Инфракрасный ультрафиолетовый: Инфракрасное, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение

Содержание

Инфракрасное, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение

Инфракрасное излучение

Инфракрасные лучи были обнаружены за пределами красной границы, между длинноволновым и коротковолновым участками этой части спектра. 

Излучение занимают диапазон частот 3·1011— 3,85·1014 Гц. Им соответствует длина волны 780 нм –1 мм.

 

Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году астрономом Уильямом Гершелем. Изучая повышение температуры термометра, нагреваемого видимым светом, Гершель обнаружил наибольшее нагревание термометра вне области видимого света (за красной областью). Расщепив солнечный свет призмой, Гершель поместил термометр сразу за красной полосой видимого спектра и показал, что температура повышается, а следовательно, на термометр воздействует световое излучение, не доступное человеческому взгляду. Невидимое излучение, учитывая его место в спектре, было названо инфракрасным.

Фридрих Вильгельм Гершель, 1738 — 1822гг. — английский астроном немецкого происхождения. Первое и наиболее важное открытие Гершеля — открытие планеты Уран —1781 г. Изготовил самый большой телескоп своего времени (свыше 12 метров).

Основная характеристика этих не видимых глазу лучей – сильная тепловая энергия: ее непрерывно излучают все нагретые тела.

Источником инфракрасного излучения является излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях. Мощный источник инфракрасного излучения – Солнце, около 50% его излучения лежит в инфракрасной области. На инфракрасное излучение приходится значительная доля (от 70 до 80 %) энергии излучения ламп накаливания с вольфрамовой нитью. Инфракрасное излучение испускает электрическая дуга и различные газоразрядные лампы. Излучения некоторых лазеров лежит в инфракрасной области спектра.

  

Индикаторами инфракрасного излучения являются фото и терморезисторы, специальные фотоэмульсии.

   

 

Инфракрасное излучение используют:

  • для сушки древесины, пищевых продуктов и различных лакокрасочных покрытий (инфракрасный нагрев),
  • для сигнализации при плохой видимости,
  • дает возможность применять оптические приборы, позволяющие видеть в темноте, а также при дистанционном управлении.
  • Инфракрасные лучи используются для наведения на цель снарядов и ракет, для обнаружения замаскированного противника.
  • Эти лучи позволяют определить различие температур отдельных участков поверхности планет, 
  • особенности строения молекул вещества (спектральный анализ).
  • Инфракрасная фотография применяется в биологии при изучении болезней растений,
  • в медицине при диагностике кожных и сосудистых заболеваний,
  • в криминалистике при обнаружении подделок. 

Положительное воздействие инфракрасного излучения проявляется в различных аспектах:

  • уничтожаются некоторые виды вирусов;
  • подавляется рост злокачественных образований;
  • у больных диабетом повышается выработка инсулина;
  • нейтрализуется результат воздействия вредных излучений, в частности, радиации и электромагнитных волн;
  • улучшается состояние при кожных и других болезнях.

Ультрафиолетовое излучение

Существование лучей за фиолетовой границей спектра было доказано в 1801 году немецким ученым Иоганном Риттером. Изучая почернение хлористого серебра под действием видимого света, Риттер обнаружил, что серебро чернеет еще более эффективно в области, находящейся за фиолетовым краем спектра, где видимое излучение отсутствует. . Диапазон ультрафиолетовых лучей, испускаемых Солнцем, составляет от 400 до 20 нм (8·1014   3·1016 Гц), однако до земной поверхности доходят только незначительная часть коротковолнового спектра – до 290 нм. 

УФ-излучение активно поглощается нуклеиновыми кислотами, следствием чего являются изменения важнейших показателей жизнедеятельности клеток – способности к росту и делению. Именно повреждение ДНК является главным компонентом механизма воздействия на организмы ультрафиолетовых лучей.
Основной орган нашего тела, на который действует ультрафиолетовое излучение – это кожа. Известно, что благодаря УФ-лучам запускается процесс образования витамина Д, который необходим для нормального усвоения кальция, а также синтезируются серотонин и мелатонин – важные гормоны, оказывающие влияние на суточные ритмы и настроение человека.

Источник ультрафиолетового излучения — валентные электроны атомов и молекул, также ускорено движущиеся свободные заряды. Излучение накаленных до температур — 3000 К твердых тел содержит заметную долю ультрафиолетового излучения непрерывного спектра, интенсивность которого растет с увеличением температуры. Более мощный источник ультрафиолетового излучения — любая высокотемпературная плазма. Для различных применений ультрафиолетового излучения используются ртутные, ксеноновые и др. газоразрядные лампы. Естественные источники ультрафиолетового излучения — Солнце, звезды, туманности и другие космические объекты. 

В малых дозах ультрафиолетовое излучение оказывает благотворное, оздоровительное влияние на человека, активизируя синтез витамина D в организме, а также вызывая загар. Большая доза ультрафиолетового излучения может вызвать ожог кожи и раковые новообразования (в 80 % излечимые). Кроме того, чрезмерное ультрафиолетовое излучение ослабляет иммунную систему организма, способствуя развитию некоторых заболеваний. Ультрафиолетовое излучение оказывает также бактерицидное действие: под действие этого излучения гибнут болезнетворные бактерии.

 

Ультрафиолетовое излучение применяется в люминесцентных лампах, в криминалистике (по снимкам обнаруживают подделки документов), в искусствоведении (спомощью ультрафиолетовых лучей можно обнаружить на картинах не видимые глазом следы реставрации). Практически не пропускает ультрафиолетовое излучение оконное стекло, т.к. его поглощает оксид железа, входящий в состав стекла. По этой причине даже в жаркий солнечный день нельзя загореть в комнате при закрытом окне. 

Рентгеновское излучение

В стеклянный сосуд впаивались два электрода, к ним подводилось высокое напряжение. То, что от таких трубок  распространяются какие-то лучи, подозревалось давно. В 1879 году опытным путем  Крукс доказал, что речь идет именно о лучах: крест, используемый в опытах, отбрасывал на стекло отчетливую тень.  В 1897 году Томсоном доказано, что лучи представляют собой поток электронов, определив отношение заряда к массе частицы.

Рентген: «Вечером 8 ноября 1895 года я, как обычно, работал в своей лаборатории, занимаясь изучением катодных лучей. Около полуночи, почувствовав усталость, я собрался уходить. Окинув взглядом лабораторию, погасил свет и хотел было закрыть дверь, как вдруг заметил в темноте какое-то светящееся пятно. Оказывается, светился экран из синеродистого бария. Почему он светился? Солнце давно зашло, электрический свет не мог вызвать свечения, катодная трубка выключена, да и в добавок закрыта черным чехлом их картона. Я еще раз посмотрел на катодную трубку и упрекнул себя: оказывается, я забыл ее выключить. Нащупав рубильник, я выключил трубку. Исчезло и свечение экрана. Включил трубку вновь  и вновь появилось свечение. Значит свечение вызывает катодная трубка! Но каким образом?  Ведь катодные лучи задерживаются чехлом, да и воздушный метровый промежуток между трубкой и экраном для них является броней. Оправившись от минутного изумления, я начал изучать обнаруженное явление и новые лучи, названные  мной Х – лучами. С экраном в руках я начал двигаться по лаборатории. Оказывается, полтора – два метра для этих лучей не преграда. Они легко проникали через книгу, стекло, станиоль. Лучи, попавшие на фотопластинку, засветили ее. Они не расходились вокруг трубки сферически, а имели определенное направление».

В 1901 году Рентген стал первым Нобелевским лауреатом. Х-лучи были названы рентгеновскими. Обнаружение дифракции рентгеновских лучей позволило оценить длину волны: λ≈10-8 см. В современных условиях для получения рентгеновских лучей созданы специальные рентгеновские трубки, на которые подается высокое напряжение, порядка 50-200 кВ. Электроны, испускаемые накаленным катодом рентгеновской трубки, ускоряются сильным электрическим полем в пространстве между анодом и катодом и с большой скоростью ударяются об анод.

Спектры тормозного рентгеновского излучения

Причина возникновения излучения:  Вокруг летящих электронов существует магнитное поле, поскольку движение электронов представляет собой электрический ток. При резком торможении электрона в момент удара о препятствие магнитное поле электрона быстро изменяется и в пространство излучается электромагнитная волна.

Рентгеновское излучение относится к радиационному. Различные рентгеновские аппараты используются в медицинских учреждениях.  

При флюорографии грудной клетки, то действие излучения приведет к одномоментной дозе 370 мбэр. Еще больше даст рентгенография зуба – 3 бэр. Если задумали рентгеноскопию желудка, то вас ждет 30 бэр местного облучения. Дозы эти очень небольшие, организм человека успевает за короткий срок как бы залечить незначительные радиационные поражения и восстановить свое первоначальное состояние. Источником излучения являются экран компьютера, телевизора. Если смотреть передачи в течение года ежедневно по 3 часа, то это приведет к облучению дозой 0,1 мбэр.

Впервые дифракцию рентгеновских лучей наблюдали в 1913 г. Лауэр, Фридрих и Книппинг. Они рассматривали дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах. В кристаллах выполняется условие, при котором период дифракционной решетки больше длины рентгеновского излучения.

Дифракция рентгеновских лучей от кристаллов используется для изучения состава спектра рентгеновского излучения (рентгеновская спектроскопия) и при исследовании кристаллических структур (рентгеноструктурный анализ).

Находя направления максимумов, которые получаются при дифракции рассматриваемого рентгеновского излучения от кристаллов, структура которых известна, находя длины волн. Проще всего для нахождения длин волн использовать кристаллы кубической системы. Межплоскостные расстояния при этом находят из плотности и относительной молекулярной массы кристалла.

                                     

Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение: сущность и особенности

 

Инфракрасное излучение 

  • Инфракрасное излучение – электромагнитное излучение, с частотой в диапазоне от 3*10^11 до 3,75*10^14 Гц.

Данный вид излучения присущ всем нагретым телам. Тело испускает инфракрасное излучение, даже если оно не светится. К примеру, в каждом доме или квартире есть батареи для отопления. Они испускают инфракрасное излучение, хотя мы его не видим. Вследствие чего в доме происходит нагревание окружающих тел.

Инфракрасные волны иногда еще называют тепловыми волнами. Инфракрасные волны не воспринимаются человеческим глазом, так как длина волны инфракрасных волн превышает длину волны красного света.

Область применения инфракрасного излучения очень широка. Часто инфракрасное излучение применяется для сушки овощей, фруктов, различных лакокрасочных покрытий и т.д. Существуют приборы, которые позволяют преобразовать невидимое инфракрасное излучение в видимое. Изготавливаются бинокли, которые видят инфракрасное излучение; с их помощью можно видеть в темноте.

Ультрафиолетовое излучение

  • Ультрафиолетовое излучение — электромагнитное излучение, с частотой в диапазоне от 8*10^14 до 3*10^16 Гц.

Длина волны колеблется от 10 до 380 мкм. Ультрафиолетовое излучение так же не видно невооруженным человеческим глазом. Чтобы обнаружить ультрафиолетовое излучение, необходимо иметь специальный экран, который будет покрыт люминесцирующим веществом. Если на такой экран попадут ультрафиолетовые лучи, то в месте контакта он начнет светиться.

У ультрафиолетовых лучей очень высока химическая активность. Если спроецировать в затемненном помещении спектр на фотобумагу, то после проявления бумага за фиолетовым концом спектра почернеет сильнее, чем в видимой области спектра.

Как уже упоминалось выше, ультрафиолетовые лучи невидимы. Но при этом они обладают разрушительным действием на кожу и сетчатку глаз. Например, высоко в горах нельзя долго находиться без одежды и темных очков, так как ультрафиолетовые лучи, направленные от Солнца, недостаточно поглощаются в атмосфере нашей планеты. Даже обычные очки могут защитить глаза от вредного ультрафиолетового излучения — стекло очень сильно поглощает ультрафиолетовые лучи.

