МИНОБРНАУКИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет»

Кафедра «Приборы и методы контроля качества»

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «История и методология приборостроения»

на тему: «Методология построения измерительных преобразователей интенсивности инфракрасного излучения»

Выполнили: студенты гр. М01-092-1

Медведева Е.В.

Коробейникова А.А.

Проверил: Миловзоров Г.В.

Ижевск 2011

Введение. Инфракрасное излучение (ик)

Инфракрасное излучение генерируется любым нагретым телом, температура которого определяет интенсивность и спектр излучаемой электромагнитной энергии. Нагретые тела, имеющие температуру выше 100^oС, являются источником коротковолнового инфракрасного излучения. Одной из количественных характеристик излучения является интенсивность теплового облучения, которую можно определить как энергию, излучаемую с единицы площади в единицу времени (ккал/(м²· ч) или Вт/м²). Измерение интенсивности тепловых излучений иначе называют актинометрией (от греческих слов асtinos - луч и metrio - измеряю), а прибор, с помощью которого производят определение интенсивности излучения, называется актинометром. В зависимости от длины волны изменяется проникающая способность инфракрасного излучения. Наибольшую проникающую способность имеет коротковолновое инфракрасное излучение (0,76-1,4 мкм), которое проникает в ткани человека на глубину в несколько сантиметров. Инфракрасные лучи длинноволнового диапазона (9-420 мкм) задерживаются в поверхностных слоях кожи.

Биологическое действие инфракрасного излучения

Воздействие инфракрасного излучения может быть общим и локальным. При длинноволновом излучении повышается температура поверхности тела, а при коротковолновом - изменяется температура лёгких, головного мозга, почек и некоторых других органов человека. Значительное изменение общей температуры тела (1,5-2^oС) происходит при облучении инфракрасными лучами большой интенсивности. Воздействуя на мозговую ткань, коротковолновое излучение вызывает "солнечный удар". Человек при этом ощущает головную боль, головокружение, учащение пульса и дыхания, потемнение в глазах, нарушение координации движений, возможна потеря сознания. При интенсивном облучении головы происходит отёк оболочек и тканей мозга, проявляются симптомы менингита и энцефалита. При воздействии на глаза наибольшую опасность представляет коротковолновое излучение. Возможное последствие воздействия инфракрасного излучения на глаза - появление инфракрасной катаракты.

Источники инфракрасного излучения

В производственных условиях выделение тепла возможно от:

• плавильных, нагревательных печей и других термических устройств;

• остывания нагретых или расплавленных металлов;

• перехода в тепло механической энергии, затрачиваемой на привод основного технологического оборудования;

• перехода электрической энергии в тепловую и т.п.

Около 60% тепловой энергии распространяется в окружающей среде путём инфракрасного излучения. Лучистая энергия, проходя почти без потерь пространство, снова превращается в тепловую. Тепловое излучение не оказывает непосредственного воздействия на окружающий воздух, свободно пронизывая его. Производственные источники лучистой теплоты по характеру излучения можно разделить на четыре группы:

1. с температурой излучающей поверхности до 500^oС (наружная поверхность печей и др.); их спектр содержит инфракрасные лучи с длиной волны 1,9-3,7 мкм;

2. с температурой поверхности от 500 до 1300^oС (открытое пламя, расплавленный чугун и др.); их спектр содержит преимущественно инфракрасные лучи с длиной волны 1,9-3,7 мкм;

3. с температурой от 1300 до 1800^oС (расплавленная сталь и др.); их спектр содержит как инфракрасные лучи вплоть до коротких с длиной волны 1,2-1,9 мкм, так и видимые большой яркости;

4. с температурой выше 1800^oС (пламя электродуговых печей, сварочных аппаратов и др.); их спектр излучения содержит, наряду с инфракрасными и видимыми, ультрафиолетовые лучи.

Защита от инфракрасного излучения

Основные мероприятия, направленные на снижение опасности воздействия инфракрасного излучения, состоят в следующем:

1. Снижение интенсивности излучения источника (замена устаревших технологий современными и др.).

2. Защитное экранирование источника или рабочего места (создание экранов из металлических сеток и цепей, облицовка асбестом открытых проёмов печей и др.).

3. Использование средств индивидуальной защиты (использование для защиты глаз и лица щитков и очков со светофильтрами, защита поверхности тела спецодеждой из льняной и полульняной пропитанной парусины).

4. Лечебно-профилактические мероприятия (организация рационального режима труда и отдыха, организация периодических медосмотров и др.).

2. Факторы, влияющие на интенсивность инфракрасного излучения на рабочих местах

• Характер технологического процесса.

• Температура источника излучения.

• Расстояние рабочего места от источника излучения.

• Степень теплоизоляции.

• Наличие индивидуальных средств защиты.

• Наличие коллективных средств защиты.

• Состояние погоды, имеющее значение для строителей и сельскохозяйственных рабочих.

Интенсивность теплового излучения на рабочих местах

Интенсивность инфракрасного излучения на рабочих местах может колебаться от 175 Вт/м2 до 14 000 Вт/м2.

Горячие цехи

К горячим цехам относятся цехи, в которых тепловыделения превышают 23 Дж/м3:

• доменные,

• конверторные,

• мартеновские,

• электросталеплавильные,

• прокатные и другие цехи.

Одна из особенностей действия лучистого тепла на организм человека: инфракрасные лучи различной длины волны проникают на различную глубину и поглощаются соответствующими тканями, оказывая тепловое действие.

Короткие инфракрасные лучи (до 1 400 нм) проникают в ткани на глубину нескольких сантиметров, поглощаются кровью и водой в слоях кожи и подкожной клетчатки, а также способны проникать через кости черепной коробки и воздействовать на мозговые оболочки, мозговую ткань. Длинные инфракрасные лучи (1 400 – 10 000 нм) поглощаются верхним 2-миллиметровым слоем кожи. Особенно сильно поглощаются лучи с длиной волны 6 000 – 10 000 нм, вызывая «калящий эффект».

Местная реакция

Местная реакция сильнее выражена при облучении длинноволновыми ИК лучами, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости коротковолнового облучения больше, чем длинноволнового. Коротковолновое инфракрасное облучение обладает более выраженным общим действием за счёт большей глубины проникновения в ткани тела. Степень повышения температуры кожи зависит от интенсивности облучения и проявляется ощущением жары, жжения, повышением температуры кожи, нетерпимым жжением кожи.