Βασικές ιδιότητες της υπέρυθρης ακτινοβολίας. Υπέρυθρη ακτινοβολία: επίδραση στο ανθρώπινο σώμα, επίδραση των ακτίνων, ιδιότητές τους, οφέλη και βλάβες, πιθανές συνέπειες

Τι είναι η υπέρυθρη ακτινοβολία; Ο ορισμός δηλώνει ότι οι υπέρυθρες ακτίνες είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που υπακούει στους οπτικούς νόμους και είναι της φύσης του ορατού φωτός. Οι υπέρυθρες ακτίνες έχουν μια φασματική περιοχή μεταξύ του κόκκινου ορατού φωτός και της εκπομπής ραδιοφώνου βραχέων κυμάτων. Για την υπέρυθρη περιοχή του φάσματος υπάρχει μια διαίρεση σε βραχέων κυμάτων, μεσαίων κυμάτων και μακρών κυμάτων. Η επίδραση θέρμανσης τέτοιων ακτίνων είναι υψηλή. Η αποδεκτή συντομογραφία για την υπέρυθρη ακτινοβολία είναι IR.

IR ακτινοβολία

Οι κατασκευαστές αναφέρουν διαφορετικές πληροφορίες σχετικά με συσκευές θέρμανσης που έχουν σχεδιαστεί σύμφωνα με την εν λόγω αρχή της ακτινοβολίας. Ορισμένα μπορεί να υποδεικνύουν ότι η συσκευή είναι υπέρυθρη, ενώ άλλα μπορεί να υποδεικνύουν ότι είναι μεγάλου κύματος ή σκοτεινή. Όλα αυτά στην πράξη σχετίζονται με την υπέρυθρη ακτινοβολία· οι θερμαντήρες μακρών κυμάτων έχουν τη χαμηλότερη θερμοκρασία της επιφάνειας ακτινοβολίας και τα κύματα εκπέμπονται σε μεγαλύτερη μάζα στη ζώνη μακρών κυμάτων του φάσματος. Έλαβαν και το όνομα σκούρο, αφού σε θερμοκρασία δεν εκπέμπουν φως και δεν λάμπουν, όπως σε άλλες περιπτώσεις. Οι θερμαντήρες μεσαίου κύματος έχουν υψηλότερη θερμοκρασία επιφάνειας και ονομάζονται γκρίζες θερμάστρες. Ο τύπος φωτός είναι μια συσκευή βραχέων κυμάτων.

Τα οπτικά χαρακτηριστικά μιας ουσίας στις υπέρυθρες περιοχές του φάσματος διαφέρουν από τις οπτικές ιδιότητες στη συνηθισμένη καθημερινή ζωή. Οι συσκευές θέρμανσης που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι καθημερινά εκπέμπουν υπέρυθρες ακτίνες, αλλά δεν μπορείτε να τις δείτε. Η όλη διαφορά είναι στο μήκος κύματος, ποικίλλει. Ένα συνηθισμένο καλοριφέρ εκπέμπει ακτίνες, έτσι θερμαίνεται το δωμάτιο. Τα υπέρυθρα κύματα ακτινοβολίας είναι παρόντα στην ανθρώπινη ζωή φυσικά· ο ήλιος τα εκπέμπει.

Η υπέρυθρη ακτινοβολία ανήκει στην κατηγορία της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, δηλαδή δεν φαίνεται με τα μάτια. Τα μήκη κύματος κυμαίνονται από 1 χιλιοστό έως 0,7 μικρόμετρα. Η μεγαλύτερη πηγή υπέρυθρων ακτίνων είναι ο ήλιος.

Ακτίνες IR για θέρμανση

Η παρουσία θέρμανσης που βασίζεται σε αυτήν την τεχνολογία σάς επιτρέπει να απαλλαγείτε από τα μειονεκτήματα του συστήματος μεταφοράς, το οποίο σχετίζεται με την κυκλοφορία της ροής αέρα στις εγκαταστάσεις. Η μεταφορά σηκώνει και μεταφέρει σκόνη, συντρίμμια και δημιουργεί ρεύμα. Εάν εγκαταστήσετε έναν ηλεκτρικό θερμαντήρα υπερύθρων, θα λειτουργήσει με βάση την αρχή των ηλιακών ακτίνων, το αποτέλεσμα θα είναι παρόμοιο με την ηλιακή θερμότητα σε δροσερό καιρό.

Το υπέρυθρο κύμα είναι μια μορφή ενέργειας, είναι ένας φυσικός μηχανισμός δανεισμένος από τη φύση. Αυτές οι ακτίνες είναι ικανές να θερμαίνουν όχι μόνο αντικείμενα, αλλά και τον ίδιο τον εναέριο χώρο. Τα κύματα διαπερνούν τα στρώματα του αέρα και θερμαίνουν αντικείμενα και ζωντανούς ιστούς. Ο εντοπισμός της πηγής της εν λόγω ακτινοβολίας δεν είναι τόσο σημαντικός· εάν η συσκευή βρίσκεται στην οροφή, οι ακτίνες θέρμανσης θα φτάσουν τέλεια στο πάτωμα. Είναι σημαντικό η υπέρυθρη ακτινοβολία να σας επιτρέπει να αφήνετε τον αέρα υγρό, να μην τον στεγνώνει, όπως κάνουν άλλοι τύποι συσκευών θέρμανσης. Η απόδοση των συσκευών που βασίζονται στην υπέρυθρη ακτινοβολία είναι εξαιρετικά υψηλή.

Η υπέρυθρη ακτινοβολία δεν απαιτεί μεγάλο ενεργειακό κόστος, επομένως υπάρχει εξοικονόμηση για οικιακή χρήση αυτής της ανάπτυξης. Οι ακτίνες IR είναι κατάλληλες για εργασία σε μεγάλους χώρους· το κύριο πράγμα είναι να επιλέξετε το σωστό μήκος ακτίνων και να ρυθμίσετε σωστά τις συσκευές.

