동물의 적외선 가열을 위한 조사기 및 설비

농업에서는 범용 백열등, 백열등, 튜브 방출기 및 튜브 전기 히터(TEN)가 동물을 가열하기 위한 적외선 복사원으로 사용됩니다.

백열 램프.

백열 램프는 전압, 전력 및 디자인이 다릅니다. 백열등의 디자인은 목적에 따라 다릅니다. 램프의 힘에 의해 직경이 결정되는 유리 전구는 바닥에 특수 매 스틱으로 강화됩니다. 베이스에는 램프가 네트워크에 연결되는 소켓에 고정하기 위한 나사산이 있습니다. 텅스텐은 램프의 필라멘트를 만드는 데 사용됩니다. 텅스텐의 산란을 줄이기 위해 램프는 불활성 가스(예: 아르곤, 질소 등)로 채워져 있습니다.

백열 램프의 주요 매개변수:

• 공칭 전압,

• 전기 에너지,

• 광속,

• 평균 연소 시간.

범용 백열 램프는 127V 및 220V에서 사용할 수 있습니다.

백열 램프의 전력량은 램프가 설계된 정격 전압의 평균값으로 지정됩니다. 농업에서는 전력 범위가 40~1500W인 백열등이 주로 사용됩니다.

백열 램프의 광속은 램프의 전력과 필라멘트의 온도에 정비례합니다. 공칭 서비스 수명의 75%를 소진한 램프의 경우 초기 값의 15-20%까지 광속 감소가 허용됩니다.

조명 램프를 사용하여 동물을 가열할 때 높은 수준의 빛이 동물을 짜증나게 할 수 있다는 점에 유의하십시오.

백열 램프의 평균 연소 시간은 주로 텅스텐의 스퍼터링에 의해 결정됩니다. 대부분의 범용 백열 램프의 평균 연소 시간은 1000시간입니다.

공칭 값과 비교하여 주전원 전압의 변화는 출력 및 서비스 수명뿐만 아니라 램프에서 방출되는 플럭스의 변화를 초래합니다. 전압이 ±1% 변하면 램프의 광속은 ±2.7%, 평균 연소 시간은 ±13% 변합니다.

반사층이 있는 백열 램프. 복사 흐름을 특정 영역으로 유도하기 위해 램프는 거울과 확산 반사층과 함께 사용되며 전구 내부에서 상부로 적용됩니다.

열 방출 램프.

이러한 방사원은 텅스텐 모노 코일과 특수 프로파일이 있는 전구의 내부 알루미늄 표면인 반사기로 구성된 "광" 방출기입니다. IKZ 유형의 램프에 대한 스펙트럼을 따른 복사 플럭스 Ф (λ)의 분포 곡선이 그림에 나와 있습니다. 1.

쌀. 1.IKZ 220-500 및 IKZ 127-500 램프의 스펙트럼에 따른 방사 플럭스 분포.

쌀. 2. 램프 IKZK 220-250 및 IKZK 127-250의 스펙트럼에 따른 복사 플럭스 분포.

무화과에서. 도 2는 유형 IKZK 220-250 및 IKZK 127-250 램프의 스펙트럼에 따른 방사 플럭스 분포 곡선을 보여준다.

램프 유형 지정에서 문자는 다음을 의미합니다. IKZ — 적외선 거울, IKZK 220-250 — 페인트 전구가 있는 적외선 거울; 문자 뒤의 숫자는 전원 전압과 방사원의 전력을 나타냅니다. 램프는 포물면 유리 전구입니다. 램프 표면의 일부는 주어진 방향으로 방사 플럭스를 집중시키기 위해 내부에서 얇은 반사 은층으로 덮여 있습니다.

램프의 수명에 영향을 미치는 유리 전구의 매우 중요한 매개 변수는 내열성, 즉 급격한 온도 변화를 견딜 수 있는 능력입니다. 유리 용융 중 전하의 조성을 변경하여 내열성을 높이려면 열용량과 선팽창 온도 계수를 줄이고 열전도율을 높이는 것이 필요합니다.

전구의 모양에 따라 램프는 복사 흐름의 분포가 다릅니다. 축을 따라 집중되거나 (포물선 전구 포함) 약 45 °의 입체각 (구형 전구 포함)으로 넓습니다. 농업 생산에서 구형 전구가 있는 램프를 사용하는 이점에 유의해야 합니다. 이 램프는 가열 영역에서 보다 균일한 복사 분포를 제공합니다.

텅스텐 필라멘트 본체가 전구 내부에 고정되어 있습니다. 필라멘트 본체의 필라멘트 소재는 진공에서 증발하여 전구 내부 표면에 침전되어 검은색 코팅을 형성합니다.이로 인해 유리에 의한 보다 집중적인 흡수로 인해 광속이 감소합니다.

