高紅外輻射加熱技術(shù)

一、簡(jiǎn)介

高紅外可以解釋為高強(qiáng)度、高能量、高密度的紅外輻射。其熱源的功率密度達(dá)15－25w /cm2，因此，它有高能量的輸出，紅外輻射能達(dá)86％以上，而且，熱源在接通電源3－6秒，即可達(dá)到輻射能輸出狀態(tài)，熱響應(yīng)快是前所未有的。（遠(yuǎn)紅外熱響應(yīng)為5－6分鐘）。高紅外包括三個(gè)熱響應(yīng)：①1700－2200℃　短波快速響應(yīng)?、?/span>600－800℃　中波中等響應(yīng)?、?/span>600℃以下　長(zhǎng)波和緩反應(yīng)?？梢钥闯?，高紅外提供了短波、中波、長(zhǎng)波的輻射能量，因此又可稱為全波段紅外輻射。

現(xiàn)在，遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛了，高紅外加熱技術(shù)最早出現(xiàn)在美國(guó)。20世紀(jì)70年代中期為了進(jìn)行航天飛機(jī)返回大氣層時(shí)與空氣摩擦產(chǎn)生高溫的實(shí)驗(yàn)，高紅外加熱技術(shù)被用來模擬航天飛機(jī)表面溫度由-273℃低溫迅速升溫到1800℃高溫的過程。

二、高紅外輻射加熱管

1、高紅外輻射加熱管的工作原理

電流在通過以特殊材料制成的加熱管的加熱絲時(shí)，加熱管（石英玻璃）會(huì)輻射出一定波長(zhǎng)的紅外線，當(dāng)紅外線被物體吸收時(shí)，物體內(nèi)部的分子被啟動(dòng)產(chǎn)生碰撞運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生大量的熱能，物體即“由里及表”地被加熱。利用這一特性來加熱物體的技術(shù)就叫做紅外輻射加熱技術(shù)。通過改變加熱絲的截面尺寸、長(zhǎng)度、繞制方法及改變惰性氣體材料成分等手段，可以產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的紅外線輻射，以適應(yīng)不同的加熱物件。用于工業(yè)用途的紅外輻射主要是波長(zhǎng)0.75～1.6μm　左右的中波和波長(zhǎng)大于4μm的長(zhǎng)波。短波紅外輻射又叫近紅外輻射，中波和長(zhǎng)波又叫遠(yuǎn)紅外輻射。

由于紅外輻射管的熱慣性極小而熱效率很高，利用紅外輻射加熱技術(shù)，可以高密度、高能量、高強(qiáng)度、高質(zhì)量地對(duì)工件進(jìn)行加熱，以達(dá)到節(jié)約加熱能源、提高加熱質(zhì)量、縮短加熱時(shí)間、降低投資額度、減少環(huán)境污染的目的。這就是工業(yè)界俗稱的“高紅外加熱”。

2、高紅外加熱管的特點(diǎn)：

（1）、以耐高溫稀有金屬制成輻射體，經(jīng)特殊工藝?yán)@制后封閉在特種透明石英玻殼內(nèi)，抽真空并充以惰性氣體制成。

（2）、通電后產(chǎn)生一定波長(zhǎng)的紅外輻射能量，具有高強(qiáng)度、高熱效、低能耗等顯著特點(diǎn)，熱效率可達(dá)86％以上。

（3）、熱慣性極小，通電后0.8秒可達(dá)額定功率的50％，約1秒鐘可達(dá)額定功率的80％，約2秒鐘可全功率運(yùn)行，升溫、降溫迅速準(zhǔn)確。

（4）、體積小，功率大，使用壽命均超過5000小時(shí)，大大降低運(yùn)作成本。

（5）、按需求，在燈管外壁一定部位噴涂鈦金或其它反射涂料，作為定向反射層，提高熱效率、隔熱、對(duì)加熱對(duì)象不會(huì)造成任何污染。

3、高紅外輻射的特點(diǎn)及應(yīng)用

當(dāng)紅外輻射能量被工作對(duì)象吸收時(shí)，該物質(zhì)所特有的紅外輻射吸收光譜是一個(gè)重要因素。一般情況下，可按下述方法進(jìn)行分類：

金屬類　　　　1～2μm（短波）　　樹脂類　　　　2～4μm（中波）

玻璃類　　　　2～4μm（中波）　　水系干燥　　　 2～4μm（中波）

陶瓷類　　　　3～5μm（長(zhǎng)波）　　　

紅外輻射的穿透率對(duì)加熱亦具有重要影響。

（1）、對(duì)一定厚度的樹脂和玻璃材料在其厚度方向進(jìn)行均勻加熱

在對(duì)較厚的樹脂進(jìn)行均勻加熱時(shí)，紅外線強(qiáng)大的穿透能力使其能夠達(dá)到物質(zhì)內(nèi)部，從而保證了物質(zhì)的內(nèi)外溫差極小

（2）、對(duì)涂層、鍍膜和膠粘劑進(jìn)行干燥

在涂層干燥過程中，為了使涂層在整個(gè)厚度方向上能夠被同時(shí)加熱，需要輻射器具有一定程度的穿透力。中波紅外輻射良好、均衡的吸收及穿透能力，使其在精加工工程中一再獲得業(yè)內(nèi)人士的好評(píng)。

4、高紅外加熱管的應(yīng)用領(lǐng)

塑料加工：吹瓶機(jī)、瓶坯加熱，塑料薄膜加熱拉伸；

包裝容器：熱封機(jī)的塑封加熱，袋裝食品殺菌消毒；

印染行業(yè)：印花機(jī)、油墨固化，漂染機(jī)、紗絲布匹烘干；
化工制藥：粉劑片劑干燥，藥瓶高溫消毒；

食品加工：食品烘焙，炊具內(nèi)食品保溫；

印刷制版：印刷品干燥，制版膠片涂層烘干；

涂裝行業(yè)：粉末、油漆涂層固化，水份烘干；

電子電氣：元器件老化，線圈浸漆干燥；

5、紅外輻射加熱管的結(jié)構(gòu)

功率：從30Ｗ到6000Ｗ　　

電壓：從36Ｖ、110Ｖ、220Ｖ到380Ｖ，440Ｖ等。

長(zhǎng)度：從60mm到3000mm以上

形狀：有單孔管、雙孔管、Ω形管和異形管等

類型：有半鍍金反射管、全鍍金反射管、無機(jī)反射管等。

6、高紅外加熱管的優(yōu)點(diǎn)及注意事項(xiàng)

（1）高紅外加熱管可制造成加熱器、熱風(fēng)器、烘箱及加熱烘道，縮短加熱周期，減少設(shè)備占地面積，降低生產(chǎn)成本。

（2）燈管嚴(yán)禁鋼性固定，燈管的電阻溫度系數(shù)較大，選用控制設(shè)備應(yīng)注意。

三、高紅外與遠(yuǎn)紅外及烘箱比較

 1、表中高紅外固化（其中高紅外的輻射源以5kw為例）、遠(yuǎn)紅外、烘箱（內(nèi)積2ms）功率、占地面積比較（指在相同生產(chǎn)量的情況下）

  2、高紅外輻射固化設(shè)備、遠(yuǎn)紅外烘箱、烘道升溫速度比較圖