Βλάβες και οφέλη της υπέρυθρης ακτινοβολίας

Οι μακριές υπέρυθρες ακτίνες που χτυπούν το δέρμα προκαλούν αντίδραση στους νευρικούς υποδοχείς. Αυτό εξασφαλίζει την παρουσία θερμότητας. Επομένως, σε πολλές πηγές, η υπέρυθρη ακτινοβολία ονομάζεται θερμική ακτινοβολία. Το μεγαλύτερο μέρος της εκπεμπόμενης ενέργειας απορροφάται από την υγρασία, η οποία περιέχεται στο ανώτερο στρώμα του ανθρώπινου δέρματος. Ως εκ τούτου, η θερμοκρασία του δέρματος αυξάνεται, και λόγω αυτού, ολόκληρο το σώμα θερμαίνεται.

Υπάρχει η άποψη ότι η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι επιβλαβής. Αυτό είναι λάθος.

Έρευνες δείχνουν ότι η ακτινοβολία μακρών κυμάτων είναι ασφαλής για τον οργανισμό, επιπλέον έχει και οφέλη.

Ενισχύουν το ανοσοποιητικό σύστημα, διεγείρουν την αναγέννηση και βελτιώνουν την κατάσταση των εσωτερικών οργάνων. Αυτές οι ακτίνες με μήκος 9,6 μικρά χρησιμοποιούνται στην ιατρική πρακτική για θεραπευτικούς σκοπούς.

Η υπέρυθρη ακτινοβολία βραχέων κυμάτων λειτουργεί διαφορετικά. Διεισδύει βαθιά στον ιστό και θερμαίνει τα εσωτερικά όργανα, παρακάμπτοντας το δέρμα. Εάν ακτινοβολήσετε το δέρμα με τέτοιες ακτίνες, το τριχοειδές δίκτυο επεκτείνεται, το δέρμα κοκκινίζει και μπορεί να εμφανιστούν σημάδια εγκαύματος. Τέτοιες ακτίνες είναι επικίνδυνες για τα μάτια, οδηγούν στο σχηματισμό καταρράκτη, διαταράσσουν την ισορροπία νερού-αλατιού και προκαλούν επιληπτικές κρίσεις.

Ένα άτομο παθαίνει θερμοπληξία λόγω ακτινοβολίας βραχέων κυμάτων. Εάν αυξήσετε τη θερμοκρασία του εγκεφάλου ακόμη και κατά ένα βαθμό, τότε εμφανίζονται ήδη σημάδια σοκ ή δηλητηρίασης:

• ναυτία;
• γρήγορος παλμός?
• σκοτεινιάζει στα μάτια.

Εάν συμβεί υπερθέρμανση κατά δύο βαθμούς ή περισσότερο, τότε αναπτύσσεται μηνιγγίτιδα, η οποία είναι απειλητική για τη ζωή.

Η ένταση της υπέρυθρης ακτινοβολίας εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Η απόσταση από τη θέση των πηγών θερμότητας και ο δείκτης θερμοκρασίας είναι σημαντικές. Η υπέρυθρη ακτινοβολία μακρών κυμάτων είναι σημαντική στη ζωή και είναι αδύνατο να γίνει χωρίς αυτήν. Η βλάβη μπορεί να συμβεί μόνο όταν το μήκος κύματος είναι εσφαλμένο και ο χρόνος που επηρεάζει ένα άτομο είναι μεγάλος.

Πώς να προστατεύσετε ένα άτομο από τη βλάβη της υπέρυθρης ακτινοβολίας;

Δεν είναι όλα τα υπέρυθρα κύματα επιβλαβή. Θα πρέπει να αποφεύγεται η υπέρυθρη ενέργεια βραχέων κυμάτων. Πού βρίσκεται στην καθημερινότητα; Οι θερμοκρασίες σώματος πάνω από 100 βαθμούς πρέπει να αποφεύγονται. Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει εξοπλισμό χαλυβουργίας και φούρνους ηλεκτρικού τόξου. Στην παραγωγή, οι εργαζόμενοι φορούν ειδικά σχεδιασμένες στολές που διαθέτουν προστατευτική ασπίδα.

Η πιο χρήσιμη συσκευή υπέρυθρης θέρμανσης ήταν η ρωσική σόμπα· η θερμότητα από αυτήν ήταν θεραπευτική και ευεργετική. Ωστόσο, κανείς δεν χρησιμοποιεί τέτοιες συσκευές τώρα. Οι υπέρυθρες θερμάστρες έχουν καθιερωθεί σταθερά και τα υπέρυθρα κύματα χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία.

Εάν η σπείρα που εκπέμπει θερμότητα σε μια συσκευή υπέρυθρης ακτινοβολίας προστατεύεται από έναν μονωτή θερμότητας, τότε η ακτινοβολία θα είναι απαλή και μακράς κυματικής και αυτό είναι ασφαλές. Εάν η συσκευή έχει ανοιχτό θερμαντικό στοιχείο, τότε η υπέρυθρη ακτινοβολία θα είναι σκληρή, βραχέων κυμάτων και αυτό είναι επικίνδυνο για την υγεία.

Για να κατανοήσετε τον σχεδιασμό της συσκευής, πρέπει να μελετήσετε το φύλλο τεχνικών δεδομένων. Θα υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με τις υπέρυθρες ακτίνες που χρησιμοποιούνται σε μια συγκεκριμένη περίπτωση. Προσέξτε ποιο είναι το μήκος κύματος.

Η υπέρυθρη ακτινοβολία δεν είναι πάντα σαφώς επιβλαβής· μόνο οι ανοιχτές πηγές, οι μικρές ακτίνες και η παρατεταμένη έκθεση σε αυτές εκπέμπουν κίνδυνο.

Θα πρέπει να προστατεύσετε τα μάτια σας από την πηγή των κυμάτων και εάν παρουσιαστεί δυσφορία, απομακρυνθείτε από την επίδραση των υπέρυθρων ακτίνων. Εάν εμφανιστεί ασυνήθιστη ξηρότητα στο δέρμα, σημαίνει ότι οι ακτίνες στεγνώνουν το λιπιδικό στρώμα και αυτό είναι πολύ καλό.

