Способ получения инфракрасного излучения

Способ получения ик-излучения

Использование: в источниках света, излучающих в ИК-области спектра. Сущность изобретения: формируют газовый разряд в атмосфере ксенона при сверхвысоком давлении, температуру разряда повышают путем формирования катодного пятна при токе 150 — 200 А. ИК-излучение катодного пятна пропускают через окно из материала с коэффициентом пропускания >0 при >2.5мкм. Материал катода выбирают с работой выхода не менее 3 эВ и охлаждают катод до температуры его рабочей поверхности, не превышающей 1273 К. 1 табл.

Изобретение относится к светотехнике, а именно к источникам излучения в ИК-области спектра.

Известен способ получения ИК-излучения, включающий формирование газового разряда на воздухе между двумя угольными электродами [1] .

Недостатком этого способа является низкая интенсивность ИК-излучения, обусловленная температурой в кратере анодного угля, не превышающей 3800 К.

Известен способ получения ИК-излучения, включающий формирование газового разряда в атмосфере ксенона при сверхвысоком давлении в баллоне из кварцевого стекла [2] .

Недостатком этого способа является низкая интенсивность излучения в длинноволновой ( 2,5 мкм) области спектра, обусловленный отсутствием пропускания кварцевым стеклом излучения с 2,5 мкм и относительно низкой температурой разряда (6000 К).

Целью предложенного способа является повышение интенсивности ИК-излучения при 2,5 мкм.

Цель достигается в способе получения ИК-излучения, включающем формирование газового разряда в баллоне в атмосфере ксенона при сверхвысоком давлении, тем, что повышают температуру разряда путем формирования катодного пятна при токе 150-200 А, пропускают ИК-излучение катодного пятна через окно из материала с коэффициентом пропускания > 0 при 2,5 мкм, при этом материал катода выбирают с работой выхода менее 3 эВ и охлаждают катод до температуры его рабочей поверхности, не превышающей 1273 К.

Для изготовления катода брали чистый вольфрам с работой выхода 4,6 эВ, охлаждали его с помощью воды до температуры его рабочей поверхности 1073 К, формировали газовый разряд в лампе в атмосфере ксенона при рабочем давлении 21 атм и токе 150 А. При этом на рабочей поверхности катода получали катодное пятно с температурой разряда 10000 К. Затем излучение катодного пятна пропускали через окно из специальной керамики с коэффициентом пропускания = 0,8 при 2,5 мкм.

Как показали анализ и обобщение проведенных экспериментальных исследований, поставленная цель достигается только при одновременном осуществлении всех существенных признаков. Это подтверждается вариантами примеров практического выполнения заявленного способа, которые приведены в таблице 1. Интенсивность излучения определяли по энергетической яркости в относительных единицах (В отн. ). Анализ таблицы показывает следующее.

При использовании материала катода с работой выхода менее 3 эВ катодное пятно не удается сформировать даже при температуре катода 1173 K и токе 150 А, поэтому удается увеличить интенсивность излучения при 2,5 мкм по сравнению с прототипом только за счет пропускания излучения окном из специальных материалов; использование материала катода с работой выхода 3 эВ при токе 150 А приводит к появлению катодного пятна малых размеров, поэтому интенсивность излучения в сравнении с первым вариантом примера увеличивается только в 1,3 раза; использование материала катода с работой выхода более 3 эВ позволяет сформировать устойчивое катодное пятно, размеры которого зависят от тока в диапазоне 150-200 А. В этом случае интенсивность ИК-излучения увеличивается многократно (в 8-10 раз) по сравнению с первым вариантом примера; при токе более 200 А не удается за счет охлаждения снизить температуру катода до величин, не превышающих 1273 К, поэтому разряд переходит в режим работы без катодного пятна и интенсивность излучения соответствует таковой при температуре разряда 6000 K.

Использование предложенного способа по сравнению с существующими позволяет многократно повысить интенсивность ИК-излучения при 2,5 мкм. (56) Усольцев И. Ф. Основы инфракрасной техники. — М. : 1987, с. 35-38.

Рохлин Г. Н. Газоразрядные источники света. — М. -Л. : Энергия, 1966, с. 449-469 (прототип).

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ, включающий формирование газового разряда в баллоне в атмосфере ксенона при сверхвысоком давлении, отличающийся тем, что повышают температуру разряда путем формирования катодного пятна при токе 150 — 200 А, пропускают ИК-излучение катодного пятна через окно из материала с коэффициентом пропускания >0 пpи 2,5 мкм, при этом материал катода выбирают с работой выхода не менее 3 эВ и охлаждают катод до температуры его рабочей поверхности, не превышающей 1273К.

