Magnetrons en kookplaten worden steeds op een andere manier ontwikkeld

Spread the love

Magnetrons staan in 2019 ​​op het punt te worden gerevolutioneerd, omdat de eerbiedwaardige magnetron-RF-bron wordt vervangen door solid-state componenten. Deze verandering, gekoppeld aan de introductie van signaalverwerkingstechnieken die geleend zijn van de communicatie-industrie, zal het creëren van efficiëntere, effectievere, flexibelere en betrouwbaardere kookplaten kunnen mogelijk maken die de manier waarop we voor altijd koken zal veranderen.

Waarom solid state magnetron of kookplaat?

De verschuiving naar solid-state bronnen zal veel van de nadelen van magnetrons overwinnen. De huidige magnetrons genereren hoogvermogen RF-signalen met een goede efficiëntie tegen relatief lage kosten, maar hun prestaties veranderen met de temperatuur, de uitgangsfrequentie varieert en het is onmogelijk om hun amplitude of fase nauwkeurig te regelen. Je kunt dit zien in figuur 1, die de variabiliteit van resultaten toont tussen drie experimenten waarbij een magnetron-gebaseerde oven dezelfde belasting gedurende 30 seconden verwarmt.

Magnetron koken op basis van magnetrons is ook een uitdaging omdat de manier waarop RF-energie wordt geabsorbeerd, afhangt van de frequentie en de diëlektrische eigenschappen van het voedsel. In een consumentenmicrogolfoven die werkt op ongeveer 2450MHz, betekent dit dat het voedsel slechts direct tot een diepte van een paar centimeter wordt verwarmd. Het tweede probleem is dat de magnetron-geproduceerde microgolfenergie interageert met de holte om staande golven op te zetten die warme en koude plekken creëren in het voedsel dat wordt verwarmd.

Innovatiekansen mogelijk gemaakt door solid-state microgolfbronnen

Veel van de solid-state RF-technologie die beschikbaar komt voor gebruik in huishoudelijke en commerciële magnetrons, is oorspronkelijk ontwikkeld om te voldoen aan de behoeften van de communicatie-industrie. Slimme ovenontwerpers zullen ook technieken uit die industrie lenen om de volgende generatie magnetronovens te ontwerpen. Hier zijn zes van dergelijke technieken die innovatie kansen bieden.

1 – Vermogensregeling

Conventionele microgolfovens regelen de snelheid waarmee energie aan het voedsel in hun holtes wordt afgegeven door de magnetron eenvoudigweg in een regelmatig patroon aan en uit te zetten. De schakelsnelheid wordt beperkt door de tijd die de magnetron nodig heeft om de bedrijfstemperatuur te bereiken, wat kan leiden tot slecht koken als gevolg van thermische cycli aan de randen van sommige voedingsmiddelen

Solid-state systemen kunnen pulsbreedtemodulatie gebruiken met perioden gemeten in microseconden, zodat de snelheid waarmee energie wordt afgegeven veel lineairder kan worden gevarieerd dan met een magnetron

De benadering in vaste toestand kan ook worden onderworpen aan gesloten-lusregeling, om eventuele variaties in de uitgangsvermogen van de bron te compenseren.

2 – Frequentie nauwkeurigheid en stabiliteit

Solid-state RF-versterkers kunnen modulatortechnologie en digitale signaalverwerkingstechnieken gebruiken die zijn geleend van de communicatie-industrie om hun uitgangsfase en amplitude nauwkeurig te regelen. Low-cost, frequentie-agile synthesizertechnologie, ontwikkeld om signalen van meerdere Bluetooth-apparaten die in dezelfde band werken te stoppen met clashing, kan ook worden gebruikt om de uitvoerkracht van een solid-state RF-bron over het werkfrequentiespectrum te verspreiden.

Dit is iets dat je niet met een magnetron kunt doen, en het is handig bij koken in de magnetron, omdat verschillende voedingsmiddelen RF-energie absorberen en op verschillende manieren in warmte veranderen, afhankelijk van de frequentie en fase van de toegepaste straling. Figuren 4 en 5 laten zien wat er gebeurt als je verschillende ladingen, in dit geval magnetronpopcorn in figuur 4 en aardappelen in figuur 5, in een magnetron plaatst en ze aan verschillende frequenties onderwerpt. De rode en witte lijnen laten zien hoe een spectrum van RF-energie van twee verschillende bronnen wordt geabsorbeerd door het voedsel in de holte, terwijl de groene lijn de ‘samengestelde’ energieabsorptie laat zien.


Spread the love

About the author