Η υπέρυθρη ακτινοβολία σε χρήσιμα εύρη χρησιμοποιείται ως θεραπεία· οι μέθοδοι φυσιοθεραπείας βασίζονται στην εργασία με ακτίνες και ηλεκτρόδια. Ωστόσο, όλα τα αποτελέσματα πραγματοποιούνται υπό την επίβλεψη ειδικών· δεν πρέπει να περιποιηθείτε τον εαυτό σας με συσκευές υπερύθρων. Η διάρκεια της δράσης πρέπει να καθορίζεται αυστηρά από ιατρικές ενδείξεις, με βάση τους στόχους και τους στόχους της θεραπείας.

Πιστεύεται ότι η υπέρυθρη ακτινοβολία δεν είναι ευνοϊκή για συστηματική έκθεση σε μικρά παιδιά, επομένως συνιστάται να επιλέγετε προσεκτικά συσκευές θέρμανσης για την κρεβατοκάμαρα και τα παιδικά δωμάτια. Θα χρειαστείτε τη βοήθεια ειδικών για να δημιουργήσετε ένα ασφαλές και αποτελεσματικό δίκτυο υπέρυθρων στο διαμέρισμα ή το σπίτι σας.

Δεν πρέπει να εγκαταλείπετε τις σύγχρονες τεχνολογίες λόγω προκαταλήψεων λόγω άγνοιας.

Η υπέρυθρη ακτινοβολία (IR) είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που καταλαμβάνει το φασματικό εύρος μεταξύ ορατού κόκκινου φωτός (ΥΠΕΡΥΘΡΟ: BELOW κόκκινο) και ραδιοκυμάτων βραχέων κυμάτων. Αυτές οι ακτίνες δημιουργούν θερμότητα και είναι επιστημονικά γνωστές ως θερμικά κύματα. Αυτές οι ακτίνες δημιουργούν θερμότητα και είναι επιστημονικά γνωστές ως θερμικά κύματα.

Όλα τα θερμαινόμενα σώματα εκπέμπουν υπέρυθρη ακτινοβολία, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπινου σώματος και του Ήλιου, που με αυτόν τον τρόπο θερμαίνει τον πλανήτη μας, δίνοντας ζωή σε όλη τη ζωή σε αυτόν. Η ζεστασιά που νιώθουμε από μια φωτιά κοντά σε φωτιά ή τζάκι, θερμάστρα ή ζεστή άσφαλτο είναι όλα συνέπεια των υπέρυθρων ακτίνων.

Ολόκληρο το φάσμα της υπέρυθρης ακτινοβολίας χωρίζεται συνήθως σε τρεις κύριες περιοχές, που διαφέρουν ως προς το μήκος κύματος:

• Μικρό μήκος κύματος, με μήκος κύματος λ = 0,74-2,5 μm.
• Μεσαίο κύμα, με μήκος κύματος λ = 2,5-50 μm.
• Μακρύ μήκος κύματος, με μήκος κύματος λ = 50-2000 μm.

Οι υπέρυθρες ακτίνες κοντινού ή μικρού κύματος δεν είναι καθόλου ζεστές· στην πραγματικότητα, δεν τις αισθανόμαστε καν. Αυτά τα κύματα χρησιμοποιούνται, για παράδειγμα, σε τηλεχειριστήρια τηλεόρασης, συστήματα αυτοματισμού, συστήματα ασφαλείας κ.λπ. Η συχνότητά τους είναι υψηλότερη και κατά συνέπεια η ενέργειά τους είναι μεγαλύτερη από αυτή των μακρινών (μακριών) υπέρυθρων ακτίνων. Όχι όμως σε τέτοιο επίπεδο που να βλάπτει τον οργανισμό. Η θερμότητα αρχίζει να δημιουργείται σε μήκη κύματος μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας και ήδη αισθανόμαστε την ενέργειά τους. Η υπέρυθρη ακτινοβολία ονομάζεται επίσης «θερμική» ακτινοβολία, επειδή η ακτινοβολία από θερμαινόμενα αντικείμενα γίνεται αντιληπτή από το ανθρώπινο δέρμα ως αίσθηση θερμότητας. Σε αυτή την περίπτωση, τα μήκη κύματος που εκπέμπονται από το σώμα εξαρτώνται από τη θερμοκρασία θέρμανσης: όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος και τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση της ακτινοβολίας. Για παράδειγμα, μια πηγή με μήκος κύματος 1,1 microns αντιστοιχεί σε λιωμένο μέταλλο και μια πηγή με μήκος κύματος 3,4 microns αντιστοιχεί σε μέταλλο στο τέλος της έλασης ή της σφυρηλάτησης.

Μας ενδιαφέρει το φάσμα με μήκος κύματος 5-20 microns, αφού σε αυτό το εύρος εμφανίζεται περισσότερο από το 90% της ακτινοβολίας που παράγεται από τα συστήματα υπέρυθρης θέρμανσης, με μέγιστη ακτινοβολία 10 micron. Είναι πολύ σημαντικό ότι σε αυτή τη συχνότητα το ίδιο το ανθρώπινο σώμα εκπέμπει υπέρυθρα κύματα 9,4 μικρών. Έτσι, οποιαδήποτε ακτινοβολία σε μια δεδομένη συχνότητα γίνεται αντιληπτή από τον ανθρώπινο οργανισμό ως σχετική και έχει ευεργετική και, ακόμη περισσότερο, θεραπευτική επίδραση σε αυτόν.

Με μια τέτοια έκθεση στην υπέρυθρη ακτινοβολία στο σώμα, εμφανίζεται η επίδραση της «απορρόφησης συντονισμού», η οποία χαρακτηρίζεται από την ενεργή απορρόφηση εξωτερικής ενέργειας από το σώμα. Ως αποτέλεσμα, μπορεί κανείς να παρατηρήσει μια αύξηση στο επίπεδο της αιμοσφαιρίνης ενός ατόμου, μια αύξηση στη δραστηριότητα των ενζύμων και των οιστρογόνων και, γενικά, μια διέγερση της ζωτικής δραστηριότητας ενός ατόμου.