Источник

способ получения инфракрасного излучения

Изобретение относится к области электротехники и оптики и касается способа получения инфракрасного излучения. Для получения инфракрасного излучения электрический сигнал подают на вход блока предыскажений. Блок предыскажений изменяет форму сигнала путем извлечения из него корня восьмой степени. Измененный сигнал затем подается на вход источника инфракрасного излучения. Технический результат заключается в упрощении и ускорении обработки сигнала. 3 ил.

Формула изобретения

Способ получения инфракрасного излучения, характеризующийся подачей сигнала на вход источника инфракрасного излучения, измерением параметров сигнала, снятого с выхода источника инфракрасного излучения, отличающийся тем, что перед подачей сигнала на вход источника инфракрасного излучения сигнал подают на вход блока предыскажений, обеспечивающего изменение формы сигнала путем извлечения из него корня восьмой степени с последующими снятием сигнала с выхода блока предыскажений и подачей сигнала измененной формы на вход источника инфракрасного излучения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в преобразователях электрических сигналов в инфракрасное излучение, в частности в приборах, широко используемых, например, при различных измерениях в медицинской технике.

Известен прибор — газоанализатор дыхательной смеси, содержащий источник инфракрасного излучения, обеспечивающий подачу на вход сигнала и снятие его с выхода источника [Л.1, 2].

Способ получения инфракрасного излучения посредством описанного в [Л.1, 2] прибора заключается в подаче сигнала на вход источника инфракрасного излучения, снятии с выхода этого источника сигнала, измерении параметров этого сигнала и последующей его обработке.

Описанный выше способ получения инфракрасного излучения обеспечивает снятие инфракрасного сигнала прямоугольной формы, последующая обработка которого связана со значительными материальными и временными затратами.

Изобретением решается задача создания способа получения инфракрасного излучения, характеризующегося более широкими функциональными возможностями благодаря получению на выходе сигнала синусоидальной формы, являющегося довольно простым в обработке.

Для решения поставленной задачи в способе получения инфракрасного излучения, характеризующемся подачей сигнала на вход источника инфракрасного излучения, измерением параметров сигнала, снятого с выхода источника инфракрасного излучения, и последующей его обработкой, предложено согласно настоящему изобретению перед подачей сигнала на вход источника инфракрасного излучения сигнал подавать на вход блока предыскажений, обеспечивающего изменение формы сигнала путем извлечения из него корня восьмой степени, затем снимать сигнал с выхода блока предыскажений и подавать сигнал измененной формы на вход источника инфракрасного излучения.

Изобретение поясняется на примере выполнения чертежами, на которых представлены: на фиг.1 — функциональная схема устройства, реализующего заявляемый способ; на фиг.2 — форма сигнала, снимаемого с выхода источника инфракрасного излучения; на фиг.3 — форма сигнала, снимаемого с выхода модуля предыскажений.

Устройство, реализующее заявляемый способ, содержит генератор 1 синусоидального сигнала, блок 2 предыскажений, источник 3 инфракрасного излучения.

Суть заявляемого способа состоит в следующем.

Сигнал подают на вход генератора 1 синусоидального сигнала.

Затем с выхода генератора 1 синусоидального сигнала снимают сигнал, подают его на вход блока 2 предыскажений, в котором сигнал видоизменяется путем извлечения корня восьмой степени, и видоизмененный сигнал подают на вход источника 3 инфракрасного излучения, который впоследствии снимают с выхода источника инфракрасного излучения.

Снимаемый с выхода источника 3 инфракрасного излучения сигнал имеет синусоидальную форму и легко поддается всевозможным преобразованиям.

На фиг.2 представлена форма сигнала, снимаемого с выхода источника инфракрасного излучения, а именно по оси абцисс отложено время в миллисекундах, по оси ординат — значение тока на входе источника инфракрасного излучения.

На фиг.3 представлена форма сигнала, снимаемого с выхода модуля предыскажений, а именно зависимость интенсивности излучения от времени: по оси абцисс отложено время в миллисекундах, по оси ординат — интенсивность излучения в условных единицах. В данном случае зависимость тока или напряжения от времени будет иметь аналогичный характер.

Из представленных на фиг.2 и 3 характеристик следует, что получаемый на выходе источника инфракрасного излучения сигнал имеет синусоидальную форму.

