用於動物紅外線加熱的輻照器和裝置

在農業上，通用白熾燈、白熾燈、管式發射器和管式電加熱器（TEN）被用作加熱動物的紅外線輻射源。

白熾燈。

白熾燈的電壓、功率和設計各不相同。白熾燈的設計取決於它們的用途。玻璃燈泡的直徑由燈的功率決定，底部用特殊膠泥加固。底座上有一個用於固定在插座中的螺紋，燈通過該螺紋連接到網絡。鎢用於製作燈絲。為了減少鎢的散射，燈內充滿了惰性氣體（例如氬氣、氮氣等）。

白熾燈的主要參數：

• 標稱電壓，

• 電能，

• 光通量，

• 平均燃燒持續時間。

通用白熾燈有 127 和 220 V 可供選擇。

白熾燈的瓦特數指定為燈設計額定電壓的平均值。在農業方面，主要使用功率範圍為 40 至 1500 瓦的白熾燈。

白熾燈的光通量與燈的電功率和燈絲的溫度成正比；對於已燒盡標稱使用壽命 75% 的燈，允許光通量降低初始值的 15-20%。

使用照明燈給動物加熱時，請注意高強度的光線會刺激動物。

白熾燈的平均點亮時間主要由鎢的濺射決定。對於大多數通用白熾燈，平均燃燒時間為 1000 小時。

電源電壓相對於標稱值的變化將導致燈發出的光通量以及輸出和使用壽命發生變化。當電壓變化±1%時，燈的光通量變化±2.7%，平均點亮時間變化±13%。

帶有反射層的白熾燈。為了將輻射流引導到特定區域，使用帶有鏡子和漫反射層的燈，漫反射層從燈泡的內部施加到燈泡的上部。

發熱燈。

這些輻射源是由鎢單線圈和反射器組成的“光”發射器，反射器是具有特殊輪廓的燈泡的內鍍鋁表面。 IKZ 型燈的輻射通量 Ф (λ) 沿光譜的分佈曲線如圖 1 所示。 1.

米。 1.IKZ 220-500 和 IKZ 127-500 燈的輻射通量分佈。

米。 2. 輻射通量沿燈 IKZK 220-250 和 IKZK 127-250 光譜的分佈。

在圖。圖 2 顯示了 IKZK 220-250 和 IKZK 127-250 型燈沿光譜的輻射通量分佈曲線。

在燈的型號名稱中，字母表示： IKZ——紅外線鏡，IKZK 220-250——帶塗漆燈泡的紅外線鏡；字母后的數字表示電源電壓和輻射源的功率。該燈是一個拋物面玻璃燈泡。燈的部分錶面從內部覆蓋有一層薄薄的反射銀層，以將輻射通量集中在給定的方向上。

玻璃燈泡的一個非常重要的參數，它會影響燈具的壽命，就是它們的耐熱性，即承受突然的溫度變化的能力。為了通過改變玻璃熔化過程中爐料的組成來提高耐熱性，必須降低其熱容和線膨脹溫度係數，並提高導熱係數。

根據燈泡的形狀，燈具有不同的輻射流分佈：要么沿軸集中（拋物線燈泡），要么寬，大約 45° 的立體角（球形燈泡）。應該指出的是，在農業生產中使用帶有球形燈泡的燈的優點是，這些燈在加熱區提供更均勻的輻射分佈。

燈泡內固定有鎢絲體。燈絲體的燈絲材料在真空中蒸發，沉積在燈泡的內表面並形成黑色塗層。由於玻璃更強烈地吸收光通量，這會導致光通量降低。

為了延長燈的使用壽命並降低燈絲體的蒸發率，燒瓶中充滿了惰性氣體（氬氣和氮氣）的混合物。

由於熱傳導和對流，氣體的存在會造成熱損失。在充氣燈中，燈泡不僅通過燈絲的輻射加熱，還通過填充氣體的對流和傳導加熱。因此，加熱 500 W 燈中的氣體會消耗所提供能量的 9%。

在具有大量燈絲體的大功率燈中，通過氣體增加的熱損失完全被燈絲色散的急劇減少所補償，因此它們總是與氣體一起釋放。

與真空燈不同，惰性氣體瓶各個部分的溫度取決於它們的工作位置。例如，通過將燒瓶倒置，您可以將金屬-玻璃連接處的熱量從 383-403 K 降低到 323-343 K。

輻射通量取決於燈絲的體溫。溫度升高會加速鎢的蒸發並增加可見光在輻射通量中的比例。因此，在紅外輻射有效的 IKZ 型燈中，燈絲的工作溫度從 2973 K（如在白熾燈中）降低到 2473 K，發光效率降低 60%。這允許將高達 70% 的消耗電力轉換為紅外輻射。

降低燈絲溫度可以將紅外燈的使用壽命從 1000 小時提高到 5000 小時。波長大於3.5微米（佔總光通量的7-8%）的白熾體的輻射被燈泡玻璃吸收，這就是燈因溫度驟升而過早失效的頻繁發生的原因。

距加熱表面 50-400 mm 處的 IKZ 型燈的輻射從 2 到 0.2 W/cm2 不等。

功率為 250 W 的紅外鏡面燈 IKZ 在懸掛高度處產生的能量輻射圖：1 — 10 cm、2 — 20 cm、3 — 30 cm、4 — 40 cm、5 — 50 cm、6 — 60 厘米，7 — 80 厘米...