Однако, в малых дозах ультрафиолетовые лучи даже полезны. Они оказывают влияние на центральную нервную систему, стимулируют ряд важных жизненных функций. Под их воздействием на коже появляется защитный пигмент — загар. Помимо всего прочего эти лучи убивают различные болезнетворные бактерии. С этой целью чаще всего они используются в медицине.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Поляризация света: поперечность световых волн и электромагнитная теория света
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspРентгеновское излучение: открытие Х-лучей и их свойства

Инфракрасный и ультрафиолетовый спектр

Теоретически вопрос «Чем инфракрасные лучи отличаются от ультрафиолетовых? » мог бы заинтересовать любого человека. Ведь и те, и другие лучи входят в состав солнечного спектра – а воздействию Солнца мы подвергаемся ежедневно. На практике же его чаще всего задают себе те, кто собирается приобрести устройства, известные как инфракрасные обогреватели, и хотел бы убедиться в том, что подобные приборы абсолютно безопасны для здоровья человека.

Чем инфракрасные лучи отличаются от ультрафиолетовых с точки зрения физики

Как известно, кроме семи видимых цветов спектра за его пределами имеются и невидимые глазу излучения. Помимо инфракрасных и ультрафиолетовых, к ним относятся рентгеновские лучи, гамма-лучи и микроволны.

Инфракрасные и УФ-лучи сходны в одном: и те, и другие относятся к той части спектра, который не видим невооруженному глазу человека. Но этим и ограничивается их сходство.

Инфракрасное излучение

Инфракрасные лучи были обнаружены за пределами красной границы, между длинноволновым и коротковолновым участками этой части спектра. Стоит отметить, что почти половина солнечной радиации – это именно инфракрасное излучение. Основная характеристика этих не видимых глазу лучей – сильная тепловая энергия: ее непрерывно излучают все нагретые тела.
Излучение этого вида подразделяется на три области по такому параметру, как длина волны:

  • от 0,75 до 1,5 мкм – ближняя область;
  • от 1,5 до 5,6 мкм – средняя;
  • от 5,6 до 100 мкм – дальняя.

Нужно понимать, что инфракрасное излучение является не продуктом всевозможных современных технических устройств, к примеру, ИК-обогревателей. Это фактор природной окружающей среды, который постоянно действует на человека. Наше тело непрерывно поглощает и отдает инфракрасные лучи.

Ультрафиолетовое излучение

Существование лучей за фиолетовой границей спектра было доказано в 1801 году. Диапазон ультрафиолетовых лучей, испускаемых Солнцем, составляет от 400 до 20 нм, однако до земной поверхности доходят только незначительная часть коротковолнового спектра – до 290 нм.
Ученые считают, что ультрафиолету принадлежит значительная роль в образовании первых на Земле органических соединений. Однако воздействие этого излучения носит и отрицательный характер, приводя к распаду органических веществ.
При ответе на вопрос, чем инфракрасное излучение отличается от ультрафиолетового, необходимо обязательно рассмотреть воздействие на организм человека. И здесь основное отличие заключается в том, что эффект инфракрасных лучей ограничивается преимущественно тепловым действием, в то время как ультрафиолетовые лучи способны оказывать еще и фотохимическое воздействие.
УФ-излучение активно поглощается нуклеиновыми кислотами, следствием чего являются изменения важнейших показателей жизнедеятельности клеток – способности к росту и делению. Именно повреждение ДНК является главным компонентом механизма воздействия на организмы ультрафиолетовых лучей.
Основной орган нашего тела, на который действует ультрафиолетовое излучение – это кожа. Известно, что благодаря УФ-лучам запускается процесс образования витамина Д, который необходим для нормального усвоения кальция, а также синтезируются серотонин и мелатонин – важные гормоны, оказывающие влияние на суточные ритмы и настроение человека.

Воздействие ИК и УФ-излучения на кожу

Когда человек подвергается воздействию солнечных лучей, на поверхность его тела оказывают влияние и инфракрасные, ультрафиолетовые лучи. Но результат этого воздействия будет различным:

  • ИК-лучи вызывают прилив крови к поверхностным слоям кожи, повышение ее температуры и покраснение (калорическая эритема). Этот эффект исчезает сразу же, как только действие облучения прекращается.
  • Воздействие УФ-излучения имеет скрытый период и может проявляться через несколько часов после облучения. Длительность ультрафиолетовой эритемы составляет от 10 часов до 3-4 дней. Кожа краснеет, может шелушиться, затем окраска ее становится более темной (загар).

Доказано, что избыточное воздействие ультрафиолета может привести к возникновению злокачественных заболеваний кожи. В то же время в определенных дозах УФ-излучение полезно для организма, что позволяет применять его для профилактики и лечения, а также для уничтожения бактерий в воздухе помещений.

Безопасно ли инфракрасное излучение?

Опасения людей по отношению к такому виду устройств, как инфракрасные обогреватели, вполне понятно. В современном обществе уже сформировалась устойчивая тенденция с изрядной долей опасения относиться ко многим видам излучения: радиация, рентгеновские лучи и др.
Рядовым потребителям, которые собираются приобрести устройства, основанные на использовании инфракрасного излучения, важнее всего знать следующее: инфракрасные лучи совершенно безопасны для здоровья человека. Именно это стоит подчеркнуть, рассматривая вопрос, чем инфракрасные лучи отличаются от ультрафиолетовых.
Исследованиями доказано: длинноволновое ИК-излучение не только полезно для нашего тела – оно ему совершенно необходимо. При недостатке ИК-лучей страдает иммунитет организма, а также проявляется эффект его ускоренного старения.

Положительное воздействие инфракрасного излучения уже не вызывает сомнений и проявляется в различных аспектах:

  • уничтожаются некоторые виды вирусов;
  • подавляется рост злокачественных образований;
  • у больных диабетом повышается выработка инсулина;
  • нейтрализуется результат воздействия вредных излучений, в частности, радиации и электромагнитных волн;
  • улучшается состояние при кожных и других болезнях.

В настоящее время на основе использования ИК-лучей созданы не только эффективные обогреватели, но и специальные устройства, испускающие длинноволновое излучение: инфракрасные лампы, ИК-сауны и др.

Теоретически вопрос «Чем инфракрасные лучи отличаются от ультрафиолетовых? » мог бы заинтересовать любого человека. Ведь и те, и другие лучи входят в состав солнечного спектра – а воздействию Солнца мы подвергаемся ежедневно. На практике же его чаще всего задают себе те, кто собирается приобрести устройства, известные как инфракрасные обогреватели, и хотел бы убедиться в том, что подобные приборы абсолютно безопасны для здоровья человека.

Чем инфракрасные лучи отличаются от ультрафиолетовых с точки зрения физики

Как известно, кроме семи видимых цветов спектра за его пределами имеются и невидимые глазу излучения. Помимо инфракрасных и ультрафиолетовых, к ним относятся рентгеновские лучи, гамма-лучи и микроволны.

Инфракрасные и УФ-лучи сходны в одном: и те, и другие относятся к той части спектра, который не видим невооруженному глазу человека. Но этим и ограничивается их сходство.

Инфракрасное излучение

Инфракрасные лучи были обнаружены за пределами красной границы, между длинноволновым и коротковолновым участками этой части спектра. Стоит отметить, что почти половина солнечной радиации – это именно инфракрасное излучение. Основная характеристика этих не видимых глазу лучей – сильная тепловая энергия: ее непрерывно излучают все нагретые тела.
Излучение этого вида подразделяется на три области по такому параметру, как длина волны:

  • от 0,75 до 1,5 мкм – ближняя область;
  • от 1,5 до 5,6 мкм – средняя;
  • от 5,6 до 100 мкм – дальняя.

Нужно понимать, что инфракрасное излучение является не продуктом всевозможных современных технических устройств, к примеру, ИК-обогревателей. Это фактор природной окружающей среды, который постоянно действует на человека. Наше тело непрерывно поглощает и отдает инфракрасные лучи.

Ультрафиолетовое излучение

Существование лучей за фиолетовой границей спектра было доказано в 1801 году. Диапазон ультрафиолетовых лучей, испускаемых Солнцем, составляет от 400 до 20 нм, однако до земной поверхности доходят только незначительная часть коротковолнового спектра – до 290 нм.
Ученые считают, что ультрафиолету принадлежит значительная роль в образовании первых на Земле органических соединений. Однако воздействие этого излучения носит и отрицательный характер, приводя к распаду органических веществ.
При ответе на вопрос, чем инфракрасное излучение отличается от ультрафиолетового, необходимо обязательно рассмотреть воздействие на организм человека. И здесь основное отличие заключается в том, что эффект инфракрасных лучей ограничивается преимущественно тепловым действием, в то время как ультрафиолетовые лучи способны оказывать еще и фотохимическое воздействие.
УФ-излучение активно поглощается нуклеиновыми кислотами, следствием чего являются изменения важнейших показателей жизнедеятельности клеток – способности к росту и делению. Именно повреждение ДНК является главным компонентом механизма воздействия на организмы ультрафиолетовых лучей.
Основной орган нашего тела, на который действует ультрафиолетовое излучение – это кожа. Известно, что благодаря УФ-лучам запускается процесс образования витамина Д, который необходим для нормального усвоения кальция, а также синтезируются серотонин и мелатонин – важные гормоны, оказывающие влияние на суточные ритмы и настроение человека.

Воздействие ИК и УФ-излучения на кожу

Когда человек подвергается воздействию солнечных лучей, на поверхность его тела оказывают влияние и инфракрасные, ультрафиолетовые лучи. Но результат этого воздействия будет различным:

  • ИК-лучи вызывают прилив крови к поверхностным слоям кожи, повышение ее температуры и покраснение (калорическая эритема). Этот эффект исчезает сразу же, как только действие облучения прекращается.
  • Воздействие УФ-излучения имеет скрытый период и может проявляться через несколько часов после облучения. Длительность ультрафиолетовой эритемы составляет от 10 часов до 3-4 дней. Кожа краснеет, может шелушиться, затем окраска ее становится более темной (загар).

Доказано, что избыточное воздействие ультрафиолета может привести к возникновению злокачественных заболеваний кожи. В то же время в определенных дозах УФ-излучение полезно для организма, что позволяет применять его для профилактики и лечения, а также для уничтожения бактерий в воздухе помещений.

Безопасно ли инфракрасное излучение?

Опасения людей по отношению к такому виду устройств, как инфракрасные обогреватели, вполне понятно. В современном обществе уже сформировалась устойчивая тенденция с изрядной долей опасения относиться ко многим видам излучения: радиация, рентгеновские лучи и др.
Рядовым потребителям, которые собираются приобрести устройства, основанные на использовании инфракрасного излучения, важнее всего знать следующее: инфракрасные лучи совершенно безопасны для здоровья человека. Именно это стоит подчеркнуть, рассматривая вопрос, чем инфракрасные лучи отличаются от ультрафиолетовых.
Исследованиями доказано: длинноволновое ИК-излучение не только полезно для нашего тела – оно ему совершенно необходимо. При недостатке ИК-лучей страдает иммунитет организма, а также проявляется эффект его ускоренного старения.

Положительное воздействие инфракрасного излучения уже не вызывает сомнений и проявляется в различных аспектах:

  • уничтожаются некоторые виды вирусов;
  • подавляется рост злокачественных образований;
  • у больных диабетом повышается выработка инсулина;
  • нейтрализуется результат воздействия вредных излучений, в частности, радиации и электромагнитных волн;
  • улучшается состояние при кожных и других болезнях.

В настоящее время на основе использования ИК-лучей созданы не только эффективные обогреватели, но и специальные устройства, испускающие длинноволновое излучение: инфракрасные лампы, ИК-сауны и др.

