Innrautt hitari
Saga [ Breyta ]
Þýska-breskur stjarnfræðingur Sir William Herschel er viðurkenndur með uppgötvun innrauða árið 1800. Hann gerði hljóðfæri sem kallast litrófsmælir til að mæla magn geislunarkrafts við mismunandi bylgjulengdir . Þetta tæki var gert úr þremur hlutum. Fyrsti var prisma til að ná sólarljósi og beina og dreifa litunum niður á borðið, seinni var lítill spjaldið af pappa með slit nógu stórt fyrir aðeins einn lit til að fara í gegnum það og að lokum þrír kvikasilfur-í- gler hitamælar . Í gegnum tilraun sína fann Herschel að rautt ljós hafði hæsta hitastigsbreytinguna í ljóssviðinu , en innrautt upphitun var ekki almennt notuð fyrr en síðari heimsstyrjöldin . Í síðari heimsstyrjöldinni var innrauða upphitun notaður og þekktur. Helstu forritin voru í málmvinnsluflötunum, einkum í ráðhús og þurrkun málninga og lakk á herbúnaði. Bankar með ljósaperur voru notaðar mjög vel en samkvæmt stöðlum í dag voru styrkleiki mjög lágir. Tæknin bauð miklu hraðar þurrkunartímum en eldsneytistegundirnar á tímann. Framleiðslu flöskuhálsum var mildað og hernaðaraðgerðir til hernum voru viðhaldið. Eftir síðari heimsstyrjöldina héldu innleiðingar innrauða upphitunaraðferða áfram en á mun hægari grundvelli. Um miðjan 1950 byrjaði vélknúin ökutæki iðnaður að sýna áhuga á innrauða getu til að ráðhúsa málningu og fjöldi innrauttra jarðganga í framleiðslu var tekin í notkun. [
Elements [ Breyta ]
Algengustu filament efni notað fyrir rafmagns innrauða hitari er wolfram vír, sem er spólu til að veita meira yfirborðsflatarmál. Lítil hitastig fyrir wolfram eru kolefni , eða málmblöndur úr járni, króm og ál (vörumerki og vörumerki Kanthal ). Þó að kolefnisþráður sé fáránari til að framleiða, hita þau upp miklu hraðar en sambærilegur miðlungsbylgjanlegur hitari byggður á FeCrAl filament.
Þegar ljós er óæskilegt eða ekki nauðsynlegt í hitari, eru innrautt geislameðferðartæki fyrir keramik valinn kostur. Inniheldur 8 metrar vírbrautarþráða vír, losar þau frá sér samræmda hita yfir öllu yfirborði hitari og keramikið er 90% gleypið af geisluninni. Þar sem frásog og losun byggjast á sömu líkamlegum orsökum í hverri líkama er keramik helst til þess fallin að innihalda innrauða hitari.
Iðnaðar innrautt hitari nota stundum gullhúð á kvarsrörinu sem endurspeglar innrauða geislunina og beinir henni í átt að vörunni sem á að hita. Þar af leiðandi er innrautt geislun sem bendir á vöruna næstum tvöfaldast. Gull er notað vegna oxunarviðnáms og mjög mikils IR-endurspeglun um það bil 95%. [4]
Tegundir [ Breyta ]
Innrauða hitari er almennt notaður í innrauða mát (eða emitter bankar) sem sameinar nokkrar hitari til að ná stærri hituðum svæðum.
Innrautt hitari er venjulega flokkaður með bylgjulengd sem þeir gefa frá sér:
Nálægt innrauða (NIR) eða smábylgju innrauða hitari starfa við háan filamenthitastig yfir 1800 ° C og þegar það er komið á vettvangi náðu hámarksstyrkur nokkur hundruð kW / m 2 . Hámarkbylgjulengd þeirra er vel undir frásogsspennu vatnsins, sem gerir þeim óhæf til margra þurrkunartækja. Þau eru vel til þess fallin að hita kísil þar sem þörf er á djúpri skarpskyggni.
Innrauðir hitari með miðlungs bylgju og kolefni (CIR) starfa við hitastig við filament um 1000 ° C. Þeir ná hámarksþéttleika sem eru allt að 60 kW / m 2 (miðlungs bylgja) og 150 kW / m 2 (CIR).