Сигнал, имеющий синусоидальную форму, характеризуется простотой в обработке, так как не требует наличия в тракте измерений постоянной составляющей, что необходимо при наличии сигнала, имеющего прямоугольную форму.

В соответствии с заявляемым решением в ООО фирма «Тритон-ЭлектроникС» разработана техническая документация прибора — модуля газоанализа газовой смеси в составе монитора пациента модульного МПР-7, реализующего заявляемый способ получения инфракрасного излучения, на основании которой изготовлен указанный прибор. Анализ его технических характеристик позволил сделать вывод о его существенном превосходстве над выпускаемыми различными предприятиями аналогичными изделиями. При этом процесс эксплуатации этого прибора позволил сделать вывод о работоспособности заявляемого способа и широком практическом его применении в будущем.

1. Газоанализатор дыхательной смеси Artema AION, выпускаемый фирмой Artema Medical АВ, Швеция. С 2001 года.

2. Size Matters: The World s Smallest Intrared Gos Analyzers; MSP Industry Alent; Medical Strategic Planning, Inc, vol.8, № 2, September, 2006.

Источник

Польза и вред инфракрасного излучения для человека

Сегодня нас окружает множество разнообразной бытовой техники, вырабатывающей инфракрасное излучение. Мало кто задумывается о том, какое воздействие оно оказывает на человека. Но если вам дорого здоровье, то вам следует уделить внимание этому вопросу.

Что такое инфракрасное излучение?

Согласно научной терминологии, инфракрасным излучением принято называть электромагнитное излучение, у которого длина волны больше красного конца видимого света, но меньше микроволнового радиоизлучения. В числовом выражении ее длина может быть равна от 0,74 мкм до 1-2 мм. Открытие инфракрасного излучения является заслугой астронома Уильяма Гершеля, который совершил его в 1800 году. Многие оно известно как «тепловое излучение». Инфракрасные волны мало отличаются от обычного света, поэтому они обладают и схожими свойствами. Когда свет достигает предмета, происходит его отражение в первоначальную точку. В случае же с инфракрасными волнами наблюдается их полное поглощение телом, в результате образуется тепловая энергия.

Инфракрасные волны бывают трех типов:

• короткие (0,74 – 2,5 мкм);
• средние (2,5 – 50 мкм);
• длинные (50 – 2000 мкм).

Инфракрасные волны излучают все предметы, которые нас окружают, а происходит это в момент их нагрева до определенной температуры. Среди наиболее известных источников стоит назвать Солнце.

Использование инфракрасной энергии

Инфракрасное излучение не осталось незамеченным для ученых, которые уже после открытия сумели найти ему достойное применение. Можно выделить несколько основных областей, где активно используются инфракрасные волны:

• Термография. Инфракрасные волны позволяют на расстоянии определять температуру объектов, находящихся на удалении от исследователя. В последние годы тепловидение получило широкое применение в промышленности, а также в военной области. В распоряжении военных имеются специальные камеры, предназначенные для обнаружения инфракрасных волн, которые после поиска источника создают изображение этого излучения. В основу их работы положен тот факт, что каждое нагретое тело излучает инфракрасные волны. С помощью термографических камер можно определить наличие любых предметов, которые расположены рядом без освещения.
• Слежение. Волны этого типа с успехом используются многими странами для наведения ракет. Эту функцию выполняют электронные системы самостоятельно без участия человека. Для этого в ракетах предусмотрено специальное устройство — тепловые искатели. Какое бы тело ни стояло на пути ракеты, будь то самолет или автомобиль, его всегда можно будет увидеть в инфракрасном спектре, и скорректировать траекторию ракеты.
• Обогрев. Активное применение инфракрасное излучение получило и в качестве источника тепла для создания благоприятных условий пребывания в помещениях. К тому же имеется подтверждение положительного влияния волн этого типа на здоровье. Это привело к созданию инфракрасных саун, которые оказывают полезный эффект на организм человека. Активное распространение инфракрасные обогреватели получили в медицине, а также в промышленной сфере — их используют для отверждения покрытий, отжига, сварки пластмасс.
• Метеорология. Для составления точных прогнозов часто приходится определять высоту облаков, их тип, а также температуру поверхности воды и земли. С этой целью были созданы специальные спутники, которые делают инфракрасное изображение. Получаемые с их помощью снимки показывают месторасположение ледяных облаков, которые окрашены в белый цвет, и теплых, имеющих серую окраску. Самые горячие участки земли помечены черным или серым цветом. Получать эти сведения можно даже в темное время суток. Большую ценность эта информация представляет для рыбаков и фермеров.
• Астрономия. На основе инфракрасного излучения созданы специальные телескопы, позволяющие вести наблюдение за небесными объектами. Подобные приборы позволяют ученым обнаруживать протозвезды до момента начала излучения ими видимого света. Обнаружить в видимом спектре новые планеты крайне сложно из-за того, что звезды заглушают свет, отраженный от планеты. Эту проблему успешно решают инфракрасные телескопы, которые легко обнаруживают прохладные объекты. Незаменимы эти приборы при наблюдении за ядрами галактик, недоступных для контроля из-за пылевых и газовых облаков, скрывающих их от глаз.
• Искусство. Интересным прибором, который удалось создать благодаря инфракрасным волнам, являются рефлектограммы. Они помогают искусствоведам обнаруживать нижние слои, наброски художника. Подобный способ активно применяется в тех случаях, когда нужно сопоставить чертежи и видимую часть картины для подтверждения оригинала картины, а также определения того, не пострадала ли она от реставрационных работ. Этот прибор приносит неоценимую пользу при изучении старинных письменных документов, позволяя проявиться техническому углероду. Это вещество много веков назад применяли для создания чернил.

Но это лишь часть областей, в которых инфракрасное излучение сегодня активно применяется. Но процесс этот не останавливается, и каждый год появляются все новые приборы, использующие инфракрасные волны.

Польза инфракрасного излучения

Человека давно подозревал о существовании инфракрасного излучения, поэтому еще в древности было известно о лечебных свойствах этой методики. Наши предки активно применяли в борьбе с недугами нагретую глину, песок и прочие вещества, которые никогда не подводили. Впоследствии специалистам удалось узнать, что инфракрасное излучение можно использовать в медицине.

Лечебные свойства

Было время, когда человек думал, что инфракрасные волны не оказывают никакого воздействия на человеческий организм. Случаи, когда в результате применения этого излучения человек неожиданным образом шел на поправку, объяснялись воздействием тепла. Но за последнее время было проведено немало новых исследований, которые полностью опровергли эту гипотезу. Польза для человеческого организма от инфракрасных волн весьма существенна, при их правильном применении можно успешно лечить многие заболевания:

• С помощью ИК-излучения можно лечить переломы;
• Доказано положительное воздействие при лечении парализованных пациентов;
• Позволяет нормализовать обмен веществ в организме, а также оказывает неоценимую помощь в борьбе с жировыми отложениями;
• Обладает ранозаживляющими свойствами;
• Способствует нормализации циркуляции крови;
• Оказывает положительное воздействие на суставы и мышцы.

Применение в медицине

Уже достаточно давно инфракрасное излучение используется и при проведении операций. Имеется подтверждение того, что в результате воздействия инфракрасными волнами в послеоперационный период у больных не ощущают болей или, как минимум, они проявляют себя в слабой форме, а процесс реабилитации клеток проходит заметно быстрее. Но это лишь малая часть положительного воздействия инфракрасных волн на человеческий организм. В действительности они могут принести еще больший положительный эффект при условии грамотного применения этой методики.

По заявлениям специалистов, терапия на основе инфракрасного излучения помогает ускорить процесс восстановления организма после болезни. Особенно поразительным получается эффект при использовании ИК-излучения для лечения группы заболеваний:

• Хронические воспалительные процессы;
• Плохо заживающие пролежни, раны и язвы;
• Ожоги и обморожения;
• Повреждения суставов;
• Невралгия, радикулит и пр.

Ученый Рустам Рахимов

Многие специалисты неоднократно приводили факты положительного влияния на человеческий организм инфракрасных волн. Однако наибольших успехов в изучении этого воздействия добился узбекский ученый Рустам Рахимов из Ташкента. Он является признанным геофизиком и физиком-химиком. Он потратил порядка 30 лет на собственные изучения этого явления, активно используя знания других ученых. В результате ему удалось создать способ использования ИК-излучения.

Предложенное решение помогло излечить множество заболеваний. Теории, предложенной Рахимовым, был присвоен статус научной, и на сегодняшний день она входит в учебную программу каждого российского вуза. Причём этот метод хорошо известен и за пределами нашей страны — он активно используется в клиниках США, Европы, Таиланда и других государств.

