чем отразить инфракрасные лучи

Слой инфракрасного отражателя под краской охладил черную поверхность на 15 градусов

Yuan Yang et al. / Science Advances, 2020

Материаловеды разработали новый подход к нанесению цветных двухслойных поверхностей, в которой нижний полимерный слой увеличивает отражение солнечного света в инфракрасном диапазоне, при этом в качестве верхнего слоя можно использовать латексную краску. С помощью такого подхода ученые смогли достичь для черной краски понижения температуры на 15,6 градуса Цельсия в закрытых условиях и на 6,4 градуса на открытом воздухе. Статья опубликована в журнале Science Advances.

Инженеры часто используют энергозатратные способы для охлаждения зданий, машин и серверов. В США, например, 15 процентов всей энергии для домашнего использования затрачивается на охлаждение домов. Более того, эти охладительные установки самостоятельно производят тепла больше, чем охлаждают, и используют реагенты, разрушающие озоновый слой или увеличивающие количество парниковых газов.

Охлаждение за счет излучения с помощью специальных покрытий считается одним из перспективных подходов. Высокая отражающая способность поверхности уменьшает нагрев от солнечного излучения, а ее большая излучательная способность позволяет эффективно отводить лишнее тепло. Такой способ позволяет поверхности и скрываемому ей объему оставаться холодными даже под прямыми солнечными лучами. Например, ученые используют металлические зеркала или белую краску с высокой отражающей способностью, но в реальном применении они ограничивают возможные цвета зданий и лишают их эстетики и функциональности. Более того, отражаемый свет может раздражать глаза проходящих мимо людей. По этой причине в последнее время получили развитие окрашенные излучательные охладители, в которых часть видимого света поглощается краской для получения желаемого цвета, а остальная часть солнечного света — в частности, область между ближним и коротковолновым ИК, отвечающая за 51 процент солнечного света, — отражается. В таких системах за стандарт отражателя волн ИК-диапазона принято считать диоксид титана, но он поглощает в коротковолновой части ИК диапазона, а потому не до конца выполняет свои функции отражателя теплового излучения. Проблема охлаждения такими системами состоит в масштабировании многослойных структур на пористые и текстурные поверхности сложной формы домов и автомобилей.

Источник

Чем отразить инфракрасные лучи

У большинства тел на земной поверхности в спектре излучения максимум энергии заключается в инфракрасной части. Максимальное количество тепла дают лучи инфракрасные, красные, оранжевые, и все менее — в нисходящем порядке остальные — до фиолетовых.

Поэтому-то в практических целях лучи левой части спектра и называют тепловыми. Их химическое действие выражено слабо и практически не принимается в расчет. Лучи правой части спектра (с ярко выраженным химическим действием при очень слабом тепловом) называет химическими. И хотя мы различаем три вида лучей: световые, тепловые и химические, существует только одна лучистая энергия. Все виды ее способны в различной степени нагревать, в различной степени оказывать химическое действие и только в ограниченной своей части (в пределах от 760 до 460 mu) оказывать раздражающее действие на сетчатку глаза и вызывать в нем сложное физиологическое ощущение света и различных цветов.

Согласно физическим законам, световые электромагнитные лучи, падая на различные тела, могут отражаться, преломляться, поглощаться, рассеиваться, люминисцировать, флюоресцировать.

Отражение и поглощение световых лучей

Существующие законы отражения, по которым падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости, а угол падения равен углу отражения, свойственны в одинаковой степени всем видам лучистой энергии, причем процент отражения всецело зависит от вещества отражающего тела, от его формы, материала, из которого он сделан, и от длины волны луча. Наибольшим коэффициентом отражения от гладких поверхностей обладают инфракрасные лучи — до 98%’ для падающих лучей длиной 1,5 мм. Коэффициент отражения видимых лучей от воды равен 2%. Ультрафиолетовые лучи в отношении количества отражения уступают инфракрасным лучам. (В значительных размерах ультрафиолетовые лучи диффузно рассеиваются от мельчайших частиц облаков, снега, песка.

Обнаженная почва, почти совершенно поглощая световые и ультрафиолетовые лучи, отражает и излучает затем главным образом инфракрасные лучи. Водная поверхность, снежный и ледовый покровы отражают от себя световые, т. е. оптические и ультрафиолетовые, лучи.

В ряде руководств по гелиотерапии рекомендуется принимающим солнечные ванны на пляже располагаться как можно ближе к воде, с целью получения дополнительного количества ультрафиолетовой радиации солнца, отраженной от поверхности воды. Проф. Н. Н. Калитиным были проведены специальные исследования, чтобы определить, насколько значительнее отражается ультрафиолетовая радиация от поверхности воды непосредственно на берегу моря при разных метеорологических условиях и при различном состоянии моря.
Обработав 53 спектрограммы, содержащие несколько сот спектров, и отобрав из них 18 наилучших, проф. Калитин обобщил результаты своих опытов в следующей таблице.

Таким образом можно сделать вывод, что с ультрафиолетовой стороны спектр, отраженный от поверхности моря, всегда короче, чем спектр, падающий на воду солнечной радиации, и чем мутнее вода, тем происходит большее (поглощение ультрафиолетовой радиации.
Исследования, сделанные Калитиным, таким образом, показали, что солнечная ультрафиолетовая радиация (биологически: активная) от поверхности моря не отражается.