對於輻射傳熱，可以使用帶有鎢絲線圈和球形燈泡的普通白熾燈。輻射效率的增加是由供電電壓提供的，其值比標稱值低5-10%；此外，必須在設備中安裝拋光鋁反射器。

管紅外發射器。

根據設計，紅外輻射管源分為兩組——加熱體由金屬電阻合金和鎢製成。第一種是直徑為 10-20 毫米的普通或耐火玻璃管；在管內，沿著中心軸，有一個帶有螺旋形螺紋的主體，電源電壓施加到螺紋的兩端。這種發射器沒有廣泛使用。它們通常用於空間加熱。

鎢絲發射器在設計上類似於白熾燈管。鎢螺旋形式的加熱體位於管的軸線上，並固定在焊接到玻璃棒上的鉬支架上。管式散熱器可以用在真空中蒸發銀或鋁形成的外部或內部反射器製成。在圖。圖 3 顯示了這種 IR 發射器的結構。

管式發射器的輻射光譜分佈與管式發射器接近；加熱溫度為2100-2450 K。

米。 3. 常規管紅外源的構造。 1——基地； 2——桿； 3——支撐桿的彈簧； 4 — 鉬支架； 5——玻璃棒； 6——電極； 7——鎢絲； 8——玻璃管。

低功率 (100 W) 的管狀散熱器可廣泛用於農業，用於加熱幼小的動物和家禽。因此在法國，它們被用來加熱籠中的幼禽。暖氣片直接安裝在籠頂上，高度為45厘米，為40隻雞提供均勻供暖。

管燈可以成功地用於為年幼的農場動物和家禽創建組合式照射和照明裝置，尤其是當我們考慮到紫外線燈和用於紅斑照明的燈也採用管式設計時。

石英紅外發射器。

石英 IR 發射器與上述類似，只是使用了石英玻璃管。在這裡，我們將僅限於考慮帶有鎢加熱元件的石英紅外發射器。

米。 4. KI 220-1000 燈絲型紅外線燈裝置。

圖 4 顯示了石英管發射器的裝置——KI (KG) 型燈。直徑為 10 毫米的圓柱形燒瓶 1 由石英玻璃製成，其在紅外光譜區域具有最大透射率。將 1-2 毫克的碘放入燒瓶中並充滿氬氣。以單線圈形式製成的燈體 2 沿管軸安裝在鎢支架 3 上。

使用焊接到石英腿 4 中的鉬電極對燈進行輸入。燈絲螺旋的末端擰到套管 5 的內部。圓柱形底座 6 由帶接縫的鎳帶製成，其中外部鉬絲被焊接 7. 石英發射器底座的溫度不應超過 573 K。在這方面，在輻射裝置運行期間必須對散熱器進行冷卻。

與橢圓柱形式的鏡面反射器相結合，石英燈可產生非常高的輻照度。如果鏡面燈提供高達 2-3 W/cm2 的輻射，那麼帶反射器的石英燈可提供高達 100 W/cm2 的輻射。

帶有鎢加熱元件的石英發射器由歐司朗、飛利浦、通用電氣等公司生產。 W 適用於 110/130 和 220/250 V 電壓。這些燈的使用壽命為 5000 小時。

KI-220-1000 燈的輻射能量在光譜中的分佈如圖 1 所示。 5. 石英燈產生的輻射的光譜組成的特點是在波長大於 2.5 微米的區域有第二個最大值，這是由加熱管的輻射引起的。向燈泡中添加碘會減少鎢的濺射，從而延長燈泡的使用壽命。在紅外石英燈中，將電壓提高到標稱值以上不會導致使用壽命急劇下降，這就是為什麼可以通過改變施加電壓來平滑地調節輻射通量的原因。

米。 5. KI 220-1000 型燈在不同燈電壓下的輻射能譜分佈。

碘循環紅外石英燈具有以下優點：

• 高比輻射密度；

• 使用壽命期間輻射流的穩定性。壽命末期的輻射通量為初始的98%；

• 尺寸小；

• 承受長期和大過載的能力；

• 能夠通過改變供電電壓在很寬的範圍內平滑地調節輻射流。

這些燈的主要缺點：

• 在套筒溫度高於623 K 時，石英因熱膨脹而被破壞；

• 燈只能在水平位置操作，否則白熾體可能會因自身重量而變形，並且由於燈管下部的碘濃度會擾亂碘循環。

帶有碘循環的紅外線燈用於乾燥各種農業場地上的油漆和清漆；用於加熱農場動物（小牛、小豬等）。

帶紅外燈的輻射器。

為了保護紅外線燈免受機械損壞和水滴，以及重新分配空間中的輻射流，使用了特殊配件。輻射源與固定裝置一起稱為電源。

帶有各种红外線燈的輻射器廣泛用於畜牧業，用於對年輕的農場動物和家禽進行局部加熱。