«Физика – 11 класс»

Инфракрасное излучение

Электромагнитное излучение с частотами в диапазоне от 3 • 10 11 до 3,75 • 10 14 Гц называется инфракрасным излучением.
Его испускает любое нагретое тело даже в том случае, когда оно не светится.
Например, батареи отопления в квартире испускают инфракрасные волны, вызывающие заметное нагревание окружающих тел.
Поэтому инфракрасные волны часто называют тепловыми.

Не воспринимаемые глазом инфракрасные волны имеют длины волн, превышающие длину волны красного света (длина волны λ = 780 нм — 1 мм).
Максимум энергии излучения электрической дуги и лампы накаливания приходится на инфракрасные лучи.

Инфракрасное излучение применяют для сушки лакокрасочных покрытий, овощей, фруктов и т. д.
Созданы приборы, в которых не видимое глазом инфракрасное изображение объекта преобразуется в видимое.
Изготовляются бинокли и оптические прицелы, позволяющие видеть в темноте.

Ультрафиолетовое излучение

Электромагнитное излучение с частотами в диапазоне от 8 • 10 14 до 3 • 10 16 Гц называется ультрафиолетовым излучением (длина волны λ = 10—380 нм).

Обнаружить ультрафиолетовое излучение можно с помощью экрана, покрытого люминесцирующим веществом.
Экран начинает светиться в той части, на которую падают лучи, лежащие за фиолетовой областью спектра.

Ультрафиолетовое излучение отличается высокой химической активностью.
Повышенную чувствительность к ультрафиолетовому излучению имеет фотоэмульсия.
В этом можно убедиться, спроецировав спектр в затемненном помещении на фотобумагу.
После проявления бумага почернеет за фиолетовым концом спектра сильнее, чем в области видимого спектра.

Ультрафиолетовые лучи не вызывают зрительных образов: они невидимы.
Но действие их на сетчатку глаза и кожу велико и разрушительно.
Ультрафиолетовое излучение Солнца недостаточно поглощается верхними слоями атмосферы.
Поэтому высоко в горах нельзя оставаться длительное время без одежды и без темных очков.
Стеклянные очки, прозрачные для видимого спектра, защищают глаза от ультрафиолетового излучения, так как стекло сильно поглощает ультрафиолетовые лучи.

Впрочем, в малых дозах ультрафиолетовые лучи оказывают целебное действие.
Умеренное пребывание на солнце полезно, особенно в юном возрасте: ультрафиолетовые лучи способствуют росту и укреплению организма.
Кроме прямого действия на ткани кожи (образование защитного пигмента — загара, витамина D2), ультрафиолетовые лучи оказывают влияние на центральную нервную систему, стимулируя ряд важных жизненных функций в организме.

Ультрафиолетовые лучи оказывают также бактерицидное действие.
Они убивают болезнетворные бактерии и используются с этой целью в медицине.

Итак,
Нагретое тело испускает преимущественно инфракрасное излучение с длинами волн, превышающими длины волн видимого излучения.
Ультрафиолетовое излучение — более коротковолновое и обладает высокой химической активностью.

Шкала электромагнитных волн

Длина электромагнитных волн изменяется в широком диапазоне. Независимо от длины волны все электромагнитные волны обладают одинаковыми свойствами. Существенные различия наблюдаются при взаимодействии с веществом: коэффициенты поглощения и отражения зависят от длины волны.

Длина электромагнитных волн бывает самой различной: от 10 3 м (радиоволны) до 10 -10 м (рентгеновские лучи).
Свет составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн.
При изучении этой малой части спектра были открыты другие излучения с необычными свойствами.

На рисунке изображена шкала электромагнитных волн с указанием длин волн и частот различных излучений:

Принято выделять:
низкочастотное излучение,
радиоизлучение,
инфракрасные лучи,
видимый свет,
ультрафиолетовые лучи,
рентгеновские лучи,
γ-излучение
.

Принципиального различия между отдельными излучениями нет.
Все они представляют собой электромагнитные волны, порождаемые заряженными частицами.

Обнаруживаются электромагнитные волны в основном по их действию на заряженные частицы.
В вакууме электромагнитное излучение любой длины волны распространяется со скоростью 300 000 км/с.
Границы между отдельными областями шкалы излучений весьма условны.

Излучения различных длин волн отличаются друг от друга по способам их получения (излучение антенны, тепловое излучение, излучение при торможении быстрых электронов и др.) и методам регистрации.

Все перечисленные виды электромагнитного излучения порождаются также космическими объектами и успешно исследуются с помощью ракет, искусственных спутников Земли и космических кораблей.
В первую очередь это относится к рентгеновскому и у-излучениям, сильно поглощаемым атмосферой.
По мере уменьшения длины волны количественные различия в длинах волн приводят к существенным качественным различиям.

Излучения различной длины волны очень сильно отличаются друг от друга по поглощению их веществом.
Коротковолновые излучения (рентгеновское и особенно γ-лучи) поглощаются слабо.
Непрозрачные для волн оптического диапазона вещества прозрачны для этих излучений.

Коэффициент отражения электромагнитных волн также зависит от длины волны.

Источник: «Физика – 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Излучение и спектры. Физика, учебник для 11 класса – Класс!ная физика

Невидимая фотография / Хабр

О чём речь?

Знакомые часто интересуются: зачем я занимаюсь невидимой фотографией? Инфракрасной, ультрафиолетовой, тепловой. Неужели там есть что-то интересное?

Поскольку лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, то вот вам небольшая демка. С 15-ю предметами. Здесь они в видимом спектре, а дальше мы на них посмотрим в других диапазонах:

[Видимый свет, 400-750 нм. F/6.3, 1/2500 сек, ISO 200, стеклянная 35-мм линза Nikkor. Снято на модифицированный Nikon D90 с удалёнными внутренними ИК/УФ фильтрами через светофильтр видимого света Kolari Vision Hot Mirror UV/IR Cut filter.]


Номерами обозначены:

1. Ультрафиолетовая лампа (диапазон UV-A)

2. Серебряный слиток

3. Американская одноцентовая монета, покрытая медью

4. Родиевое кольцо

5. Рюмка с белым вином

6. Разделочная доска, предположительно из ПВХ

7. Трава (на заднем плане)

8. Рюмка с красным вином

9. Кусок чёрного полиэтиленового мусорного мешка

10. Клочок бумаги с нанесённой на него полоской антизагарного крема

11. Включённый диодный фонарик

12. Карандаш

13. Пластинка кремния толщиной 0.8 мм

14. Горящая свеча

15. «Сердечко» из то ли селенита, то ли дымчатого кварца

Освещение — солнце.

Готовы? Поехали!

Ультрафиолетовый мир

[Ультрафиолет 350-400 нм. F/6.3, 1/5 сек, ISO 3200, стеклянная 35-мм линза Nikkor (что и определило нижнюю границу). Снято на модифицированный Nikon D90 с удалёнными внутренними ИК/УФ фильтрами. Фильтр Kolari Vision UV Ultraviolet Bandpass Transmission.]

Что изменилось? [Видимая картинка продублирована для облегчения сравнения]

1. Весьма ожидаемо, УФ лампа стала ярче.

3. А вот медь потемнела. Она, как известно, плохо отражает в УФ.

5. Белое вино стало… чёрным. Да, виноградное вино почти непрозрачно в ближнем ультрафиолете. С персиковым вином этот номер не проходит.

6. Разделочная доска потемнела катастрофически. А все царапины и порезы на ней ярко проступили. Патентую идею: использование ультрафиолетовой фотографии для различения досок свежеиспользованных и досок, простоявших долго без дела (здесь должен быть смайлик).

7. Трава тоже потемнела. В синем и УФ это характерно для всей растительности. Что представляло некоторую трудность для ранних фотографов, работавших с ортохроматической плёнкой.

10. Антизагарный крем. Его видно! Вот ещё применение: перед выходом на пляж фотографироваться в УФ и обнаруживать пробелы в антизагарном покрытии.

11. А что случилось с диодным фонариком? Нет, я его не выключал. Просто он в УФ не светит. Вероятно, это ещё одна из причин, по которой музеи с картинами стараются переходить на диодное освещение. Ибо от ультрафиолета краски иногда выцветают.

12. Карандаш, точнее жёлтая краска на нём, тоже потемнела.

14. Пламя свечи еле-еле заметно. Чего и следовало ожидать: температурка не та, чтобы всерьёз сиять в ультрафиолете.

15. А «сердечко»? Рэлеевское рассеяние его сгубило. Нет больше прозрачности, есть молочного вида камень.

Дальше?

Ближний инфракрас, 750-900 нм

[Ближний ИК, 750-900 нм. F/6.3, 1/2500 сек, ISO 1600, стеклянная 35-мм линза Nikkor. Снято на модифицированный Nikon D90 с удалёнными внутренними ИК/УФ фильтрами. Фильтр B+W #093 (87C).]

Что интересного наблюдается здесь?

1. Ультрафиолетовая лампа полностью заблокирована. Как и ожидалось.

2. Серебро почему-то потемнело, хотя должно здорово отражать в ИК. Почему? Потому что в слитке мы видим отражение неба. Состоящее в основном из голубого видимого света. Фильтр его подавил. Кто снимал в ближнем ИК, знает, насколько почти чёрным может казаться небо в этом диапазоне.

4. Однако вот относительная яркость родия по сравнению с медью или серебром упала. Потому что он действительно хуже отражает ближний ИК (см. Figure 5)

5. Белое вино совершенно прозрачно. Как и… красное! Оба стали похожи на простую воду.

7. Трава драматически посветлела. Что, опять же, свойственно практически любой растительности в этом диапазоне.

11. Диодный фонарик молчит.

14. А вот свеча светит, и светит ярко. Ну, понятно, при её-то температурах большая часть излучения приходится не на видимый свет.

15. А камушек-сердечко? Стал прозрачен, как простое стекло.

Продолжим.

Опять ближний ИК, но уже немного подальше: 1000-1050 нм.

Чтобы увидеть этот диапазон, я взял обычный светофильтр, вынул стекло, и вставил три пластинки кремния общей толщиной 2. 4 мм. Вот так выглядит изделие:

А вот так — результат его применения:

[Ближний ИК, 1000-1050 нм. F/6.3, 1/2500 сек, ISO 1600, стеклянная 35-мм линза Nikkor. Снято на модифицированный Nikon D90 с удалёнными внутренними ИК/УФ фильтрами. Фильтр: 2.4 мм кремния .]

Картинка в целом похожа на предыдущую. Но имеются занятные отличия:

13. Кремниевая пластинка стала прозрачной. Сквозь неё прекрасно всё видно. Примерно вот так:

14. Пламя свечи стало ещё ярче.

И нет, металл не потемнел. Это просто виньетирование от несовершенства фильтра.

Продолжим.

Тепловой диапазон 6-14 мкм

По меркам этого кадра, все предыдущие сделаны практически на одной длине волны. Здесь же мы увеличиваем её сразу в десяток раз. В этом диапазоне светят предметы комнатной температуры, в том числе человеческое тело. Много интересного можно увидеть в тепле, но краткости ради ограничимся рамками демки.

Поскольку снималось со слегка другой точки, и в чуток разных композициях, привожу два кадра:

[Тепловой диапазон, 6-14 мкм. Камера SeekThermal CompactPRO. Параметры съёмки, к сожалению, в exif-е отсутствуют. На слух экспозиция около 1/10 секунды]

Что наблюдается?

5. Рюмки, как и любое стекло, в тепле непрозрачны. Зато видно, что их содержимое лишь недавно из холодильника.

9. Можно видеть сквозь чёрный полиэтилен! Это лучше различимо на нижнем кадре, где сквозь пластик отчётливо проступают нижняя часть стакана и карандаш.

