日期：2023-10-06
熱發射器是從某些受熱部件發射熱輻射的裝置。其中一些是特殊形式的白熾燈，有時是非常緊湊的形式，并且可以用作光譜學應用中的寬帶紅外光源，例如，在可接受相當有限的亮度的情況下。它們的發射可能近似恒定，但不一定具有高精度的校準。Nernst 燈和Globar的特殊設計。有時，此類光源配備有紅外濾光片，該濾光片僅透射特定光譜區域中的紅外光。還存在校準的黑體源，其中例如陶瓷管被電加熱到高溫(例如1000°C)，并且相應的熱輻射在一端退出。此外，還有脈沖熱發射器，其中輻射是由具有低熱容的薄箔產生的。它們可以允許在幾毫秒的時間尺度內調制熱輻射。其他熱發射器是較大的紅外加熱器，有時具有相當大的加熱功率，例如用于工業制造或激光打印機中的應用。
紅外對管一、輻射率
熱發射體的輻射率從根本上來說是有限的。紅外發光二極管(LED)可以實現顯著更高的輻射率。它們的輸出功率也可以快速調制，并且該功能經常用于遙控發射器等。典型的輸出功率在幾毫瓦到數百毫瓦之間，但也可以提供多瓦輸出的發射器。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。
紅外對管二、種類
紅外線燈，也稱為紅外線輻射器，是一種用于開放或封閉空間的設備，可將通過電力或氣體提供的能量轉化為熱量。它們可以有不同的類型：中波金屬紅外燈：輻射元件全部由金屬制成的燈具，廣泛應用于各行業，特別是工作條件惡劣、濕度大、沖擊大、安裝方便的環境。中波石英紅外線：它們具有石英管，具有很快達到工作溫度和快速冷卻的特點。短波石英紅外線：這些紅外線燈非常適合在狹小空間內集中熱量。它們也是在受控溫度環境下工作的完美燈，因為短波石英紅外燈的熱量是通過能量百分比計算來調節的。
紅外對管三、效率
與鹵素燈或其他類型的空間加熱相比，紅外燈從設計角度來看顯然更具吸引力，而且也更加節能。確實，從能量的角度來看，紅外燈的反應時間非常短。1-3 秒后，燈亮起并達到所需溫度。這同樣適用于關閉或控制溫度。這是可能的，因為熱擴散不是通過需要接觸的傳導或對流來管理，而是通過輻射來管理，在這種情況下，輻射的波長為 0.78 μm 和 10.0 μm，具體取決于 IR 的類型。平均波長的紅外燈可以將至少 92% 吸收的電能轉化為熱輻射。因此，它們比簡單的鹵素燈效率更高。
紅外對管四、溫度控制
在生產工廠標稱的標稱電壓下，紅外燈的平均壽命約為 5000 小時。紅外燈根據類型的不同，具有不同的功率密度。功率可達每平方厘米 270 瓦，特定加熱面積可達 500 千瓦/平方米。所用材料的質量對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品的效率及其最終用途。高品質石英管從機械角度保證了卓越的性能。例如魯棒性和良好的熱能擴散性。紅外燈系統提供的溫度范圍為 800 K 至 3200 K。輻射類型及其擴散模式可以根據其用途或附加涂層的應用進行定制。
紅外對管五、折射率
雖然主要是根據透射率將材料分類為紅外材料或可見材料，但另一個重要屬性是折射率 。折射率是真空中的光速與給定材料內的光速之比。它是一種量化光從低折射率介質進入高折射率介質時“減速”效果的方法。它還表示傾斜遇到表面時折射的光量，隨著的增加，折射的光量會增加(圖 3)。
紅外對管六、指數梯度
介質的折射率隨著溫度的變化而變化。當在不穩定的環境中運行時，該索引梯度可能會出現問題，特別是當系統設計為在一個值下運行時名詞 不幸的是，紅外材料通常具有比可見光材料更大的 值(將可用于可見光的 N-BK7 與鍺進行比較) ，僅在紅外比較中的關鍵材料屬性表中的IR中傳輸)。在不穩定的環境中運行時可能會出現問題，特別是當系統設計為以一個 n 值運行時。
紅外對管七、如何選擇正確的材料
選擇正確的紅外材料時，需要考慮三個簡單的要點。雖然選擇過程更容易，因為與可見光相比，用于紅外的材料的實際選擇要少得多，但由于制造和材料成本，這些材料也往往更昂貴。熱性能——光學材料經常被放置在溫度變化的環境中。此外，紅外應用的一個常見問題是它們會產生大量熱量。應評估材料的折射率梯度和熱膨脹系數 (CTE)，以確保滿足用戶所需的性能。CTE 是材料在溫度變化時膨脹或收縮的速率。例如，鍺具有非常高的折射率梯度，如果在熱揮發性環境中使用，可能會降低光學性能。
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