Электродинамическое моделирование рабочей камеры микроволнового стерилизатора с щелевым элементом возбуждения
- 1,2,3,4,5 Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (г. Саратов, Россия)
Аннотация
Постановка проблемы. Распределение электромагнитных полей разных типов колебаний в прямоугольной резонаторной камере микроволнового стерилизатора в значительной степени зависит от элемента возбуждения резонатора. При этом влияние формы и расположения этого элемента в конструкции стерилизатора до сих пор остаются малоизученными.
Цель. Проанализировать электромагнитные поля вблизи поверхности металлических объектов, облучаемых СВЧ-энергией, для различных вариантов размещения щелевого элемента возбуждения на стенках рабочей камеры.
Результаты. С помощью трехмерной численной модели методом конечных элементов исследована составляющая электрического поля - тангенциальная поверхности металлической пластины, облучаемой СВЧ-полем в рабочей камере микроволнового стерилизатора и размещенной в пластиковом контейнере с иммерсионной средой (водой), электрофизические свойства которой зависят от температуры нагрева. Установлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на величину напряженности поля в области взаимодействия.
Практическая значимость. Полученные данные могут быть использованы для снижения металлоемкости волноводного элемента возбуждения рабочей камеры стерилизатора, разработанного ранее, а также для повышения эффективности микроволновой деконтаминации патогенной микрофлоры при стерилизации медицинских инструментов.
- Поступила
- 11.08.2024
- Одобрена
- 14.08.2025
- Принята
- 30.09.2025
Для цитирования
Комаров В.В., Байбурин В.Б., Дорошенко В.М., Артюхов И.И., Никифоров А.А. Электродинамическое моделирование рабочей камеры микроволнового стерилизатора с щелевым элементом возбуждения // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 10. С. 184–188. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202510-22
Список источников
- Байбурин В.Б., Балакин М.И., Комаров В.В., Лунева И.О., Никифоров А.А., Мещанов В.П. Быстрый метод полной деконтаминации в СВЧ электромагнитном поле // Вопросы электротехнологии. 2022. № 2(35). С. 27-30.
- Байбурин В.Б., Мещанов В.П., Лунева И.О., Комаров В.В., Никифоров А.А., Фомин А.А., Дорошенко В.М., Балакин М.И., Киркица В.А. Экспериментальные результаты СВЧ-стерилизации металлических инструментов медицинского назначения // Биомедицинская радиоэлектроника. 2023. № 6. С. 77-82.
- Байбурин В.Б., Комаров В.В., Артюхов И.И., Мещанов В.П., Дорошенко В.М. Влияние загрузки рабочей камеры микроволнового стерилизатора на напряженность электрического поля в области взаимодействия // Вопросы электротехнологии. 2024. № 3(44). С. 17-21.
- Рогов И.А., Некрутман С.В. Сверхвысокочастотный нагрев пищевых продуктов. М.: Агоропромиздат. 1986. 351 с.
- Hong J.S. Effect of a modulated source on a microwave cavity // IEEE Microwave and Guided Wave Letters. 1994. V. 4. № 2. P. 43-44.
- Plaza-Gonzalez P., Catala-Civera J.V., Sanchez-Hernandez D. Effect of mode-stirrer configuration on dielectric heating performance in multimode microwave applicator // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2005. V. 53. № 5. P. 1699-1706.
- Косолап В.Ю., Коломейцев В.А., Карпов Д.И. Электрическое поле в СВЧ-камере резонаторного типа при трехщелевом боковом способе возбуждения // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2008. № 4. С. 95-98.
- Ahn S.-H., Jeong C.-H., Lim D.-M., Lee W.-S. Kilowatt-level power-controlled microwave applicator with multiple slotted waveguides for improving heating uniformity // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2020. V. 68. № 7. P. 2867-2875.
- Ratanadecho P., Aoki K., Akahori M. The characteristics of microwave melting of frozen packed beds using a rectangular waveguide // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2002. V. 50. № 6. P. 1495-1502.
- Meixner J. The behavior of electromagnetic fields at edges // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1972. V. 20. № 4. P. 442-446.