अवरक्त विकिरण के मूल गुण। इन्फ्रारेड विकिरण: मानव शरीर पर प्रभाव, किरणों का प्रभाव, उनके गुण, लाभ और हानि, संभावित परिणाम

अवरक्त विकिरण क्या है? परिभाषा बताती है कि अवरक्त किरणें विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं जो ऑप्टिकल नियमों का पालन करती हैं और दृश्य प्रकाश की प्रकृति की होती हैं। इन्फ्रारेड किरणों में लाल दृश्य प्रकाश और शॉर्ट-वेव रेडियो उत्सर्जन के बीच एक वर्णक्रमीय सीमा होती है। स्पेक्ट्रम के अवरक्त क्षेत्र के लिए शॉर्ट-वेव, मीडियम-वेव और लॉन्ग-वेव में विभाजन होता है। ऐसी किरणों का तापीय प्रभाव अधिक होता है। अवरक्त विकिरण का स्वीकृत संक्षिप्त नाम आईआर है।

आईआर विकिरण

निर्माता विकिरण के सिद्धांत के अनुसार डिज़ाइन किए गए हीटिंग उपकरणों के बारे में अलग-अलग जानकारी देते हैं। कुछ संकेत कर सकते हैं कि उपकरण इन्फ्रारेड है, जबकि अन्य संकेत कर सकते हैं कि यह लंबी-तरंग या अंधेरा है। व्यवहार में यह सब अवरक्त विकिरण से संबंधित है; लंबी-तरंग हीटरों में विकिरण सतह का तापमान सबसे कम होता है, और तरंगें स्पेक्ट्रम के लंबी-तरंग क्षेत्र में अधिक द्रव्यमान में उत्सर्जित होती हैं। उन्हें अंधेरा नाम भी मिला, क्योंकि तापमान पर वे अन्य मामलों की तरह प्रकाश नहीं छोड़ते और चमकते नहीं हैं। मीडियम वेव हीटर की सतह का तापमान अधिक होता है और इन्हें ग्रे हीटर कहा जाता है। प्रकाश प्रकार एक लघु-तरंग उपकरण है।

स्पेक्ट्रम के अवरक्त क्षेत्रों में किसी पदार्थ की ऑप्टिकल विशेषताएँ सामान्य रोजमर्रा की जिंदगी में ऑप्टिकल गुणों से भिन्न होती हैं। लोग प्रतिदिन उपयोग करने वाले ताप उपकरणों से अवरक्त किरणें उत्सर्जित करते हैं, लेकिन आप उन्हें देख नहीं सकते। सारा अंतर तरंग दैर्ध्य में है, यह भिन्न होता है। एक साधारण रेडिएटर किरणें उत्सर्जित करता है, जिससे कमरा गर्म होता है। इन्फ्रारेड विकिरण तरंगें मानव जीवन में प्राकृतिक रूप से मौजूद होती हैं; सूर्य उन्हें उत्सर्जित करता है।

इन्फ्रारेड विकिरण विद्युत चुम्बकीय विकिरण की श्रेणी में आता है, अर्थात इसे आँखों से नहीं देखा जा सकता है। तरंग दैर्ध्य 1 मिलीमीटर से 0.7 माइक्रोमीटर तक होती है। इन्फ्रारेड किरणों का सबसे बड़ा स्रोत सूर्य है।

हीटिंग के लिए आईआर किरणें

इस तकनीक पर आधारित हीटिंग की उपस्थिति आपको संवहन प्रणाली के नुकसान से छुटकारा पाने की अनुमति देती है, जो परिसर में वायु प्रवाह के संचलन से जुड़ी है। संवहन धूल, मलबे को उठाता और ले जाता है, और एक ड्राफ्ट बनाता है। यदि आप इलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड हीटर स्थापित करते हैं, तो यह सौर किरणों के सिद्धांत पर काम करेगा, इसका प्रभाव ठंडे मौसम में सौर ताप के समान होगा।

इन्फ्रारेड तरंग ऊर्जा का एक रूप है, यह प्रकृति से उधार लिया गया एक प्राकृतिक तंत्र है। ये किरणें न केवल वस्तुओं को, बल्कि वायु क्षेत्र को भी गर्म करने में सक्षम हैं। तरंगें हवा की परतों में प्रवेश करती हैं और वस्तुओं और जीवित ऊतकों को गर्म करती हैं। प्रश्न में विकिरण के स्रोत का स्थानीयकरण इतना महत्वपूर्ण नहीं है; यदि उपकरण छत पर है, तो हीटिंग किरणें पूरी तरह से फर्श तक पहुंच जाएंगी। यह महत्वपूर्ण है कि अवरक्त विकिरण आपको हवा को नम छोड़ने की अनुमति देता है, यह इसे सूखा नहीं करता है, जैसा कि अन्य प्रकार के ताप उपकरण करते हैं। अवरक्त विकिरण पर आधारित उपकरणों का प्रदर्शन अत्यंत उच्च है।

इन्फ्रारेड विकिरण के लिए बड़ी ऊर्जा लागत की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए इस विकास के घरेलू उपयोग के लिए बचत होती है। आईआर किरणें बड़ी जगहों पर काम करने के लिए उपयुक्त हैं; मुख्य बात सही किरण लंबाई चुनना और उपकरणों को सही ढंग से स्थापित करना है।

अवरक्त विकिरण के नुकसान और लाभ

त्वचा पर पड़ने वाली लंबी अवरक्त किरणें तंत्रिका रिसेप्टर्स में प्रतिक्रिया का कारण बनती हैं। यह गर्मी की उपस्थिति सुनिश्चित करता है। इसलिए, कई स्रोतों में, अवरक्त विकिरण को थर्मल विकिरण कहा जाता है। उत्सर्जित ऊर्जा का अधिकांश भाग नमी द्वारा अवशोषित होता है, जो मानव त्वचा की ऊपरी परत में निहित होता है। इसलिए त्वचा का तापमान बढ़ जाता है और इसके कारण पूरा शरीर गर्म हो जाता है।