10. Занятно, но на бумаге опять проступил антизагарный крем. Вероятно, из-за хорошего поглощения УФ он нагрелся сильнее бумаги и теперь отдаёт эту энергию в тепле.

11. Диодный фонарик светит, но почти не греет. В общем, хороший фонарик.

13. Кремниевая пластинка по-прежнему прозрачна.

14. А свеча ярка настолько, что просто пересвечена. Из-за чего, увы, на картинке это даже не сразу различимо.

А теперь — бонусный материал!

Комбинируем

Назначаем ультрафиолетовому свету синий канал, инфракрасу 750-800 нм — зелёный, а микрометровому — красный. И складываем всё вместе:

Многое тут же становится понятнее и яснее:

  • Синие предметы ярки либо прозрачны в ультрафиолете.
  • Жёлтые и зелёные, наоборот, в УФ отражают плохо, но ярки в ближнем ИК.
  • А вот красные прозрачны или ярки вблизи 1 микрометра.

Всем спасибо и хорошего дня!

Статью можно скачать и сохранить в PDF (запасной миррор).

Что такое инфракрасное излучение

Что же представляет собой инфракрасное излучение, где мы с ним сталкиваемся?

Солнечную энергию можно рассматривать как электромагнитное излучение, каждый участок которого имеет волну определенной длины. Электромагнитный спектр можно разбить на 4 диапазона: ультрафиолетовый (УФ) диапазон, диапазон видимого света, диапазон ближнего инфракрасного излучения, дальняя инфракрасная область.

УФ диапазон (длина волны 100—380 нм) является той частью спектра, из-за которой происходит выцветание салона автомобиля, а попадая на кожу, способствует ее загару. Не секрет, что чрезмерное действие может привести к проблемам со здоровьем. Около 3% солнечной энергии приходится на УФ диапазон.

 

Видимый свет (380—780 нм) — единственная часть спектра, которую может обнаружить наш глаз. Излучение в этом спектре происходит наиболее интенсивно и составляет 44% солнечной энергии.

 

Ближняя инфракрасная область (длина волн 0,7—200 мкм) представляет собой тепловое излучение. Она невидима для глаза, но ее можно почувствовать, как тепло. 53% солнечной энергии приходится на эту область.

 

Дальняя инфракрасная область (длина > 200 мкм) не содержится в солнечном спектре. Ее можно почувствовать, как тепло, исходящее от нагретых солнцем предметов.

Все предметы в той или иной степени испускают инфракрасное излучение, чем сильнее нагрет предмет, тем сильнее он излучает в инфракрасном диапазоне. Иначе инфракрасное излучение называют тепловым, оно воспринимается кожей как ощущение тепла, например, когда мы выходим на солнце или находимся у костра. Чем сильнее нагрето тело, тем короче длина волны инфракрасного излучения.

Существует три типа инфракрасных обогревателей, их различают по длине волны и степени нагрева излучающего элемента:

Длинноволновые — температура до 300°С, длина волны от 50 до 200 мкм:

Средневолновые — температура до 600°С, длина волны от 2.5 до 50 мкм;

 Коротковолновые — температура более 800°С, длина волны от 0.7 до 2.5 мкм.

В отличие от других видов излучений, например, рентгеновского, СВЧ и ультрафиолета, инфракрасное излучение нормальной интенсивности не оказывает негативного влияния на организм.

Глубина проникновения и соответственно прогрева организма инфракрасным излучением зависит от длины волны. Коротковолновое излучение способно проникать в организм на глубину нескольких сантиметров и нагревает внутренние органы, в то время как длинноволновое излучение задерживается влагой, содержащейся в тканях, и повышает температуру покровов тела. Особенно опасно воздействие интенсивного инфракрасного излучения на мозг — оно может вызвать тепловой удар.

В природе наиболее распространено инфракрасное излучение в интервале от 7 до 14 мкм, наиболее интенсивное излучение происходит на частоте около 10 мкм. Организм человека излучает в диапазоне 3-50 мкм, наиболее интенсивное излучение также около 10 мкм (конкретно 9.4 мкм). На этой же частоте происходит и наиболее интенсивное поглощение инфракрасного излучения организмом человека, и излучение этого диапазона проникает в организм глубже всего.

Опасность инфракрасного излучения зависит от его интенсивности. В нормальных условиях она не должна превышать 150 Вт/м2. Также ограничивается температура нагретых поверхностей — если излучающий элемент имеет температуру до 100°С, поверхность предметов не должна быть теплее 35°С, если выше 100°С — не больше 45°. При высокой интенсивности излучения возможны ожоги.

В то же время медицинские исследования показывают, что инфракрасное излучение низкой интенсивности полезно для организма, усиливает иммунитет и соответственно уменьшает вероятность заболевания. Более того, оно используется в медицине для лечения множества заболеваний — список их достаточно обширен и постоянно пополняется. В физиотерапевтических кабинетах применяются аппараты, использующие в работе прогревание инфракрасным излучением.

Влияние длинноволнового инфракрасного излучения на организм человека

Стимуляция и улучшение кровообращения. При воздействии длинноволнового инфракрасного излучения на кожный покров происходит раздражение рецепторов кожи и, вследствие реакции гипоталамуса, расслабляются гладкие мышцы кровеносных сосудов, в результате сосуды расширяются.

Улучшение процессов метаболизма. При тепловом воздействии инфракрасного излучения стимулируется активность на клеточном уровне, улучшаются процессы нейрорегуляции и метаболизма.

Повышение иммунитета. Инфракрасное излучение положительно влияет на выработку макрофагоцитов и на процесс фагоцитоза, усиливает иммунитет на клеточном и жидкостном уровне. Кроме того, происходит стимуляция синтеза аминокислот, активных клеток, ускоряется производство питательных веществ и ферментов.

Обеззараживание бактерий и нейтрализация вредных веществ.

Уменьшение болевых ощущений. При прогревании ИК-теплом участков тела с воспалительными процессами снижается болевой сидром.

Результаты, достигаемые под воздействием длинноволновых инфракрасных лучей при инфракрасной терапии:

Нормализация артериального давления за счет регулярной стимуляции кровообращения.

Улучшение памяти

Улучшение мозгового кровообращения.

Способствуют очищению организма: выводятся токсины, разрушаются соли тяжелых металлов и выводятся с организма.

Нормализация гормонального фона, выработка гормонов: мелатонина, эндорфина.

Блокирует распространение вредных микробов и грибков в организме.

Восстанавливают водно-солевой баланс.

Согревают наше тело и поддерживают оптимальную температуру.

Уничтожают и подавляют рост раковых клеток, профилактика онкологических заболеваний.

Оказывают дезодорирующее, противоядное воздействие.

Обладают обезболивающим и противовоспалительным действием.

Положительно воздействуют на иммунную систему.

 

Виды ИК отопления

Делят нагревательные элементы ИК отопления по видам греющих элементов:

стальные

алюминиевые

карбоновые 

Принцип работы пленочного ИК отопления таков. Ток, проходя по дорожкам, преобразуется в тепло, которое и излучается в окружающую среду. С той стороны, которая обращена к потолку или полу, обычно находится экран, отражающий тепло в помещение. Пленки обычно прикрывают декоративным покрытием, которое нагревается от пленки и отдает тепло в обогреваемое помещение. 

Обогрев: инфракрасный обогрев и инфракрасные теплые полы.

Одним из самых эффективных является напольный инфракрасный обогрев (инфракрасные теплые полы). Его главным узлом является теплоизлучающий элемент — будь то карбоновое покрытие (пленочные теплые полы), карбоновые стержни (стержневые полы ― UNIMAT, RHE, EXCEL), стальные стержни (XBeamer, Eco Ondol), стальные элементы (ПЛЭН, Зебра).

Как известно, инфракрасное излучение не поглощается воздухом, однако хорошо поглощается предметами, находящимися в комнате, от чего происходит их нагрев, а уже они, в свою очередь, нагревают воздух. Причем нагрев происходит только в зоне, в которую попадает излучение ИК обогрева, что очень удобно — теплый пол можно, например, поставить под кроватью и включать на ночь в холод.

При работе инфракрасные теплые полы не создает подушки теплого воздуха под потолком помещения, что сплошь и рядом встречается у других обогревателей — под потолком жарко, у пола мороз. В комнате с высоким потолком инфракрасный теплый пол практически незаменим.

Инфракрасный обогрев абсолютно безопасен, если соблюдать правила обращения с ним. Вред инфракрасного обогрева в том, что он составляет конкуренцию другим категориям обогревателей.

 

Инфракрасный обогрев можно разделить по температуре теплоизлучающей поверхности.

У приборов (инфракрасные теплые полы) с температурой менее 60°С спектр излучения лежит в области около 9. 4 мкм. Именно в этом диапазоне человеческое тело излучает наиболее интенсивно, а также он прогревает человеческое тело и часто используется в лечебных медицинских приборах. Помещение обогревается мягким инфракрасным светом, оно не создает потоков воздуха, низкая температура теплоизлучающей поверхности не приводит к выгоранию кислорода и сгоранию частиц пыли, нагреватель не создает неприятных запахов.

Приборы с температурой от 60 до 100 градусов очень эффективны экономически — их коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую составляет почти 100%. Эти приборы рекомендуется располагать повыше, поскольку случайно коснувшись прибора, можно обжечься.

Приборы с температурой от 100 до 300 градусов располагают как правило под потолком, есть также вариант для установки над окнами, в этом случае они хорошо защищают от холода и сквозняка.

Приборы с температурой более 300 градусов применяются для обогрева балконов, веранд, помещений с очень высокими потолками, на открытом воздухе. Например, установка такого обогревателя над крыльцом препятствует образованию льда — падающий на крыльцо снег быстро тает, а вода испаряется.

Для того, чтобы применение инфракрасных обогревателей было максимально комфортным, нужно учесть следующие вещи:

Медицинские показания и индивидуальная переносимость излучения;

Излучаемая длина волны должна быть как можно ближе к излучаемой человеческим телом;

Интенсивность излучения не должна превышать комфортного порога.

Эффективность применения Инфракрасных теплых полов.

Тепловая энергия, излучаемая нагревательным элементом в инфракрасном теплом полу, поглощается такими поверхностями и предметами, как пол, стены, мебель, предметы интерьера и т.д. Таким образом, сначала нагреваются пол, предметы и поверхности, а затем уже они начинают постепенно излучать вторичное тепло по всему помещению – как бы становясь отопительными приборами.

Это способствует правильному прогреву помещения: температура пола 25 ― 27 градусов, в районе 2 метров от пола 19 ― 18 градусов, под потолком 17 ― 18 градусов. А это, в свою очередь, дает возможность уменьшить среднюю температуру помещения на 5 ― 6 градусов  (по сравнению с традиционными системами отопления ― конвекторами и радиаторами). При обогреве теплыми полами средняя температура помещения 21-23 градуса,а при традиционном обогреве конвекторами, радиаторами или при потолочном обогреве средняя температура помещения 27 ― 28 градусов. Разница в 5 -6 градусов дает экономию по расходу энергии от 20 до 30 процентов и чем выше потолки, тем экономичнее теплые полы. Эта зависимость относится к любым видам теплых полов и без разницы какой энергоресурс мы используем. Если газ, то газа мы сжигаем на 20 ― 30 процентов меньше, если дрова или пелеты, то дров и пелет мы сжигаем на 20 ― 30 процентов меньше, ― уголь, отработка, диз. топливо всё экономится.

        Вывод: Расход любого энергоресурса для отопления помещения зависит: ― от средней температуры внутри помещения; ― температуры и ветра на улице; ― теплопроводности ограждающих конструкций (стены, потолки, кровля, перекрытия, фундамент, фасады, окна, двери и так далее), а при обогреве от теплых полов средняя температура помещения ниже ― вот отсюда и берется экономия.

