Máy chiếu xạ và hệ thống lắp đặt để sưởi ấm động vật bằng tia hồng ngoại

Trong nông nghiệp, đèn sợi đốt đa năng, đèn sợi đốt, bộ phát ống và lò sưởi điện ống (TEN) được sử dụng làm nguồn bức xạ hồng ngoại để sưởi ấm động vật.

đèn sợi đốt.

Đèn sợi đốt khác nhau về điện áp, công suất và thiết kế. Thiết kế của đèn sợi đốt phụ thuộc vào mục đích của chúng. Bóng đèn thủy tinh, đường kính được xác định bởi công suất của đèn, được gia cố bằng một loại mastic đặc biệt ở đế. Trên đế có một ren vít để cố định vào ổ cắm mà đèn được kết nối với mạng. Vonfram được dùng để làm dây tóc đèn. Để giảm sự tán xạ của vonfram, đèn được đổ đầy khí trơ (ví dụ argon, nitơ, v.v.).

Các thông số chính của đèn sợi đốt:

• Định mức điện áp,

• năng lượng điện,

• quang thông,

• thời gian ghi trung bình.

Đèn sợi đốt đa năng có sẵn ở 127 và 220 V.

Công suất điện của đèn sợi đốt được chỉ định là giá trị trung bình cho điện áp danh định mà đèn được thiết kế. Trong nông nghiệp, đèn sợi đốt có dải công suất từ ​​​​40 đến 1500 W được sử dụng chủ yếu.

Quang thông của đèn sợi đốt tỷ lệ thuận với công suất điện của đèn và nhiệt độ của dây tóc; đối với đèn đã cháy hết 75% tuổi thọ danh định, cho phép giảm quang thông 15-20% so với giá trị ban đầu.

Khi sử dụng đèn chiếu sáng để sưởi ấm cho động vật, hãy lưu ý rằng mức độ ánh sáng cao có thể gây kích ứng cho động vật.

Thời gian cháy trung bình của đèn sợi đốt được xác định chủ yếu bởi quá trình phún xạ của vonfram. Đối với hầu hết các loại đèn sợi đốt có mục đích chung, thời gian cháy trung bình là 1000 giờ.

Những thay đổi về điện áp nguồn so với giá trị danh nghĩa sẽ dẫn đến những thay đổi về thông lượng do đèn phát ra, cũng như công suất và tuổi thọ của thiết bị. Khi điện áp thay đổi ± 1%, quang thông của đèn thay đổi ± 2,7% và thời gian cháy trung bình ± 13%.

Đèn sợi đốt có lớp phản quang. Để hướng luồng bức xạ đến một khu vực nhất định, đèn được sử dụng với gương và lớp phản xạ khuếch tán, được áp dụng từ bên trong đến phần trên của bóng đèn.

Đèn tỏa nhiệt.

Các nguồn bức xạ này là các bộ phát "ánh sáng" bao gồm một cuộn dây đơn vonfram và một gương phản xạ, là bề mặt tráng nhôm bên trong của bóng đèn với một cấu hình đặc biệt. Đường cong phân bố của thông lượng bức xạ Ф (λ) dọc theo quang phổ của đèn loại IKZ được thể hiện trong hình. 1.

Cơm. 1.Phân bố thông lượng bức xạ dọc theo quang phổ của đèn IKZ 220-500 và IKZ 127-500.

Cơm. 2. Phân bố thông lượng bức xạ dọc theo quang phổ của đèn IKZK 220-250 và IKZK 127-250.

Trong bộ lễ phục. Hình 2 thể hiện đường cong phân bố thông lượng bức xạ dọc theo quang phổ của các loại đèn IKZK 220-250 và IKZK 127-250.

Trong ký hiệu của loại đèn, các chữ cái có nghĩa là: IKZ - gương hồng ngoại, IKZK 220-250 - gương hồng ngoại có bóng đèn sơn; các số sau các chữ cái cho biết điện áp lưới và công suất của nguồn bức xạ. Đèn là một bóng đèn thủy tinh paraboloid. Một phần bề mặt của đèn được phủ từ bên trong một lớp bạc mỏng phản xạ để tập trung luồng bức xạ theo một hướng nhất định.