एक राय है कि अवरक्त विकिरण हानिकारक है। यह गलत है।

शोध से पता चलता है कि लंबी-तरंग विकिरण शरीर के लिए सुरक्षित है, इसके अलावा, इसके लाभ भी हैं।

वे प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करते हैं, पुनर्जनन को उत्तेजित करते हैं और आंतरिक अंगों की स्थिति में सुधार करते हैं। 9.6 माइक्रोन की लंबाई वाली इन किरणों का उपयोग चिकित्सीय प्रयोजनों के लिए चिकित्सा पद्धति में किया जाता है।

शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड विकिरण अलग तरह से काम करता है। यह ऊतकों में गहराई से प्रवेश करता है और त्वचा को दरकिनार करते हुए आंतरिक अंगों को गर्म करता है। यदि आप ऐसी किरणों से त्वचा को विकिरणित करते हैं, तो केशिका नेटवर्क का विस्तार होता है, त्वचा लाल हो जाती है, और जलने के लक्षण दिखाई दे सकते हैं। ऐसी किरणें आंखों के लिए खतरनाक होती हैं, मोतियाबिंद का कारण बनती हैं, पानी-नमक संतुलन को बाधित करती हैं और दौरे को भड़काती हैं।

शॉर्ट-वेव विकिरण के कारण व्यक्ति को लू लग जाती है। यदि आप मस्तिष्क का तापमान एक डिग्री भी बढ़ा देते हैं, तो सदमा या विषाक्तता के लक्षण पहले ही प्रकट हो जाते हैं:

जी मिचलाना;
तेज पल्स;
आँखों में अंधेरा छा जाना.

यदि दो डिग्री या उससे अधिक तापमान बढ़ता है, तो मेनिनजाइटिस विकसित हो जाता है, जो जीवन के लिए खतरा है।

अवरक्त विकिरण की तीव्रता कई कारकों पर निर्भर करती है। ताप स्रोतों के स्थान की दूरी और तापमान संकेतक महत्वपूर्ण हैं। लंबी-तरंग अवरक्त विकिरण जीवन में महत्वपूर्ण है, और इसके बिना ऐसा करना असंभव है। नुकसान तभी हो सकता है जब तरंग दैर्ध्य गलत हो और किसी व्यक्ति पर इसके प्रभाव का समय लंबा हो।

किसी व्यक्ति को अवरक्त विकिरण के नुकसान से कैसे बचाएं?

सभी अवरक्त तरंगें हानिकारक नहीं होतीं। शॉर्टवेव इंफ्रारेड ऊर्जा से बचना चाहिए। यह रोजमर्रा की जिंदगी में कहाँ पाया जाता है? शरीर का तापमान 100 डिग्री से अधिक होने से बचना चाहिए। इस श्रेणी में इस्पात निर्माण उपकरण और इलेक्ट्रिक आर्क भट्टियाँ शामिल हैं। उत्पादन में, कर्मचारी विशेष रूप से डिज़ाइन की गई वर्दी पहनते हैं जिसमें एक सुरक्षा कवच होता है।

सबसे उपयोगी इन्फ्रारेड हीटिंग उपकरण रूसी स्टोव था; इससे निकलने वाली गर्मी चिकित्सीय और फायदेमंद थी। हालाँकि, अब कोई भी ऐसे उपकरणों का उपयोग नहीं करता है। इन्फ्रारेड हीटर मजबूती से स्थापित हो गए हैं, और इन्फ्रारेड तरंगों का उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

यदि इन्फ्रारेड डिवाइस में गर्मी देने वाला सर्पिल एक हीट इंसुलेटर द्वारा संरक्षित है, तो विकिरण नरम और लंबी-तरंग होगी, और यह सुरक्षित है। यदि उपकरण में खुला हीटिंग तत्व है, तो अवरक्त विकिरण कठोर, लघु-तरंग होगा, और यह स्वास्थ्य के लिए खतरनाक है।

डिवाइस के डिज़ाइन को समझने के लिए, आपको तकनीकी डेटा शीट का अध्ययन करने की आवश्यकता है। किसी विशेष मामले में उपयोग की जाने वाली अवरक्त किरणों के बारे में जानकारी होगी। तरंग दैर्ध्य क्या है, इस पर ध्यान दें।

इन्फ्रारेड विकिरण हमेशा स्पष्ट रूप से हानिकारक नहीं होता है; केवल खुले स्रोत, छोटी किरणें और लंबे समय तक उनके संपर्क में रहने से ही खतरा उत्पन्न होता है।

आपको अपनी आंखों को तरंगों के स्रोत से बचाना चाहिए, और यदि असुविधा होती है, तो अवरक्त किरणों के प्रभाव से दूर रहें। यदि त्वचा पर असामान्य सूखापन दिखाई देता है, तो इसका मतलब है कि किरणें लिपिड परत को सुखा रही हैं, और यह बहुत अच्छा है।

उपयोगी रेंज में इन्फ्रारेड विकिरण का उपयोग उपचार के रूप में किया जाता है; फिजियोथेरेपी विधियां किरणों और इलेक्ट्रोड के साथ काम करने पर आधारित होती हैं। हालाँकि, सभी प्रभाव विशेषज्ञों की देखरेख में किए जाते हैं; आपको अपने आप को इन्फ्रारेड उपकरणों से उपचारित नहीं करना चाहिए। उपचार के लक्ष्यों और उद्देश्यों के आधार पर कार्रवाई की अवधि चिकित्सा संकेतों द्वारा सख्ती से निर्धारित की जानी चाहिए।