Соответственно, уменьшаются затраты на обогрев и отопление. При этом, в силу того, что температура предметов всегда будет на 1-3°С выше температуры помещения, находящемуся в помещении человеку будет казаться, будто в помещении гораздо теплее, чем есть на самом деле.

Тепловая энергия теплого пола, без потерь, достигает поверхности напольного покрытия. Как правило, суммарная площадь поверхностей пола в десятки раз больше поверхностей теплоотдачи традиционных отопительных приборов. Поверхности предметов хорошо поглощают ИК – лучи, а это значит, что инфракрасный теплый пол обогреет предметы и людей в любом помещении приблизительно в 3-4 раза быстрее, чем традиционные системы отопления. ©

Нашли ошибки в этой информации, или можете чем дополнить ― свяжитесь с нами и мы вам подарим коврик для сушки обуви! ©

Извещатели пламени. Техническое обозрение | Secuteck.Ru




В рубрику «Пожарная безопасность» | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

 

 

Техническое обозрение

М. В. Трубаева
Специалист технической поддержки ООО «ППП «КБ Прибор»

В процессе эксплуатации различных типов извещателей стало ясно, что
дымовые, тепловые, газовые датчики невозможно применять на всех
объектах. Для контроля пожарной обстановки в помещениях большой
площади, с высокими потолками и на открытых площадках, а также на особо
ответственных объектах нефтеперерабатывающей промышленности требуются
датчики, реагирующие на первичный фактор многих возгораний — огонь. Так
появились извещатели пламени, популярность которых растет с каждым
днем. Как научиться выбирать необходимый извещатель и на что при этом
нужно обращать внимание? Попробуем разобраться вместе.

Начнем, пожалуй, с главного — c очага возгорания. Согласно ГОСТ Р53325-2009 извещатель пожарный пламени (ИПП) — это автоматический пожарный извещатель, реагирующий на электромагнитное излучение пламени или тлеющего очага.

Электромагнитное излучение пламени можно разложить на области ультрафиолетового, видимого и инфракрасного (ИК) спектра (рис. 1). Каждый спектр занимает определенный диапазон и содержит волны определенной длины. К ультрафиолетовой (УФ) области относится излучение с длинами волн от 0,1 до 0,4 мкм. Видимой области соответствует диапазон длин волн от 0,4 до 0,76 мкм, что составляет ничтожную часть электромагнитного спектра. Диапазон ИК-излучения (примерно от 0,8 до 100 мкм), рассматривают как три области: коротковолновая область (ближнее ИК-излучение), средневолновая и длинноволновая (дальнее ИК-излучение).

Пламя горючих газов, паров и жидкостей является источником электромагнитного излучения, имеющим свои особенности в различных областях спектра. Отличие спектров друг от друга породило разновидности типов датчиков, способных оптически улавливать электромагнитное излучение и преобразовывать его внутри прибора в электрическую энергию. Каждый очаг горения имеет свою индивидуальную спектральную характеристику, поэтому выбор типа датчика необходимо проводить с учетом особенностей источников излучения, расположенных в поле его зрения.

Классификация очагов горения

Согласно ГОСТ Р53325-2009 очаги тестовых пожаров классифицируют на следующие типы: ТП-1 — открытое горение древесины; ТП-2 — пиролизное тление древесины; ТП-3 — тление со свечением хлопка; ТП-4 — горение полимерных материалов; ТП-5 — горение ЛВЖ с выделением дыма; ТП-6 — горение ЛВЖ без выделения дыма. Сертификационные испытания, а также проверка работоспособности извещателей пламени проводятся с помощью очагов ТП-5 и ТП-6. Хорошо обнаруживаются извещателями очаги горения ТП-1 и ТП-4, а вот обнаружить тлеющие очаги (ТП-2 и ТП-3) с помощью датчиков пламени на практике оказалось очень сложно. Причиной этого является отсутствие пульсаций, характерных для открытого очага пламени, и особенности спектральной характеристики тлеющего очага, распознать который известными на сегодняшний день методами обнаружения, используемыми у извещателей пламени, затруднительно.

Виды извещателей пламени

Четкая классификация типов извещателей пламени представлена в ГОСТ 53325-2009, однако алгоритм обнаружения открытого огня сугубо индивидуален у каждого производителя. Нормативные документы не оговаривают, каким образом извещатели пламени должны обнаруживать очаг пожара, поэтому я попробую рассказать о типах датчиков, используя основополагающие принципы идентификации пламени, которые применяют большинство специализированных предприятий. Это принципы спектрального, частотного анализа и принцип спектральной селекции.

Итак, по области спектра электромагнитного излучения, воспринимаемого чувствительным элементом, извещатели пламени можно условно разделить на:

  • ультрафиолетовые;
  • инфракрасные;
  • многодиапазонные;
  • многоспектральные.

Ультрафиолетовые датчики
Этот вид датчиков стал использоваться в системах пожарной сигнализации не так давно, однако с каждым днем он становится все популярнее. Чаще всего производители УФ-датчиков используют диапазон от 185 до 280 нм -область жесткого ультрафиолета. Земная атмосфера Земли защищает нас от жестких солнечных УФ-лучей, в результате до земной поверхности никогда не доходят лучи с длиной волны меньше 286 нм. Именно поэтому ультрафиолетовые датчики не реагируют на солнечное излучение, которое является мощным источником оптических помех. Доля ультрафиолета в общем потоке излучения нагретого тела сильно зависит от его температуры. Так, практически все излучение в сильно разогретых телах (лампах накаливания, галогенных и люминесцентных лампах, печах и др.) приходится на видимую и инфракрасную области спектра. Вот почему ультрафиолетовые извещатели довольно помехоустойчивы к нагретым телам и частям оборудования. Еще одним преимуществом УФ-датчиков можно считать быстроту реагирования от 0,5 с (за счет чего ими можно контролировать взрыв) и большую дальность обнаружения — до 80 м. Однако стоит помнить о том, что расстояние до очага пламени прямо пропорционально площади, охваченной огнем, то есть чем больше дальность обнаружения, тем больше должна быть площадь возгорания. Согласно ГОСТ Р53325-2009 извещатели 1-го класса чувствительности обнаруживают очаги ТП-5 и ТП-6 на расстоянии 25 м — это оптимальная зона контроля. УФ-излучение интенсивно поглощается дымом, газами и парами многих горючих веществ, таких как аммиак, нитробензол, ацетон, бензол, фенол, этанол, сероводород и др., поэтому при горении, например, очага ТП-5 большая дальность обнаружения теряет всякий смысл. Ложное срабатывание УФ-извещателей могут вызвать рентгеновские лучи, гамма-излучение, а также излучение, возникающее при электродуговой сварке, разряде молнии и высоковольтной дуге. Ультрафиолетовые датчики чувствительны к запыленности помещения, поэтому требуют постоянного ухода за чувствительным оптическим элементом. Нецелесообразно использовать их в помещениях, где в процессе производства выделяется пыль и горючие газы, в зонах резки металла, а также в покрасочных камерах и зонах В-I, В-II. Выбирая УФ-извещатель для своего объекта, поинтересуйтесь у производителя, каким образом решается проблема с воздействием на извещатель такого рода помех.

Инфракрасные датчики
Энергия в спектре у различных горючих веществ распределяется неравномерно — более 80% ее приходится на инфракрасную часть — самую большую часть спектра излучения. Все тела без исключения, твердые и жидкие, нагретые до определенной температуры, излучают энергию в инфракрасном спектре. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Мощным источником ИК-излучения является солнце, поэтому однодиапазонные извещатели пламени могут выдать ложный сигнал о пожаре из-за воздействия солнечных лучей. Такие датчики применяют только в простых условиях -там, где нет мощных источников помех: теневых зонах помещения или на складах хранения различных материалов, к тому же эти извещатели имеют очень доступную цену. Выделяя переменную составляющую интенсивности пламени (с помощью приемника излучения, который фиксирует низкочастотные колебания пламени в диапазоне от 2 до 20 Гц), можно с большей достоверностью судить об источнике пожара, так как в большинстве случаев в очагах возгорания присутствуют малые колебания. К тому же с помощью такого (частотного) метода обработки сигнала можно уйти от некоторых фоновых воздействий на извещатель. Однако попадание в поле зрения чувствительного элемента колеблющихся с аналогичной частотой световых приборов (мерцание мигалок, вращающиеся маячки на погрузчиках и спецтехнике) создает оптическую помеху для приборов этого типа. Проблема решается путем установки микропроцессорной обработки сигнала с использованием более сложных алгоритмов. Многодиапазонные датчики Использование в одном устройстве двух-трех ИК-каналов, работающих в разных диапазонах, решает проблему с мощными оптическими помехами. Логично, что, получив подтверждающую информацию из нескольких каналов, можно сделать правильный вывод об источнике излучения, поэтому комбинация нескольких ИК-каналов и микропроцессорной обработки делает многодиапазонные датчики наиболее совершенными и помехоустойчивыми. ИК-излучение хорошо проникает сквозь дым, пыль, гарь, копоть, загрязнения чувствительного элемента -такой тип датчиков незаменим в производственных цехах, ремонтных депо, на промышленных и особо ответственных объектах, в зо-нах В-I, В-II.

Многоспектральные датчики
Чтобы свести к минимуму количество ложных срабатываний, часть производителей выпускают датчики, реагирующие на два спектра излучения — ультрафиолетовый и инфракрасный. Здесь используется принцип спектральной селекции. Для реализации этого метода выбираются несколько приемников (или один матричный многодиапазонный), способных реагировать на излучение в различных участках спектров излучения источника. Как правило, такие датчики имеют высокую степень защиты оболочки, взрывобезопасное исполнение и используются на особо ответственных объектах нефтегазового комплекса.

Назначение фотоприемника

Не секрет, что главным элементом каждого извещателя является фотоприемник. От его характеристики будет зависеть обнаружительная способность извещателя, его спектральная чувствительность, конструктивные и эксплуатационные особенности и, конечно, стоимость прибора. Поэтому при выборе извещателя уделите пристальное внимание этому важнейшему элементу. Различные химические соединения, на основе которых изготовлен преобразователь, определят тип очага пламени, который будет обнаруживаться устройством. Стоимость чувствительного фотоэлемента будет зависеть от фирмы-производителя, а также от диапазона длин волн, улавливаемых им: чем больше длина волны в ИК-диапазоне, тем выше его стоимость, а соответственно и стоимость прибора. И еще: технические характеристики фотоприемника во многом определят устойчивость извещателя к перепадам температур, так как на сегодняшний день одним из главных преимуществ из-вещателей пламени (в специальном исполнении) остается возможность размещения их в неотапливаемых помещениях и на открытых площадках.

Выбор датчика в зависимости от типа помещения

Хотелось бы коснуться объектов, вызывающих большое количество вопросов. Согласно СП 5.13130-2009, в зданиях с массовым пребыванием людей, помещениях с вычислительной техникой, радиоаппаратурой, на АТС рекомендуется установка дымовых датчиков. Однако практика показывает, что в таких местах обязательно необходима комбинация дымовых датчиков и извещателей пламени. Здесь подойдут простые, однодиапазонные ультрафиолетовые и инфракрасные извещатели. В помещениях с хранением щелочных металлов и металлических порошков тот же документ рекомендует установку толь ко приборов контроля пламени. Однако достоверной информации о проведении испытаний на обнаружение очагов возгорания металла на сегодняшний день нет. Малоисследованными остаются и очаги возгорания газа, спектральные характеристики которого резко отличаются от очагов горения ЛВЖ. Поэтому, устанавливая датчики пламени в таких помещениях, обязательно обсудите все тонкости с представителями выбранного вами предприятия-изготовителя.