Một thông số rất quan trọng của bóng đèn thủy tinh ảnh hưởng đến tuổi thọ của đèn là khả năng chịu nhiệt, tức là khả năng chịu được sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Để tăng khả năng chịu nhiệt bằng cách thay đổi thành phần điện tích trong quá trình nấu chảy thủy tinh, cần phải giảm công suất nhiệt và hệ số giãn nở tuyến tính theo nhiệt độ, cũng như tăng độ dẫn nhiệt.

Tùy thuộc vào hình dạng của bóng đèn, các đèn có sự phân bố luồng bức xạ khác nhau: tập trung dọc theo trục (với bóng đèn parabol) hoặc rộng, nghiêng một góc khoảng 45 ° (với bóng đèn hình cầu). Cần lưu ý lợi thế của việc sử dụng đèn có bóng đèn hình cầu trong sản xuất nông nghiệp, những loại đèn này cung cấp sự phân bố bức xạ đồng đều hơn trong vùng sưởi ấm.

Thân dây tóc vonfram được cố định bên trong bóng đèn. Vật liệu sợi của thân dây tóc bay hơi trong chân không, lắng xuống bề mặt bên trong của bóng đèn và tạo thành một lớp phủ màu đen.Điều này dẫn đến sự giảm thông lượng ánh sáng do thủy tinh hấp thụ mạnh hơn.

Để tăng tuổi thọ của đèn và giảm tốc độ bay hơi của thân dây tóc, bình chứa đầy hỗn hợp khí trơ (argon và nitơ).

Sự hiện diện của khí tạo ra tổn thất nhiệt do dẫn nhiệt và đối lưu. Trong đèn chứa đầy khí, bóng đèn được làm nóng không chỉ bằng bức xạ từ dây tóc mà còn bằng sự đối lưu và dẫn nhiệt từ khí nạp. Vì vậy, đốt nóng khí trong đèn 500 W tiêu thụ 9% năng lượng được cung cấp.

Trong các loại đèn công suất lớn có thân dây tóc lớn, sự gia tăng tổn thất nhiệt qua khí được bù đắp hoàn toàn bằng sự giảm mạnh độ phân tán của dây tóc, do đó chúng luôn được giải phóng cùng với khí.

Không giống như đèn chân không, nhiệt độ của các phần riêng lẻ của bình khí trơ phụ thuộc vào vị trí vận hành của chúng. Ví dụ, bằng cách lộn ngược bình, bạn có thể giảm nhiệt độ của mối nối kim loại-thủy tinh từ 383-403 xuống 323-343 K.

Thông lượng bức xạ phụ thuộc vào nhiệt độ cơ thể của dây tóc. Sự gia tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ bay hơi của vonfram và tăng tỷ lệ ánh sáng khả kiến ​​trong dòng bức xạ. Do đó, trong các loại đèn IKZ, nơi có bức xạ hồng ngoại hiệu quả, nhiệt độ làm việc của dây tóc giảm từ 2973 K (như trong đèn sợi đốt) xuống 2473 K với hiệu suất phát sáng giảm 60%. Điều này cho phép chuyển đổi tới 70% điện năng tiêu thụ thành bức xạ hồng ngoại.

Việc giảm nhiệt độ của dây tóc giúp tăng tuổi thọ của đèn hồng ngoại từ 1000 lên 5000 giờ.Bức xạ của thân đèn sợi đốt có bước sóng lớn hơn 3,5 micron (7-8% tổng quang thông) được thủy tinh của bóng đèn hấp thụ, đây là nguyên nhân khiến đèn thường xuyên bị hỏng sớm do nhiệt độ tăng cao.

Bức xạ từ đèn loại IKZ ở khoảng cách 50-400 mm đến bề mặt được làm nóng thay đổi từ 2 đến 0,2 W / cm2.

