Разновидности и применение инфракрасных ламп

Инфракрасное излучение нагревает поверхности, которые постепенно выделяют тепло в помещение. Оно применяется не только для отопления, но и в медицине, промышленности и других областях. Поговорим подробнее об инфракрасных лампах.

Понятие инфракрасного света

ИК свет - электромагнитное излучение со спектром в диапазоне частот от 3 до 380 ТГц и длиной волн от 0,78 до 1000 мкм. Это соседние параметры с областью видимого света и радиоволновым диапазоном.

Максимальное количество инфракрасного света биосфера Земли получает от Солнца. При этом огненная планета - не единственный источник ИК излучения. Такие волны излучает даже человек, а увидеть их можно на светящемся нагретом предмете, к примеру, когда краснеет раскаленная металлическая проволока.

Делится ИК излучение на три подгруппы в зависимости от длины волн (по стандартам ISO):

ИК излучение греет окружающие предметы, так как излучаемые фотоны поглощаются атомами и в момент поглощения происходит преобразование электромагнитной энергии в тепловую.

Человеческое зрение не видит ИК свет, кроме одного исключения. В США группа исследователей из Сент-Луисского университета провели исследование, где доказали, что излучение от лазерных излучателей при длине волн от 800 до 900 мкм заветно человеку. Испытуемые при таких показателях излучения видели вспышки света. Повторные исследования также подтвердили, что высокочастотный ИК свет от мощного лазера, работающего в режиме импульсов, человек видит.

Есть ли польза или вред от ИК излучения

В зависимости от длины волн ИК свет приносит пользу или вред человеку.

Длинноволновой свет

Российские ученые активно изучали пользу дальнего ИК света и выяснили, что при соблюдении условий соответствия спектра волн живым организмам тепло поглощается активнее. Идеальные показатели излучения - 70-200 мкм с концентрацией пучка энергии на одном участке в 90-115 мкм.

При появлении резонанса длинные инфракрасные волны проникают глубоко сквозь кожу и мышечные ткани человека, создавая при этом несколько полезных эффектов:

• Повышение температуры до 38-40 °С создает эффект искусственного жара. Кратковременное воздействие повышенной температуры стимулирует работу иммунной системы.
• Воздействие ИК излучения нужного диапазона улучшает работу сердечно-сосудистой системы, улучшает циркуляцию крови, которая отвечает за доставку кислорода ко всем внутренним органам.
• Искусственный жар повышает потовыделение. Это процесс детоксикации организма, в ходе которого выводятся токсины и шлаки.
• Прогревание с помощью определенного ИК излучения уменьшает боль от старых ушибов и переломов.

Длинные ультрафиолетовые волны также подавляют активность болезнетворных микроорганизмов, ионизируя воздух. Поэтому ИК лампы часто применяют для очищения воздуха в больницах и санаториях.

В косметологии длинноволновое ИК излучение применяется для получения эффекта эластичности и мягкости кожи.

Однако, пребывание под прямым воздействием ИК длинноволнового излучения должно быть ограничено. Как и на солнце нельзя проводить целый день, так и при искусственном жаре можно получить тепловой удар, если не соблюдать все правила.

Средние и короткие волны

Такой диапазон инфракрасного освещения вреден для человека. Опаснее всего воздействие кроткого ИК света с высокой частотой и интенсивностью. Такие лучи не проникают глубоко через кожные покровы, а воздействуют на поверхность, вызывая ожоги. При воздействии коротких ИХ волн на глаза развивается катаракта.

При выборе ИК обогревателей необходимо внимательно изучать длину волн и проверять безопасность генерируемого тепла. Норма – до 150 Вт/м². Допустим нагрев окружающих предметов на температуру до +36°С.

Применение ИК света

Дальневолновые инфракрасные лампы применяются: в промышленности, в медицине, в сельском хозяйстве, в бытовом отоплении.

ИК излучение в медицине

Для чего нужна инфракрасная лампа медицине? Для лечения разных заболеваний и ускорения реабилитации в виде ИК-физиотерапии. Эффективность точечного воздействия инфракрасного излучения доказана при лечении ожогов и обморожения разных стадий.

Дозированное ИК облучение активизирует окислительно-восстановительные процессы и стимулирует работу эндокринных желез. Это способствует регенерации поврежденных тканей и ускорению заживления ран.

Помимо тромболитического действия инфракрасное излучение обладает болеутоляющими и седативными свойствами. Низкочастотные приборы применяются для обеззараживания и улучшения заживления ран.

Применение инфракрасных ламп в промышленности

Оборудование с инфракрасным излучением в промышленности применяется для решения следующих задач:

• Управление автоматизированными линиями и автоматикой (пульты и сенсоры).
• Просушивание древесины и различных покрытий – камеры ИК-сушки.
• Спектроскопия или определение структуры и других параметров опытных образцов.
• Обработка продуктов и пастеризация.
• Отопление разных по размерам помещений и цехов.

