Свойства инфракрасного излучения

Мы являемся производителями инфракрасных нагревательных элементов, отражателей, узлов и комплексных систем инфракрасного обогрева.

Есть несколько физических законов, объясняющих свойства инфракрасного излучения. Первый и, вероятно, самый важный из этих законов гласит, что существует положительная взаимосвязь между эффективностью излучения и температурой источника инфракрасного излучения. (Эффективность излучения - это процентная доля теплового излучения от источника тепла).

Доля энергии, передаваемой от источника тепла каждым из трех методов источника тепла, зависит от физических и внешних характеристик, окружающих источник тепла, и, в частности, от температуры источника.

Закон Стефана-Больцмана утверждает, что по мере увеличения температуры источника тепла мощность излучения увеличивается до четвертой степени его температуры. Компоненты теплопроводности и конвекции увеличиваются только прямо пропорционально изменениям температуры. Другими словами, когда температура источника тепла увеличивается, гораздо больший процент общей выходной энергии преобразуется в инфракрасную энергию.

Длина волны инфракрасного излучения зависит от температуры источника тепла. При температуре источника 2000° С будет образовываться короткая волна размером примерно 1 мм, а при температуре источника 550 ° С будет образовываться длинная волна размером примерно 3,6 мм. Длина волны резко влияет на интенсивность излучения на объект.

Важнейшей функцией длины волны инфракрасного излучения является его способность проникать через объект.

Проникновение инфракрасной энергии зависит от ее длины волны. Чем выше температура, тем короче длина волны. Чем короче длина волны, тем выше ее проникающая способность. 

Например, кварцевая лампа с вольфрамовой нитью накала, работающая при температуре 2000 ° С, имеет большую способность проникать в продукт, чем кварцевая трубка с хромоникелевой нитью, работающая при температуре 980 ° С.

Использование проникающей способности коротковолнового инфракрасного излучения дает определенные преимущества в промышленной обработке. Например, коротковолновое излучение можно эффективно использовать для более быстрого запекания некоторых красок, поскольку инфракрасное излучение проникает в поверхность краски и выводит растворители изнутри. Обычные методы сушки могут привести к образованию корки краски и улавливанию растворителей. Некоторые другие применения коротковолнового инфракрасного излучения включают термоусадку, сушку водой и предварительный нагрев объектов перед дальнейшими процессами.

Цветовая чувствительность - еще одна характеристика инфракрасного излучения, связанная с температурой источника и длиной волны.

Общее правило - чем выше температура источника, тем выше скорость поглощения тепла более темных цветов. 

Например, вода и стекло (которые бесцветны) практически прозрачны для коротковолнового излучения, но являются очень сильными поглотителями длинноволнового излучения выше 2.

Другой характеристикой инфракрасного излучения, которая не зависит от температуры или длины волны, является время отклика. Источникам с более тяжелой массой требуется больше времени, чтобы нагреться до желаемой температуры. Например, вольфрамовая нить имеет очень низкую массу и достигает 80% эффективности излучения за микросекунды. Спиральная никель-хромовая нить в кварцевой трубке приобретает 80% своей эффективности излучения примерно за 75 секунд, а стержням в металлической оболочке требуется примерно 3 минуты.

Скорость отклика становится важным фактором, особенно при применении инфракрасного излучения к хрупким и легковоспламеняющимся материалам.