Возгорание различных материалов — очень сложный, непредсказуемый и постоянно изменяющийся процесс, поэтому производители сегодня сосредоточились на решении проблемы обеспечения нечувствительности извещателя к различным видам помех. Решить эту проблему раз и навсегда пока невозможно. Главное понять — ничего идеального нет. Нужно просто научиться грамотно выбирать датчик для своего объекта, учитывая все его особенности. Консультируйтесь с производителями — они всегда будут рады вам ответить!                            ¦

Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #4, 2009
Посещений: 19597

  Автор


 
Трубаева М.В.Специалист технической поддержки ООО «ППП «КБ Прибор»

Всего статей:  6

В рубрику «Пожарная безопасность» | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

УФО-В Облучатель ультрафиолетового и инфракрасного излучения ― «Пр-Мед»

Облучатель УФО предназначается для профилактического облучения
людей, находящихся долгое время без солнечного света. Прибор,
облучатель ультрафиолетовый бактерицидный, подходит и для взрослых, и
для детей для самостоятельного использования или для применения в
составе курса лечения в медицинских учреждениях.

Ультрафиолетовый облучатель – это настольный аппарат, состоящий из
основания и корпуса, в центре которого размещаются источник
ультрафиолетового излучения (дуговая ртутная трубчатая лампа низкого
давления ДРТ-125) и два источника инфракрасного излучения. Ресурс
работы лампы, которой оснащается облучатель ультрафиолетовый, составляет
около 1000 часов.

Облучатель ультрафиолетовый бактерицидный необходимо использовать,
ведущим сидячий образ жизни, он подходит для тех, кто редко гуляет на
улице.Также облучатель ультрафиолетовый бактерицидный рекомендуется
купить работникам Севера, шахтерам. Облучатель ультрафиолетовый помогает
эффективно бороться с недостатком солнечного света. Восполняя
недостаток солнечного света, необходимого для выработки витамина D в
организме, облучатель ультрафиолетовый поддерживает хорошее
самочувствие, сохраняет бодрость и общий тонус организма. Кроме этого,
облучатель является бактерицидным, то есть в самый опасный осенне-зимний
период обеспечивает защиту от воздействия болезнетворных
микроорганизмов.
Облучатель ультрафиолетовый бактерицидный работает, а вы – поправляете свое здоровье.

Продажа облучателей ультрафиолетовых осуществляется на выгодных
условиях. Интернет магазин «Радуга» предлагает облучатели, имеющие все
необходимые сертификаты качества, по доступным ценам. Здесь Вы можете
заказать доставку облучателя на дом или в офис.

Технические данные:

Источник УФ-излучения — лампа ДРТ-125

Расстояние до облучаемой поверхности — 80 см

Поверхность облучения на расстоянии 50 см — 600 кв. См

Сеть — 220 В, 50 Гц

Потребляемая мощность — 500 Вт

Допустимое рабочее время облучателя- 30 мин,

повторное включение — не ранее, чем через 15 мин.

Габариты — 230 х 210 х 160 мм

Масса — 1,7 кг

Медицинские показания по применению прибора:

Подострые и хронические негнойные воспалительные заболевания внутренних органов (особенно это касается дыхательной системы)

Заболевание суставов и костей с выраженным болевым синдромом

Заболевание периферической нервной системы, радикулит, плексит, невралгия, миозит

Последствия травм костно-мышечной системы

D3-гиповитаминоз

Вторичная анемия

Ожоги и обморожения, вялозаживающие раны и язвы

Утомление

Псориаз, экзема, витилиго, себорея, рожа

Желтуха новорожденных

Противопоказания:

Острые воспалительные заболевания

Нарушения мозгового кровообращения особенно в вертебробазилярном бассейне

Вегетативной дисфункции

Симпаталгия

Злокачественные новообразования

Заболевания печени и почек с выраженным нарушением функций

Гипертиреоз

Повышенная чувствительность к ультрафиолетовому излучения

Комплект поставки: облучатель, защитные очки — 2 шт. , паспорт.

Упаковка: картонная коробка 180 х 230 х 230 мм

Производитель: ООО «Элмаш-М», г.Саратов

Сертификат соответствия РОСС RU МЕ28.В01964 № 5980889

Электромагнитная битва: инфракрасное и ультрафиолетовое

Как вы, возможно, знаете, диапазон видимого света ROYGBIV (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго, фиолетовый) составляет только одну часть электромагнитного спектра, состоящего из электромагнитного излучения в диапазоне частот приблизительно 430–750 терагерц. Как только вы начинаете получать более низкую или более высокую частоту, чем эта, вы попадаете в область, невидимую для человеческого глаза, с разными длинами волн, которые производятся очень разными способами и оказывают уникальное воздействие на материю.Электромагнитное излучение, наиболее низкочастотное, чем видимый свет, называется инфракрасным , а электромагнитное излучение с наиболее высокой частотой называется ультрафиолетовым . Начиная с , 11:00 по восточноевропейскому времени 23 мая и в течение 24 часов, у вас будет возможность побороться на Eyewire за своего фаворита из двоих!

Инфракрасный

  • Частота волны колеблется от 300 гигагерц до 430 терагерц, достигая самого края видимого красного света, отсюда и название.
  • С точки зрения непрофессионала, инфракрасное излучение обычно создается теплом объектов, поэтому инфракрасные приборы «ночного видения» лучше всего подходят для того, чтобы попытаться различить более теплые объекты (обычно живые) и более холодные.
  • Инфракрасное излучение используется во всех профессиях. Метрологи используют его для измерения температуры облаков, астрономы используют его для таких вещей, как обнаружение планет вокруг звезд, а музеи и исследователи искусства используют его для изучения и восстановления старых картин.

Ультрафиолет

  • Частота волны колеблется от 750 терагерц до 30 петагерц, начиная с самого края видимого фиолетового света, отсюда и название.
  • Чем выше частота ультрафиолетового излучения, тем более энергичны его частицы и, следовательно, тем больше оно может ионизировать различные формы материи. Ионизация — это то, что вызывает повреждение клеток кожи и создает риск рака. И помните, не только Солнце излучает УФ! Такие вещи, как солярии, производят его искусственно. -13).Высота имеет значение? Амплитуда (или высота) электромагнитной волны пропорциональна ее интенсивности. Например, слабый и сильный рентгеновские лучи будут короче и выше соответственно. Исследуйте мир электромагметического излучения на этом графике, измененном по материалам xkcd.

    Для науки!

    Работа Даниэлы Гамба

    Связанные

    Почему я не вижу инфракрасный или ультрафиолетовый свет?

    С обзором и вкладом офтальмолога Эрнеста Бенда, доктора медицины (Форт-Милл)

    Люди могут видеть самые разные цвета в видимом спектре света.Но спектр света выходит за рамки красного и фиолетового, и эти лучи невидимы для человеческого глаза. Сегодня мы поговорим об инфракрасных и ультрафиолетовых лучах и о том, почему мы их не видим.

    Что такое видимый спектр?

    Прежде чем говорить о невидимом свете, давайте поговорим о том, что мы можем. Спектр видимого света — это часть электромагнитного спектра, которую может обнаружить человеческий глаз. Колбочки в наших глазах действуют как приемники излучения с длинами волн от 380 до 700 нанометров.Это включает красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый и все цвета между ними.

    Что такое инфракрасный свет?

    Инфракрасные волны — это часть светового спектра, которая следует за красным. Они имеют более длинные волны, чем видимый свет, от 700 нанометров до одного миллиметра. Это делает их невидимыми для человека практически в любых условиях. Однако есть ограниченные ситуации, когда люди могут видеть инфракрасный свет. Если в глаз попадают концентрированные всплески, они могут восприниматься как вспышка зеленого света.

    Инфракрасные лампы обычно используются в пультах дистанционного управления. Они также используются в тепловизионных камерах или очках ночного видения, потому что инфракрасное излучение можно определить как тепло. Если вы когда-либо видели разноцветные изображения с тепловизионной камеры, вы видите, что эти устройства интерпретируют инфракрасные волны так, как их могут видеть люди.

    Инфракрасный свет часто используется в астрономии, поскольку он может воспринимать объекты, которые были бы слишком слабыми для обнаружения в видимом свете.

    Хотя людям трудно видеть инфракрасный свет, некоторые животные, такие как змеи и клопы, могут его обнаружить.

    Что такое ультрафиолет?

    Ультрафиолетовый свет — это тип электромагнитного излучения, предшествующий фиолетовому цвету в световом спектре. Солнце — самый известный источник ультрафиолетовых лучей.

    Ультрафиолетовый свет имеет более короткие длины волн, чем видимый свет, от 10 до 400 нанометров. Несмотря на то, что мы невидимы для людей, как и в случае с инфракрасным светом, мы можем видеть эффекты. Например, если вы когда-либо наблюдали, как черный свет меняет цвета плаката, или видели, как кассир в банке использовал его для обнаружения фальшивых денег, вы наблюдаете эффекты ультрафиолетового света.И хотя сами лучи не видны, именно ультрафиолетовые лучи заставляют кожу людей загорать на солнце.

    Как и инфракрасный свет, некоторые животные могут видеть ультрафиолетовые лучи. Пчелы, например, могут видеть эту часть спектра.

    Могут ли эти лучи навредить мне?

    Даже если вы не видите их, инфракрасные и ультрафиолетовые лучи могут стать причиной травм.

    «Как инфракрасный, так и ультрафиолетовый свет могут повредить рецепторы света в глазу», — сказал доктор медицинских наук, офтальмолог CEENTA Эрнест Бхенд.«Обязательно используйте надлежащие средства защиты глаз, чтобы защитить глаза от этого повреждения, особенно хорошие солнцезащитные очки, блокирующие УФ-лучи, если вы находитесь на ярком солнечном свете».

    Хотя инфракрасный и ультрафиолетовый свет невидимы для человеческого глаза, люди все же могут увидеть множество вещей. Не стесняйтесь посетить офтальмолога CEENTA, чтобы убедиться, что вы видите их все как можно лучше.

    Этот блог предназначен только для информационных целей. По конкретным медицинским вопросам обращайтесь к врачу. Вам нужен глазной экзамен? Звоните 704-295-3000. Вы также можете записаться на прием онлайн или через myCEENTAchart.

    Края радуги

    Аннотация

    Ближний инфракрасный (ближний ИК) и ближний ультрафиолетовый (ближний УФ) диапазоны волн фланкируют видимый спектр света. Их связь с видимым диапазоном волн показана на рис.1.1, наряду с коротко описанным диапазоном волн SWIR. Химический состав наших глаз ограничивает наше цветовое зрение; У фотонов ближнего ИК-диапазона недостаточно энергии, чтобы стимулировать наши глаза, а линзы наших глаз блокируют ближний УФ-свет. Хотя мы не можем видеть эти «цвета» света, они являются близкими родственниками тем, которые мы видим. Оптические свойства стекла и фотопленки в ближнем ИК и ближнем УФ диапазонах волн достаточно похожи на их свойства в видимом диапазоне волн, чтобы ученые могли получать изображения в ближнем ИК и ближнем УФ диапазонах волн с использованием специальных фильтров и фильмы уже почти век. Эти модифицированные системы камер открывают удивительный вид на знакомые предметы и материалы. Измененный вид знакомого или откровение невидимого — суть чужого видения; то есть отображение мира в световых диапазонах, которые человеческий глаз не видит. «Инопланетное зрение» предполагает внеземных существ, которые видят невидимым светом, однако вокруг есть знакомые существа, которые видят свет, который мы не можем. Например, бабочки, птицы и пчелы чувствительны к ультрафиолетовому излучению.Ультрафиолетовое зрение довольно распространено в животном мире, особенно среди беспозвоночных. На самом деле, существует множество примеров маркировок и узоров на животных и растениях, которые действуют как сигналы или подсказки для животных с ближним УФ-зрением. Эти отметки были неизвестны до появления технологии ультрафиолетового изображения в начале 20 века.