ऐसा माना जाता है कि अवरक्त विकिरण छोटे बच्चों के व्यवस्थित संपर्क के लिए प्रतिकूल है, इसलिए सलाह दी जाती है कि बेडरूम और बच्चों के कमरे के लिए हीटिंग उपकरणों का सावधानीपूर्वक चयन करें। आपको अपने अपार्टमेंट या घर में एक सुरक्षित और प्रभावी इन्फ्रारेड नेटवर्क स्थापित करने के लिए विशेषज्ञों की मदद की आवश्यकता होगी।

आपको अज्ञानता के कारण पूर्वाग्रहों के कारण आधुनिक तकनीकों को नहीं छोड़ना चाहिए।

इन्फ्रारेड (आईआर) विकिरण एक प्रकार का विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जो दृश्य लाल रोशनी (इन्फ्रारेड: लाल से नीचे) और शॉर्टवेव रेडियो तरंगों के बीच वर्णक्रमीय सीमा पर रहता है। ये किरणें गर्मी पैदा करती हैं और वैज्ञानिक रूप से थर्मल तरंगों के रूप में जानी जाती हैं। ये किरणें गर्मी पैदा करती हैं और वैज्ञानिक रूप से थर्मल तरंगों के रूप में जानी जाती हैं।

मानव शरीर और सूर्य सहित सभी गर्म पिंड अवरक्त विकिरण उत्सर्जित करते हैं, जो इस प्रकार हमारे ग्रह को गर्म करते हैं, जिससे उस पर सभी जीवन को जीवन मिलता है। आग या अंगीठी, हीटर या गर्म डामर के पास आग से हमें जो गर्मी महसूस होती है, वह सब अवरक्त किरणों का परिणाम है।

अवरक्त विकिरण के पूरे स्पेक्ट्रम को आमतौर पर तीन मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जाता है, जो तरंग दैर्ध्य में भिन्न होती हैं:

लघु तरंग दैर्ध्य, तरंग दैर्ध्य λ = 0.74-2.5 µm के साथ;
मध्यम तरंग, तरंग दैर्ध्य के साथ λ = 2.5-50 µm;
लंबी तरंग दैर्ध्य, तरंग दैर्ध्य λ = 50-2000 µm के साथ।

निकट या लघु-तरंग अवरक्त किरणें बिल्कुल भी गर्म नहीं होती हैं; वास्तव में, हम उन्हें महसूस भी नहीं करते हैं। इन तरंगों का उपयोग, उदाहरण के लिए, टीवी रिमोट कंट्रोल, ऑटोमेशन सिस्टम, सुरक्षा सिस्टम आदि में किया जाता है। उनकी आवृत्ति अधिक होती है, और तदनुसार उनकी ऊर्जा दूर (लंबी) अवरक्त किरणों की तुलना में अधिक होती है। लेकिन उस स्तर पर नहीं कि शरीर को नुकसान पहुंचे. मध्य-अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर गर्मी पैदा होने लगती है, और हम पहले से ही उनकी ऊर्जा को महसूस करते हैं। इन्फ्रारेड विकिरण को "थर्मल" विकिरण भी कहा जाता है, क्योंकि गर्म वस्तुओं से निकलने वाले विकिरण को मानव त्वचा गर्मी की अनुभूति के रूप में महसूस करती है। इस मामले में, शरीर द्वारा उत्सर्जित तरंग दैर्ध्य हीटिंग तापमान पर निर्भर करती है: तापमान जितना अधिक होगा, तरंग दैर्ध्य उतना ही कम होगा और विकिरण की तीव्रता उतनी ही अधिक होगी। उदाहरण के लिए, 1.1 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य वाला एक स्रोत पिघली हुई धातु से मेल खाता है, और 3.4 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य वाला एक स्रोत रोलिंग या फोर्जिंग के अंत में धातु से मेल खाता है।

हमारे लिए रुचि 5-20 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य वाला स्पेक्ट्रम है, क्योंकि यह इस सीमा में है कि इन्फ्रारेड हीटिंग सिस्टम द्वारा उत्पादित 90% से अधिक विकिरण होता है, जिसमें 10 माइक्रोन का विकिरण शिखर होता है। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि इसी आवृत्ति पर मानव शरीर स्वयं 9.4 माइक्रोन की अवरक्त तरंगें उत्सर्जित करता है। इस प्रकार, किसी निश्चित आवृत्ति पर किसी भी विकिरण को मानव शरीर संबंधित मानता है और उस पर लाभकारी और इससे भी अधिक उपचारात्मक प्रभाव डालता है।

शरीर पर अवरक्त विकिरण के ऐसे संपर्क से, "अनुनाद अवशोषण" का प्रभाव उत्पन्न होता है, जो शरीर द्वारा बाहरी ऊर्जा के सक्रिय अवशोषण की विशेषता है। परिणामस्वरूप, किसी व्यक्ति के हीमोग्लोबिन स्तर में वृद्धि, एंजाइम और एस्ट्रोजेन की गतिविधि में वृद्धि और, सामान्य तौर पर, किसी व्यक्ति की महत्वपूर्ण गतिविधि में उत्तेजना देखी जा सकती है।