Sơ đồ bức xạ năng lượng do đèn gương hồng ngoại IKZ tạo ra với công suất 250 W ở độ cao treo: 1 — 10 cm, 2 — 20 cm, 3 — 30 cm, 4 — 40 cm, 5 — 50 cm, 6 — 60 cm, 7 - 80 cm...

Để truyền nhiệt bằng bức xạ, có thể sử dụng đèn sợi đốt thông thường có cuộn dây vonfram và bóng đèn hình quả cầu. Sự gia tăng hiệu suất bức xạ được cung cấp bằng cách cung cấp điện áp, giá trị của nó thấp hơn 5-10% so với danh nghĩa; Ngoài ra, thiết bị phải lắp các tấm phản xạ bằng nhôm được đánh bóng.

Bộ phát hồng ngoại dạng ống.

Theo thiết kế, các nguồn bức xạ hồng ngoại dạng ống được chia thành hai nhóm - với các thân đốt nóng làm bằng hợp kim điện trở kim loại và vonfram. Đầu tiên là một ống thủy tinh thông thường hoặc chịu lửa có đường kính 10–20 mm; Bên trong ống, dọc theo trục trung tâm, có một thân có ren ở dạng xoắn ốc, ở các đầu của ống có đặt điện áp nguồn. Các nguồn phát như vậy không được sử dụng rộng rãi. Chúng thường được sử dụng để sưởi ấm không gian.

Bộ phát dây tóc vonfram có thiết kế tương tự như đèn ống sợi đốt. Phần thân gia nhiệt ở dạng xoắn ốc vonfram nằm dọc theo trục của ống và được cố định trên các giá đỡ molypden được hàn vào một thanh thủy tinh. Bộ tản nhiệt dạng ống có thể được chế tạo với gương phản xạ bên ngoài hoặc bên trong được hình thành bằng cách làm bay hơi bạc hoặc nhôm trong chân không. Trong bộ lễ phục.Hình 3 cho thấy cấu tạo của bộ phát hồng ngoại như vậy.

Sự phân bố phổ của bức xạ từ các bộ phát ống gần với phổ của các bộ phát ống; nhiệt độ gia nhiệt là 2100-2450 K.

Cơm. 3. Cấu tạo nguồn IR dạng ống thông thường. 1 — cơ sở; 2 — thanh; 3 — lò xo đỡ thanh; 4 — giá đỡ cho molypden; 5 — thanh thủy tinh; 6 — điện cực; 7 — sợi vonfram; 8 — ống thủy tinh.

Bộ tản nhiệt hình ống công suất thấp (100 W) có thể được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp để sưởi ấm gia súc và gia cầm non. Vì vậy, ở Pháp, chúng được sử dụng để sưởi ấm gia cầm non trong lồng. Bộ tản nhiệt được lắp trực tiếp trên trần chuồng, ở độ cao 45 cm và cung cấp hệ thống sưởi đồng đều cho 40 con gà.

Đèn ống có thể được sử dụng thành công trong việc tạo ra các thiết bị chiếu sáng và chiếu sáng kết hợp cho gia súc và gia cầm còn non, đặc biệt nếu chúng ta cho rằng đèn UV và đèn chiếu sáng ban đỏ cũng có thiết kế hình ống.

Bộ phát hồng ngoại thạch anh.

Bộ phát hồng ngoại thạch anh tương tự như bộ phát hồng ngoại được mô tả ở trên, ngoại trừ việc sử dụng ống thủy tinh thạch anh. Ở đây, chúng tôi sẽ giới hạn bản thân trong việc xem xét các bộ phát hồng ngoại thạch anh với các phần tử gia nhiệt vonfram.

Cơm. 4. Thiết bị đèn hồng ngoại dây tóc loại KI 220-1000.

Hình 4 cho thấy thiết bị của bộ phát ống thạch anh - đèn loại KI (KG). Bình hình trụ 1 có đường kính 10 mm làm bằng thủy tinh thạch anh, có độ truyền cực đại trong vùng phổ IR. 1-2 mg iốt được đặt trong bình và chứa đầy argon. Thân đèn 2, được chế tạo dưới dạng một cuộn dây đơn, được gắn dọc theo trục của ống trên các giá đỡ vonfram 3.