Langt innrauða emitters (FIR) eru venjulega notaðir í svokölluðu lághita langt innrauða gufubað . Þetta eru aðeins stærri og dýrari svið markaðarins af innrauða gufubaði. Í stað þess að nota kolefnis-, kvars- eða há-watt keramik emitters, sem gefa frá sér nær og miðlungs innrauða geislun, hita og ljós, nota langt innrauðir emitterar lítinn watt keramikplötur sem eru kalt, en eru ennþá að gefa út langt innrauða geislun. [5]
Sambandið milli hitastigs og hámarksbylgjulengdar er gefið upp með lögum um brottvísun Wien .
Metal Wire Element [ Breyta ]
Metal vír hitastig birtist fyrst á 1920. Þessir þættir samanstanda af vír úr chromel. Chromel er úr nikkel og króm og það er einnig þekkt sem nichrome . Þessi vír var síðan spólað í spíral og vafinn um keramik líkama. Þegar hitað er við háan hita myndar það hlífðarlag af krómoxíð sem verndar vírinn frá brennslu og tæringu, þetta veldur einnig að frumefni glóa. [6]
Hiti lampar [ Breyta ]
Hita lampi er glóandi ljósaperur sem er notað til aðalmarkmiðs að skapa hita. Litrófið af svörtum líkamsgeislun frá lampanum er færð til að framleiða meira innrautt ljós . Margir hita lampar innihalda rauða síu til að lágmarka magn sýnilegs ljóss sem losað er. Hiti lampar innihalda oft innri reflector.
Hiti lampar eru almennt notaðar í sturtu og baðherbergi til að hlýja baðmönnum og í matvörubúðum veitingastaða til að halda matnum heitt áður en það er borið. Þau eru einnig almennt notuð til búfjárræktar . Ljós sem notuð eru fyrir alifugla eru oft kölluð brooding lampar. Innskot frá ungum fuglum geta aðrar tegundir dýra sem njóta góðs af hita lampa meðal annars skriðdýr , gervi , skordýr , arachnids og unga sumra spendýra .
Sokkarnir sem notaðir eru við hitapera eru venjulega keramik vegna þess að plastfrumur geta brætt eða brennt þegar þær verða fyrir miklu magni af hita úr lampa, sem framleitt er af lampunum, sérstaklega þegar þær eru notaðir í "stöðunni". Hylkið eða hettan á lampanum er yfirleitt málmur. Það kann að vera vírhlíf yfir framan líkklæði til að koma í veg fyrir að snerta heitt yfirborð ljósaperunnar.
Venjulegir hvítir glóperur til heimilisnota geta einnig verið notaðir sem hiti lampar , en rauðar og bláar ljósaperur eru seldar til notkunar í loðlastofum og reptileampum. Hita lampar með 250 watt eru almennt pakkaðar í "R40" (5 "endurljósuljós) myndastuðull með millistykki.
Hiti lampar geta verið notaðir sem læknismeðferð til að veita þurra hita þegar aðrar meðferðir eru óvirkir eða óhagkvæmir. [7]
Keramik innrautt hitakerfi [ Breyta ]
Keramik innrauða upphitunarefni eru notaðar í fjölbreytt úrval iðnaðarferla þar sem langvarandi öndunarrofi er krafist. Gagnleg bylgjulengd svið þeirra er 2-10 μm. Þau eru oft notuð á sviði heilbrigðisþjónustu dýra / gæludýra. Innrauðir hitari (emitters) eru framleiddar með þremur undirstöðu útblásturshliðum: Trog (íhvolfur), flöt og peru eða Edison skrúfaþáttur fyrir eðlilega uppsetningu með E27 keramiklampa.
Far-Infrared [ Breyta ]
Þessi upphitunartæki er notuð í sumum dýrum innrauðum gufubaðum. Það er einnig að finna í geimfarum. Þessar hitari nota lágt watt þéttleiki keramik emitters (venjulega nokkuð stór spjöldum) sem gefa frá sér langvarandi innrautt geislun. Vegna þess að hitameðhöndlunin er tiltölulega lágt hitastig, gefa innrauða hitari ekki losun og lykt af ryki, óhreinindi, formaldehýð, eitruðum gufum úr málningu, osfrv. Þetta hefur gert þessa tegund af pláss upphitun mjög vinsæl meðal fólks með alvarleg ofnæmi og fjölþætt næmi í Evrópu. Vegna þess að langt innrauða tækni hitar ekki loftið í herberginu beint, það er mikilvægt að hámarka útsetningu fyrir tiltækum flötum sem síðan geyma hitann til að tryggja jafnvægi í kringum umhverfið.