    Свет как в ближнем ИК, так и в ближнем УФ диапазонах волн легко генерировать с помощью призмы. Впустите узкий луч солнечного света в затемненную комнату. Поместите стеклянную призму на стол так, чтобы она пересекала луч света, и поместите белый экран за призмой. Призма преломляет или изгибает световые лучи в зависимости от их цвета, при этом красный изгиб меньше всего, а фиолетовый — больше всего.

    Онлайн-доступ к электронным книгам SPIE ограничен подписавшимися учреждениями.

    Опасности ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения

    Сварочная дуга испускает излучение в трех основных диапазонах: —

    Таблица 1

    Тип Длина волны
    (нанометров)
    Инфракрасное (тепло) > 700
    Видимый свет 400-700
    Ультрафиолетовое излучение <400

    Эти виды излучения не вызывают ионизацию тканей тела, но они все же могут вызывать повреждение систем и мембран организма.

    Ультрафиолетовое излучение (УФ)

    UV генерируется всеми дуговыми процессами. Избыточное воздействие ультрафиолета вызывает воспаление кожи и, возможно, даже рак кожи или необратимое повреждение глаз. Однако основной риск у сварщиков — воспаление роговицы и конъюнктивы, известное как «дуговая глазка» или «вспышка».

    Дуговый глаз

    Дуговой глаз возникает под действием УФ-излучения. Это повреждает самый внешний защитный слой клеток роговицы. Постепенно поврежденные клетки умирают и выпадают из роговицы, открывая высокочувствительные нервы в подлежащей роговице и сравнительно шероховатой внутренней части века.Это вызывает сильную боль, обычно описываемую как «песок в глазу». Боль становится еще более острой, если на глаз попадает яркий свет.

    Дуговой глаз появляется через несколько часов после экспонирования, что, возможно, даже не было замечено. Симптом «песок в глазу» и боль обычно длится 12–24 часа, но в более тяжелых случаях могут длиться дольше.

    К счастью, глазная дуга — это почти всегда временное состояние. В маловероятном случае длительного и часто повторяющегося воздействия может произойти необратимое повреждение.Человек должен быть упрямым и / или глупым, чтобы позволить себе неоднократно подвергаться таким рискам для глазной дуги без принятия некоторых мер предосторожности.

    Лечение дугового глаза простое, отдых в темном помещении. Различные успокаивающие обезболивающие глазные капли могут вводить квалифицированный специалист или отделения неотложной помощи. Они могут обеспечить почти мгновенное облегчение.

    Ультрафиолетовое воздействие на кожу

    УФ-излучение от дуговых процессов не вызывает эффекта потемнения, как при солнечном ожоге; но вызывает покраснение и раздражение, вызванные изменениями мельчайших поверхностных кровеносных сосудов.В крайних случаях кожа может сильно обгореть и образоваться волдыри. Покрасневшая кожа может умереть и отслоиться примерно через день. В случае интенсивного длительного или частого воздействия может развиться рак кожи, но у сварщиков мало свидетельств этого.

    Видимый свет

    Интенсивный видимый свет, особенно приближающийся к длинам волн УФ или «синего света», проходит через роговицу и хрусталик и может ослеплять, а в крайних случаях повреждать сеть оптически чувствительных нервов на сетчатке.Длины волн видимого света, приближающиеся к инфракрасному, имеют немного разные эффекты, но могут вызывать похожие симптомы. Эффекты зависят от продолжительности и интенсивности и до некоторой степени от естественных рефлекторных действий человека, направленных на закрытие глаза и исключение падающего света. Обычно это ослепление не дает длительного эффекта, но считается, что у сварщиков постепенно снижается их способность адаптироваться к экстремальным условиям освещения.

    Инфракрасное излучение

    Инфракрасное излучение имеет более длинную волну, чем частоты видимого света, и воспринимается как тепло.Основная опасность для глаз заключается в том, что длительное воздействие (в течение нескольких лет) вызывает постепенное, но необратимое помутнение хрусталика. К счастью, инфракрасное излучение, излучаемое обычной сварочной дугой, вызывает повреждение только на сравнительно небольшом расстоянии от дуги. При воздействии дугового тепла на коже вокруг глаз возникает немедленное жжение. Естественная реакция человека — переместиться или укрыться, чтобы предотвратить нагревание кожи, что также снижает воздействие на глаза.

    Существует очень мало свидетельств того, что сварщики могут подвергаться воздействию излучения необходимой интенсивности, достаточного для образования катаракты хрусталика под действием инфракрасного излучения.Газокислородная резка также может излучать высокие уровни инфракрасного излучения, поэтому всем, кто постоянно занят в процессах нагрева или термической резки, рекомендуется надевать противовоспламеняющую или ударопрочную защиту для глаз.

    Как избежать опасностей

    Несмотря на то, что УФ-, видимое и инфракрасное излучение оказывает разное воздействие, существует один общий механизм защиты, который является полностью эффективным; это должно обеспечить барьер для предотвращения попадания излучения на чувствительные поверхности. Поэтому сварщик должен быть оснащен защитным оборудованием, указанным ниже. Не следует забывать, что излучение может отражаться от блестящих поверхностей, и было зарегистрировано несколько случаев возникновения дуги, вызванных нежелательными отражениями. Стены и т. Д. Рабочей зоны должны иметь матовую поверхность.

    Защита глаз

    Сварщик защищает глаза с помощью стеклянного светофильтра, поглощающего излучение опасной длины волны и ограничивающего видимый свет, чтобы он мог видеть процесс сварки.Существует два основных типа: постоянные фильтры и светочувствительные фильтры, которые быстро реагируют на падающий свет от дуги и затемняют.

    BS EN169 определяет диапазон постоянных оттенков фильтров с постепенно увеличивающейся оптической плотностью, которые ограничивают воздействие излучения, испускаемого различными процессами при разных токах. Следует подчеркнуть, что номера оттенков, указанные в стандарте, и соответствующие диапазоны тока являются ориентировочными.

    Собственные предпочтения оператора и приложения следует учитывать при выборе номера оттенка для конкретной задачи.Стандартные фильтрующие стекла теперь отмечены знаком CE, свидетельствующим о том, что они прошли независимые испытания на соответствие всем требованиям стандарта.

    BS EN 379 определяет требования к светочувствительным линзам переменной плотности, которые сейчас доступны. Их можно использовать с полной уверенностью, поскольку в стандарте есть требования к отказоустойчивости: даже если линза не потемнеет при зажигании дуги, может возникнуть ослепление, но не приведет к необратимому повреждению глаз. Основным преимуществом таких реактивных линз является способность сварщика правильно видеть и размещать электрод перед зажиганием дуги.Это может значительно снизить количество дефектов возникновения дуги.

    Несмотря на то, что влияние дугового разряда и другие радиационные эффекты представляют собой наиболее значительную опасность для сварщиков, более половины всех травм глаз вызваны летящими частицами шлака, шлифованием, сколами и т. Д. Поэтому настоятельно рекомендуется, чтобы все, кто работал рядом с дуговой сваркой во время занятий следует использовать средства защиты глаз, даже если искрение прекратилось.

    Защита головы и лица

    Очки с фильтром относительно малы и устанавливаются в темный непрозрачный экран, их можно держать в руке или поворачивать на повязке на голову, чтобы ее можно было поднять или опустить движением головы.Экран должен быть спроектирован так, чтобы защищать все лицо, уши и части шеи от прямого излучения дуги. BS EN 175 устанавливает требования для основных типов.

    Перчатки / рукавицы

    Руки обычно являются самой близкой частью тела к дуге и обрабатываемой детали. Поэтому важно, чтобы перчатки сварщика обеспечивали теплоизоляцию, а также блокировали УФ и видимые частоты. Перчатки должны закрывать руку и запястье и перекрывать рукава.

    При использовании ручной дуговой сварки и процессов MIG / MAG разбрызгивание также может быть проблемой, и поэтому перчатки должны быть устойчивы к проникновению капель расплавленного металла. Совместное воздействие ультрафиолета и озона может быстро разрушить многие материалы перчаток. Долговечность материала должна приниматься во внимание в соответствии с требованиями управления технологическим процессом. Например, плотно сплетенные хлопчатобумажные или мягкие кожаные перчатки могут быть идеальными для слаботочной сварки TIG, где требуется аккуратное управление горелкой, но при этом мало тепла и не образуются брызги.Для большинства других процессов дуговой сварки, которые выделяют высокий уровень излучения и брызг, требуются более тяжелые или прочные перчатки.

    Одежда

    Практически любая прочная непрозрачная ткань темного цвета блокирует ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. Однако, как и в случае с перчатками, повреждение брызгами и комбинированное воздействие УФ / озона могут быть значительными, в зависимости от области применения. Одежда сварщика должна закрывать все части тела, рук, шеи и груди, которые в противном случае могут быть подвержены прямому воздействию дугового излучения.

    Сверхпрочный хлопковый комбинезон обычно является минимумом, необходимым для защиты. Искусственные волокна и пластмассы не подходят, так как они могут расплавиться от брызг или даже от инфракрасного излучения. Британский стандарт BS EN 470-1 определяет конструктивные особенности и устойчивость к брызгам одежды, подходящей для сварщиков.

    Важно, чтобы сварщик не перегрелся. Он будет находиться рядом с источником сильного тепла, и полный костюм тяжелой защитной одежды может значительно увеличить его дискомфорт.Эффективна местная защита в виде фартуков, капюшонов, накидок, гетр, полупальцов или наколенников из хромированной кожи. Таким образом, при необходимости может быть обеспечена надлежащая степень защиты, а остальная часть тела сварщика может быть защищена адекватно и сравнительно недорого, например, с помощью спецодежды.

    Обувь, обычно не подвергающаяся радиационному воздействию, также важна. Он должен быть в состоянии противостоять расплавленным брызгам, падающим на него сверху или наступающим на подошву, которая плавится. Ботинки с носком, предотвращающим раздавливание, рекомендуются для всех процессов, кроме сварки TIG, где обувь (с защитными носками) может подойти.

    Защита помощников сварщика

    Каждый, кто регулярно работает в пределах 2 м от сварочной дуги, должен быть защищен от воздействия на кожу и глаза так же, как и сварщик. У него должен быть по крайней мере комбинезон, перчатки и щиток для рук или головы, если требуется, чтобы смотреть на дугу. Кроме того, у него должны быть очки с защитой от вспышек с боковыми вставками для защиты от случайной дуги для глаз.Та же рекомендация применима к одному сварщику, работающему относительно близко от другого. Сварщики часто страдают от воздействия дуги из-за непреднамеренного воздействия не своей дуги, а дуги другого сварщика, работающего на расстоянии одного или двух метров от них.

    Тонированные очки с защитой от бликов могут быть выбраны из BS EN 169, например, номер шкалы 1,2–4. Если помощник должен работать на таком же расстоянии от дуги, что и сварщик, то для помощника следует выбрать тот же номер фильтра, что и для сварщика.

    BS EN 175 содержит подробную информацию о характеристиках прочности и ударопрочности для различных типов средств защиты глаз / лица.

    Контактные линзы

    Сообщения о том, что излучение от дуговых процессов может сплавлять контактные линзы с глазом, полностью безосновательны. Медицинская консультативная служба Великобритании по трудоустройству и другие исследовали этот вопрос и опубликовали заявления, в которых говорится, что нет риска прилипания контактных линз к роговице из-за падающего излучения от сварки.

    Однако у тех, кто носит контактные линзы, может возникнуть дуга глаза, и они должны немедленно снять линзу, если почувствуют дискомфорт, который может возникнуть через несколько часов после фактического воздействия. Сварка также подвергает глаза воздействию тепла и пыли, поэтому, возможно, придется снимать и мыть линзы чаще, чем обычно.

    Защита глаз для других людей

    Там, где это практически возможно, должны быть предусмотрены экраны, стены или перегородки для предотвращения попадания излучения дуги в глаза других людей, работающих или проходящих через эту зону. Перегородки или стены должны быть окрашены в матовые цвета, чтобы минимизировать блики и блики.

