Colloque

Conception d'un applicateur d'énergie de type guide d'onde à fentes rayonnantes

Paola Zepeda

Marcel Giroux

Membre a labase

Paola Zepeda

Résumé du colloque

L'utilisation des micro-ondes comme source énergétique constitue un procédé de chauffage rapide, écologique et uniforme. Les fréquences d'opération se trouvent dans la bande ISM (Industrial, Scientific and Medical). Nous décrivons la conception d'un applicateur d'énergie qui utilise des guides à fentes comme radiateurs. Les applicateurs permettent le couplage d'énergie entre le générateur et le produit traité. Les guides rayonnants sont des guides d'ondes dont certains murs contiennent des fentes. Ces guides ont été abondamment exploités dans les applications de radar depuis la deuxième guerre mondiale. Il est possible d'utiliser les propriétés de rayonnement des guides à fentes pour répondre à des applications de chauffage industriel. Une fois conçu, l'applicateur d'énergie est installé dans une cavité qui permet le chauffage d'une variété de produits de larges dimensions sous diverses formes. On peut employer différents modes de transport pour les produits à traiter; en position verticale, le système utilise la gravité, alors qu'en position horizontale, on effectue le transport par convoyeur ou par pompage avec une vis d'Archimède qui entraîne et brasse les produits à travers une auge. Dans un premier temps, il s'agit de calculer la disposition et le nombre du type de fente choisie pour obtenir la distribution et le niveau de puissance voulus. Nous utilisons des fentes non résonantes pour traiter efficacement plusieurs matériaux aux propriétés diélectriques différentes. Le projet est de nature expérimentale. Le prototype est donc conçu en grande partie par une méthode itérative d'essais et erreurs sur un guide à fentes ajustables. Afin de caractériser notre prototype, nous procédons aux mesures suivantes: nous vérifions l'adaptation du système à l'aide de mesures sur un analyseur de réseau (3 GHz); à haute puissance, nous mesurons la distribution de l'énergie dans la cavité contenant l'applicateur et le transfert d'énergie de l'applicateur au produit traité. Les produits soumis aux tests finaux sont principalement de type alimentaire tels le lait, le fromage, la viande de même que différents polymères. Si plusieurs applicateurs doivent chauffer le produit, il faut déterminer la position des guides dans l'enceinte en considérant le couplage entre ces derniers et le produit traité afin d'optimiser le transfert (direct ou par réflexion sur les murs de la cavité) de la puissance au produit traité.