kabul edilir. Mikrodalga ısıtma sistemleri dört ana bölümden oluşur 1)Güç kaynağı 3)Düzenleyici sistem Magnetron ve Güç kaynağı Sirkülatör 2)Güç dönüşüm ortamı 4)Uygulayıcı Dalga klavuzu Rezanatör ısıtılacak yük IIIE Tuner Su yükü Döner platform TİPİK BİR MİKRODALGA FIRIN

53 Cihazın güç kaynağı genelde bir magnetrondur.500w-2kw arasında çıkış gücüne sahiptir. MD uygulayıcılarının en yaygınları metal bir kutu ya da boşluktur.isıtılacak malzemeler bu boşluğa yerleştirilir. Mikrodalgalar bir malzemeye doğru uygulandığında 3 seçenek söz konusudur. 1)Malzeme,hava,kuvars camı gibi şeffafsa dalgaları geçirir. 2)Malzeme grafit ve metaller gibi yansıtıcı ise dalgaların kendilerine cidar kalınlığından fazla nüfuz etmelerine izin vermezler ve onları boşluğa geri yansıtırlar. 3)Malzeme yiyecekler,seramikler, yaş ağaçlar gibi enerjinin içerisine nüfus etmesine imkan sağlayacak şekilde ise mikrodalga enerjisini emerler ve bunu ısıya çevirebilirler.dalgaların madde içine ne kadar nüfuz edeceği ise malzemeye ve malzemenin dielektrik özelliklerine göre değişir.

54 (a) (b) (a)şeffaf malzemeler dalgaları geçirmesi (b)yansıtıcı malzemelerde dalgaların yansıması (c) Mikrodalga enerjisinin emilmesi ve ısıya çevrilmesi (c)

55 Mikrodalga ısıtmanın temel prensibi bir dielektrik malzemenin yüksek frekanslı elektrik alanı altına yerleştirilmesiyle enerji yutmasına dayanır. Mikrodalgalar dielektrik bir malzemeye nüfuz ettiklerinde ve ilerlediklerinde serbest ya da bağlı yüklerin veya dönen dipollerin hareketine neden olan bir iç elektrik alanı oluştururlar.malzeme içindeki harekete karşı gösterilen direnç,kayıplara sebep olur ve içsel elastik ve sürtünme kuvvetleri nedeniyle elektrik alan zayıflar.sonuç olarak kütlesel ısınma gözlenir.