    Экраны или шторы могут быть либо стационарно закреплены, либо на переносных рамах, где сварка может выполняться в различных местах магазина. У сварщиков можно приобрести гибкий полупрозрачный пластиковый материал, который положительно отфильтрует УФ-блики и другое вредное бело-голубое излучение.

    Очевидно, непрозрачные текстильные или пластиковые материалы также задерживают излучение и обеспечивают полную защиту, но они также ограничивают видимость.

    Самые жесткие окна из поликарбоната или даже обычные стеклянные окна также будут отражать или поглощать достаточно вредного излучения, чтобы не повредить глаза человеку, наблюдающему дугу через материал. Однако очевидно, что блики будут передаваться и могут вызвать ослепление, если наблюдатели и окна находятся слишком близко (то есть ближе 3 м от дуги). Если такие материалы будут использоваться для длительного наблюдения за дугой, следует попросить поставщика подтвердить, что материал подходит.

    Если никакие экраны или окна невозможны, то безопасность должна быть обеспечена таким образом, чтобы незащищенным наблюдателям не разрешалось приближаться ближе чем на 10 м к дуге.На таком расстоянии даже умышленный наблюдатель, который настаивает на том, чтобы смотреть на дугу в течение, скажем, 10 минут, будет только ослеплен.

    Список литературы

    1. Средства индивидуальной защиты глаз. Фильтры для сварки и родственных технологий. Требования к светопроницаемости и рекомендуемое использование.
    2. Средства индивидуальной защиты глаз — Сварочные наполнители
    3. BS EN 470-1 Защитная одежда для использования при сварке и родственных процессах
    4. BS EN 175 Средства индивидуальной защиты — Оборудование для защиты глаз и лица во время сварки и родственных процессов
    5. BS EN 166 Средства индивидуальной защиты глаз — спецификации
    6. IIS / IIW-1161-92 Повреждение глаз излучением при дуговой сварке
    7. IIS / IIW-1082-90 Повреждения глаза сварщика

    Действие ультрафиолетового излучения, видимого света и инфракрасного излучения на эритему и пигментацию: обзор

    Солнце дает нам свет и тепло. Однако это также источник радиации, который может оказать негативное влияние на наше здоровье, когда мы слишком подвержены ему.

    Спектр излучения, получаемого на Земле от Солнца, включает инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучение. Спектр света варьируется от фиолетового до красного, как на радуге. Рядом с фиолетовым цветом находится ультрафиолет (УФ). Это излучение, передержка которого может нанести вред человеку. На другом конце спектра видимого света, рядом с красным, находится инфракрасный.Это излучение, создающее тепло.

    Это важный момент, который нужно понять, потому что многие люди думают о тепле и УФ-излучении как об одном и том же. На самом деле они представляют разные области спектра и исходят от солнца в разных пропорциях.

    Когда солнца не видно, мы не получаем УФ-излучение. По мере восхода солнца уровень УФ-излучения увеличивается, пока не достигает пика в солнечный полдень, когда солнце находится прямо над нами.

    Часто более холодные дни приводят к сильным солнечным ожогам, потому что уровень УФ-излучения высокий, а температура — нет. Может быть трудно мысленно отделить тепло от ультрафиолета, потому что, когда жарко, наша кожа действительно ощущает жжение, но на самом деле тепло, которое мы чувствуем, — это инфракрасное излучение, которое не вызывает солнечных ожогов. Повреждающее УФ-излучение невидимо и не ощущается. Это также объясняет, почему летом в полдень все еще может быть 35 градусов тепла, но вероятность получения солнечных ожогов гораздо меньше. Фактически, даже в середине лета в Перте уровень ультрафиолетового излучения после 17:00 каждый день обычно достаточно низок, чтобы навредить вам.

    И наоборот, когда в Перте прохладная погода в середине зимы, может возникнуть необходимость в применении защиты от солнца, поскольку уровень УФ-излучения может повышаться до 3 или выше.

    Понимание разницы между ультрафиолетом и теплом, а также понимание ультрафиолетового индекса и времени, в течение которого вы находитесь в зоне риска, а также принятие мер защиты от солнца могут значительно снизить риск рака кожи в будущем.

    2. Как свет, инфракрасное и УФ-излучение взаимодействует с кожей и глазами?

    Взаимодействие с кожей и глазами зависит от длины волны
    радиация
    Источник: GreenFacts

    3.3. Физические и биофизические предпосылки светочувствительности

    3.3.1. Физический фон

    Мощность (энергия, излучаемая в секунду) источника излучения равна
    выражается в ваттах (Вт), а свет выражается в люменах (лм) до
    учитывать различную чувствительность глаза к разным
    длины волн света. Соответствующие производные единицы — это
    яркость источника, Вт / м 2
    (лм / м 2 ) в определенном направлении на стерадиан (единица измерения
    телесный угол; вокруг 4 π стерадиан), а освещенность
    (освещенность) поверхности, Вт / м 2 (лм / м 2
    или люкс).

    Человеческий глаз не регистрирует точный спектральный состав
    света, но воспринимает цвет на основе трех видов
    рецепторы с разной спектральной чувствительностью. Из-за
    важность солнца, как источника света широкого спектра, все
    технические источники можно охарактеризовать как их «коррелированные
    Цветовая температура », которая соответствует температуре поверхности
    «радиатора черного тела» (солнце или звезда), который генерирует аналогичный
    восприятие цвета человеком-наблюдателем. Типичная лампа накаливания
    освещение 2700К, желтовато-белое. Галогенное освещение есть
    3000K, а дневной свет составляет около 5000K.

    Коррелированная цветовая температура — важная
    характеристика воздействия света на человека-наблюдателя и
    по пути человек-наблюдатель пленка или цифровые камеры фиксируют
    изображения предметов и декораций.Очевидно, через зрение это
    также влияет на распознавание и восприятие внешних раздражителей
    что приводит к множеству эффектов у людей.

    Электромагнитное излучение, такое как свет, может через ряд
    процессов, взаимодействуют с веществом, где упругие процессы (т. е.
    без потери энергии при движении) имеют очень ограниченный эффект
    на атомах и молекулах,
    тогда как неупругие процессы будут передавать энергию фотона («фотон
    абсорбция »), что может
    возбуждать электроны к более высоким
    уровни энергии в атомах и, таким образом, приводят к вторичным процессам, таким как
    в качестве:

    • Теплообразование («рассеяние»)
    • Флуоресценция / Фосфоресценция / Радикальное образование /
      Световая химическая реакция
    • Ионизация (эмиссия электронов из атома или
      молекула)

    Поглощение
    электромагнитное излучение обычно связано с нагреванием
    обнаженная ткань, которая
    в основном косвенные последствия. Однако излучение более коротких
    длины волн из-за более высокой характеристической энергии фотонов
    возбуждать электроны так, чтобы
    инициируются химические процессы, которые могут иметь вредную сторону
    последствия. Хорошо известный механизм — пагубное воздействие УФ-излучения.
    радиация на живых
    клетки.

    Ионизирующее излучение состоит из фотонов высокой энергии, которые могут
    отщеплять (ионизировать) хотя бы один электрон от атома или
    молекула. Ионизирующая способность
    зависит от энергии отдельных фотонов, а не от их
    номер. Способность фотонов ионизировать атом или молекулу
    варьируется в зависимости от
    электромагнитный спектр. Рентгеновские лучи и гамма-лучи могут
    ионизировать практически любую молекулу или атом; дальний ультрафиолетовый свет может
    ионизировать многие атомы и
    молекулы; около УФ,
    видимый свет, ИК,
    микроволны и радиоволны — неионизирующее излучение.

    Ионизация начинается с длин волн короче 200
    нм и требует не менее 6 эВ,
    но более вероятно до 33 эВ (Холл и Джачча, 2006).An
    исключение составляет ионизация (импульсными) лазерами с высокой
    интенсивности (> 1011 Вт / см 2 ; Робинсон 1986).
    Существуют значительные биологические эффекты ионизации, когда
    наиболее важной целью является
    ДНК (разрывы цепи и
    хромосомные аберрации). Такое повреждение ДНК может привести к
    мутации и, следовательно,
    индукция рака.
    Важно, однако, что ионизация обычно не вызывается излучением в видимом / ИК / УФ-диапазоне с длинами волн более 200 нм.

    3.3.2. Взаимодействие света и ткани

    Как солнечный свет на воде, УФ-, видимое и ИК-излучение может быть
    частично отражается от внешней поверхности кожи и глаз,
    и когда он проникает в
    ткань может рассыпаться
    в разных направлениях (в том числе назад) от микроскопических
    частицы и структуры, такие как волокна (например,г. , присутствует в
    дерма кожи). В ткани также может быть излучение.
    поглощены различными
    молекулы. В сравнении с
    УФ и длинноволновое ИК излучение,
    видимое излучение
    обычно не сильно поглощается основной тканью, но
    сильно усваивается некоторыми компонентами, такими как пигменты и кровь.Чистый результат обратного рассеяния и поглощения видимого излучения
    определяет цвет кожи, белизну наших глаз и
    разноцветные радужки, которые мы видим (снова появляется слишком мало света
    от ученика, кроме фотографий, сделанных с сильной вспышкой
    свет направлен прямо в глаза). Длинноволновый ИК
    излучение не рассеивается, а сильно поглощается водой —
    основная составляющая мягкого
    ткани — и это
    способствует возникновению ощущения тепла при воздействии на кожу
    Солнечный свет. Ультрафиолетовая радиация,
    особенно с короткими длинами волн, сильно поглощается объемным
    ткани, то есть органическими молекулами, такими как
    белки, липиды и
    ДНК. Большая часть УФ-В
    поэтому излучение поглощается самыми внешними поверхностными
    слой (эпидермис
    кожа).Поглощенная энергия УФ-излучения не только
    превращается в «тепло» (т.е. тепловую энергию от повышенного
    движение молекул), как и в случае с ИК-излучением, но
    также может управлять фотохимическими реакциями. В глазу видно
    излучение поглощается специальными фотопигментами, которые вызывают
    электрохимические раздражители для зрительных нервов, позволяющие нам видеть,
    но потенциально также может быть посредником в побочных эффектах.

    За некоторыми исключениями (прежде всего с образованием
    пре-витамин D3), большинство фотохимических реакций, вызванных УФ
    Радиация в коже и глазах губительна:
    белки и
    ДНК повреждается и
    дисфункциональный, либо из-за прямого поглощения УФ-излучения, либо из-за
    быть поврежденным на промежуточном этапе, например, в результате реакции
    формы кислорода, образующиеся из другого УФ-поглощающего
    молекула.Следовательно, UV
    радиацию можно считать вредной. Сильно поврежден
    клетки умрут и
    разобрать хорошо организованным способом (процесс, названный
    апоптоз). Большое количество клеток в апоптозе может вызвать
    заметные дефекты, которые буквально появляются через несколько дней
    процесс, известный как «пилинг».К счастью, наша кожа в порядке
    адаптированы к повреждениям, вызванным ультрафиолетом, которые также возникают при воздействии
    солнце. Клетки реагируют, вырабатываются сигналы тревоги (например, стресс
    ответы опосредованы каскадами
    молекулярные реакции), и
    поврежденные молекулы и
    клетки ремонтируются или заменяются.Ультрафиолетовое повреждение и тревога
    сигналы могут вызвать
    воспалительная реакция
    (привлечение иммунных клеток из крови к месту токсичного
    оскорбление) как часть нормальной реакции кожи на солнечный ожог, или
    снежная слепота (или
    вспышка сварщика) в глаза (покраснение вызвано расширением
    поверхностных кровеносных сосудов, и некоторый отек возникает из-за
    более высокой проницаемости стенок сосуда, способствующей
    торговля лейкоцитами).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *