ในชีวิตประจำวันของเรา มักพบการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่รอบตัวอยู่เสมอ แม้แต่ในมื้ออาหารกับ “เตาไมโครเวฟ” ที่ใช้ในการให้ความร้อน และนอกจากการใช้งานในครัวเรือนแล้ว คลื่นไมโครเวฟยังเป็นหัวใจสำคัญของระบบสื่อสารและการส่งสัญญาณโทรคมนาคม ที่ช่วยเชื่อมโยงทุกชีวิตประจำวันเข้าด้วยกันอย่างราบรื่น
บทความนี้จะพาคุณมาทำความรู้จักกับลักษณะของคลื่นไมโครเวฟ ประโยชน์ รวมถึงคุณสมบัติเด่นที่ควรรู้ ก่อนการเลือกใช้งาน
คลื่นไมโครเวฟ คืออะไร ความถี่เท่าไหร่?
คลื่นไมโครเวฟ คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าคลื่นวิทยุ แต่ยาวกว่าคลื่นอินฟราเรด โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 300 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) ถึง 300 กิกะเฮิรตซ์ (GHz)
คลื่นไมโครเวฟส่วนใหญ่จะเดินทางในลักษณะของเส้นตรง (Line-of-Sight) ทำให้เหมาะสำหรับการสื่อสารในระยะทางที่มองเห็นกันได้ เช่น การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด หรือการสื่อสารกับดาวเทียม คลื่นไมโครเวฟยังถูกแบ่งย่อยออกเป็นย่านความถี่เฉพาะเจาะจง ซึ่งมีการตั้งชื่อตามตัวอักษร เช่น L-band, S-band, C-band, และ Ku-band เป็นต้น
คลื่นไมโครเวฟ คุณสมบัติพิเศษ ที่ทำให้ใช้งานได้หลากหลาย
หากกล่าวถึงคลื่นไมโครเวฟ คุณสมบัติทางเคมีที่จำเพาะเจาะจงนั้น สามารถสรุปได้ดังนี้
ทะลุผ่านวัสดุที่ไม่ใช่โลหะได้ดี
คลื่นไมโครเวฟสามารถทะลุผ่านวัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้าส่วนใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น พลาสติก แก้ว เซรามิก กระดาษแข็ง และอากาศ ช่วยให้สัญญาณสามารถส่งผ่านกำแพงหรือโครงสร้างบางส่วนได้ รวมถึงยังช่วยให้เตาอบไมโครเวฟสามารถทำงานได้โดยไม่มีปัญหาเมื่อใช้ภาชนะที่ทำจากแก้วหรือเซรามิก
สะท้อนโลหะได้
คลื่นไมโครเวฟจะทำปฏิกิริยาโดยการสะท้อน ออกจากพื้นผิวที่เป็นโลหะแทบทุกชนิดอย่างสมบูรณ์ ซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานในการทำงานของระบบเรดาร์ (Radar) ที่ใช้คลื่นไมโครเวฟในการตรวจจับตำแหน่ง ความเร็ว และทิศทางของวัตถุที่เป็นโลหะ เช่น เครื่องบินหรือยานพาหนะต่าง ๆ นอกจากนี้ ในเตาอบไมโครเวฟ การสะท้อนคลื่นจากผนังโลหะภายในยังช่วยกระจายพลังงานให้ทั่วถึงอีกด้วย
ดูดซับด้วยน้ำ
คลื่นไมโครเวฟมีกลไกสำคัญคือการถูกดูดซับโดยโมเลกุลน้ำ และโมเลกุลมีขั้วอื่น ๆ เช่น ไขมันและน้ำตาล เมื่อโมเลกุลเหล่านี้รับพลังงาน คลื่นจะกระตุ้นให้เกิดการสั่นด้วยความถี่สูง จนเกิดเป็นความร้อน (Thermal Effect) ทำให้อาหารสุกในเตาอบไมโครเวฟได้อย่างรวดเร็ว รวมถึงใช้ในกระบวนการอบแห้งในอุตสาหกรรม
ประโยชน์ของคลื่นไมโครเวฟ ทำอะไรได้บ้าง?
