| ΣΥΝΤΑΚΤΗΣ | ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ | ΕΚΔΟΣΗ | ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΓΓΡΑΦΟΥ |
|---|---|---|---|
| Δρ Gerard McGranaghan | 14 2014 Οκτωβρίου | V1.1 | CC11 - 00041 |
Εισαγωγή
Το παρόν έγγραφο αποτελεί μια σύντομη επισκόπηση των πληροφοριών σχετικά με την υπέρυθρη θέρμανση ανθρώπων και ζώων, που κανονικά ονομάζεται θέρμανση θέρμανσης. Εξηγεί την επιστημονική λογική πίσω από τη χρήση υπέρυθρης ακτινοβολίας μεσαίου και μακρού κύματος όταν χρησιμοποιείται για θέρμανση άνεσης.
Η υπέρυθρη ακτινοβολία χρησιμοποιείται ως θέρμανση άνεσης για τη θέρμανση ανθρώπων και ζώων. Οι άνθρωποι και τα ζώα εκτίθενται σε υπερύθρες σχεδόν καθημερινά μέσω του ήλιου και έχουν αναπτύξει ειδικούς μηχανισμούς μέσα στο δέρμα τους για να μεγιστοποιήσουν το όφελος από αυτή την πηγή. Η γνώση αυτών των μηχανισμών και χαρακτηριστικών θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή του τύπου θερμαντήρα για θέρμανση άνεσης. Παρά την υψηλή ένταση και την ισχυρή θερμική επίδραση των θερμαντήρων μικρών κυμάτων, το παρόν έγγραφο εξηγεί τα μειονεκτήματα και τα προβλήματα υγείας που μπορεί να προκαλέσει η χρήση θερμαντήρων μικρού μήκους κύματος.
Ιστορικό
Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι μη ιονίζουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μέσα στα μήκη κύματος του 780nm σε 1mm. Μέσα σε αυτή την ευρεία ζώνη συχνοτήτων, συχνά υποδιαιρείται περαιτέρω σε τρεις περιοχές, IR-A, IR-B και IR-C κατηγοριοποιούνται ως εξής
- IR-A: 700nm-1400nm (0.7μm-1.4μm)
- IR-B: 1400nm-3000nm (1.4μm-3μm)
- IR-C: 3000nm-1mm (3μm-1000μm)
Η υπέρυθρη ακτινοβολία προκαλεί μια επίδραση θέρμανσης όταν επιτίθεται σε μια επιφάνεια, στην περίπτωση θέρμανσης άνεσης αυτό είναι συνήθως το δέρμα. Ωστόσο, δεν μετατρέπεται σε υπέρυθρη ακτινοβολία η θερμότητα. Μπορεί να είναι όλη η υπέρυθρη ακτινοβολία
- Απορροφάται
- Μεταδόθηκε
- Ανταπόκριση
Η ποσότητα εξαρτάται από την επιφάνεια και τα χαρακτηριστικά του υλικού. Το IR που αντανακλάται δεν μετατρέπεται σε θερμότητα, ενώ το IR που απορροφάται μετατρέπεται απευθείας σε θερμότητα. Το IR που μεταδίδεται μπορεί να μετατραπεί εν μέρει σε θερμότητα ανάλογα με το πάχος του στόχου και πόση ακτινοβολία μπορεί να περάσει. Τα βραχύτερα μήκη κύματος είναι συνήθως πιο μεταδιδόμενα και συνεπώς διαπεραστικά, ενώ η υπέρυθρη ενέργεια μεσαίων και μεγάλων κυμάτων συνήθως διεισδύουν λιγότερο μετατρέποντας το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας τους στη θερμότητα στην μικρο-περιοχή της επιφάνειας.
