Файл: Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок учеб. пособие.pdf

тающе, поэтому при искусственном облучении должно исключаться из общего потока источника.

Излучение зоны УФ-А способно при облучении вызывать свечение некоторых веществ. Такое свечение называется ф о т о л ю м и н е с ­ ц е н ц и е й , или просто л ю м и н е с ц е н ц и е й . Лучи этой зоны используют для люминесцентного анализа химического состава неко­ торых веществ, оценки биологического состояния продуктов (всхожесть и поврежденность зерна, степень загнивания картофеля и т. п.) и в дру­ гих случаях, когда вещество может светиться видимым светом в потоке ультрафиолетовых лучей.

Излучение зоны УФ-В оказывает сильное биологическое действие на животных. При облучении провитамин D превращается в витамин D, способствующий усвоению организмом фосфорно-кальциевых соеди­ нений. От степени усвоения кальция зависит прочность костей скелета, поэтому излучение УФ-В используется как антирахитное средство для молодняка животных и птиц. Эта же область спектра обладает способ­ ностью наибольшего эритемного действия, т. е. она может вызвать длительное покраснение кожи (эритему). Эритема является следствием расширения кровеносных сосудов, приводящего к другим благотвор­ ным реакциям в организме.

Ультрафиолетовое излучение зоны УФ-С способно убивать бактерии, т. е. обладает бактерицидным действием, и испфіьзуется для обеззара­ живания воды, тары, воздуха и т. п.

7.3. ВЕЛИЧИНЫ И ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ

Оптическое излучение может быть оценено энергетическими и све­ товыми величинами. В основе первой оценки лежит энергия, перено­ симая излучением (лучистая энергия), в основе второй — эффек­ тивность зрительного воздействия излучения. Такое разделение вели­ чин предусмотрено Международной комиссией по освещению (МКО).

Практика использования оптического излучения в сельскохозяй­ ственном производстве показала необходимость оценки эффективности не только его зрительного, но и бактерицидного, эритемного, антирахитного и других видов воздействия. Так появились системы эффектив­ ных величин: световых, фитовеличин (приставка «фито» указывает на отношение величины к растениям), бактерицидных, эритемных, антирахитных. Эффективность воздействия инфракрасных лучей оце­ нивается в энергетических величинах.

В существующие ГОСТы вошли системы световых и энергетических величин, остальные считаются сложившимися практически. В основе каждой из перечисленных систем лежит эффективность воздействия падающего потока на образцовый объект.

Предположим, что источник создает лучистый поток в диапазоне длин волн (рис. 59). Этот поток падает на объект, для которого активным оказывается только поток в диапазоне к2 — к3, а эффектив­ ность его имеет различное значение в зависимости от длины волны.

123

Такая зависимость называется с п е к т р а л ь н о й ч у в с т в и ­

те л ь н о с т ь ю о б ъ е к т а . На рис. 59 она показана в виде кривой

вдиапазоне %2 — А,3. Необходимо подчеркнуть, что нужно знать именно спектральную чувствительность объекта, так как только она позволяет

Отношение светового потока Ф, исходящего от источника и распро­ страняющегося равномерно внутри телесного угла со, к величине этогоугла называется силой света /

Ф

определения единицы силы света дается определение единицы свето­ вого потока. Люмен (лм) есть световой поток, излучаемый в единич­

Источник видимого излучения может быть оценен по величине световой отдачи ц, представляющей собой отношение излучаемого

124

Единица измерения — люмен на ватт (лм-Вт-1).

Величины и единицы измерения фотосинтетически активного излучения. Эти величины и единицы применяются при облучении растений. В основе построения системы лежит спектральная чувстви­ тельность «среднего» листа ра­

В основе этой системы лежит спектральная чувствительность кожи чело­ века к ультрафиолетовым лучам эритемной области (рис. 62). Макси­ мальная чувствительность соответствует длине волны 297 нм, поэтому в качестве единицы потока принят 1эр — поток в 1 Вт с длиной волны 297 нм. Остальные величины и единицы образованы аналогично све-

Е — эр -м'2; количество облучения Н — эр -м 2 *с; эффективная от­

дача источника г] — эр -Вт“1.