Η επίδραση της υπέρυθρης ακτινοβολίας στην επιφάνεια του ανθρώπινου σώματος, όπως έχουμε ήδη πει, είναι χρήσιμη και, επιπλέον, ευχάριστη. Θυμηθείτε τις πρώτες ηλιόλουστες μέρες στις αρχές της άνοιξης, όταν μετά από έναν μακρύ και συννεφιασμένο χειμώνα βγήκε επιτέλους ο ήλιος! Νιώθεις πόσο ευχάριστα τυλίγει τη φωτισμένη περιοχή του δέρματος, του προσώπου, των παλάμων σου. Δεν θέλω πλέον να φοράω γάντια και καπέλο, παρά τη σχετικά χαμηλή θερμοκρασία σε σύγκριση με την «άνετη». Μόλις όμως εμφανιστεί ένα μικρό σύννεφο, βιώνουμε αμέσως αισθητή δυσφορία από τη διακοπή μιας τόσο ευχάριστης αίσθησης. Αυτή είναι η ίδια η ακτινοβολία που μας έλειπε τόσο πολύ όλο το χειμώνα, όταν ο Ήλιος απουσίαζε για μεγάλο χρονικό διάστημα, και εμείς, θέλοντας και μη, πραγματοποιούσαμε την «υπερύθρη ανάρτησή» μας.

Ως αποτέλεσμα της έκθεσης στην υπέρυθρη ακτινοβολία, μπορείτε να παρατηρήσετε:

• Επιτάχυνση του μεταβολισμού στο σώμα.
• Αποκατάσταση ιστού δέρματος;
• Επιβράδυνση της διαδικασίας γήρανσης.
• Αφαίρεση του περιττού λίπους από το σώμα.
• Απελευθέρωση ανθρώπινης κινητήριας ενέργειας.
• Αύξηση της μικροβιακής αντοχής του οργανισμού.
• Ενεργοποίηση της ανάπτυξης των φυτών

και πολλά πολλά άλλα. Επιπλέον, η υπέρυθρη ακτινοβολία χρησιμοποιείται στη φυσιοθεραπεία για τη θεραπεία πολλών ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου, καθώς προάγει την επέκταση των τριχοειδών αγγείων, διεγείρει τη ροή του αίματος στα αγγεία, βελτιώνει την ανοσία και παράγει ένα γενικό θεραπευτικό αποτέλεσμα.

Και αυτό δεν είναι καθόλου περίεργο, γιατί αυτή η ακτινοβολία μας δίνεται από τη φύση ως τρόπος μετάδοσης της θερμότητας και της ζωής σε όλα τα έμβια όντα που χρειάζονται αυτή τη ζεστασιά και την άνεση, παρακάμπτοντας τον κενό χώρο και τον αέρα ως ενδιάμεσους.

Υπάρχουν διαφορετικές πηγές υπέρυθρης ακτινοβολίας. Επί του παρόντος, βρίσκονται σε οικιακές συσκευές, αυτοματισμούς και συστήματα ασφαλείας και χρησιμοποιούνται επίσης για την ξήρανση βιομηχανικών προϊόντων. Οι πηγές υπέρυθρου φωτός, όταν χρησιμοποιούνται σωστά, δεν επηρεάζουν το ανθρώπινο σώμα, γι' αυτό και τα προϊόντα είναι πολύ δημοφιλή.

Ιστορία της ανακάλυψης

Για πολλούς αιώνες, εξαιρετικά μυαλά μελετούν τη φύση και τη δράση του φωτός.

Το υπέρυθρο φως ανακαλύφθηκε στις αρχές του 19ου αιώνα μέσω της έρευνας του αστρονόμου W. Herschel. Η ουσία του ήταν να μελετήσει τις θερμαντικές ικανότητες διαφόρων ηλιακών χώρων. Ο επιστήμονας τους έφερε ένα θερμόμετρο και παρακολούθησε την αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτή η διαδικασία παρατηρήθηκε όταν η συσκευή άγγιξε το κόκκινο περίγραμμα. Ο V. Herschel κατέληξε στο συμπέρασμα ότι υπάρχει μια ορισμένη ακτινοβολία που δεν μπορεί να φανεί οπτικά, αλλά μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας ένα θερμόμετρο.

Υπέρυθρες ακτίνες: εφαρμογή

Είναι ευρέως διαδεδομένα στην ανθρώπινη ζωή και έχουν βρει εφαρμογή σε διάφορους τομείς:

• Πόλεμος. Σύγχρονοι πύραυλοι και κεφαλές, ικανές να στοχεύουν ανεξάρτητα έναν στόχο, είναι εξοπλισμένοι με τους οποίους είναι το αποτέλεσμα της χρήσης υπέρυθρης ακτινοβολίας.
• Θερμογραφία. Η υπέρυθρη ακτινοβολία χρησιμοποιείται για τη μελέτη υπερθερμασμένων ή υπερψυκτικών περιοχών. Οι υπέρυθρες εικόνες χρησιμοποιούνται επίσης στην αστρονομία για την ανίχνευση ουράνιων σωμάτων.
• ΖΩΗ Η λειτουργία του οποίου στοχεύει στη θέρμανση εσωτερικών αντικειμένων και τοίχων έχει αποκτήσει μεγάλη δημοτικότητα. Στη συνέχεια απελευθερώνουν θερμότητα στο χώρο.
• Τηλεχειριστήριο. Όλα τα υπάρχοντα τηλεχειριστήρια για τηλεόραση, φούρνους, κλιματιστικά κ.λπ. εξοπλισμένο με υπέρυθρες ακτίνες.
• Στην ιατρική, οι υπέρυθρες ακτίνες χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία και την πρόληψη διαφόρων ασθενειών.

Ας δούμε πού χρησιμοποιούνται αυτά τα στοιχεία.

Υπέρυθρες καυστήρες αερίου

Ένας υπέρυθρος καυστήρας χρησιμοποιείται για τη θέρμανση διαφόρων δωματίων.