Đầu vào của đèn được thực hiện bằng cách sử dụng các điện cực molypden được hàn vào chân thạch anh 4. Các đầu của vòng xoắn dây tóc được vặn vào phần bên trong của ống bọc 5. Đế hình trụ 6 được làm bằng dải niken có đường may trong đó các dây molypden bên ngoài được hàn 7. Nhiệt độ của các đế của bộ phát thạch anh không được vượt quá 573 K. Về vấn đề này, bắt buộc các bộ tản nhiệt phải được làm mát trong quá trình vận hành ở các cơ sở lắp đặt bức xạ.

Kết hợp với gương phản xạ ở dạng hình trụ elip, đèn thạch anh tạo ra bức xạ rất cao. Nếu đèn gương cung cấp bức xạ lên tới 2-3 W / cm2, thì có thể thu được bức xạ lên tới 100 W / cm2 từ đèn thạch anh có gương phản xạ.

Bộ phát thạch anh với các bộ phận làm nóng vonfram được sản xuất bởi các công ty như Osram, Philips, General Electric, v.v. W cho điện áp 110/130 và 220/250 V. Tuổi thọ của các loại đèn này là 5000 giờ.

Sự phân bố năng lượng bức xạ của đèn KI-220-1000 trên quang phổ được thể hiện trong hình. 5. Thành phần quang phổ của bức xạ do đèn thạch anh tạo ra được đặc trưng bởi thực tế là có cực đại thứ hai trong vùng bước sóng lớn hơn 2,5 micron, gây ra bởi bức xạ từ ống được nung nóng. Thêm iốt vào bóng đèn sẽ làm giảm sự phún xạ của vonfram và do đó làm tăng tuổi thọ của đèn. Trong đèn thạch anh hồng ngoại, việc tăng điện áp trên định mức không dẫn đến giảm mạnh tuổi thọ, đó là lý do tại sao có thể điều chỉnh thông lượng bức xạ một cách trơn tru bằng cách thay đổi điện áp đặt vào.

Cơm. 5. Phân bố phổ năng lượng bức xạ của đèn loại KI 220-1000 ở các điện áp đèn khác nhau.

Đèn thạch anh hồng ngoại chu trình iốt có những ưu điểm sau:

• mật độ bức xạ cụ thể cao;

• sự ổn định của dòng bức xạ trong suốt thời gian hoạt động. Thông lượng bức xạ ở cuối vòng đời là 98% so với ban đầu;

• kích thước nhỏ;

• khả năng chịu quá tải lớn và lâu dài;

• khả năng điều chỉnh thông suốt dòng bức xạ trong phạm vi rộng bằng cách thay đổi điện áp cung cấp.

Những nhược điểm chính của các loại đèn này:

• ở nhiệt độ tay áo trên 623 K, thạch anh bị phá hủy do giãn nở nhiệt;

• Đèn chỉ có thể được vận hành ở vị trí nằm ngang, nếu không thân sợi đốt có thể biến dạng dưới trọng lượng của chính nó và chu trình i-ốt do nồng độ i-ốt ở phần dưới của ống sẽ bị xáo trộn.

Đèn hồng ngoại với chu trình iốt được sử dụng để làm khô sơn và vecni trên các khu vực nông nghiệp khác nhau; để sưởi ấm động vật trang trại (bê, heo con, v.v.).

Máy chiếu xạ bằng đèn hồng ngoại.

Để bảo vệ đèn hồng ngoại khỏi hư hỏng cơ học và giọt nước, cũng như phân phối lại dòng bức xạ trong không gian, người ta sử dụng các phụ kiện đặc biệt. Nguồn bức xạ cùng với vật cố định được gọi là nguồn điện.

Máy chiếu xạ với các loại đèn hồng ngoại khác nhau được sử dụng rộng rãi trong chăn nuôi để sưởi ấm cục bộ cho gia súc và gia cầm non.