Kvarshiti [ breyta ]
Hreinsa kvars frumefni
Halógenlampar eru glóandi lampar sem eru fylltar með mjög lágu halógengasi . Þetta gas er sameinað lítið magn af bróm eða joð sem veldur því að wolfram atóm endurvekja með því að minnka uppgufun filamentsins. Þetta leiðir til lengri líf halógenlampa en glóperur. Vegna mikils þrýstings og hitastigs framleiða halógenlampar, þau eru tiltölulega lítil og eru gerðar úr kvarsgleri vegna þess að það hefur heitari bræðslumark en venjulegt gler . Algengar notkunar fyrir halógenlampa eru borðplötur. [8] [9]
Innrauða hitastig frá kvars gefa frá sér miðlungsbylgju innrauða orku og eru sérstaklega árangursríkar í kerfum þar sem þörf er á fljótlegri hitari. Innrautt ljósapúðar í kvarsperlum framleiða innrauða geislun í bylgjulengdum 1,5-8 μm. Meðfylgjandi filamentið starfar í kringum 2500 K , sem framleiðir meira styttri bylgjulengd geislun en opinn vírbylgjuleikir. Þróað á 1950 á General Electric , framleiða þessi lampar um 100 W / in ( 4 W / mm ) og hægt er að sameina það til að geisla 500 wött á fermetra fótur ( 5400 W / m 2 ). Til að ná enn meiri styrkþéttleika voru halógenlampar notaðar. Innrautt ljósker með kvars eru notuð í mjög fágaðri endurspegla til að beina geislun í samræmdu og einbeittu mynstri.
Kvars hita lampar eru notaðar í matvinnslu, efnavinnslu, málþurrkun og þíða á frystum efnum. Þeir geta einnig verið notaðir til að hita hitastig á köldum svæðum, í smyrslum og í öðrum forritum til hitunar, þurrkunar og bakunar. Í þróun rýmis endurtekinna ökutækja voru bönkum innrauttra ljósa í kvarsum notað til að prófa hita skjöld efni við orku þéttleika eins hátt og 28 kíló / kvadrat feta (300 kW / m 2 ). [10]
Algengustu hönnunin samanstendur af annaðhvort gervitegundum úr satínmjólkhvítt kvarsgleri eða skýrt kvars með rafsegulþolnum þáttum, venjulega wolframvír eða þunnt spólu úr járnkróm ál. [11] Loftræstingin er fjarlægð og fyllt með óvirkum lofttegundum, svo sem köfnunarefnis og argon, sem síðan er lokað. Í halógenlampa kvars er lítið magn af halógengas bætt við til að lengja hitastig hitari.
Mikið af innrauða og sýnilegri orku sem losnað er af völdum beinnar upphitunar á kvarsefnum , frásogast 97% af náinni innrauða með kísilkvartsglasrörinu sem veldur því að hitastig rörrúmmans aukist. Þetta veldur því að sílikon-súrefni tengið að geisla langt innrauða geisla. [ Tilvitnun þurfti ] Hvarfefni úr glerhita voru upphaflega hönnuð til lýsingar, en þegar lampi er í fullum krafti er minna en 5% af orkuþrýstingnum í sýnilegri litróf. [12]
Quartz Tungsten [ Breyta ]
Quartz hitari
Quartz wolfram innrauða hitari gefur frá sér miðlungsbylgjuorku sem nær yfir hitastig allt að 1500 ° C (miðlungs bylgja) og 2600 ° C (stutt bylgja). Þeir náðu hitastigi innan sekúndna. Losun bylgjulengdar um u.þ.b. 1,6 μm (miðlungs bylgjulengd innrauða) og 1 μm (innrautt bylgjulengd).
Carbon Hitari [ Breyta ]
Carbon Fiber hitari
Carbon hitari notar kolefni fiber hitun frumefni fær um að framleiða löng, miðlungs og stutt bylgja langt innrauða hita. Þeir þurfa að vera nákvæmlega tilgreindir fyrir rýmið sem á að hita. [13]
Gas-rekinn [ Breyta ]
Það eru tvær helstu gerðir af innrauða geislandi hitari.
Ljós eða hár styrkleiki
Radiant rör hitari
Radíant rör gas-hitað hitari notað til iðnaðar og atvinnuhúsnæði byggja hita brenna jarðgas eða própan til að hita stál emitter rör. Gas sem liggur í gegnum stjórnklefa rennur í gegnum bikarbrennari eða venturi . Brennsluafurðargasarnir hita útblástursrörinn. Þegar rörið hitnar, kemur geislaorka úr rörinu yfir gólf og aðra hluti á svæðinu og hitar þau. Þetta form af upphitun heldur þvotti jafnvel þegar mikið magn af köldu lofti er skyndilega kynnt, svo sem í viðhaldsvörum. Þeir geta þó ekki borist kalt drög.