Στην αρχή χρησιμοποιήθηκε για θερμοκήπια και γκαράζ (δηλαδή για μη οικιστικούς χώρους). Ωστόσο, οι σύγχρονες τεχνολογίες έχουν κάνει δυνατή τη χρήση του ακόμη και σε διαμερίσματα. Γενικά, ένας τέτοιος καυστήρας ονομάζεται ηλιακή συσκευή, καθώς όταν είναι ενεργοποιημένος, η επιφάνεια εργασίας του εξοπλισμού μοιάζει με το φως του ήλιου. Με την πάροδο του χρόνου, τέτοιες συσκευές αντικατέστησαν τους θερμαντήρες λαδιού και τους θερμαντήρες.

Κύρια χαρακτηριστικά

Ένας καυστήρας υπερύθρων διαφέρει από άλλες συσκευές ως προς τη μέθοδο θέρμανσης. Η θερμότητα μεταφέρεται με μέσα που δεν είναι αισθητά στον άνθρωπο. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει στη θερμότητα να διεισδύσει όχι μόνο στον αέρα, αλλά και σε εσωτερικά αντικείμενα, τα οποία στη συνέχεια αυξάνουν επίσης τη θερμοκρασία στο δωμάτιο. Ο πομπός υπέρυθρων δεν στεγνώνει τον αέρα, επειδή οι ακτίνες κατευθύνονται κυρίως σε εσωτερικά αντικείμενα και τοίχους. Στο μέλλον, η θερμότητα θα μεταφερθεί από τοίχους ή αντικείμενα απευθείας στον χώρο του δωματίου και η διαδικασία συμβαίνει σε λίγα λεπτά.

Θετικές πλευρές

Το κύριο πλεονέκτημα τέτοιων συσκευών είναι η γρήγορη και εύκολη θέρμανση του δωματίου. Για παράδειγμα, θα χρειαστούν 20 λεπτά για να θερμανθεί ένα κρύο δωμάτιο σε θερμοκρασία +24ºС. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, δεν υπάρχει κίνηση του αέρα, η οποία συμβάλλει στο σχηματισμό σκόνης και μεγάλων ρύπων. Ως εκ τούτου, ένας πομπός υπερύθρων εγκαθίσταται σε εσωτερικούς χώρους από εκείνους τους ανθρώπους που έχουν αλλεργίες.

Επιπλέον, οι υπέρυθρες ακτίνες, όταν χτυπούν μια επιφάνεια με σκόνη, δεν την προκαλούν να καεί και, ως εκ τούτου, δεν υπάρχει μυρωδιά καμένης σκόνης. Η ποιότητα θέρμανσης και η αντοχή της συσκευής εξαρτάται από το θερμαντικό στοιχείο. Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούν κεραμικό τύπο.

Τιμή

Η τιμή τέτοιων συσκευών είναι αρκετά χαμηλή και προσβάσιμη σε όλα τα τμήματα του πληθυσμού. Για παράδειγμα, ένας καυστήρας αερίου κοστίζει από 800 ρούβλια. Μια ολόκληρη σόμπα μπορεί να αγοραστεί για 4.000 ρούβλια.

Σάουνα

Τι είναι μια καμπίνα υπέρυθρων; Αυτό είναι ένα ειδικό δωμάτιο που είναι κατασκευασμένο από φυσικά είδη ξύλου (για παράδειγμα, κέδρος). Σε αυτό είναι εγκατεστημένοι εκπομποί υπέρυθρων που δρουν στο δέντρο.

Κατά τη θέρμανση απελευθερώνονται φυτοκτόνα - χρήσιμα συστατικά που εμποδίζουν την ανάπτυξη ή την εμφάνιση μυκήτων και βακτηρίων.

Μια τέτοια καμπίνα υπερύθρων ονομάζεται ευρέως σάουνα. Η θερμοκρασία του αέρα μέσα στο δωμάτιο φτάνει τους 45ºС, επομένως είναι αρκετά άνετο να βρίσκεστε σε αυτό. Αυτή η θερμοκρασία επιτρέπει στο ανθρώπινο σώμα να θερμανθεί ομοιόμορφα και βαθιά. Επομένως, η ζέστη δεν επηρεάζει το καρδιαγγειακό σύστημα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, οι συσσωρευμένες τοξίνες και τα απόβλητα απομακρύνονται, ο μεταβολισμός στο σώμα επιταχύνεται (λόγω της γρήγορης κίνησης του αίματος) και οι ιστοί εμπλουτίζονται επίσης με οξυγόνο. Ωστόσο, η εφίδρωση δεν είναι το κύριο χαρακτηριστικό μιας υπέρυθρης σάουνας. Αποσκοπεί στη βελτίωση της ευημερίας.

Επιπτώσεις στον άνθρωπο

Τέτοιες εγκαταστάσεις έχουν ευεργετική επίδραση στο ανθρώπινο σώμα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, θερμαίνονται όλοι οι μύες, οι ιστοί και τα οστά. Η επιτάχυνση της κυκλοφορίας του αίματος επηρεάζει το μεταβολισμό, ο οποίος βοηθά στον κορεσμό των μυών και των ιστών με οξυγόνο. Επιπλέον, η καμπίνα υπερύθρων επισκέπτεται για την πρόληψη διαφόρων ασθενειών. Οι περισσότεροι άνθρωποι αφήνουν μόνο θετικές κριτικές.

Αρνητικές επιπτώσεις της υπέρυθρης ακτινοβολίας

Οι πηγές υπέρυθρης ακτινοβολίας μπορούν να προκαλέσουν όχι μόνο θετικά αποτελέσματα στο σώμα, αλλά και να προκαλέσουν βλάβη σε αυτό.

Με παρατεταμένη έκθεση στις ακτίνες, τα τριχοειδή αγγεία διαστέλλονται, γεγονός που οδηγεί σε ερυθρότητα ή εγκαύματα. Οι πηγές υπέρυθρης ακτινοβολίας προκαλούν ιδιαίτερη βλάβη στα όργανα της όρασης - αυτός είναι ο σχηματισμός καταρράκτη. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα άτομο εμφανίζει επιληπτικές κρίσεις.

Οι σύντομες ακτίνες επηρεάζουν το ανθρώπινο σώμα, προκαλώντας επιδείνωση της θερμοκρασίας του εγκεφάλου κατά αρκετούς βαθμούς: σκουρόχρωμα μάτια, ζάλη, ναυτία. Μια περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό μηνιγγίτιδας.