Величины и единицы измерения антирахитного излучения. Теоре­ тически антирахитная эффективность ультрафиолетовых лучей изу­ чена еще слабо. В качестве единицы потока антирахитного излучения

125

принят 1 ар — поток в 1 Вт с длиной волны 280 нм. По аналогии с дру­ гими системами получены: сила излучения / — ар • ср'1; эффективная облученность Е — ар -м~2; количество облучения Я — ар • м'2 • с; эффек­ тивная отдача источника rj -—ар - Вт'1.

Величины и единицы измерения бактерицидного излучения. В основу системы положена бактерицидная спектральная эффективность уль­ трафиолетовых лучей (рис. 62, б). За единицу эффективного потока принят 1 бакт (б) — поток в 1 Вт с длиной волны 254 нм. Остальные величины и единицы образованы аналогично другим системам.

Величины и единицы измерения, используемые при облучении инфракрасными лучами. При облучении инфракрасными лучами обычно

Контрольные вопросы

1.Какова история открытия оптического спектра? •

2.Из каких видов излучений состоит полный спектр электромагнитных коле­

баний?

3.Что такое лучистая энергия?

4. Для каких целей используется в сельском хозяйстве видимое излучение?

5.Каковы свойства и пути использования инфракрасных лучей?

6.На какие зоны разбивается ультрафиолетовое излучение? Каковы свойства излучений этих зон?

7.Что лежит в основе построения системы единиц измерения, используемых при облучении?

8.Назовите основные величины, характеризующие процесс облучения, и еди­ ницы их измерения.

8. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Применяемые в сельскохозяйственном производстве электрические

энергия расходуется на нагрев тела накала, которое является соб­ ственно источником излучения. В газоразрядных источниках проис­ ходит электрический разряд в атмосфере какого-либо газа, сопрово­ ждающийся излучением оптического диапазона.'

8.1. ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ

Лампа накаливания с угольным телом накала была изобретена в 1872 г. русским электротехником А. Н. Лодыгиным (1847—1923).

с угольной нитью, подобную по устройству современной. Дальнейшее усовершенствование ламп накаливания связано с использованием различных металлов в качестве тела накала. Вольфрам был впервые

126

применен А. Н. Лодыгиным. Для уменьшения окисления вольфрама

вколбах ламп создавался вакуум, который в свою очередь приводил

кбыстрому испарению вольфрама при высоких температурах. Напри­ мер, при повышении температуры от 2600 до 3000 К вольфрам испа­ ряется более чем в сто раз быстрее. Известный американский ученый И. Ленгмюр (1881—1957) предложил заполнять колбу инертным

газом. Это позволило повысить температуру нити до 2800 К и привело к увеличению световой отдачи в 1,5 раза. Однако наличие газа в колбе увеличило тепловые потери. Следующий шаг в усовершенствовании — уменьшение поверхности тела накала; для этого вольфрамовая нить

вания. Эти лампы представляют собой кварцевую трубку, заполнен­ ную газом с парами иода. Спираль располагается вдоль оси трубки.

Втрубке происходят реакции соединения испарившегося вольфрама

сиодом и обратная реакция разложения соли на вольфрам и иод.

Разложение происходит на нити, поэтому испарившийся вольфрам частично возвращается. Световая отдача этих ламп доходит до 30 лм-Вт“1. Увеличение срока службы ламп накаливания возможно также за счет улучшения технологии изготовления нити, так как иссле­ дования показали, что выход лампы из строя происходит при испаре­ нии относительно малого количества вольфрама (единицы про­ центов).

Возможность повышения светового к. п. д. ламп накаливания ограничена. Идеальный излучатель — абсолютно черное тело — при температуре 7000 К только 14% потока излучения дает в видимой области, а остальное — в инфракрасной и ультрафиолетовой. К повы­ шению светового к. п. д. может привести применение специальных люминофоров, преобразующих н£ колбе лампы инфракрасное излу­ чение в видимое.

1 2 7