मानव शरीर की सतह पर अवरक्त विकिरण का प्रभाव, जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, उपयोगी और सबसे बढ़कर, सुखद है। वसंत की शुरुआत में पहले धूप वाले दिनों को याद करें, जब एक लंबी और बादलों वाली सर्दी के बाद आखिरकार सूरज निकल आया था! आप महसूस करते हैं कि यह आपकी त्वचा, चेहरे, हथेलियों के प्रबुद्ध क्षेत्र को कैसे सुखद रूप से ढक लेता है। "आरामदायक" तापमान की तुलना में काफी कम तापमान के बावजूद, मैं अब दस्ताने और टोपी नहीं पहनना चाहता। लेकिन जैसे ही एक छोटा सा बादल दिखाई देता है, हम तुरंत ऐसी सुखद अनुभूति के रुकावट से ध्यान देने योग्य असुविधा का अनुभव करते हैं। यह वही विकिरण है जिसकी हमारे पास पूरे सर्दियों में कमी थी, जब सूर्य लंबे समय तक अनुपस्थित था, और हमने, बिना सोचे-समझे, अपना "इन्फ्रारेड पोस्ट" किया।

अवरक्त विकिरण के संपर्क के परिणामस्वरूप, आप देख सकते हैं:

शरीर में चयापचय का त्वरण;
त्वचा के ऊतकों की बहाली;
उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को धीमा करना;
शरीर से अतिरिक्त चर्बी हटाना;
मानव मोटर ऊर्जा की रिहाई;
शरीर की रोगाणुरोधी प्रतिरोध में वृद्धि;
पौधों की वृद्धि का सक्रियण

और भी बहुत सारे। इसके अलावा, कैंसर सहित कई बीमारियों के इलाज के लिए फिजियोथेरेपी में अवरक्त विकिरण का उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह केशिकाओं के विस्तार को बढ़ावा देता है, वाहिकाओं में रक्त के प्रवाह को उत्तेजित करता है, प्रतिरक्षा में सुधार करता है और एक सामान्य चिकित्सीय प्रभाव पैदा करता है।

और यह बिल्कुल भी आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि यह विकिरण हमें प्रकृति द्वारा उन सभी जीवित चीजों में गर्मी और जीवन संचारित करने के एक तरीके के रूप में दिया जाता है, जिन्हें इस गर्मी और आराम की आवश्यकता होती है, मध्यस्थों के रूप में खाली जगह और हवा को दरकिनार करते हुए।

अवरक्त विकिरण के विभिन्न स्रोत हैं। वर्तमान में, वे घरेलू उपकरणों, स्वचालन और सुरक्षा प्रणालियों में पाए जाते हैं, और औद्योगिक उत्पादों को सुखाने के लिए भी उपयोग किए जाते हैं। इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत, जब सही तरीके से उपयोग किए जाते हैं, तो मानव शरीर को प्रभावित नहीं करते हैं, यही कारण है कि उत्पाद बहुत लोकप्रिय हैं।

खोज का इतिहास

कई शताब्दियों से, उत्कृष्ट दिमाग प्रकाश की प्रकृति और क्रिया का अध्ययन कर रहे हैं।

इन्फ्रारेड प्रकाश की खोज 19वीं सदी की शुरुआत में खगोलशास्त्री डब्ल्यू हर्शेल के शोध के माध्यम से की गई थी। इसका सार विभिन्न सौर क्षेत्रों की ताप क्षमताओं का अध्ययन करना था। वैज्ञानिक उनके पास एक थर्मामीटर लाए और तापमान में वृद्धि की निगरानी की। यह प्रक्रिया तब देखी गई जब डिवाइस ने लाल बॉर्डर को छुआ। वी. हर्शेल ने निष्कर्ष निकाला कि एक निश्चित विकिरण है जिसे दृष्टि से नहीं देखा जा सकता है, लेकिन थर्मामीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।

इन्फ्रारेड किरणें: अनुप्रयोग

वे मानव जीवन में व्यापक हैं और उन्होंने विभिन्न क्षेत्रों में अपना आवेदन पाया है:

युद्ध. आधुनिक मिसाइलें और हथियार स्वतंत्र रूप से किसी लक्ष्य पर निशाना साधने में सक्षम हैं, जो अवरक्त विकिरण के उपयोग का परिणाम हैं।
थर्मोग्राफी। इन्फ्रारेड विकिरण का उपयोग अत्यधिक गर्म या अतिशीतित क्षेत्रों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। खगोलीय पिंडों का पता लगाने के लिए खगोल विज्ञान में इन्फ्रारेड छवियों का भी उपयोग किया जाता है।
ज़िंदगी जिसके संचालन का उद्देश्य आंतरिक वस्तुओं और दीवारों को गर्म करना है, ने काफी लोकप्रियता हासिल की है। फिर वे अंतरिक्ष में गर्मी छोड़ते हैं।
रिमोट कंट्रोल। टीवी, फर्नेस, एयर कंडीशनर आदि के लिए सभी मौजूदा रिमोट कंट्रोल। इन्फ्रारेड किरणों से सुसज्जित।
चिकित्सा में, विभिन्न रोगों के उपचार और रोकथाम के लिए अवरक्त किरणों का उपयोग किया जाता है।

आइए देखें कि इन तत्वों का उपयोग कहां किया जाता है।

इन्फ्रारेड गैस बर्नर

विभिन्न कमरों को गर्म करने के लिए इन्फ्रारेड बर्नर का उपयोग किया जाता है।

सबसे पहले इसका उपयोग ग्रीनहाउस और गैरेज (अर्थात् गैर-आवासीय परिसर) के लिए किया जाता था। हालाँकि, आधुनिक तकनीकों ने इसे अपार्टमेंट में भी उपयोग करना संभव बना दिया है। लोकप्रिय रूप से, ऐसे बर्नर को सौर उपकरण कहा जाता है, क्योंकि चालू होने पर, उपकरण की कामकाजी सतह सूरज की रोशनी जैसी दिखती है। समय के साथ, ऐसे उपकरणों ने तेल हीटर और कन्वेक्टर की जगह ले ली।