램프의 수명을 늘리고 필라멘트 본체의 증발 속도를 줄이기 위해 플라스크에 불활성 가스(아르곤과 질소)의 혼합물을 채웁니다.

가스의 존재는 열 전도 및 대류로 인해 열 손실을 발생시킵니다. 가스 충전 램프에서 전구는 필라멘트의 복사뿐만 아니라 충전 가스의 대류 및 전도에 의해서도 가열됩니다. 따라서 500W 램프에서 가스를 가열하면 공급된 에너지의 9%가 소비됩니다.

거대한 필라멘트 몸체를 가진 강력한 램프에서 가스를 통한 열 손실의 증가는 필라멘트 분산의 급격한 감소로 완전히 보상되므로 항상 가스로 방출됩니다.

진공 램프와 달리 불활성 가스 플라스크의 개별 섹션 온도는 작동 위치에 따라 다릅니다. 예를 들어, 플라스크를 거꾸로 뒤집으면 금속-유리 접합부의 가열을 383-403K에서 323-343K로 줄일 수 있습니다.

복사 플럭스는 필라멘트의 체온에 따라 달라집니다. 온도의 증가는 텅스텐의 증발을 가속화하고 방사 플럭스에서 가시광선의 비율을 증가시킵니다. 따라서 적외선이 효과적인 IKZ 유형의 램프에서는 필라멘트의 작동 온도가 2973K(백열등에서와 같이)에서 2473K로 감소하고 발광 효율이 60% 감소합니다. 이를 통해 소비된 전기의 최대 70%를 적외선으로 변환할 수 있습니다.

필라멘트의 온도를 낮추면 적외선 램프의 수명을 1000시간에서 5000시간으로 늘릴 수 있습니다.3.5미크론(총 플럭스의 7-8%) 이상의 파장을 갖는 백열등 본체의 복사선은 전구의 유리에 흡수되어 온도 서지로 인해 램프가 조기에 고장나는 경우가 많습니다.

가열된 표면까지 50-400mm 거리에서 IKZ 유형 램프의 조사는 2에서 0.2W/cm2까지 다양합니다.

서스펜션 높이에서 250W의 적외선 미러 램프 IKZ에 의해 생성된 에너지 방사선 다이어그램: 1 — 10cm, 2 — 20cm, 3 — 30cm, 4 — 40cm, 5 — 50cm, 6 — 60cm, 7~80cm...

방사선에 의한 열 전달을 위해 텅스텐 코일과 공 모양의 전구가 있는 일반 백열 램프를 사용할 수 있습니다. 복사 효율의 증가는 공칭 전압보다 5-10% 낮은 전압을 공급함으로써 제공됩니다. 또한 연마된 알루미늄 반사경을 장치에 설치해야 합니다.

튜브 적외선 방출기.

설계 상 튜브 적외선 방사원은 금속 저항성 합금과 텅스텐으로 만들어진 발열체와 함께 두 그룹으로 나뉩니다. 첫 번째는 직경 10-20mm의 일반 또는 내화 유리 튜브입니다. 튜브 내부에는 중심 축을 따라 나선형 형태의 나사산이 있는 본체가 있으며 그 끝에 공급 전압이 적용됩니다. 이러한 이미 터는 널리 사용되지 않습니다. 그들은 일반적으로 공간 난방에 사용됩니다.

텅스텐 필라멘트 이미터는 디자인 면에서 백열관 램프와 유사합니다. 텅스텐 나선형 형태의 가열 본체는 튜브 축을 따라 위치하며 유리 막대에 납땜된 몰리브덴 홀더에 고정됩니다. 튜브 라디에이터는 진공에서 은 또는 알루미늄을 증발시켜 형성된 외부 또는 내부 반사기로 만들 수 있습니다. 무화과에서.도 3은 그러한 IR 이미터의 구조를 도시한다.

튜브 방출기에서 방출되는 방사선의 스펙트럼 분포는 튜브 방출기의 스펙트럼 분포에 가깝습니다. 가열 온도는 2100-2450K입니다.

쌀. 3. 기존 튜브 IR 소스의 구성. 1 - 기본; 2 — 막대; 3 - 로드를 지지하는 스프링; 4 — 몰리브덴 홀더; 5 — 유리 막대; 6 — 전극; 7 — 텅스텐 실; 8 — 유리관.

저전력(100W)의 관형 라디에이터는 어린 동물과 가금류를 가열하기 위해 농업에서 널리 사용될 수 있습니다. 그래서 프랑스에서는 우리 안에 있는 어린 가금류를 데우는 데 사용됩니다. 라디에이터는 45cm 높이의 케이지 천장에 직접 설치되며 40마리의 닭을 균일하게 가열합니다.

