CN107995700A - 快速反应的红外辐射器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速反应的红外辐射器，包括灯管，所述灯管包括透明且两端密封的石英管和设于石英管内的灯丝，所述灯管的外壁设有纳米陶瓷涂层。把纳米陶瓷涂料涂在灯管的外壁，该涂层作为红外线辐射体，吸收灯丝发出来的短波或者中波红外光后自身温度会提高到500‑700℃，发出暗红色或者中等红色的光，辐射出的红外辐射波长峰值在3.0‑3.7um之间。它的谱带比一般的中波红外灯管发出的红外线光谱要宽，与水及多数的高分子树脂的红外吸收光谱吸收完美匹配，因此对水和多数有机高分子材料都有很好的加热效率。
Description
技术领域
本发明涉及工业加热技术领域，尤其涉及一种快速反应的红外辐射器。
背景技术
一般的红外线加热灯管都是使用钨丝、碳丝或者电阻丝作为辐射灯丝，外加透明石英灯管。这些灯管的光谱组成的主要区别由灯丝来决定：钨丝灯反应时间很短，在1秒左右，灯丝温度为2200-2600℃，发射的红外线光谱最高峰值在1.0-1.2um，功率密度可以高达200w/cm,这种灯也被称为短波灯。有些时候可以设计灯管的灯丝温度低到1600℃，波长峰值在1.5um左右，称作快速反应中波。碳丝灯反应时间也很短，在2秒左右，灯丝温度1200℃左右，波谱最高峰在2.0um左右,功率密度可达80w/cm,这种灯被称作碳中波灯。电阻丝为发热体的灯反应时间慢，一般在30-120秒，灯丝温度800-950℃,光谱峰值在2.4-2.7um,功率密度在25w/m左右，这种灯被称作中波灯。这些红外灯使用中可能在灯管的外壁涂一些涂层，这些涂层的功能都是反射，或者过滤可见光来防耀眼，没有改变灯管本身的属性。在工业应用中，水分子和多数的有机高分子材料如涂料，油墨等的红外吸收最高峰都在2.8-4.0um之间，即中长波红外段，那么中波灯相对于短波和碳中波灯在应用上有很大的优势。但是中波灯管的低功率密度和较慢的反应时间限制了它在一些需要快速升温和灵敏控温条件下的应用。长时间以来，人们都在寻找既有合适的波长范围，反应时间又很快的灯管来提高加热和控制的灵敏度，但是都失败了，往往最终用碳中波或者靠近1.4-1.5um的快速反应中波来代替中波灯使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种快速反应的红外辐射器，可以在极短时间内达到全功率辐射中长波红外光且红外线的辐射光谱在3.0-3.7um之间。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种快速反应的红外辐射器，包括灯管，所述灯管包括透明且两端密封的石英管和设于石英管内的灯丝，所述灯管的外壁设有纳米陶瓷涂层。
作为优选，所述灯管为单管，所述灯管横截面呈圆形。
作为优选，所述灯管为双管，所述灯管横截面呈8字形。
作为优选，所述灯管内填充有惰性气体。
作为优选，所述灯管内填充有惰性气体和卤素化合物的混合气体。
作为优选，所述灯管内填充有惰性气体和氮气的混合气体。
本发明具有以下的特点和有益效果：把纳米陶瓷涂料涂在灯管的外壁，作为最终的红外辐射体，该涂层吸收灯丝发出来的短波或者中波红外光后自身温度会提高到500-700℃，发出暗红色或者中等红色的光，辐射出的红外辐射波长峰值在3.0-3.7um之间。它的谱带比一般的中波灯管要宽，与水及多数的高分子树脂的红外吸收光谱吸收完美匹配，因此对水和多数有机高分子材料都有很好的加热效率。它的反应时间很短，在10-30秒左右，升温和降温迅速。功率密度很大，与短波灯相同，极好的完全解决了困扰红外加热领域的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图中，1-灯管；2-石英管；3-灯丝；4-纳米陶瓷涂层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图所示，一种快速反应的红外辐射器，包括灯管1，灯管1包括透明且两端密封的石英管2和设于石英管内的灯丝3，灯管1的外壁设有纳米陶瓷涂层4。其中灯丝3的材料可以为金属钨丝、碳丝或者碳片。
于本发明的进一步改进，灯管1可以为单管，则灯管横截面呈圆形；灯管1也可以为双管，则灯管横截面呈“8”字形。
于本发明的再进一步改进，灯管1内填充有惰性气体和卤素化合物的混合气体或者惰性气体和氮气的混合气体。
将掺杂有对短波波长的特征吸收能力和中长波红外辐射能力的纳米陶瓷涂料涂在灯管的外壁，这个涂层吸收灯丝发出来的短波或者中波红外光后自身温度会提高到500-700℃，发出暗红色或者中等红色的光，即本红外辐射器的发光体为纳米陶瓷涂料涂层，该涂层在温度达到500-700℃时，会发出3.0-3.7um之间的光，该光的谱带比一般般的中波灯管要宽，与水及多数的高分子树脂的红外吸收光谱吸收完美匹配，因此对水和多数有机高分子材料都有很好的加热效率。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种快速反应的红外辐射器，包括灯管，所述灯管包括透明且两端密封的石英管和设于石英管内的灯丝，其特征在于：所述灯管的外壁设有纳米陶瓷涂层。
2.根据权利要求1所述的快速反应的红外辐射器，其特征在于：所述灯管为单管，所述灯管横截面呈圆形。
3.根据权利要求1所述的快速反应的红外辐射器，其特征在于：所述灯管为双管，所述灯管横截面呈8字形。
4.根据权利要求1所述的快速反应的红外辐射器，其特征在于：所述灯管内填充有惰性气体和卤素化合物的混合气体。
5.根据权利要求1所述的快速反应的红外辐射器，其特征在于：所述灯管内填充有惰性气体和氮气的混合气体。
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