Вред от ИК-излучения

Еще раз хочется напомнить, что инфракрасные волны могут излучаться в длинном, среднем и коротком спектре. Волны длинного и короткого спектра приносят пользу организма, чего нельзя сказать о коротких. Они не только не несут никакой пользы, более того, при длительном воздействии человек может ощутить вред от них. Человек также является источником инфракрасных волн, которые имеют длину от 2,5 до 20-25 мкм. Если на человека воздействует излучение той же длины, что и волны, излучаемые им, то это не наносит ему вреда.

Вред от ИК-излучения

Совсем иным получается эффект, если мозговая ткань человека подвергается воздействию инфракрасных коротких волн. В этом случае возникает такое явление, как солнечный удар. Проявляется это в ухудшении самочувствия: у человека появляются жалобы на боль, головокружение, учащение пульса и дыхания, потемнение в глазах, а в особо тяжелых случаях может случиться обморок. Если человек будет и дальше подвергаться излучению, то организму просто не хватит сил справляться с ним. В результате возникнет отек тканей и оболочек мозга, начнут проявляться признаки энцефалита и менингита. Все это серьезно ухудшает качество жизни человека.

Особенно негативное влияние инфракрасные короткие волны оказывают на глаза. Если это воздействие продолжается слишком долго, то возникает опасность развития инфракрасной катаракты. Имеется немало подтверждений того, что инфракрасные волны могут вредить и сердечно-сосудистой системе. Особенно это касается персонала горячих цехов, работа которых проходит в помещениях с высокими показателями инфракрасного излучения. В конечном итоге это приводит к развитию заболеваний сердца и органов пищеварения.

Согласно статистике, примерно в 23,6% случаев люди, занятые в металлургической промышленности, становятся инвалидами как раз из-за заболеваний сердца. Одного года работы в горячих цехах достаточно для существенного ослабления иммунной системы. И поэтому уже после этого периода у многих рабочих начинают проявляться симптомы простудных заболеваний.

Как защититься от инфракрасного излучения?

Для минимизации возможного вреда в результате воздействия инфракрасного излучения были разработаны специальные нормы, безопасные для человека. На сегодняшний день в нашей стране действуют особые гигиенические нормы, установленные САНПИНОМ, призванные обеспечить благоприятный микроклимат на рабочем месте. Все организации обязывают принимать меры для повышения защиты человека на работе.

• Уменьшение температурного режима и интенсивности облучения.
• Особое внимание уделяется контролю теплового состояния работника, чтобы он не выходил за допустимые нормы. Также внимание должно быть уделено защите глаз и кожи человека от инфракрасных волн.
• В целях безопасности применяется новое оборудование, а при наличии возможности внедряется автоматизированное производство.
• Для защиты от рисков, создаваемых ИК-излучением, от предприятий требуют ликвидировать горячие профессии в металлургии. Теперь процессы контролируются в безопасных условиях — в офисе.
• Для оборудования выбирается такое место в помещении, чтобы минимизировать вредное воздействие теплового излучения.
• Рабочим разрешается находиться в обогревающей среде минимальное количество времени. Для защиты им предлагаются специальные экраны.
• При отсутствии вышеперечисленных защитных устройств должны использоваться охлаждающие экраны или средства, способные повысить скорость вентиляции воздуха.
• Рабочие должны выполнять свои обязанности в специальной одежде, которая сможет защитить наиболее уязвимые участки тела от облучения.
• Рабочим особо опасных профессий показаны лечебно-профилактические мероприятия — регулярные медосмотры, работа и отдых в благоприятных для здоровья условиях.

Заключение

Инфракрасное излучение было открыто 200 лет назад, и за это время учёные смогли установить, что оно приносит не только пользу, но и вред. Хотя сегодня повсюду применяются инфракрасные обогреватели и другие устройства, где используются в волны этого типа, это небезопасно для человека. Поэтому тем людям, которым приходится подвергать себя длительному воздействию инфракрасного излучения, необходимо принимать меры по защите от него. Если нет возможности работать в безопасных условиях, то необходимо использовать специальные средства защиты и вдобавок к этому минимизировать время пребывания в опасных для здоровья зонах.

Источник

Вам также может понравиться

Ясень семена способ распространения

Ясень обыкновенный Fraxinus excelsior – так в ботанической

Ярлыки способы создания ярлыков ос windows

Создаем ярлыки на рабочем столе Windows Создаем ярлыки

Японское удобрение фуджима способ применения

Удобрения Фуджима Знаете потрясающее удобрение, палочка

Японский чай способ заварки

Технология заваривания японского чая Известно, что