| TÁC GIẢ | NGÀY TẠO | PHIÊN BẢN | SỐ VĂN BẢN |
|---|---|---|---|
| Tiến sĩ Gerard McGranaghan | 14 Tháng Mười 2014 | V1.1 | CC11 - 00041 |
Giới thiệu
Tài liệu này là một cuộc khảo sát ngắn về các thông tin liên quan đến sưởi ấm hồng ngoại của người và động vật, thường được gọi là sưởi ấm thoải mái. Nó giải thích lý do khoa học đằng sau việc sử dụng bức xạ hồng ngoại sóng trung và dài khi được sử dụng để sưởi ấm thoải mái.
Bức xạ hồng ngoại được sử dụng như sưởi ấm thoải mái để sưởi ấm của con người và động vật. Con người và động vật được tiếp xúc với tia hồng ngoại gần như mỗi ngày qua mặt trời và đã phát triển các cơ chế đặc biệt trong da để tối đa hóa lợi ích từ nguồn này. Một kiến thức về các cơ chế và đặc điểm này cần được tính đến khi lựa chọn loại máy sưởi để sưởi ấm thoải mái. Mặc dù cường độ cao và hiệu ứng làm nóng mạnh mẽ của máy sưởi sóng ngắn, tài liệu này giải thích những nhược điểm và vấn đề sức khỏe mà việc sử dụng máy sưởi sóng ngắn sóng ngắn có thể gây ra.
Tiểu sử
Hồng ngoại là bức xạ điện từ không ion hóa trong các bước sóng của 780nm đến 1mm. Trong dải sóng rộng này, nó thường được chia nhỏ thành ba vùng, IR-A, IR-B và IR-C được phân loại như sau
- IR-A: 700nm lên 1400nm (0.7μm đê 1.4μm)
- IR-B: 1400nm lên 3000nm (1.4μm XN 3μm)
- IR-C: 3000nm lên 1mm (3μm XN 1000μm)
Bức xạ hồng ngoại gây ra hiệu ứng làm nóng khi chiếu vào bề mặt, trong trường hợp sưởi ấm thoải mái thì đây thường là da. Tuy nhiên, không phải tất cả các bức xạ hồng ngoại được chuyển đổi thành nhiệt. Tất cả các bức xạ hồng ngoại có thể được
- Hấp thụ
- Truyền
- Phản ánh
Số lượng của mỗi phụ thuộc vào đặc điểm bề mặt và vật liệu. IR được phản xạ sẽ không được chuyển thành nhiệt, trong khi IR được hấp thụ được chuyển thành nhiệt trực tiếp. IR được truyền có thể được chuyển đổi một phần thành nhiệt tùy thuộc vào độ dày của mục tiêu và lượng bức xạ có thể đi qua. Bước sóng ngắn hơn thường truyền qua nhiều hơn và do đó có tính xuyên thấu, trong khi năng lượng hồng ngoại sóng trung và dài thường xuyên xuyên qua ít chuyển đổi phần lớn năng lượng của chúng thành nhiệt trong vùng vi mô bề mặt.
Hấp thụ
Đối với cơ thể con người, sự hấp thụ phụ thuộc rất nhiều vào đặc điểm của da. Da hấp thụ chủ yếu do hàm lượng nước 80% hoặc do đó có phổ hấp thụ như nước (Robinson 2014). Nhìn thấy trong hình 1 dưới đây, trong ba dải có ý nghĩa sinh học, IR-A và IR-B có độ hấp thụ thấp hơn so với IR-C. Điều này có nghĩa là IR-C và IR-B xảy ra ở bước sóng dài hơn được da người hấp thụ tốt hơn. Điều này dịch để sưởi ấm hiệu quả hơn của con người thông qua các dải sóng dài và trung bình. Tất nhiên, sử dụng lò sưởi cung cấp IR-A vẫn sẽ làm nóng da, nhưng sẽ kém hiệu quả hơn vì da không hấp thụ tốt.
Phản xạ
Da cũng có thể phản xạ bức xạ hồng ngoại và điều này phụ thuộc mạnh vào bước sóng. Nhìn thấy trong hình 2, da có độ phản xạ cao trong các dải có ý nghĩa sinh học IR-A và điều này giảm và giảm dần trong các dải IR-B và IR-C.
Điều này có nghĩa là trong tất cả các bức xạ hồng ngoại chiếu vào da, một tỷ lệ lớn IR-A (bức xạ sóng ngắn) sẽ bị phản xạ và do đó sẽ không gây nóng.