Επιδείνωση ή βελτίωση της κατάστασης συμβαίνει λόγω της έντασης του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Χαρακτηρίζεται από θερμοκρασία και απόσταση από την πηγή ακτινοβολίας θερμικής ενέργειας.

Τα μεγάλα κύματα υπέρυθρης ακτινοβολίας παίζουν ιδιαίτερο ρόλο σε διάφορες διαδικασίες ζωής. Τα κοντά έχουν μεγαλύτερη επίδραση στο ανθρώπινο σώμα.

Πώς να αποτρέψετε τις βλαβερές συνέπειες των υπέρυθρων ακτίνων;

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η βραχυπρόθεσμη θερμική ακτινοβολία έχει αρνητική επίδραση στον ανθρώπινο οργανισμό. Ας δούμε παραδείγματα στα οποία η ακτινοβολία υπερύθρων είναι επικίνδυνη.

Σήμερα, οι υπέρυθρες θερμάστρες που εκπέμπουν θερμοκρασίες πάνω από 100ºC μπορεί να είναι επιβλαβείς για την υγεία. Μεταξύ αυτών είναι τα ακόλουθα:

• Βιομηχανικός εξοπλισμός που εκπέμπει ενέργεια ακτινοβολίας. Για την αποφυγή αρνητικών επιπτώσεων, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται ειδικά ρούχα και θερμοπροστατευτικά στοιχεία, καθώς και να λαμβάνονται προληπτικά μέτρα μεταξύ του εργαζομένου προσωπικού.
• Συσκευή υπερύθρων. Η πιο γνωστή θερμάστρα είναι η σόμπα. Ωστόσο, έχει φύγει από καιρό εκτός χρήσης. Όλο και περισσότερο, οι ηλεκτρικοί θερμαντήρες υπερύθρων χρησιμοποιούνται σε διαμερίσματα, εξοχικές κατοικίες και εξοχικές κατοικίες. Ο σχεδιασμός του περιλαμβάνει ένα θερμαντικό στοιχείο (σε μορφή σπιράλ), το οποίο προστατεύεται από ειδικό θερμομονωτικό υλικό. Μια τέτοια έκθεση στις ακτίνες δεν βλάπτει το ανθρώπινο σώμα. Ο αέρας στη θερμαινόμενη ζώνη δεν στεγνώνει. Μπορείτε να θερμάνετε το δωμάτιο σε 30 λεπτά. Πρώτα, η υπέρυθρη ακτινοβολία θερμαίνει αντικείμενα και στη συνέχεια θερμαίνουν ολόκληρο το διαμέρισμα.

Η υπέρυθρη ακτινοβολία χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς, από τη βιομηχανία μέχρι την ιατρική.

Ωστόσο, θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με προσοχή, καθώς οι ακτίνες μπορεί να έχουν αρνητικές επιπτώσεις στον άνθρωπο. Όλα εξαρτώνται από το μήκος κύματος και την απόσταση από τη συσκευή θέρμανσης.

Έτσι, ανακαλύψαμε ποιες πηγές υπέρυθρης ακτινοβολίας υπάρχουν.

Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι το τμήμα του φάσματος της ηλιακής ακτινοβολίας που βρίσκεται ακριβώς δίπλα στο κόκκινο τμήμα του ορατού φάσματος. Το ανθρώπινο μάτι δεν μπορεί να δει σε αυτή την περιοχή του φάσματος, αλλά μπορούμε να αισθανθούμε αυτή την ακτινοβολία ως θερμότητα.

Η υπέρυθρη ακτινοβολία έχει δύο σημαντικά χαρακτηριστικά: το μήκος κύματος (συχνότητα) της ακτινοβολίας και την ένταση της ακτινοβολίας. Ανάλογα με το μήκος κύματος, διακρίνονται τρεις περιοχές υπέρυθρης ακτινοβολίας: κοντά (0,75−1,5 μικρόμετρα), μεσαία (1,5 - 5,6 μικρά) και μακρινή (5,6−100 μικρά). Λαμβάνοντας υπόψη τα φυσιολογικά χαρακτηριστικά του ανθρώπου, η σύγχρονη ιατρική χωρίζει την υπέρυθρη περιοχή του φάσματος ακτινοβολίας σε 3 περιοχές:

• μήκος κύματος 0,75-1,5 μικρά - ακτινοβολία που διεισδύει βαθιά στο ανθρώπινο δέρμα (εύρος IR-A).
• μήκος κύματος 1,5-5 μικρά - ακτινοβολία που απορροφάται από την επιδερμίδα και το στρώμα του συνδετικού ιστού του δέρματος (εύρος IR-B).
• μήκος κύματος μεγαλύτερο από 5 μικρά - ακτινοβολία που απορροφάται στην επιφάνεια του δέρματος (εύρος IR-C). Επιπλέον, η μεγαλύτερη διείσδυση παρατηρείται στο εύρος από 0,75 έως 3 μικρά και αυτό το εύρος ονομάζεται «παράθυρο θεραπευτικής διαφάνειας».

Το Σχήμα 1 (αρχική πηγή - Journal of Biomedical Optics 12(4), 044012 Ιούλιος/Αύγουστος 2007) δείχνει τα φάσματα απορρόφησης της ακτινοβολίας IR για το νερό και τον ιστό των ανθρώπινων οργάνων ανάλογα με το μήκος κύματος. Σημειώνεται ότι ο ιστός του ανθρώπινου σώματος αποτελείται κατά 98% από νερό και αυτό το γεγονός εξηγεί την ομοιότητα των χαρακτηριστικών απορρόφησης της υπέρυθρης ακτινοβολίας στη φασματική περιοχή των 1,5-10 microns.

Αν λάβουμε υπόψη το γεγονός ότι το ίδιο το νερό απορροφά εντατικά ακτινοβολία IR στην περιοχή 1,5-10 microns με κορυφές σε μήκη κύματος 2,93, 4,7 και 6,2 microns (Yukhnevich G.V. Infrared spectroscopy of water, M, 1973), τότε η πιο αποτελεσματική για τις διαδικασίες θέρμανσης και ξήρανσης θα πρέπει να θεωρούνται εκπομποί υπερύθρων που εκπέμπουν στο μεσαίο και μακρινό υπέρυθρο φάσμα με μέγιστη ένταση ακτινοβολίας στην περιοχή μήκους κύματος 1,5-6,5 μm.