Απορρόφηση
Όσον αφορά το ανθρώπινο σώμα, η απορρόφηση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τα χαρακτηριστικά του δέρματος. Το δέρμα απορροφάται κυρίως λόγω της περιεκτικότητάς του σε νερό 80% ή / και ως εκ τούτου έχει ένα φάσμα απορρόφησης όπως το νερό (Robinson 2014). Στην Εικόνα 1 παρακάτω, από τις τρεις βιολογικά σημαντικές ζώνες, το IR-A και το IR-B έχουν χαμηλότερη απορρόφηση σε σύγκριση με το IR-C. Αυτό σημαίνει ότι τα IR-C και IR-B που εμφανίζονται σε μεγαλύτερα μήκη κύματος απορροφώνται καλύτερα από το ανθρώπινο δέρμα. Αυτό μεταφράζεται σε πιο αποτελεσματική θέρμανση των ανθρώπων μέσω αυτών των ζωνών μεγάλου και μεσαίου κύματος. Φυσικά, χρησιμοποιώντας ένα θερμαντήρα που παράγει IR-A θα θερμαίνει ακόμα το δέρμα, αλλά θα είναι λιγότερο αποτελεσματικό καθώς το δέρμα δεν απορροφά επίσης.
Αντανακλαστικότητα
Το δέρμα μπορεί να αντικατοπτρίζει και την ακτινοβολία IR και πάλι αυτό εξαρτάται έντονα από το μήκος κύματος. Στην εικόνα 2 φαίνεται ότι το δέρμα έχει υψηλή ανάκλαση σε βιολογικά σημαντικές ζώνες IR-A και αυτό μειώνεται και οριοθετείται στις ζώνες IR-B και IR-C.
Αυτό σημαίνει ότι από όλες τις υπέρυθρες ακτινοβολίες που χτυπάνε το δέρμα, μια μεγάλη αναλογία IR-A (ακτινοβολία μικρού μήκους) θα αντανακλάται και συνεπώς δεν θα προκαλέσει θέρμανση.
Επομένως, το υπέρυθρο στα μεγαλύτερα μήκη κύματος βοηθά ευνοϊκά με υψηλή απορρόφηση και χαμηλή ανάκλαση που είναι δύο βασικές ιδιότητες που απαιτούνται για την αποτελεσματική θέρμανση ενός στόχου. Αντίθετα, το υπέρυθρο στα μικρότερα μήκη κύματος δεν απορροφάται καλά και αντανακλάται από την επιφάνεια του δέρματος.
Κιβώτιο ταχυτήτων
Τέλος, το δέρμα μπορεί επίσης να μεταδίδει ακτινοβολία και είναι και πάλι συνάρτηση του μήκους κύματος. Στην πραγματικότητα, για σχεδόν IR (~ 1.2 μm, δηλαδή κοντά στο τέλος του IR-A) περίπου 65% IR μπορεί να φθάσει στο χόριο (Schroeder et al., 2008). Πέρα από το 2 μm το δέρμα είναι αδιαφανές. Στην πραγματικότητα, παρά το γεγονός ότι το δέρμα θα θερμανθεί με IR-A που υπερνικά την υψηλή ανακλαστικότητα του δέρματος, το εγγύς IR είναι δυνητικά πιο επικίνδυνο από το μέσο και το μεγάλο IR, επειδή μπορεί να διεισδύσει στην δερματική περιοχή του δέρματος και να προκαλέσει μεγαλύτερο τραυματισμό.
Ως εκ τούτου, το βιολογικά σημαντικό IR-C έχει υψηλή απορρόφηση, χαμηλή ανακλαστικότητα και χαμηλή διαπερατότητα, τα οποία είναι προς όφελος της θέρμανσης του δέρματος, το οποίο μεταδίδει τελικά τη θερμότητα στο εσωτερικό του σώματος με διάχυση στον ψυχρότερο εσωτερικό ιστό. Είναι επίσης η εγγενώς ασφαλέστερη ζώνη συχνοτήτων και γι 'αυτό η υπέρυθρη IR συνήθως στοχεύει στα μεγαλύτερα μήκη κύματος (άνετα στις περιοχές IR-B και IR-C)
Υγεία
Εκτός από τον άμεσο κίνδυνο επαφής με τον ίδιο τον θερμαντήρα, η υπέρυθρη ακτινοβολία μικρού κύματος υψηλής έντασης μπορεί να προκαλέσει θερμικά εγκαύματα εάν το δέρμα λάβει πολύ μεγάλη έκθεση για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα ή η μονάδα θερμαντήρα είναι τοποθετημένη πολύ κοντά στον στόχο. Αυτά τα αποτελέσματα γήρανσης είναι γνωστά από τους βραχίονες και τα πρόσωπα των φούρνων γυαλιού (Cho et al 2009). Μπορεί να προκληθεί βλάβη στα μάτια για μεγάλο χρονικό διάστημα, γι 'αυτό συνιστώνται γυαλιά ή χρονικά όρια (Voke 1999). Το IR είναι υπεύθυνο για φωτογήρανση του δέρματος (Schroeder et al., 2008), όπου η έκθεση σε IR-A επάγει παρόμοιες βιολογικές επιδράσεις στο υπεριώδες φως (Schroeder et al 2009). Συνεπώς, αν είναι δυνατόν, τα IR-B και IR-C θα πρέπει να χρησιμοποιούνται ως εναλλακτικές λύσεις που δεν έχουν αυτές τις βλαβερές συνέπειες.
