Mikrovlny v teorii

Mikrovlny jsou elektromagnetickým vlněním o frekvenci od 300 MHz do 300 GHz, což odpovídá vlnovým délkám od 1 m do 1mm. Pro průmyslovou aplikaci je povoleno více frekvencí, nás ale zajímá především frekvence 2 450 MHz o vlnové délce 12,2 cm, kterou využíváme v naších aplikacích.

Nejznámějšími vlastnostmi mikrovln jsou přenosové využívány např. u mobilních telefonů a tepelné využívány v průmyslu a v domácnostech, např. u mikrovlnných trub k ohřevu a rozmrazování, případně sušení potravin.

Tepelné vlastnosti, tj. mikrovlnný ohřev je využíván i při vysoušení zdiva a odstraňování dřevokazných škůdců, jako jsou hmyz, houby nebo plísně.
K ohřevu dochází tak, že v elektrickém poli se molekuly vody orientují podle polarity (kladná část k zápornému pólu, záporná část ke kladnému) a protože v našem případě se polarita vysokofrekvenčního elektromagnetického pole mění více než 109 krát za sekundu, vyvolává to oscilační vibrace, molekuly se rozkmitají a narážejí na sebe, což se projeví přeměnou mikrovlnné energie na tepelnou a také kinetickou. Laicky řečeno, voda je z materiálu po zahřátí odpařována a také vytlačována.

K ohřevu dochází v celém objemu hmoty zevnitř (objemový ohřev), nikoliv přestupem tepla z povrchu dovnitř, jak je tomu u klasického ohřevu. Teplotní profil mikrovlnného ohřevu je opačný než u ohřevu klasického, tzn. že nejvyšší teplota je uvnitř a klesá směrem k povrchu./

 

U mikrovlnného ohřevu je využíván i selektivní ohřev, tzn. že u vícesložkového materiálu dochází k ohřevu jen u složky, která absorbuje mikrovlny (obsahuje bipolární molekuly), tzn. obsahuje vodu. Při mikrovlnném sušení se tak ohřívá selektivně jen vlhké místo a sušení je mnohem rovnoměrnější, rychlejší a úspornější než při užití jiných metod sušení.

Bezpečnost mikrovlnného ohřevu

Mikrovlny jsou klasickým elektromagnetickým vlněním o frekvenci nižší než je záření sluneční a proto nezanechávají žádné zbytkové záření škodlivé zdraví.

O bezpečnosti je nutno hovořit v tomto případě z důvodů použití dosti vysokých výkonů elektromagnetických vln a to v rozmezí 500 až 2000 W.

K poškození tkáně nebo citlivého orgánu může dojít pouze přímým ozářením z velmi krátkých vzdálenosti (cm) po delší dobu. Tato doba je přímo úměrná vzdálenosti a velikosti vyzařovaného vysokofrekvenčního výkonu.

Pro srovnání. Naměřené hodnoty ve vzdálenosti 4,5 m od centra vyzařování vykazují v našem případě výkonovou hustotu 20 μW/cm2, mobilní telefon přiložený k uchu, při hledání v síti, má hustotu cca 500 μW/cm2

Při práci navíc pracovníci pro svou bezpečnost i bezpečnost okolí používají vodivé kovové sítě snižující únik elektromagnetické energie a pravidelně měří intenzitu vysokofrekvenčního pole.

Práce se zařízením je zcela bezpečná, k poškození zdraví může dojít jen přímým ozářením z několika cm po dobu více minut a to buď záměrně, nebo neopatrným zacházením se stroji. K tomu nemůže dojít, protože osoby pohybující se v bezpečné vzdálenosti několika metrů nejsou ohro¬žovány. Obsluha je pro práci s mikrovlnnou technologií speciálně proškolená a dodržuje všechna stanovená pravidla a předpisy.