Η συνολική ποσότητα ενέργειας που εκπέμπεται ανά μονάδα χρόνου από μια μονάδα ακτινοβολούμενης επιφάνειας ονομάζεται ικανότητα εκπομπής του πομπού IR E, W/m². Η ενέργεια ακτινοβολίας εξαρτάται από το μήκος κύματος λ και τη θερμοκρασία της εκπεμπόμενης επιφάνειας και αποτελεί αναπόσπαστο χαρακτηριστικό, αφού λαμβάνει υπόψη την ενέργεια ακτινοβολίας κυμάτων όλων των μηκών. Η εκπομπή που σχετίζεται με το διάστημα μήκους κύματος dλ ονομάζεται ένταση ακτινοβολίας I, W/(m²∙μm).

Η έκφραση ολοκλήρωσης (1) μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε την ικανότητα εκπομπής (ειδική ενσωματωμένη ενέργεια ακτινοβολίας) με βάση το πειραματικά προσδιορισμένο φάσμα έντασης ακτινοβολίας στην περιοχή μήκους κύματος από λ1 έως λ2:

Το σχήμα 2 δείχνει τα φάσματα έντασης εκπομπής των εκπομπών IR NOMAKON™ IKN-101, που λαμβάνονται σε διαφορετικές ονομαστικές ηλεκτρικές ισχύς του πομπού: 1000 W, 650 W, 400 W και 250 W.

Με την αύξηση της ισχύος του εκπομπού και, κατά συνέπεια, της θερμοκρασίας της επιφάνειας εκπομπής, η ένταση της ακτινοβολίας αυξάνεται και το φάσμα ακτινοβολίας μετατοπίζεται σε μικρότερα μήκη κύματος (νόμος μετατόπισης Wien). Σε αυτήν την περίπτωση, η μέγιστη ένταση ακτινοβολίας (85-90% του φάσματος) πέφτει στο εύρος μήκους κύματος 1,5-6 microns, που αντιστοιχεί στη βέλτιστη φυσική της διαδικασίας θέρμανσης και ξήρανσης υπερύθρων για αυτήν την περίπτωση.

Η ένταση της υπέρυθρης ακτινοβολίας και, κατά συνέπεια, η ειδική ενέργεια ακτινοβολίας μειώνεται όσο αυξάνεται η απόσταση από την πηγή ακτινοβολίας. Το σχήμα 3 δείχνει τις καμπύλες μεταβολών της ειδικής ενέργειας ακτινοβολίας των κεραμικών εκπομπών NOMAKON™ IKN-101 ανάλογα με την απόσταση μεταξύ της επιφάνειας εκπομπής και του σημείου μέτρησης κάθετο προς την επιφάνεια εκπομπής. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με επιλεκτικό ραδιόμετρο στο εύρος μήκους κύματος 1,5-8 μm και ακολούθησε ενσωμάτωση των φασμάτων έντασης ακτινοβολίας. Όπως φαίνεται από το γράφημα, η ειδική ενέργεια ακτινοβολίας E, W/m² μειώνεται σε αντίστροφη αναλογία με την απόσταση L, m από την πηγή ακτινοβολίας.

Για να κατανοήσουμε την αρχή της λειτουργίας των εκπομπών υπέρυθρων, είναι απαραίτητο να φανταστούμε την ουσία ενός τέτοιου φυσικού φαινομένου όπως η υπέρυθρη ακτινοβολία.

Εύρος υπέρυθρων και μήκος κύματος

Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που καταλαμβάνει το εύρος από 0,77 έως 340 μικρά στο φάσμα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Σε αυτή την περίπτωση, το εύρος από 0,77 έως 15 μικρά θεωρείται βραχέων κυμάτων, από 15 έως 100 μικρά - μεσαίου κύματος και από 100 έως 340 - μακρού κύματος.

Το τμήμα βραχέων κυμάτων του φάσματος είναι δίπλα στο ορατό φως και το τμήμα μακρών κυμάτων συγχωνεύεται με την περιοχή των υπερμικρών ραδιοκυμάτων. Επομένως, η υπέρυθρη ακτινοβολία έχει τόσο τις ιδιότητες του ορατού φωτός (διαδίδεται σε ευθεία γραμμή, ανακλάται, διαθλάται όπως το ορατό φως) όσο και τις ιδιότητες των ραδιοκυμάτων (μπορεί να περάσει μέσα από ορισμένα υλικά που είναι αδιαφανή στην ορατή ακτινοβολία).

Οι εκπομποί υπέρυθρων με θερμοκρασία επιφάνειας από 700 C έως 2500 C έχουν μήκος κύματος 1,55-2,55 μικρά και ονομάζονται "φως" - σε μήκος κύματος είναι πιο κοντά στο ορατό φως, οι εκπομποί με χαμηλότερη θερμοκρασία επιφάνειας έχουν μεγαλύτερο μήκος κύματος και ονομάζονται " σκοτάδι".

Πηγές υπέρυθρης ακτινοβολίας

Σε γενικές γραμμές, κάθε σώμα που θερμαίνεται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία εκπέμπει θερμική ενέργεια στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και μπορεί να μεταφέρει αυτήν την ενέργεια μέσω ακτινοβολίας ανταλλαγής θερμότητας σε άλλα σώματα. Η μεταφορά ενέργειας γίνεται από ένα σώμα με υψηλότερη θερμοκρασία σε ένα σώμα με χαμηλότερη θερμοκρασία, ενώ διαφορετικά σώματα έχουν διαφορετικές εκπεμπτικές και απορροφητικές ικανότητες, οι οποίες εξαρτώνται από τη φύση των δύο σωμάτων, την κατάσταση της επιφάνειάς τους κ.λπ.