मुख्य विशेषताएं

एक इन्फ्रारेड बर्नर अपनी हीटिंग विधि में अन्य उपकरणों से भिन्न होता है। ऊष्मा का स्थानांतरण उन माध्यमों से होता है जो मनुष्यों को दिखाई नहीं देते हैं। यह सुविधा गर्मी को न केवल हवा में, बल्कि आंतरिक वस्तुओं में भी प्रवेश करने की अनुमति देती है, जिससे बाद में कमरे में तापमान भी बढ़ जाता है। इन्फ्रारेड उत्सर्जक हवा को शुष्क नहीं करता है, क्योंकि किरणें मुख्य रूप से आंतरिक वस्तुओं और दीवारों पर निर्देशित होती हैं। भविष्य में, गर्मी को दीवारों या वस्तुओं से सीधे कमरे के स्थान पर स्थानांतरित किया जाएगा, और यह प्रक्रिया कुछ ही मिनटों में होती है।

सकारात्मक पक्ष

ऐसे उपकरणों का मुख्य लाभ कमरे का त्वरित और आसान हीटिंग है। उदाहरण के लिए, एक ठंडे कमरे को +24ºС के तापमान तक गर्म करने में 20 मिनट का समय लगेगा। प्रक्रिया के दौरान, हवा की कोई गति नहीं होती है, जो धूल और बड़े संदूषकों के निर्माण में योगदान करती है। इसलिए, जिन लोगों को एलर्जी है, उनके द्वारा घर के अंदर एक इन्फ्रारेड एमिटर स्थापित किया जाता है।

इसके अलावा, इन्फ्रारेड किरणें, जब धूल वाली सतह से टकराती हैं, तो वह जलती नहीं है, और परिणामस्वरूप, जली हुई धूल की कोई गंध नहीं होती है। हीटिंग की गुणवत्ता और डिवाइस का स्थायित्व हीटिंग तत्व पर निर्भर करता है। ऐसे उपकरण सिरेमिक प्रकार का उपयोग करते हैं।

कीमत

ऐसे उपकरणों की कीमत काफी कम है और आबादी के सभी वर्गों के लिए सुलभ है। उदाहरण के लिए, एक गैस बर्नर की कीमत 800 रूबल से है। एक पूरा स्टोव 4,000 रूबल में खरीदा जा सकता है।

सॉना

इन्फ्रारेड केबिन क्या है? यह एक विशेष कमरा है जो प्राकृतिक प्रकार की लकड़ी (उदाहरण के लिए, देवदार) से बनाया गया है। इसमें इन्फ्रारेड एमिटर लगाए गए हैं, जो पेड़ पर कार्य करते हैं।

गर्म करने के दौरान, फाइटोनसाइड्स निकलते हैं - उपयोगी घटक जो कवक और बैक्टीरिया के विकास या उपस्थिति को रोकते हैं।

ऐसे इन्फ्रारेड केबिन को लोकप्रिय रूप से सौना कहा जाता है। कमरे के अंदर हवा का तापमान 45ºС तक पहुँच जाता है, इसलिए इसमें रहना काफी आरामदायक है। यह तापमान मानव शरीर को समान रूप से और गहराई से गर्म करने की अनुमति देता है। इसलिए, गर्मी हृदय प्रणाली को प्रभावित नहीं करती है। प्रक्रिया के दौरान, संचित विषाक्त पदार्थों और अपशिष्ट को हटा दिया जाता है, शरीर में चयापचय तेज हो जाता है (रक्त की तीव्र गति के कारण), और ऊतक भी ऑक्सीजन से समृद्ध हो जाते हैं। हालाँकि, पसीना आना इन्फ्रारेड सॉना की मुख्य विशेषता नहीं है। इसका उद्देश्य कल्याण में सुधार करना है।

मनुष्यों पर प्रभाव

ऐसे परिसरों का मानव शरीर पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है। प्रक्रिया के दौरान, सभी मांसपेशियों, ऊतकों और हड्डियों को गर्म किया जाता है। रक्त परिसंचरण में तेजी आने से चयापचय प्रभावित होता है, जो मांसपेशियों और ऊतकों को ऑक्सीजन से संतृप्त करने में मदद करता है। इसके अलावा विभिन्न बीमारियों से बचाव के लिए इंफ्रारेड केबिन का दौरा किया जाता है। अधिकांश लोग केवल सकारात्मक समीक्षाएँ ही छोड़ते हैं।

अवरक्त विकिरण के नकारात्मक प्रभाव

अवरक्त विकिरण के स्रोत न केवल शरीर पर सकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं, बल्कि नुकसान भी पहुँचा सकते हैं।

लंबे समय तक किरणों के संपर्क में रहने से केशिकाओं का विस्तार होता है, जिससे लालिमा या जलन होती है। अवरक्त विकिरण के स्रोत दृष्टि के अंगों को विशेष नुकसान पहुंचाते हैं - यह मोतियाबिंद का गठन है। कुछ मामलों में, व्यक्ति को दौरे का अनुभव होता है।

छोटी किरणें मानव शरीर को प्रभावित करती हैं, जिससे मस्तिष्क के तापमान में कई डिग्री तक गिरावट आती है: आँखों का अंधेरा, चक्कर आना, मतली। तापमान में और वृद्धि से मेनिनजाइटिस का विकास हो सकता है।

स्थिति में गिरावट या सुधार विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता के कारण होता है। यह तापमान और तापीय ऊर्जा विकिरण के स्रोत से दूरी की विशेषता है।

अवरक्त विकिरण की लंबी तरंगें विभिन्न जीवन प्रक्रियाओं में विशेष भूमिका निभाती हैं। छोटे कद का मानव शरीर पर अधिक प्रभाव पड़ता है।

इन्फ्रारेड किरणों के हानिकारक प्रभावों को कैसे रोकें?

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, अल्पकालिक थर्मल विकिरण का मानव शरीर पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। आइए ऐसे उदाहरण देखें जिनमें आईआर विकिरण खतरनाक है।

आज, 100ºC से अधिक तापमान उत्सर्जित करने वाले इन्फ्रारेड हीटर स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हो सकते हैं। उनमें से निम्नलिखित हैं:

औद्योगिक उपकरण दीप्तिमान ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं। नकारात्मक प्रभावों को रोकने के लिए विशेष कपड़ों और गर्मी-सुरक्षात्मक तत्वों का उपयोग किया जाना चाहिए, साथ ही काम करने वाले कर्मियों के बीच निवारक उपाय भी किए जाने चाहिए।
इन्फ्रारेड डिवाइस. सबसे प्रसिद्ध हीटर स्टोव है। हालाँकि, यह लंबे समय से उपयोग से बाहर हो गया है। अपार्टमेंट, देश के घरों और कॉटेज में इलेक्ट्रिक इंफ्रारेड हीटर का उपयोग तेजी से किया जा रहा है। इसके डिज़ाइन में एक हीटिंग तत्व (सर्पिल के रूप में) शामिल है, जो एक विशेष गर्मी-इन्सुलेट सामग्री द्वारा संरक्षित है। किरणों के ऐसे संपर्क से मानव शरीर को कोई नुकसान नहीं होता है। गर्म क्षेत्र में हवा सूखती नहीं है। आप कमरे को 30 मिनट में गर्म कर सकते हैं। सबसे पहले, अवरक्त विकिरण वस्तुओं को गर्म करता है, और फिर वे पूरे अपार्टमेंट को गर्म करते हैं।

औद्योगिक से लेकर चिकित्सा तक, विभिन्न क्षेत्रों में इन्फ्रारेड विकिरण का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

हालाँकि, उन्हें सावधानी से संभालना चाहिए, क्योंकि किरणें मनुष्यों पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकती हैं। यह सब तरंग दैर्ध्य और हीटिंग डिवाइस की दूरी पर निर्भर करता है।

इसलिए, हमें पता चला कि अवरक्त विकिरण के कौन से स्रोत मौजूद हैं।

इन्फ्रारेड विकिरण सौर विकिरण स्पेक्ट्रम का वह हिस्सा है जो सीधे दृश्यमान स्पेक्ट्रम के लाल भाग से सटा होता है। मानव आँख स्पेक्ट्रम के इस क्षेत्र में देखने में असमर्थ है, लेकिन हम इस विकिरण को गर्मी के रूप में महसूस कर सकते हैं।

इन्फ्रारेड विकिरण की दो महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं: विकिरण की तरंग दैर्ध्य (आवृत्ति) और विकिरण की तीव्रता। तरंग दैर्ध्य के आधार पर, अवरक्त विकिरण के तीन क्षेत्र प्रतिष्ठित हैं: निकट (0.75−1.5 माइक्रोमीटर), मध्य (1.5 - 5.6 माइक्रोन) और दूर (5.6−100 माइक्रोन)। मनुष्य की शारीरिक विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, आधुनिक चिकित्सा विकिरण स्पेक्ट्रम के अवरक्त क्षेत्र को 3 श्रेणियों में विभाजित करती है:

तरंग दैर्ध्य 0.75-1.5 माइक्रोन - मानव त्वचा में गहराई से प्रवेश करने वाला विकिरण (आईआर-ए रेंज);
तरंग दैर्ध्य 1.5-5 माइक्रोन - त्वचा की एपिडर्मिस और संयोजी ऊतक परत द्वारा अवशोषित विकिरण (आईआर-बी रेंज);
5 माइक्रोन से अधिक तरंग दैर्ध्य - त्वचा की सतह पर अवशोषित विकिरण (आईआर-सी रेंज)। इसके अलावा, सबसे बड़ी पैठ 0.75 से 3 माइक्रोन की सीमा में देखी जाती है और इस सीमा को "चिकित्सीय पारदर्शिता विंडो" कहा जाता है।

चित्र 1 (मूल स्रोत - जर्नल ऑफ बायोमेडिकल ऑप्टिक्स 12(4), 044012 जुलाई/अगस्त 2007) तरंग दैर्ध्य के आधार पर पानी और मानव अंगों के ऊतकों के लिए आईआर विकिरण के अवशोषण स्पेक्ट्रा को दर्शाता है। यह देखा गया है कि मानव शरीर के ऊतकों में 98% पानी होता है और यह तथ्य 1.5-10 माइक्रोन के वर्णक्रमीय क्षेत्र में अवरक्त विकिरण की अवशोषण विशेषताओं की समानता की व्याख्या करता है।

यदि हम इस तथ्य को ध्यान में रखते हैं कि पानी स्वयं 2.93, 4.7 और 6.2 माइक्रोन (युकनेविच जी.वी. पानी की इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी, एम, 1973) की तरंग दैर्ध्य पर चोटियों के साथ 1.5-10 माइक्रोन की सीमा में आईआर विकिरण को तीव्रता से अवशोषित करता है, तो सबसे प्रभावी हीटिंग और सुखाने की प्रक्रियाओं के लिए आईआर उत्सर्जकों पर विचार किया जाना चाहिए जो 1.5-6.5 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य सीमा में चरम विकिरण तीव्रता के साथ मध्य और दूर अवरक्त स्पेक्ट्रम में उत्सर्जित होते हैं।

विकिरण सतह की एक इकाई द्वारा प्रति इकाई समय में उत्सर्जित ऊर्जा की कुल मात्रा को आईआर उत्सर्जक ई, डब्ल्यू/एम² की उत्सर्जनशीलता कहा जाता है। विकिरण ऊर्जा तरंग दैर्ध्य λ और उत्सर्जित सतह के तापमान पर निर्भर करती है और यह एक अभिन्न विशेषता है, क्योंकि यह सभी लंबाई की तरंगों की विकिरण ऊर्जा को ध्यान में रखती है। तरंग दैर्ध्य अंतराल dλ से संबंधित उत्सर्जन को विकिरण तीव्रता I, W/(m²∙μm) कहा जाता है।

एकीकृत अभिव्यक्ति (1) हमें λ1 से λ2 तक तरंग दैर्ध्य रेंज में प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित विकिरण तीव्रता स्पेक्ट्रम के आधार पर उत्सर्जन (विशिष्ट अभिन्न विकिरण ऊर्जा) निर्धारित करने की अनुमति देती है:

चित्र 2, NOMAKON™ IKN-101 IR उत्सर्जकों के उत्सर्जन तीव्रता स्पेक्ट्रा को दर्शाता है, जो उत्सर्जक की विभिन्न नाममात्र विद्युत शक्तियों पर प्राप्त होता है: 1000 W, 650 W, 400 W और 250 W।

उत्सर्जक की शक्ति में वृद्धि और, तदनुसार, उत्सर्जक सतह के तापमान में वृद्धि के साथ, विकिरण की तीव्रता बढ़ जाती है, और विकिरण स्पेक्ट्रम छोटी तरंग दैर्ध्य (वीन के विस्थापन कानून) में स्थानांतरित हो जाता है। इस मामले में, शिखर विकिरण की तीव्रता (स्पेक्ट्रम का 85-90%) 1.5-6 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य सीमा में आती है, जो इस मामले के लिए अवरक्त हीटिंग और सुखाने की प्रक्रिया की इष्टतम भौतिकी से मेल खाती है।

अवरक्त विकिरण की तीव्रता और, तदनुसार, विशिष्ट विकिरण ऊर्जा विकिरण स्रोत से बढ़ती दूरी के साथ कम हो जाती है। चित्र 3 उत्सर्जक सतह और उत्सर्जक सतह के सामान्य माप बिंदु के बीच की दूरी के आधार पर NOMAKON™ IKN-101 सिरेमिक उत्सर्जकों की विशिष्ट विकिरण ऊर्जा में परिवर्तन के वक्र दिखाता है। माप 1.5-8 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य रेंज में एक चयनात्मक रेडियोमीटर के साथ किया गया, इसके बाद विकिरण तीव्रता स्पेक्ट्रा का एकीकरण किया गया। जैसा कि ग्राफ से देखा जा सकता है, विशिष्ट विकिरण ऊर्जा E, W/m² विकिरण स्रोत से दूरी L, m के विपरीत अनुपात में घटती है।

अवरक्त उत्सर्जकों के संचालन के सिद्धांत को समझने के लिए, अवरक्त विकिरण जैसी भौतिक घटना के सार की कल्पना करना आवश्यक है।

इन्फ्रारेड रेंज और तरंग दैर्ध्य

इन्फ्रारेड विकिरण एक प्रकार का विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों के स्पेक्ट्रम में 0.77 से 340 माइक्रोन तक की सीमा रखता है। इस मामले में, 0.77 से 15 माइक्रोन तक की सीमा को लघु-तरंग, 15 से 100 माइक्रोन तक - मध्यम तरंग, और 100 से 340 तक - लंबी-तरंग माना जाता है।

स्पेक्ट्रम का लघु-तरंग भाग दृश्य प्रकाश के निकट होता है, और दीर्घ-तरंग भाग अल्ट्राशॉर्ट रेडियो तरंगों के क्षेत्र में विलीन हो जाता है। इसलिए, अवरक्त विकिरण में दृश्य प्रकाश के दोनों गुण होते हैं (यह एक सीधी रेखा में फैलता है, परावर्तित होता है, दृश्य प्रकाश की तरह अपवर्तित होता है) और रेडियो तरंगों के गुण होते हैं (यह कुछ सामग्रियों से गुजर सकता है जो दृश्य विकिरण के लिए अपारदर्शी होते हैं)।

700 C से 2500 C तक सतह के तापमान वाले इन्फ्रारेड उत्सर्जकों की तरंग दैर्ध्य 1.55-2.55 माइक्रोन होती है और उन्हें "प्रकाश" कहा जाता है - तरंग दैर्ध्य में वे दृश्य प्रकाश के करीब होते हैं, कम सतह के तापमान वाले उत्सर्जकों की तरंग दैर्ध्य लंबी होती है और उन्हें "प्रकाश" कहा जाता है। अँधेरा"।

इन्फ्रारेड विकिरण स्रोत

सामान्यतया, एक निश्चित तापमान तक गर्म किया गया कोई भी पिंड विद्युत चुम्बकीय तरंग स्पेक्ट्रम की अवरक्त सीमा में तापीय ऊर्जा उत्सर्जित करता है और इस ऊर्जा को उज्ज्वल ताप विनिमय के माध्यम से अन्य पिंडों में स्थानांतरित कर सकता है। ऊर्जा का स्थानांतरण उच्च तापमान वाले पिंड से कम तापमान वाले पिंड में होता है, जबकि अलग-अलग पिंडों की उत्सर्जन और अवशोषण क्षमताएं अलग-अलग होती हैं, जो दोनों पिंडों की प्रकृति, उनकी सतह की स्थिति आदि पर निर्भर करती हैं।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण में क्वांटम-फोटोनिक चरित्र होता है। पदार्थ के साथ बातचीत करते समय, एक फोटॉन पदार्थ के परमाणुओं द्वारा अवशोषित हो जाता है, जिससे उनकी ऊर्जा उनमें स्थानांतरित हो जाती है। इसी समय, पदार्थ के अणुओं में परमाणुओं के तापीय कंपन की ऊर्जा बढ़ जाती है, अर्थात। विकिरण ऊर्जा ऊष्मा में बदल जाती है।

दीप्तिमान तापन का सार यह है कि बर्नर, विकिरण का स्रोत होने के कारण, अंतरिक्ष में उत्पन्न होता है, बनता है और तापीय विकिरण को ताप क्षेत्र में निर्देशित करता है। यह घेरने वाली संरचनाओं (फर्श, दीवारों), तकनीकी उपकरणों, विकिरण क्षेत्र के लोगों पर पड़ता है, उनके द्वारा अवशोषित हो जाता है और उन्हें गर्म कर देता है। सतहों, कपड़ों और मानव त्वचा द्वारा अवशोषित विकिरण प्रवाह, परिवेश के तापमान को बढ़ाए बिना थर्मल आराम पैदा करता है। गर्म कमरों में हवा, जबकि अवरक्त विकिरण के लिए लगभग पारदर्शी रहती है, "द्वितीयक ऊष्मा" के कारण गर्म होती है, अर्थात। विकिरण द्वारा गर्म की गई संरचनाओं और वस्तुओं से संवहन।

अवरक्त विकिरण के गुण और अनुप्रयोग

यह स्थापित किया गया है कि अवरक्त विकिरण हीटिंग के संपर्क में आने से मनुष्यों पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है। यदि 2 माइक्रोन से अधिक तरंग दैर्ध्य वाला थर्मल विकिरण मुख्य रूप से त्वचा द्वारा महसूस किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप थर्मल ऊर्जा अंदर संचालित होती है, तो 1.5 माइक्रोन तक की तरंग दैर्ध्य वाला विकिरण त्वचा की सतह में प्रवेश करता है, इसे आंशिक रूप से गर्म करता है, नेटवर्क तक पहुंचता है रक्त वाहिकाएँ और सीधे रक्त का तापमान बढ़ा देती हैं। ऊष्मा प्रवाह की एक निश्चित तीव्रता पर, इसका प्रभाव एक सुखद तापीय अनुभूति का कारण बनता है। रेडिएंट हीटिंग में, मानव शरीर अपनी अधिकांश अतिरिक्त गर्मी को आसपास की हवा में संवहन द्वारा छोड़ता है, जिसका तापमान कम होता है। गर्मी हस्तांतरण के इस रूप का ताज़ा प्रभाव होता है और कल्याण पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है।

हमारे देश में, कृषि और उद्योग दोनों के संबंध में, इन्फ्रारेड हीटिंग तकनीक का अध्ययन 30 के दशक से किया जा रहा है।

आयोजित चिकित्सा और जैविक अध्ययनों ने यह स्थापित करना संभव बना दिया है कि इन्फ्रारेड हीटिंग सिस्टम संवहनी केंद्रीय या वायु हीटिंग सिस्टम की तुलना में पशुधन भवनों की विशिष्टताओं को पूरी तरह से पूरा करते हैं। सबसे पहले, इस तथ्य के कारण कि अवरक्त हीटिंग के साथ बाड़ की आंतरिक सतहों, विशेष रूप से फर्श का तापमान, कमरे में हवा के तापमान से अधिक हो जाता है। यह कारक जानवरों के थर्मल संतुलन पर लाभकारी प्रभाव डालता है, जिससे तीव्र गर्मी की हानि समाप्त हो जाती है।

इन्फ्रारेड सिस्टम, प्राकृतिक वेंटिलेशन सिस्टम के साथ मिलकर काम करते हुए, सापेक्ष वायु आर्द्रता में मानक मूल्यों (सूअर फार्मों और बछड़ा खलिहानों पर 70-75% और नीचे) में कमी सुनिश्चित करते हैं।

इन प्रणालियों के संचालन के परिणामस्वरूप, परिसर में तापमान और आर्द्रता की स्थिति अनुकूल मापदंडों तक पहुंच जाती है।

कृषि भवनों के लिए रेडिएंट हीटिंग सिस्टम का उपयोग न केवल आवश्यक माइक्रॉक्लाइमेट स्थितियां बनाने की अनुमति देता है, बल्कि उत्पादन को भी तेज करता है। बश्किरिया में कई खेतों में (लेनिन के नाम पर सामूहिक खेत, नूरिमनोव के नाम पर सामूहिक खेत), इन्फ्रारेड हीटिंग की शुरुआत के बाद संतानों का उत्पादन काफी बढ़ गया (सर्दियों में 4 गुना बढ़ गया), और युवा जानवरों की सुरक्षा बढ़ गई (से) 72.8% से 97.6%)।

वर्तमान में, इन्फ्रारेड हीटिंग सिस्टम स्थापित किया गया है और चेबोक्सरी के उपनगरीय इलाके में चुवाश ब्रॉयलर उद्यम में एक सीज़न के लिए काम कर रहा है। फार्म प्रबंधकों की समीक्षाओं के अनुसार, न्यूनतम सर्दियों के तापमान -34-36 सी की अवधि के दौरान, सिस्टम ने निर्बाध रूप से काम किया और 48 दिनों की अवधि के लिए मांस (फर्श आवास) के लिए मुर्गी पालन के लिए आवश्यक गर्मी प्रदान की। वे वर्तमान में शेष पोल्ट्री घरों को इन्फ्रारेड सिस्टम से लैस करने के मुद्दे पर विचार कर रहे हैं।