紅外led加熱原理
紅外LED加熱是一種非接觸的熱傳導(dǎo)方式。以冬天人烤火取暖為例，我們在烤火獲取熱量的同時(shí)，也在不停的對外散發(fā)熱量，這種散發(fā)有空氣因素，也有紅外輻射因素。
基于物理知識(shí)我們知道，所有溫度高于絕對零度的物體都會(huì)向外發(fā)射紅外線，紅外加熱是一種非接觸的熱傳導(dǎo)方式。
怎么理解這句話呢? 比如有一盆熱水，人將手伸進(jìn)熱水里，此時(shí)熱水會(huì)通過接觸把熱量傳到人的手中。如果此時(shí)把熱水換成一盆火，這時(shí)候火將空氣加熱，熱空氣與人接觸起到傳導(dǎo)熱量的作用。同時(shí)，火焰也在向外發(fā)散大量的紅外線，所以中間隔著一塊玻璃，我們一樣可以感覺到熱量在存在。
與火的作用相似，LED是一種新興的，通過LED紅外輻射進(jìn)行加熱的方法，下面講解一下它的加熱原理。
一、紅外輻射的產(chǎn)生
紅外輻射屬于電磁波輻射,是一種無須介質(zhì)也能傳播的能量形式。根據(jù)量子力學(xué)理論,任何絕對溫度大于0K的物體都會(huì)發(fā)出電磁輻射。物體溫度越高,輻射強(qiáng)度越大。紅外輻射范圍的波長約在0.76-1000μm,頻率在300GHz-400THz之間。波長越長,對應(yīng)的光子能量越小。物體通過電子躍遷、分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)模式的能級(jí)變化,可以釋放或者吸收紅外光子,并使自身處于能量平衡狀態(tài)。
目前，LED的紅外波段在700-1600nm之間，也就是0.7-1.6μm之間，屬于近紅外波段。更大波長的紅外線由于技術(shù)的限制還未能實(shí)現(xiàn)。
二、紅外輻射的傳播
紅外輻射以電磁波的形式傳播,傳播速度為光速,在真空及非磁性介質(zhì)中以直線傳播。在傳播過程中,紅外輻射會(huì)出現(xiàn)反射、散射、吸收、折射幾種特性。這會(huì)導(dǎo)致能量損失和方向改變。紅外輻射與介質(zhì)交互作用時(shí),會(huì)有一部分光子被介質(zhì)粒子吸收,另一部分則穿透或者反射出來。越長的波長對材質(zhì)有更好的穿透性。以LED紅外理療機(jī)器為例 ，700-850nm波長的紅外線通常作用于皮膚表面，而1500nm可以穿透皮層低達(dá)肌肉。
三、紅外輻射的吸收
紅外輻射被物體吸收時(shí),其能量會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使物體分子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或電子躍遷模式激發(fā)。不同物質(zhì)對紅外的吸收率各不相同,取決于分子的自然震動(dòng)頻率是否與輻射的頻率相同。如果頻率相同,就會(huì)發(fā)生共振吸收。否則紅外輻射會(huì)透過而無法被吸收。吸收程度還與物體厚度、密度及化學(xué)組成相關(guān)。這可通過紅外吸收譜確定。
四、紅外能量轉(zhuǎn)化為熱能
吸收紅外輻射后,物體內(nèi)部的分子處于激發(fā)態(tài),帶有較高的內(nèi)能。通過分子間碰撞和能量交換,這部分額外的內(nèi)能會(huì)均勻分配,使整體內(nèi)能升高。內(nèi)能增加導(dǎo)致物體溫度上升,表現(xiàn)為熱能效應(yīng)。這是紅外加熱的核心過程。不同材質(zhì)的熱容會(huì)影響溫升的幅度。密度大的物體加熱效果更明顯。
五、熱量的傳導(dǎo)
吸收紅外輻射的部位會(huì)把熱量傳導(dǎo)給鄰近的物質(zhì),進(jìn)行熱交換。熱量沿溫度高傳向溫度低的方向傳導(dǎo),直至達(dá)到平衡。傳導(dǎo)速率與物體的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)。良導(dǎo)體傳熱快,保溫材料傳熱慢。通過熱傳導(dǎo),紅外加熱可以遍及整個(gè)目標(biāo)物體,而不是僅局限在表面。
六、再輻射作用
獲得熱量的物體也會(huì)釋放紅外輻射,與溫度成正比。再輻射會(huì)帶走部分熱量,降低加熱效率。需要補(bǔ)充足夠的外部紅外源。對流現(xiàn)象也會(huì)帶走熱量,需要隔離或減小對流影響。重復(fù)吸收和再輻射是持續(xù)加熱的關(guān)鍵,直至達(dá)到熱平衡狀態(tài)。以冬天人烤火取暖為例，我們在烤火獲取熱量的同時(shí)，也在不停的對外散發(fā)熱量，這種散發(fā)有空氣因素，也有紅外輻射因素。
本文闡述了紅外led的加熱原理，如果您想咨詢我們的產(chǎn)品，請與服務(wù)電話聯(lián)系。