Δεδομένων των παραπάνω λόγων για τους φυσικούς περιορισμούς του ανθρώπινου σώματος προς το IR-A, είναι πιο ευεργετικό και λιγότερο επιβλαβές να επικεντρωθούμε στις ζώνες IR-B IR-B της μέσης κλίμακας IR-C σε μήκος κύματος μεταξύ των microns 3-10. Η φασματική έξοδος των κεραμικών θερμαντήρων τοποθετείται έτσι πολύ καλά για τέτοιες εργασίες (βλ. Εικόνα 4 παρακάτω)
Χαρακτηριστικά
Η υπέρυθρη ακτινοβολία απορροφάται, μεταδίδεται ή ανακλάται ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας. Στην περίπτωση ανθρώπων ή ζώων, αυτή η επιφάνεια είναι το δέρμα. Το δέρμα που καλύπτει το ανθρώπινο σώμα έχει εξελίξει χαρακτηριστικά απορρόφησης, μετάδοσης και ανάκλασης πιθανώς ως αποτέλεσμα της έκθεσης στον ήλιο. Τα φυσικά αμυντικά χαρακτηριστικά έχουν εξελιχθεί όπως η ευνοϊκή απορρόφηση IR IR και η υψηλή ανακλαστικότητα του IR βραχέων κυμάτων. Επιπλέον πρόσφατες μελέτες διαπιστώνουν ότι το IR-IR (IR-A) είναι επιβλαβές για το δέρμα με αποτέλεσμα την πρόωρη γήρανση. Υπέρυθρες στις ζώνες IR-B και IR-C δεν έχουν τέτοια επιβλαβή αποτελέσματα και πρέπει να ευνοούνται.
ΠΑΡΑΚΑΛΏ ΣΗΜΕΙΏΣΤΕ: Μπορείτε να αγοράσετε προϊόντα υπέρυθρης θέρμανσης υπέρυθρης ακτινοβολίας Υπέρυθρες Herschel.
αναφορές
Peter Schroeder, Judith Haendeler, Jean Krutmann, Ο ρόλος της εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας στη φωτογήρανση του δέρματος, Πειραματική Γεροντολογία, Τόμος 43, Τεύχος 7, Ιούλιος 2008, Σελίδες 629-632, ISSN 0531- 5565,
Προσωπική αλληλογραφία. Καθηγητής Anthony Robinson, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Παραγωγής, Trinity College, Δουβλίνο 2.
Σογιούν Τσο, Μι Χέιν Σιν, Yeon Kyung Kim, Jo-Eun Seo, Young Mee Lee, Chi-Hyun Park και Jin Ho Chung, Επιπτώσεις υπερύθρων ακτινοβολίας και θερμότητας στην ανθρώπινη γήρανση του δέρματος in vivo, Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (2009) 14, 15-19.
Schroeder P, Calles C, Krutmann J. Πρόληψη της προκαλούμενης από ακτινοβολία Α ακτινοβολίας επιδράσεις στο ανθρώπινο δέρμα. Γράμματα δερματικής θεραπείας. 2009 Ιουνίου · 14 (5): 4-5.
Dr. Janet Voke, Επιδράσεις ακτινοβολίας στο μάτι, Μέρος 1 - Επιδράσεις υπέρυθρης ακτινοβολίας στον οφθαλμικό ιστό, Οπτομετρία Σήμερα, Μάιος 1999
