日期：2023-10-06
熱發(fā)射器是從某些受熱部件發(fā)射熱輻射的裝置。其中一些是特殊形式的白熾燈，有時(shí)是非常緊湊的形式，并且可以用作光譜學(xué)應(yīng)用中的寬帶紅外光源，例如，在可接受相當(dāng)有限的亮度的情況下。它們的發(fā)射可能近似恒定，但不一定具有高精度的校準(zhǔn)。Nernst 燈和Globar的特殊設(shè)計(jì)。有時(shí)，此類(lèi)光源配備有紅外濾光片，該濾光片僅透射特定光譜區(qū)域中的紅外光。還存在校準(zhǔn)的黑體源，其中例如陶瓷管被電加熱到高溫(例如1000°C)，并且相應(yīng)的熱輻射在一端退出。此外，還有脈沖熱發(fā)射器，其中輻射是由具有低熱容的薄箔產(chǎn)生的。它們可以允許在幾毫秒的時(shí)間尺度內(nèi)調(diào)制熱輻射。其他熱發(fā)射器是較大的紅外加熱器，有時(shí)具有相當(dāng)大的加熱功率，例如用于工業(yè)制造或激光打印機(jī)中的應(yīng)用。
紅外對(duì)管一、輻射率
熱發(fā)射體的輻射率從根本上來(lái)說(shuō)是有限的。紅外發(fā)光二極管(LED)可以實(shí)現(xiàn)顯著更高的輻射率。它們的輸出功率也可以快速調(diào)制，并且該功能經(jīng)常用于遙控發(fā)射器等。典型的輸出功率在幾毫瓦到數(shù)百毫瓦之間，但也可以提供多瓦輸出的發(fā)射器。輸出可以在一定程度上被定向，但不如激光二極管那么定向。就激光安全性而言，紅外LED不如激光那么重要。
紅外對(duì)管二、種類(lèi)
紅外線燈，也稱(chēng)為紅外線輻射器，是一種用于開(kāi)放或封閉空間的設(shè)備，可將通過(guò)電力或氣體提供的能量轉(zhuǎn)化為熱量。它們可以有不同的類(lèi)型：中波金屬紅外燈：輻射元件全部由金屬制成的燈具，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，特別是工作條件惡劣、濕度大、沖擊大、安裝方便的環(huán)境。中波石英紅外線：它們具有石英管，具有很快達(dá)到工作溫度和快速冷卻的特點(diǎn)。短波石英紅外線：這些紅外線燈非常適合在狹小空間內(nèi)集中熱量。它們也是在受控溫度環(huán)境下工作的完美燈，因?yàn)槎滩ㄊ⒓t外燈的熱量是通過(guò)能量百分比計(jì)算來(lái)調(diào)節(jié)的。
紅外對(duì)管三、效率
與鹵素?zé)艋蚱渌?lèi)型的空間加熱相比，紅外燈從設(shè)計(jì)角度來(lái)看顯然更具吸引力，而且也更加節(jié)能。確實(shí)，從能量的角度來(lái)看，紅外燈的反應(yīng)時(shí)間非常短。1-3 秒后，燈亮起并達(dá)到所需溫度。這同樣適用于關(guān)閉或控制溫度。這是可能的，因?yàn)闊釘U(kuò)散不是通過(guò)需要接觸的傳導(dǎo)或?qū)α鱽?lái)管理，而是通過(guò)輻射來(lái)管理，在這種情況下，輻射的波長(zhǎng)為 0.78 μm 和 10.0 μm，具體取決于 IR 的類(lèi)型。平均波長(zhǎng)的紅外燈可以將至少 92% 吸收的電能轉(zhuǎn)化為熱輻射。因此，它們比簡(jiǎn)單的鹵素?zé)粜矢摺?/p>
紅外對(duì)管四、溫度控制
在生產(chǎn)工廠標(biāo)稱(chēng)的標(biāo)稱(chēng)電壓下，紅外燈的平均壽命約為 5000 小時(shí)。紅外燈根據(jù)類(lèi)型的不同，具有不同的功率密度。功率可達(dá)每平方厘米 270 瓦，特定加熱面積可達(dá) 500 千瓦/平方米。所用材料的質(zhì)量對(duì)于保證紅外燈的效率極其重要。具體而言，金屬或石英材料的使用將改變最終產(chǎn)品的效率及其最終用途。高品質(zhì)石英管從機(jī)械角度保證了卓越的性能。例如魯棒性和良好的熱能擴(kuò)散性。紅外燈系統(tǒng)提供的溫度范圍為 800 K 至 3200 K。輻射類(lèi)型及其擴(kuò)散模式可以根據(jù)其用途或附加涂層的應(yīng)用進(jìn)行定制。
紅外對(duì)管五、折射率
雖然主要是根據(jù)透射率將材料分類(lèi)為紅外材料或可見(jiàn)材料，但另一個(gè)重要屬性是折射率 。折射率是真空中的光速與給定材料內(nèi)的光速之比。它是一種量化光從低折射率介質(zhì)進(jìn)入高折射率介質(zhì)時(shí)“減速”效果的方法。它還表示傾斜遇到表面時(shí)折射的光量，隨著的增加，折射的光量會(huì)增加(圖 3)。
紅外對(duì)管六、指數(shù)梯度
介質(zhì)的折射率隨著溫度的變化而變化。當(dāng)在不穩(wěn)定的環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，該索引梯度可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，特別是當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為在一個(gè)值下運(yùn)行時(shí)名詞 不幸的是，紅外材料通常具有比可見(jiàn)光材料更大的 值(將可用于可見(jiàn)光的 N-BK7 與鍺進(jìn)行比較) ，僅在紅外比較中的關(guān)鍵材料屬性表中的IR中傳輸)。在不穩(wěn)定的環(huán)境中運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，特別是當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為以一個(gè) n 值運(yùn)行時(shí)。
紅外對(duì)管七、如何選擇正確的材料
選擇正確的紅外材料時(shí)，需要考慮三個(gè)簡(jiǎn)單的要點(diǎn)。雖然選擇過(guò)程更容易，因?yàn)榕c可見(jiàn)光相比，用于紅外的材料的實(shí)際選擇要少得多，但由于制造和材料成本，這些材料也往往更昂貴。熱性能——光學(xué)材料經(jīng)常被放置在溫度變化的環(huán)境中。此外，紅外應(yīng)用的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是它們會(huì)產(chǎn)生大量熱量。應(yīng)評(píng)估材料的折射率梯度和熱膨脹系數(shù) (CTE)，以確保滿足用戶所需的性能。CTE 是材料在溫度變化時(shí)膨脹或收縮的速率。例如，鍺具有非常高的折射率梯度，如果在熱揮發(fā)性環(huán)境中使用，可能會(huì)降低光學(xué)性能。
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