| АВТОР | ДАТА СТВОРЕНА | Версія | НОМЕР ДОКУМЕНТА |
|---|---|---|---|
| Доктор Джерард Макгранаган | 14 жовтня 2014 | V1.1 | CC11 - 00041 |
Вступ
Цей документ являє собою коротке опитування інформації, що стосується інфрачервоного обігріву людей і тварин, зазвичай називається комфортним опаленням. Це пояснює наукове обґрунтування використання інфрачервоного випромінювання середньої та довгохвильової хвиль при використанні для комфортного обігріву.
Інфрачервоне випромінювання використовується як комфортне опалення для обігріву людей і тварин. Люди та тварини майже щодня піддаються інфрачервоному випромінюванню через сонце, і вони розвинули спеціальні механізми в їхній шкірі, щоб максимально отримати користь від цього джерела. Знання цих механізмів та характеристик слід враховувати при виборі типу обігрівача для комфортного опалення. Незважаючи на високу інтенсивність та потужний нагрівальний ефект короткохвильових обігрівачів, у цьому документі пояснюються недоліки та проблеми зі здоров’ям, які може спричинити використання “короткохвильових” обігрівачів.
фон
Інфрачервоний - це неіонізуюче електромагнітне випромінювання в межах довжин хвиль від 780nm до 1mm. У межах цього широкого діапазону хвиль він часто підрозділяється далі на три області: IR-A, IR-B та IR-C класифікуються наступним чином.
- IR-A: 700nm – 1400nm (0.7μm – 1.4μm)
- IR-B: 1400nm – 3000nm (1.4μm – 3μm)
- IR-C: 3000nm – 1mm (3μm – 1000μm)
Інфрачервоне випромінювання викликає нагрівальний ефект, коли воно вражає поверхню, у випадку комфортного нагрівання це нормально шкіра. Однак не все інфрачервоне випромінювання перетворюється на тепло. Всі інфрачервоні випромінювання можуть бути
- Поглинена
- Передане
- Відображено
Кількість кожного залежить від характеристик поверхні та матеріалу. ІЧ, що відбивається, не буде перетворюватися в тепло, тоді як ІЧ, що поглинається, перетворюється безпосередньо в тепло. ІЧ, що передається, може бути частково перетворений у тепло, залежно від товщини цілі та кількості випромінювання. Короткі довжини хвиль зазвичай більш пропускаючі і, отже, проникаючі, тоді як середня та довгохвильова інфрачервона енергія, як правило, проникає менше, перетворюючи більшу частину своєї енергії на тепло в поверхневий мікрорегіон.
Поглинання
Що стосується людського організму, то всмоктування сильно залежить від особливостей шкіри. Шкіра вбирається в основному завдяки вмісту води 80 або близько того, тому спектр поглинання, як вода (Робінсон 2014). Як показано на малюнку 1 нижче, з трьох біологічно значущих смуг IR-A та IR-B мають нижчу абсорбцію порівняно з IR-C. Це означає, що IR-C і IR-B, які виникають на більшій довжині хвилі, краще засвоюються шкірою людини. Це перекладається на більш ефективне нагрівання людей за допомогою цих довгих і середніх хвиль. Звичайно, використання нагрівача, який подає ІР-А, все одно нагріє шкіру, але буде менш ефективним, оскільки шкіра також не поглинає.
Відбивальна здатність
Шкіра може також відображати ІЧ-випромінювання, і знову це сильно залежить від довжини хвилі. На малюнку 2 шкіра має високий коефіцієнт відбиття в біологічно значущих смугах IR-A, і це зменшується і вирівнюється в смугах IR-B та IR-C.
Це означає, що від усього інфрачервоного випромінювання, що вражає шкіру, значна частина ІЧ-А (короткохвильового випромінювання) буде відбиватися і тому не спричинятиме нагрівання.
Тому інфрачервоне світло на більш довгих довжинах хвиль сприятливо допомагає з високим поглинанням та низьким коефіцієнтом відбиття, які є двома необхідними властивостями, необхідними для ефективного нагрівання цілі. І навпаки, інфрачервоне світло на коротших довжинах хвиль не поглинається добре і відбивається поверхнею шкіри.