หากพูดถึงคลื่นไมโครเวฟ ประโยชน์นั้นครอบคลุมการใช้งานในหลากหลายด้าน อาทิ
เตาไมโครเวฟ
ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่คลื่นถูกดูดซับโดยโมเลกุลน้ำ ไขมัน และน้ำตาล โดยตัวเครื่องจะสร้างคลื่นความถี่ประมาณ 2.45 GHz เพื่อกระตุ้นให้โมเลกุลน้ำในอาหารสั่นด้วยความถี่สูง เกิดเป็นแรงเสียดทานและความร้อนภายในอย่างรวดเร็ว ทำให้อาหารสุกหรืออุ่นได้ภายในไม่กี่นาที ซึ่งเป็นวิธีปรุงอาหารที่สะดวกและประหยัดเวลาอย่างยิ่ง
โทรศัพท์มือถือและ Wi-Fi
คลื่นไมโครเวฟเป็นหัวใจหลักของระบบสื่อสารไร้สายในชีวิตประจำวัน โดยคลื่นความถี่ย่านไมโครเวฟช่วยให้สามารถส่งผ่านข้อมูลปริมาณมาก (High Bandwidth) ด้วยความเร็วสูง ผ่านเทคโนโลยีต่าง ๆ เช่น สัญญาณ 4G/5G สำหรับโทรศัพท์มือถือ และคลื่นความถี่ 2.4 GHz และ 5 GHz ที่ใช้ในการรับส่งข้อมูลของ เครือข่าย Wi-Fi ภายในบ้านและสำนักงาน
การสื่อสารผ่านดาวเทียม
คลื่นไมโครเวฟ ถูกนำมาใช้เป็นช่องสัญญาณหลักในการเชื่อมต่อและรับส่งข้อมูลระหว่างสถานีภาคพื้นดินกับดาวเทียม เนื่องจากสามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ได้ดี การใช้งานนี้ครอบคลุมการสื่อสารระยะไกลข้ามทวีป การถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์ และระบบนำทางด้วย GPS
การรักษาทางการแพทย์
คลื่นไมโครเวฟถูกนำมาประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ผ่านเทคนิคที่เรียกว่า การรักษาด้วยความร้อน (Diathermy) โดยใช้คลื่นพลังงานต่ำส่งไปยังเนื้อเยื่อส่วนลึกของร่างกาย เพื่อเพิ่มอุณหภูมิในบริเวณที่ต้องการ เช่น กล้ามเนื้อหรือข้อต่อ การให้ความร้อนนี้ช่วย บรรเทาอาการปวด ลดการอักเสบ และเพิ่มการไหลเวียนของโลหิตเฉพาะที่เพื่อช่วยในการฟื้นฟู
งานอบแห้งในโรงงาน
ในภาคอุตสาหกรรม คลื่นไมโครเวฟถูกนำมาใช้ในการ อบแห้งวัสดุ ต่าง ๆ อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ไม้ สิ่งทอ อาหาร และสารเคมี การให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟสามารถทำได้รวดเร็ว ทั่วถึงกว่าการอบแห้งด้วยลมร้อนแบบดั้งเดิม เพราะความร้อนเกิดจากภายในของวัสดุเอง ทำให้ช่วยประหยัดพลังงาน รวมถึงลดระยะเวลาในกระบวนการผลิตได้อย่างมาก
อันตรายของคลื่นไมโครเวฟ ที่ควรรู้
แม้ว่าตัวคลื่นไมโครเวฟ ประโยชน์จะครอบคลุมในหลากหลายด้าน แต่ก็ยังมีความเชื่อที่แพร่หลายกันเกี่ยวกับอันตรายของคลื่นไมโครเวฟว่า การใช้ไมโครเวฟอุ่นอาหารบ่อย ๆ จะก่อให้เกิดโรคมะเร็ง รวมถึงสร้างสารพิษในอาหาร โดยข้อมูลจากนักวิชาการและสถาบันสุขภาพหลายแห่งยืนยันว่า คลื่นไมโครเวฟไม่ได้ทำให้อาหารกลายเป็นสารพิษ หรือก่อให้เกิดมะเร็งโดยตรง เพราะหลักการทำงานของไมโครเวฟคือการทำให้โมเลกุลของน้ำในอาหารสั่นจนเกิดความร้อน ไม่ได้เป็นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีของอาหารแต่อย่างใด แต่อันตรายอาจเกิดได้จากการมีคลื่นรั่วไหลออกมาจากเตา ซึ่งเกิดจากตัวเครื่องชำรุด ขอบยางประตูเสื่อมสภาพ หรือบานประตูเสียหาย เป็นต้น ดังนั้น เพื่อความปลอดภัยในการใช้งานไมโครเวฟ ควรพิจารณาอุปกรณ์ตามข้อกำหนดต่อไปนี้