튜브 램프는 어린 농장 동물과 가금류를 위한 결합된 조사 및 조명 설비를 만드는 데 성공적으로 사용될 수 있습니다. 특히 UV 램프와 홍반 조명용 램프도 튜브형 디자인을 가지고 있다고 생각하는 경우에 그렇습니다.

석영 IR 이미 터.

석영 IR 이미터는 석영 유리관이 사용된다는 점을 제외하면 위에서 설명한 것과 유사합니다. 여기서 우리는 텅스텐 가열 요소가 있는 석영 IR 방출기를 고려하는 것으로 제한할 것입니다.

쌀. 4. 필라멘트 유형 KI 220-1000을 갖는 적외선 램프용 장치.

그림 4는 KI(KG) 유형의 램프인 석영관 방출기 장치를 보여줍니다. 직경 10mm의 원통형 플라스크 1은 IR 스펙트럼 영역에서 최대 투과율을 갖는 석영 유리로 만들어졌습니다. 1-2mg의 요오드를 플라스크에 넣고 아르곤으로 채운다. 모노코일 형태로 제작된 라이트 본체(2)는 튜브 축을 따라 텅스텐 지지대(3)에 장착됩니다.

램프에 대한 입력은 석영 다리 4에 납땜된 몰리브덴 전극을 사용하여 수행됩니다. 나선형 필라멘트의 끝은 슬리브 5의 내부 부분에 나사로 고정됩니다. 원통형 베이스 6은 솔기가 있는 니켈 스트립으로 만들어지며, 외부 몰리브덴 와이어는 용접됩니다. 7. 석영 이미 터베이스의 온도는 573K를 초과해서는 안됩니다. 이와 관련하여 방사선 조사 설비에서 작동하는 동안 라디에이터를 냉각시켜야합니다.

타원형 실린더 형태의 거울 반사경과 결합하여 석영 램프는 매우 높은 조도를 생성합니다. 거울 램프가 최대 2-3W / cm2의 복사를 제공하면 반사경이있는 석영 램프에서 최대 100W / cm2의 복사를 얻을 수 있습니다.

텅스텐 가열 요소가 있는 석영 이미터는 Osram, Philips, General Electric 등과 같은 회사에서 생산합니다. 전압 110/130 및 220/250 V의 경우 W. 이 램프의 수명은 5000시간입니다.

스펙트럼에 대한 KI-220-1000 램프의 방사 에너지 분포는 Fig. 5. 석영 램프에서 생성되는 방사선의 스펙트럼 구성은 가열된 튜브에서 발생하는 2.5미크론 이상의 파장 영역에 두 번째 최대값이 있다는 사실을 특징으로 합니다. 전구에 요오드를 추가하면 텅스텐의 스퍼터링이 줄어들어 램프 수명이 늘어납니다. 적외선 석영 램프에서 공칭 이상의 전압을 증가시켜도 서비스 수명이 급격히 감소하지 않으므로 인가 전압을 변경하여 복사 플럭스를 원활하게 조정할 수 있습니다.

쌀. 5. 다른 램프 전압에서 KI 220-1000 유형 램프의 방사 에너지 스펙트럼 분포.

요오드 주기 적외선 석영 램프는 다음과 같은 장점이 있습니다.

• 높은 특정 방사선 밀도;

• 작동 수명 동안 복사 흐름의 안정성. 수명이 다할 때의 방사선 플럭스는 초기의 98%입니다.

• 작은 크기;

• 장기적이고 큰 과부하를 견디는 능력;

• 공급 전압을 변경하여 광범위하게 방사 흐름을 원활하게 조정할 수 있습니다.

이 램프의 주요 단점:

• 623K 이상의 슬리브 온도에서 석영은 열팽창에 의해 파괴됩니다.

• 램프는 수평 위치에서만 작동할 수 있습니다. 그렇지 않으면 백열등 본체가 자체 무게로 인해 변형될 수 있으며 튜브 하부의 요오드 농도로 인해 요오드 주기가 방해를 받습니다.

요오드 사이클이 있는 적외선 램프는 다양한 농업 현장에서 페인트와 바니시를 건조하는 데 사용됩니다. 농장 동물(송아지, 새끼 돼지 등) 난방용.

적외선 램프가 있는 조사기.

기계적 손상 및 물방울로부터 적외선 램프를 보호하고 우주에서 복사 흐름을 재분배하기 위해 특수 피팅이 사용됩니다. 고정물과 함께 방사선원을 전원 공급 장치라고 합니다.

다양한 적외선 램프가 있는 조사기는 어린 농장 동물과 가금류의 지역 난방을 위해 축산업에서 널리 사용됩니다.