紅外課堂 · PART-1 術語和紅外熱輻射

1. 什麼是紅外?

紅外(IR)加熱是一門精確且可測量的科學。紅外熱量是因為物體之間的溫差而產生的。任何溫度大於0 K(-273.15℃)的物體都會輻射紅外熱量。當一個物體比另一個物體更熱時,紅外熱量會從較熱的物體流向較冷的物體。物體及表面特性對紅外能量的輻射和吸收起著關鍵作用。

可見光波長在380-780nm之間(0.38-0.78um)。紅外波長比可見光長,範圍從0.78um到1mm。1000um=1mm。

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紅外線的物理性質與太陽光類似。但是大多數紅外光人眼不可見,因此紅外也被稱為“不可見的太陽光”。

從科學的角度講,紅外是電磁輻射的一種形式。根據工業用途不同,紅外被分為三種主要形式:短波紅外(0.78-1.4μm),中波紅外(1.4-3μm)和長波紅外(3-1000μm)。

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紅外加熱有利於人體,以及動物的生活。某些形式的紅外熱能穿透人體皮膚下3釐米。醫療保健行業目前正在開發加入“嵌入式陶瓷紅外加熱系統”的服裝,以促進細胞修復和病人康復。

2. 紅外熱輻射與應用

熱傳導有三種形式:熱傳導、熱對流和熱輻射。熱傳導和熱對流需要傳輸介質,如空氣、氣體或者液體。熱輻射是一種電磁波,傳輸不需要介質,也不需要接觸物體。

如前所述,紅外線是一種電磁波,傳輸不需要介質且不需要接觸物體。波長短的紅外線能量大,含有更多熱量。當紅外輻射到達物體表面,會發生反射、吸收和透射現象。三種能量比例之和為100%(即1)。100%吸收輻射的物體叫做黑體。

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根據波長和工業用途,紅外被分為三大類,每一類具有各自的物理特性。

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理論上來講,紅外輻射朝向各個方向,能量分散。因此,實際中會使用反射器對紅外線進行定向投射,以優化照射物體的方向和輻射能量。

紅外加熱應用在各個工業領域,包括油漆固化、包裝和塑料熱成型(塑料焊接)等。一些應用見下圖。

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(未完待續)


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