Do đó, hồng ngoại ở bước sóng dài hỗ trợ thuận lợi cho độ hấp thụ cao và độ phản xạ thấp, đây là hai tính chất cần thiết để làm nóng mục tiêu hiệu quả. Ngược lại, hồng ngoại ở bước sóng ngắn hơn không được hấp thụ tốt và được phản xạ bởi bề mặt da.
truyền tải
Cuối cùng, da cũng có thể truyền bức xạ và lại là một chức năng của bước sóng. Trên thực tế, đối với gần IR (~ 1.2 μm tức là gần cuối IR-A), khoảng 65% IR có thể chạm tới lớp hạ bì (Schroeder et al. 2008). Ngoài 2 μm da mờ đục. Trên thực tế, mặc dù thực tế là da sẽ được làm nóng bởi IR-A vượt qua khả năng phản xạ cao của da, nhưng IR gần có khả năng nguy hiểm hơn IR giữa và xa vì nó có thể xâm nhập vào vùng da của da và gây ra tổn thương lớn hơn.
Do đó, IR-C có ý nghĩa về mặt sinh học có độ hấp thụ cao, độ phản xạ thấp và độ truyền dẫn thấp, tất cả đều có lợi cho việc làm nóng da, cuối cùng truyền nhiệt vào bên trong cơ thể bằng cách khuếch tán vào mô bên trong mát hơn. Đây cũng là dải sóng an toàn hơn về bản chất, đó là lý do tại sao IR thoải mái thường nhắm vào các bước sóng dài hơn (thoải mái ở các vùng IR-B và IR-C)
cho sức khoẻ
Ngoài nguy cơ tiếp xúc trực tiếp với chính bộ phát nóng, bức xạ hồng ngoại sóng ngắn cường độ cao có thể gây bỏng nhiệt nếu da tiếp xúc quá nhiều quá lâu hoặc bộ phận sưởi được đặt quá gần mục tiêu. Những hiệu ứng lão hóa này được biết đến từ cánh tay Bakers và khuôn mặt của máy thổi thủy tinh (Cho et al 2009). Tổn thương mắt có thể xảy ra trong một khoảng thời gian dài vì vậy nên sử dụng kính bảo hộ hoặc giới hạn thời gian (Voke 1999). Gần IR chịu trách nhiệm quang hóa da (Schroeder et al. 2008), trong đó phơi nhiễm IR-A gây ra các hiệu ứng sinh học tương tự như tia UV (Schroeder et al 2009). Do đó, nếu có thể, IR-B và IR-C nên được sử dụng thay thế mà không có những tác động có hại này.
Với những lý do trên về những hạn chế tự nhiên của cơ thể con người đối với IR-A, việc tập trung vào các băng sóng IR-B quảng cáo IR-B tầm trung ở bước sóng giữa các micrô 3-10 sẽ có ích hơn và ít gây hại hơn. Do đó, đầu ra quang phổ của lò sưởi gốm được định vị rất tốt cho các nhiệm vụ đó (xem Hình 4 bên dưới)
Tổng kết
Bức xạ hồng ngoại được hấp thụ, truyền hoặc phản xạ tùy thuộc vào đặc điểm của bề mặt. Trong trường hợp của con người hoặc động vật, bề mặt này là da. Da bao phủ cơ thể con người đã phát triển các đặc tính hấp thụ, truyền và phản xạ có lẽ là kết quả của việc tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Các đặc điểm phòng thủ tự nhiên đã phát triển như sự hấp thụ thuận lợi của IR sóng dài và độ phản xạ cao của IR sóng ngắn. Ngoài ra, các nghiên cứu gần đây cho thấy IR sóng ngắn (IR-A) gây hại cho da dẫn đến lão hóa sớm. Hồng ngoại trong các dải IR-B và IR-C không có tác dụng gây hại như vậy và nên được ưa chuộng.
XIN LƯU Ý: Sản phẩm sưởi ấm hồng ngoại có thể được mua từ Hồng ngoại Herschel.
dự án
Peter Schroeder, Thẩm phán
Thư tín cá nhân. Giáo sư Anthony Robinson, Khoa Kỹ thuật Cơ khí và Sản xuất, Trinity College, Dublin 2.
Soyun Cho, Mi Hee Shin, Yeon Kyung Kim, Jo-Eun Seo, Young Mee Lee, Chi-Hyun Park và Jin Ho Chung, Ảnh hưởng của bức xạ hồng ngoại và nhiệt đối với sự lão hóa của da người in vivo, Tạp chí Kỷ yếu Hội thảo chuyên đề về da liễu (2009) 14, 15 – 19;
Schroeder P, Calles C, Krutmann J. Ngăn ngừa các tác động bất lợi qua trung gian bức xạ hồng ngoại-A trên da người. Thư trị liệu da. 2009 Jun; 14 (5): 4-5.
Tiến sĩ Janet Voke, Hiệu ứng bức xạ trên mắt, Phần 1 - Hiệu ứng bức xạ hồng ngoại trên mô mắt, Đo thị lực Ngày nay, tháng 1999 năm XNUMX