передача
Нарешті, шкіра також може передавати випромінювання і знову є функцією довжини хвилі. Насправді, для близьких ІЧ (~ 1.2 мкм, тобто близько до кінця ІЧ-А) приблизно 65% ІЧ може досягати дерми (Schroeder et al. 2008). Поза 2 мкм шкіра непрозора. Насправді, незважаючи на те, що шкіра буде нагріватися ІЧ-А, що долає високу відбивальну здатність шкіри, ближній ІК потенційно небезпечніший, ніж ІЧ середній і далекий, оскільки може проникнути в шкіру шкіри і викликати більша травма.
Тому біологічно значущий ІР-С має високу поглинання, низьку відбивальну здатність та низьку пропускну здатність, все це приносить користь нагріванню шкіри, яка в кінцевому підсумку передає тепло у внутрішню частину тіла шляхом дифузії у більш прохолодну внутрішню тканину. Це також власне безпечніший діапазон хвиль, тому комфортний ІК зазвичай спрямований на більш довгі хвилі (зручно в ІЧ-В та ІР-С регіонах)
здоров'я
Крім прямої небезпеки контакту з самим гарячим випромінювачем, високоінтенсивне короткохвильове інфрачервоне випромінювання може спричинити термічні опіки, якщо шкіра надто довго зазнає впливу або блок нагрівача розташований занадто близько до цілі. Ці ефекти старіння відомі із зброї та обличчя Бейкера на повітродувках (Cho et al 2009). Пошкодження очей можуть виникати протягом тривалого періоду часу, тому рекомендуються захисні окуляри або обмеження часу (Voke 1999). Поблизу ІК відповідає за фотостаріння шкіри (Schroeder et al. 2008), коли ІЧ-А вплив індукує аналогічні біологічні ефекти ультрафіолетовому світлу (Schroeder et al. 2009). Тому, якщо можливо, IR-B та IR-C слід використовувати як альтернативи, які не мають цих шкідливих наслідків.
Зважаючи на вищезазначені причини природних обмежень людського організму щодо ІР-А, більш вигідним і менш шкідливим є концентрація на середніх діапазонах ІЧ-В ad ІЧ-С хвиль на довжинах хвиль між 3-10 мкм. Таким чином, спектральний вихід керамічних нагрівачів дуже добре розміщений для таких завдань (див. Малюнок 4 нижче)
Підсумки
Інфрачервоне випромінювання поглинається, передається або відбивається залежно від характеристик поверхні. Що стосується людей або тварин, то ця поверхня є шкірою. Шкіра, що покриває людський організм, змінила властивості поглинання, передачі та відбиття, ймовірно, внаслідок впливу сонця. Еволюціонували природні захисні характеристики, такі як сприятливе поглинання довгохвильового ІК та висока відбивна здатність короткохвильової ІЧ. Крім того, останні дослідження виявляють, що короткохвильовий ІЧ (IR-A) шкодить шкірі, що призводить до передчасного старіння. Інфрачервоне з'єднання в діапазонах IR-B та IR-C не має таких шкідливих ефектів і їм слід надавати перевагу.
БУДЬ ЛАСКА, ЗВЕРНІТЬ УВАГУ: Вироби з інфрачервоним комфортом для опалення можна придбати у Гершель інфрачервоний
посилання
Пітер Шрьодер, Джудіт Ханделер, Жан Крутман, Роль ближнього інфрачервоного випромінювання у фотостарінні шкіри, Експериментальна геронтологія, том 43, випуск 7, липень 2008, сторінки 629-632, ISSN 0531-5565,
Особиста листування. Професор Ентоні Робінсон, кафедра машинобудування та машинобудування, Трініті-коледж, Дублін 2.
Soyun Cho, Mi Hee Shin, Yeon Kyung Kim, Jo-Eun Seo, Young Mee Lee, Chi-Hyun Park та Jin Ho Chung, Вплив інфрачервоного випромінювання та нагрівання на старіння шкіри шкіри in vivo, Журнал симпозіуму дослідницької дерматології (2009) 14, 15-19;
Schroeder P, Calles C, Krutmann J. Профілактика інфрачервоного випромінювання згубного впливу на шкіру людини. Листи шкіри терапії. 2009 черв .; 14 (5): 4-5.
Доктор Джанет Воке, Радіаційні ефекти на око, Частина 1 - Вплив інфрачервоного випромінювання на очну тканину, Оптометрія сьогодні, травень 1999 р.