ระดับความอันตราย: มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (มอก.) ของไทยและมาตรฐานสากลกำหนดให้ระดับการรั่วไหลของคลื่นไมโครเวฟต้องไม่เกิน 5 มิลลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร (mW/cm²) ที่ระยะห่าง 5 เซนติเมตรจากพื้นผิวเตา โดยปกติแล้ว การรั่วไหลที่เกิดขึ้นจริงมักจะน้อยกว่าค่ามาตรฐานมาก และลดลงอย่างรวดเร็วตามระยะห่าง
ผลกระทบต่อสุขภาพ: แม้ว่าการสัมผัสกับคลื่นรั่วในปริมาณน้อยจะไม่เป็นอันตราย แต่หากมีการสัมผัสในระดับที่สูงกว่ามาตรฐานเป็นเวลานาน อาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพได้ เนื่องจากคลื่นไมโครเวฟมีคุณสมบัติในการทำให้โมเลกุลน้ำสั่นและเกิดความร้อน ซึ่งอาจทำให้อุณหภูมิของเนื้อเยื่อในร่างกายเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะในบริเวณที่มีการไหลเวียนโลหิตน้อย เช่น ดวงตา (อาจเป็นต้อกระจกได้), อัณฑะ (อาจทำให้เป็นหมันชั่วคราว) และอาจทำให้มีอาการปวดศีรษะหรือวิงเวียนศีรษะได้
การป้องกันและตรวจสอบ: เพื่อความปลอดภัย ควรเลือกซื้อเตาไมโครเวฟที่มีเครื่องหมาย มอก., หมั่นทำความสะอาดเตาเป็นประจำเพื่อป้องกันสนิม, ตรวจสอบสภาพประตูและขอบยางซีลอย่างสม่ำเสมอ และหากเครื่องมีรอยชำรุด ควรหยุดใช้งานทันที
ช่างไฟฟ้ากับคลื่นไมโครเวฟเกี่ยวกันอย่างไร?
คลื่นไมโครเวฟไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ แต่ถูกสร้างขึ้นด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ช่างไฟฟ้าจึงมีบทบาทสำคัญในการออกแบบและประกอบวงจรที่เรียกว่า “แมกนีตรอน (Magnetron)” หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่ทำหน้าที่ผลิตและส่งคลื่นไมโครเวฟออกมา ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้เป็นส่วนประกอบหลักในเตาไมโครเวฟ ระบบเรดาร์ และเครื่องมือสื่อสารต่าง ๆ
ช่างไฟฟ้าจึงต้องมีความรู้และทักษะในการตรวจวัดการรั่วไหลของคลื่นไมโครเวฟจากอุปกรณ์ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในงานบำรุงรักษาและติดตั้ง เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทำงานตามมาตรฐานความปลอดภัย และไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้ใช้งาน
เมื่อเข้าใจถึงลักษณะของคลื่นไมโครเวฟ ประโยชน์ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมถึงข้อควรระวังในการใช้งานแล้ว การทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพย่อมต้องการโครงสร้างพื้นฐานที่แข็งแรง ทั้งในอุตสาหกรรมครัวเรือน หรืออุตสาหกรรมโทรคมนาคม และการเดินสายไฟอย่างเหมาะสมบนรางวายเวย์ หรือรางเคเบิ้ลเทรย์ ก็เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่ช่วยให้เทคโนโลยีคลื่นความถี่สูงสามารถทำงานได้อย่างเต็มศักยภาพโดยไม่ก่อให้เกิดอันตราย
เลือกติดตั้งระบบไฟฟ้าให้ปลอดภัย ด้วยตู้ Switchboard ราง Cable Tray กล่องดึงสาย และอุปกรณ์ติดตั้งระบบไฟฟ้าจาก KJL ที่ผ่านการควบคุมการผลิตด้วย ระบบ CNC ทำให้ได้ขนาดและรูปทรงที่แม่นยำสูง สามารถประกอบเข้ากับระบบได้อย่างลงตัว ลดปัญหาหน้างาน อีกทั้งยังเลือกใช้วัสดุที่ทนทานต่อสนิมและการผุกร่อนอย่างยาวนาน ช่วยลดความถี่ในการเปลี่ยนอุปกรณ์ ลดปริมาณขยะจากงานติดตั้งหรือซ่อมบำรุงในระยะยาว