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία έχει κβαντοφωτονικό χαρακτήρα. Όταν αλληλεπιδρά με την ύλη, ένα φωτόνιο απορροφάται από τα άτομα της ουσίας, μεταφέροντας την ενέργειά του σε αυτά. Ταυτόχρονα αυξάνεται η ενέργεια των θερμικών δονήσεων των ατόμων στα μόρια της ουσίας, δηλ. η ενέργεια της ακτινοβολίας μετατρέπεται σε θερμότητα.

Η ουσία της ακτινοβολούμενης θέρμανσης είναι ότι ο καυστήρας, ως πηγή ακτινοβολίας, δημιουργεί, σχηματίζεται στο χώρο και κατευθύνει τη θερμική ακτινοβολία στη ζώνη θέρμανσης. Πέφτει πάνω σε κατασκευές που περικλείουν (δάπεδα, τοίχοι), τεχνολογικό εξοπλισμό, άτομα στη ζώνη ακτινοβολίας, απορροφάται από αυτά και τα θερμαίνει. Η ροή ακτινοβολίας, που απορροφάται από επιφάνειες, ρούχα και ανθρώπινο δέρμα, δημιουργεί θερμική άνεση χωρίς να αυξάνει τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ο αέρας στα θερμαινόμενα δωμάτια, ενώ παραμένει σχεδόν διαφανής στην υπέρυθρη ακτινοβολία, θερμαίνεται λόγω της «δευτερεύουσας θερμότητας», δηλ. μεταφορά από δομές και αντικείμενα που θερμαίνονται από την ακτινοβολία.

Ιδιότητες και εφαρμογές της υπέρυθρης ακτινοβολίας

Έχει διαπιστωθεί ότι η έκθεση σε θέρμανση με υπέρυθρη ακτινοβολία έχει ευεργετική επίδραση στον άνθρωπο. Εάν η θερμική ακτινοβολία με μήκος κύματος μεγαλύτερο από 2 μικρά γίνεται αντιληπτή κυρίως από το δέρμα με τη θερμική ενέργεια που προκύπτει να μεταφέρεται στο εσωτερικό, τότε η ακτινοβολία με μήκος κύματος έως και 1,5 micron διεισδύει στην επιφάνεια του δέρματος, το θερμαίνει εν μέρει, φτάνει στο δίκτυο αιμοφόρα αγγεία και αυξάνει άμεσα τη θερμοκρασία του αίματος. Σε μια ορισμένη ένταση ροής θερμότητας, η πρόσκρουσή της προκαλεί μια ευχάριστη θερμική αίσθηση. Στη θέρμανση με ακτινοβολία, το ανθρώπινο σώμα απελευθερώνει το μεγαλύτερο μέρος της περίσσειας θερμότητάς του μέσω μεταφοράς στον περιβάλλοντα αέρα, ο οποίος έχει χαμηλότερη θερμοκρασία. Αυτή η μορφή μεταφοράς θερμότητας έχει αναζωογονητική επίδραση και έχει ευεργετική επίδραση στην ευεξία.

Στη χώρα μας, η μελέτη της τεχνολογίας υπέρυθρης θέρμανσης πραγματοποιείται από τη δεκαετία του '30, τόσο σε σχέση με τη γεωργία όσο και τη βιομηχανία.

Οι διεξαγόμενες ιατρικές και βιολογικές μελέτες κατέστησαν δυνατό να διαπιστωθεί ότι τα συστήματα υπέρυθρης θέρμανσης ανταποκρίνονται πληρέστερα στις ιδιαιτερότητες των κτηνοτροφικών κτιρίων από ό,τι τα συστήματα κεντρικής θέρμανσης με συναγωγή ή αέρα. Πρώτα απ 'όλα, λόγω του γεγονότος ότι με υπέρυθρη θέρμανση η θερμοκρασία των εσωτερικών επιφανειών των περιφράξεων, ειδικά του δαπέδου, υπερβαίνει τη θερμοκρασία του αέρα στο δωμάτιο. Ο παράγοντας αυτός έχει ευεργετική επίδραση στη θερμική ισορροπία των ζώων, εξαλείφοντας την έντονη απώλεια θερμότητας.

Τα συστήματα υπερύθρων, που λειτουργούν σε συνδυασμό με συστήματα φυσικού αερισμού, εξασφαλίζουν μείωση της σχετικής υγρασίας του αέρα σε τυπικές τιμές (σε χοιροτροφεία και σιταποθήκες μόσχων σε 70-75% και κάτω).

Ως αποτέλεσμα της λειτουργίας αυτών των συστημάτων, οι συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας στις εγκαταστάσεις φθάνουν σε ευνοϊκές παραμέτρους.

Η χρήση συστημάτων θέρμανσης με ακτινοβολία για γεωργικά κτίρια επιτρέπει όχι μόνο τη δημιουργία των απαραίτητων συνθηκών μικροκλίματος, αλλά και την εντατικοποίηση της παραγωγής. Σε πολλά αγροκτήματα στη Μπασκιρία (συλλογικό αγρόκτημα με το όνομα Λένιν, συλλογικό αγρόκτημα με το όνομα Nurimanov), η παραγωγή απογόνων αυξήθηκε σημαντικά μετά την εισαγωγή της υπέρυθρης θέρμανσης (αύξηση του τοκετού το χειμώνα κατά 4 φορές) και η ασφάλεια των νεαρών ζώων αυξήθηκε (από 72,8% έως 97,6%).

Επί του παρόντος, το σύστημα υπέρυθρης θέρμανσης έχει εγκατασταθεί και λειτουργεί για μία σεζόν στην επιχείρηση Chuvash Broiler στα προάστια του Cheboksary. Σύμφωνα με κριτικές από τους διευθυντές των αγροκτημάτων, κατά την περίοδο των ελάχιστων χειμερινών θερμοκρασιών -34-36 C, το σύστημα λειτούργησε αδιάκοπα και παρείχε την απαιτούμενη θερμότητα για την εκτροφή πουλερικών για κρέας (επιδαπέδια στέγαση) για μια περίοδο 48 ημερών. Αυτή τη στιγμή εξετάζουν το θέμα του εξοπλισμού των υπόλοιπων πτηνοτροφείων με συστήματα υπέρυθρων.