Файл: Левитин И.Б. Инфракрасная техника.pdf

ностыо от 15 до 1500 Вт. Кроме того, по тому же ГОСТ вы­ пускается 8 типов ламп с повышенной световой отдачей (127 и 220 В, от 40 до 100 Вт). Мощными инфракрасными излучателями могут служить также прожекторные лампы накаливания (ГОСТ 7874—56) типа Г Щ в 16 разновидно­ стях на напряжения 50, ПО, 127 и 220 В, мощностью от 25 до 2000 Вт.

7. Источники инфракрасных излучений для нагревательных установок

Основной частью любой облучательной установки, пред­ назначенной для нагрева, сушки и других целей, являются источники инфракрасных излучений (первичные излуча­ тели). Обычно в этих установках применяются облучательные приборы, состоящие из излучателя и отражателя, предназначенного для перераспределения инфракрасного излучения в нужных направлениях.

Инфракрасные излучатели по классификации, принятой

встранах СЭВ, делятся на:

1)высокотемпературные, нагреваемые до / > 1500 °С (максимум излучения располагается в диапазоне длин волн от 0,78 до 1,8 мкм); к ним относятся инфракрасные'лампы

> 450 °С (максимум излучения соответствует % >- 1,8 мкм); к ним относятся кварцевые и стеклянные трубчатые излу­ чатели, керамические и металлические излучатели — все с нагревательными спиралями из нихрома;

23

с большой поверхностью, керамические излучатели и т. д. Число типов и видов излучателей для нагревательных установок, выпускаемых в СССР и за рубежом, чрезвы­ чайно велико; здесь приведены лишь характерные примеры

ляют собой прямую трубку из кварцевого стекла, вдоль оси которой на вольфрамовых держателях смонтирована вольфрамовая моноспираль. Трубка наполняется аргоном с добавкой паров йода. Испаряющийся со спирали воль­ фрам у стенок трубки (температура которой порядка, 400—550 °С) вступает в реакцию с йодом, образуя йодид вольфрама WJ 2 ; последний у значительно более нагретой спирали ( > 2000 °С) разлагается на йод и вольфрам, осе­ дающий на спирали; при этом происходит регенерация нити. Эти излучатели обладают важным преимуществом—•

1 Многочисленные типы и разновидности инфракрасных излу­ чателей для нагревательных установок основаны на нагреве сго­ рающим газом. Сведения о них можно получить в специальной монографии Б. С. Ициксона и Ю. Л. Денисова [15].

24

повышенной мощностью, сконцентрированной в колбе с ма­ лым объемом. Срок службы 5000 ч. Спектральный состав

фракрасную область спектра в интервале 0,77—3,8 мкм со спектральным распределением, показанным на рис. 7.

а также моделировать тепловой удар при испытаниях ра­ кетной техники.

Основные характеристики кварцевых излучателей с га­ логенным циклом приведены в табл. 3.

Таблица 2

25

Облучательные приборы типа ИР-1 представляют собой конструкцию, состоящую из стальной трубки (первичного излучателя) и алюминиевого отражателя — цилиндриче­ ского параболоида. Внутри трубки находится нихромовая спираль, электрически изолированная от стальной трубки периклазом. Рабочая температура излучателя (наружной поверхности стальной трубки) 380—450 °С.

скаются разнообразные керамические излучатели с элек­ трическим обогревом.

Таблица 3

26

Из зарубежных конструкций заслуживают внимания лампы накаливания — термоизлучатели с двумя спира­ лями из вольфрама, каждая на свое значение мощности, отличающееся от второй спирали. Благодаря включению спиралей на трехконтактный цоколь можно изменять мощ­ ность излучателя, что позволяет решать задачи облучения по определенной программе, требующей изменения плот­ ности облучения во времени. Такие излучатели -выпус­ каются, например, в США фирмой Sylvania со спиралями мощностью 650 и 900 Вт (или с суммарной мощностью, 1550 Вт) в колбе из термостойкого стекла викорглас (Ѵіkorglass) и внутренним покрытием отражающей поверх­ ности золотом. В ГДР аналогичные излучатели выпускает завод BGW со спиралями 125 и 250 Вт (в сумме 375 Вт) и 250 и 500 Вт (в сумме 750 Вт).

Подробные сведения об инфракрасных излучателях для нагревательных установок можно найти в монографии Р. Борхерта и В. Юбица [3] и в обзорной статье И. Б. Ле­ витина и Е. П. Штиль [23].

8. Электрические угольные дуги

Спектр излучения простой электрической дуги состоит из непрерывного фона, создаваемого раскаленными кон­ цами электродов, и спектральных линий и полос, обуслов­ ленных свечением газов. Вводя в состав угольных элек­ тродов различные соли металлов, можно изменять спек­ тральное распределение излучения дуги.

В простой дуге постоянного тока основным излучателем служит кратер положительного угля, дающий около 85% лучистого потока (собственно дуга дает приблизительно 5%). Такая дуга обладает преимущественно сплошным спектром. В дугах, электроды которых имеют фитиль из сажи или графита, пропитанный солями металлов, основ­ ным излучателем является светящаяся плазма между элек­ тродами. Разновидностью такой дуги, называемой пламен­ ной, является дуга высокой интенсивности, в которой по­ ложительный электрод имеет фитиль, пропитанный солями церия, лантана, самария. Плотность тока в ней, а следова­ тельно, и интенсивность излучения значительно выше, чем в простой дуге; цветовая температура равна примерно 5000 К (у простой дуги Тп ^ 3700 К). Электрические дуги питаются чаще всего постоянным током. Интенсивность

27

излучения дуги возрастает с увеличением плотности тока. Все угольные дуги излучают преимущественно в корот­ коволновом участке инфракрасной области спектра (к А; 0,7 ч - 0,8 мкм). На рис. 9 показаны кривые спек­ трального распределения излучения некоторых электри­ ческих дуг. На оси абсцисс отложена длина волны, на оси

ординат— спектральная

зажигания, кроме паров цезия, лампа наполняется арго­ ном; в нормальном режиме давление паров Cs составляет 2 мм рт. ст., давление Ar составляет 220—230 мм рт. ст. Для поддержания нужного -давления паров цезия лампу помещают в стеклянную вакуумную рубашку. Электроды разрядной трубки покрыты оксидным слоем.

модуляцию тока через лампу: при 100% -ной глубине мо-

28