Также инфракрасное излучение применяют для формовки и нагрева пластмассы, для сварки пластмассовых изделий. Направленным воздействием нагревают детали автомобилей до и после окрашивания.

ИК излучение в сельском хозяйстве

Птицеводство не обходится без инкубаторов, отапливаемых инфракрасными лампами. Они дают нужную ровную температуру для вывода разного количества молодняка.

В растениеводстве ИК отопление применяется в теплицах для выращивания различных овощных культур и ягод. Также инфракрасный свет используется в зернохранилищах для просушивания зерна.

В садоводстве и овощеводстве ИК лампы применяют для обеззараживания овощей и фруктов.

Другие области применения инфракрасных ламп

• В термографии с ИК излучением создают приборы ночного видения, прицелы и тепловизоры.
• В фотосъемке на фотографиях отображается пейзаж по уровню теплоотдачи.
• В жилых помещениях используют ИК-обогреватели разных типов.
• Удаленное управление разными приборами с пульта также осуществляется через ИК-излучатели и датчики.

Даже в стоматологии применяют компактные излучатели для быстрого застывания пломб и других стоматологических материалов.

Чем обоснована популярность ИК обогрева в разных сферах

При инфракрасном излучении волны проходят сквозь воздух без потери тепловой энергии, совершая прямой нагрев окружающих предметов, стен, потолка. Нагретые поверхности накапливают тепло и плавно отдают его окружающему пространству.

С помощью инфракрасных ламп можно нагреть даже большие помещения без больших затрат электричества. Даже уличные пространства, к примеру, концертную сцену под открытым небом, можно нагревать ИК обогревателями.

При выборе обогревателей с ИК излучателями учитываются основные характеристики приборов:

• Способность излучения. Измеряется в Кт/м² и отображает, какое количество энергии выделяет одно устройство за заданное время.
• Интенсивность. Или отношение способности излучения к волновому периоду, которое измеряется в Вт/(м²*мкм).
• Потребляемая мощность, температура нагрева излучателя и рабочий диапазон волн.

Также выбирается вид инфракрасной лампы, чтобы она полностью выполняла поставленные задачи.

Разновидности ИК ламп

Инфракрасные лампы работают в средневолновом диапазоне. В их конструкции есть нить накаливания, расположенная внутри колбы с инертным газом, защищающим от окисления. Нагревается нить менее интенсивно, чем в обычных лампочках. Стекло колбы окрашено в красный цвет. Все это необходимо для выделения безопасного тепла без освещения комнаты.

Рассмотрим подробнее основные виды инфракрасных ламп.

Без зеркального покрытия

Устройства ИК3 напоминают обычную лампу. Среди обогревателей самые популярные с тремя такими ИКЛ, обладающими большой мощностью для отопления комнаты. В последнее время лампы с ИК излучением без зеркального покрытия применяют для разогрева блюд.

С зеркальным покрытием

Нанесение зеркального слоя создает многократное отражение ИК волн, что увеличивает выходную мощность оборудования. В ряде моделей обогревателей есть дополнительные внешние зеркальные элементы, чтобы собрать несколько ламп в один прожектор.

Обогреватели с инфракрасными лампами с зеркальным покрытием часто применяются для обогрева растений и животных.

С одним зеркальным покрытием

Это лампы с противобактериальными свойствами для лечения различных заболеваний и травм. Они изготавливаются с гибкой ручкой с рефлектором, чтобы направить нагрев в нужную зону.

Керамические

В производстве корпуса или отражателя используется особая керамика, способная пропускать только ИК-волны. Нить накаливания сделана из нихрома или фехраля. Конструкция прочная, надежная.

Керамические ИК обогреватели широко применяются в быту.

Галогенные ИК лампы

От обычных инфракрасных ламп отличаются только наличию спирали, работающей с повышенным «недонакалом», чтобы формировать нужный частотный спектр. В конструкции предусмотрена прозрачная или темно-красная стеклянная колба.

Широко применяется в микроволновых печах, электроплитах, в паяльном оборудовании для термопластов.

Карбоновые варианты

Нить накаливания выполнена из карбона. Корпус имеет необычное исполнение – трубчатые колбы из кварцевого стекла. Главное достоинства – длительность использования, которая достигает 100 тысяч часов работы.

Светодиодные ИК лампы

Современный вариант инфракрасного оборудования, которое выпускается с разной длиной волн. Отличаются экологичностью и повышенной энергоэффективностью.

Светодиодные ИК обогреватели широко применяются в быту, для отопления теплиц, рассады и для гигиены помещений.

ИК-прожекторы

Это отдельный вид инфракрасных ламп, который нужен для вечерней или ночной подсветки уличного или внутреннего видеонаблюдения. Их же устанавливаются на автомобильные видеофиксаторы для ночной записи происшествий.

Большинство прожекторов создаются на базе инфракрасных светодиодов, обладающих повышенной устойчивостью к воздействию окружающей среды. Мощности разных приборов хватает для прохождения направленного пуска ИК волн на расстояние от 5 до 300 м с сектором обзора от 15 до 160°.