Skilvirkni innrauða hitari er mat á heildarorku sem hitastigið notar, samanborið við magn innrauða orku sem myndast. Þó að það muni alltaf vera einhver fjöldi af leiðandi hita sem myndast í gegnum ferlið, mun kynning á loftrýmingu yfir hitari minnka innrauða umbreytingu skilvirkni þess. Með nýjum untarnished reflectors, geislameðferðarslangar hafa niðurstreymisvirkni um 60%. [Hinn 40% samanstendur af óupptrekkanlegu uppi geislandi + sveifluáfalli og raki tapi.]
Heilsuáhrif [ Breyta ]
Til viðbótar við hættuna á að snerta heitt peru eða frumefni getur hávaxinn innrautt geislun með beinum áhrifum valdið óbeinum hitauppstreymi þegar húðin verður of langt of lengi eða hitari staðsettur of nálægt efninu. Einstaklingar sem verða fyrir miklu magni af innrauða geislun (eins og glerblásarar og hringrásarsveiflur) í langan tíma geta valdið því að iris og ógagnsæi vatnsfitu myndast, þannig að útsetningin verði stjórnað. [14]
Nýtni [ Breyta ]
Rafmagnshitaðar innrautt hitari geisla upp í 86% af inntakinu sem geislaorku. [15] Nánast öll rafmagnsinntakið er breytt í innrauða geislahita í glóðum og beint á vöruna [ skýringar sem þörf er á ] með reflektum. Sumir hitaorkir eru fjarlægðir úr upphituninni með leiðni eða convection , sem getur alls ekki verið nein tjón fyrir sumar hönnun þar sem allur orku er óskað í hitaðri rýminu, eða teljast tap, í þeim tilvikum þar sem aðeins geislunarvirkni hita flytja er óskað eða afkastamikill.
Fyrir hagnýt forrit veltur skilvirkni innrauða hitari á að passa við útgefin bylgjulengd og frásogsspennu efnisins sem á að hita. Til dæmis hefur frásogssviðið fyrir vatn hámarkið í kringum 3000 nm . Þetta þýðir að losun frá miðlungsbylgju eða kolefnis innrauða hitari er miklu betri frásogast af vatni og vatnasamstæðum húðun en NIR eða innrauða geislun með skammhlaupi. Hið sama gildir um marga plastefni eins og PVC eða pólýetýlen. Hámarks frásog þeirra er um 3500 nm . Á hinn bóginn gleypa nokkrar málmar aðeins á skammhlaupssvæðinu og sýna sterka hugsun í miðlungs og langt innrauða. Þetta gerir vandlega val á rétta innrauða hitari gerð mikilvægt fyrir orkunýtni í upphitunarferlinu. [ tilvitnun þarf ]
Keramik þættir starfa við hitastigið 300 til 700 ° C (570 til 1.290 ° F) sem framleiða innrauða bylgjulengdir á bilinu 2000 til 10 000 nm . Flestir plastar og mörg önnur efni gleypa innrauða best á þessu sviði, sem gerir keramik hitari mest viðeigandi fyrir þetta verkefni. [ tilvitnun þarf ]
Forrit [ Breyta ]
Innrautt hitari til að elda döner kebab
IR hitari getur fullnægt ýmsum kröfum um upphitun, þar á meðal:
Mjög hátt hitastig, takmörkuð að miklu leyti með hámarkshita emitters
Fljótur svarartími, í röð 1-2 sekúndna
Hitastigshraði, sérstaklega á efnisvefjum með háan hita inntak
Áhersluð upphitað svæði miðað við leiðandi og sveigjanlegan upphitunaraðferð
Snerting við það, sem veldur því ekki truflun á vörunni sem leiðandi eða þéttandi hitunaraðferðir
Þannig eru hitari í IR beitt í mörgum tilgangi, þar á meðal:
Hitakerfi
Ráðhús á húðun
Plasthitun fyrir myndun
Plast suðu
Gler og málm hita meðferð
Elda
Varmandi dýradýr eða dýr í fangelsi í dýragarðum eða dýralækningum
Hot Yoga líkamsræktarflokka til að draga úr öndunarvandamálum sem stafar af hitun upphitunar [16]