Количество лучистой энергии, отра женной от определенной поверхности, выраженное в процентах к падающей энергии, называется «альбедо».
Калитину принадлежат работы по определению альбедо в Ялте, Мисхоре, Феодосии, Нальчике» Тегенекли и на Эльбрусе. Наименьшие величины альбедо получились для морского песка (10—13%) и для травяного покрова (22—23%). Наибольшую величину отражения дали: ледники Эльбруса (68%), пляж в. Мисхоре из мелкой гальки (32%) и из крупной гальки (28%), пляж в Феодосии из ракушечного песка (31—32%), бетонированная площадка в Ялтинском туберкулезном институте (34%).

Отраженные от земной поверхности величины радиации доходят до 30% радиации падающей. Эти величины не постоянны и зависят от отражательной способности различных поверхностей, и атмосферных колебаний.

Значительное количество солнечной и рассеянной радиации атмосферы отражается и от кожи человека. По исследованию проф. Корчагина, кожа человека слабо отражает коротковолновую радиацию и сильно длинноволновую. От непигментированной и пигментированной кожи отражение происходит по-разному.

Источник

Спектрально-селективные полимерные оконные пленки: Новая технология 3М в солнцезащите

Потребность в рациональном использовании энергии становится все более значимой на протяжении нескольких последних десятилетий. Данная статья посвящена альтернативному методу защиты от тепловой энергии солнца поступающей через окна – энергосберегающему остеклению оптически прозрачными оконными пленками.

Часть терминов в формате аббревиатур мы приводим для упрощения восприятия материала:

• Light-to-solar-gain (LSG) ratio — Коэффициент пропускания видимого света с отсечкой тепловой энергии
• Visible light transmission (VLT) — Коэффициент передачи видимого света
• Solar heat gain coefficient (SHGC) Коэффициент солнечного теплопоступления
• Near infrared rejection (NIR) Длинноволновая область спектра
• Water vapor transmission rates (WVTR) – Коэффициент водопаропроницаемости
• Metal-free solar reflecting films (SRF) — Не содержащие металла солнцезащитные пленки
• Antimony tin oxide (ATO) — Оксид сурьмы и олова
• Indium tin oxide (ITO), Оксид индия и олова
• Multilayer optical film (MOF) Многослойная оптическая пленка

Начиная разговор о солнцезащитных оптически прозрачных пленках вспомним, что белый свет, ультрафиолетовое (УФ) и инфракрасное излучение (ИК) – это все диапазоны спектра электромагнитного излучения, наряду с Гамма и Рентгеновским излучением.

В нашей статье мы поговорим о солнечном спектре в диапазоне длин от 0 до 2,5 Нано Метров (нм), о том, как Доктор Рагху Падият, научный сотрудник 3М, сделал уникальное изобретение многослойных оптически прозрачных оконных пленок, которые позволяют беспрепятственно проникать белому свету в помещение и при этом блокировать УФ и ИК Излучение. Между диапазонами нет резких переходов, но если рассматривать длину солнечного спектра, то 3% — ультрафиолет, 44% — видимый, 53% — инфракрасный.

Коэффициент пропускания видимого света с отсечкой тепловой энергии (LSG), обозначаемый как соотношение коэффициента передачи видимого света (VLT), и коэффициент солнечного теплопоступления (SHGC), часто используется для определения эффективности оконной пленки. Данный показатель пригоден для применений, при которых в дополнение к снижению доли пассивной солнечной энергии, поступающей через остекление зданий, требуется также повышенный уровень внутренней освещенности.

До настоящего момента все оконные пленки с высоким коэффициентом LSG, представленные на рынке, были изготовлены на основе структуры «диэлектрик-серебро-диэлектрик» [3,4]. В целом, в исполнении данных пленок используется до трех слоев серебра, что приводит к высокому коэффициенту отражения инфракрасных лучей длинноволновой области спектра NIR и VLT примерно 70 %.

Серебро выбрано благодаря его уникальным свойствам [5,6]. Одним из недостатков использования серебра является его подверженность окислению. Некачественная герметизация краев пленки может привести к возникновению потемнения и коррозии по периметру.

Проблема возникновения коррозии может быть решена посредством использования сплавов серебра вместо чистого серебра, а также тщательной герметизации краев пленки. Данные пленки также обладают экранирующими свойствами и могут создавать помехи в работе электронных систем внутрирайонной связи, GPS, мобильных телефонов и пр.

Общеизвестно, что промышленное производство пленок на основе серебряных резонаторных отражателей затруднительно, так как весьма незначительное варьирование толщины слоя серебра в результате приводит к значительному изменению цвета, особенно если смотреть в отраженном свете. Кроме того, наличие серебра в покрытиях требует уплотнения краев наносимой пленки.

Другим недостатком используемых оконных пленок на основе технологии напыления серебра/диэлектрика заключается в том, что данные пленки имеют весьма низкую скорость водопаропроницаемости (WVTR). Вода используется для монтажа пленок и удаление ее остатков между адгезивным слоем и пленкой, является крайне важным.

Полимерные пленки, отражающие инфракрасные лучи

Отражающие инфракрасные лучи полимерные многослойные пленки были разработаны компанией 3M для использования в автомобильных лобовых стеклах и прочих применений [7,8].

Предвосхищая описание технологии, предлагаем Вашему вниманию короткое Видео, иллюстрирующее принцип работы пленки:

Ранее Alfrey и другие показали, что полимерная пленка, включающая сотни слоев двух материалов, отличающихся коэффициентом преломления, могут быть получены соэкструдированием с образованием флуоресцирующей пленки [9]. Использование полимерных многослойных пленок с двоякопреломляющими оптическими системами было далее разработано компанией 3M [10,11]. Использование двоякопреломляющих материалов в данных конструкциях приводит к возникновению нескольких уникальных свойств, которые невозможно получить при использовании тонкопленочной оптики, покрытой методом напыления [12].

В данных пленках ширина спектра и местоположение границы полосы определяются толщиной каждой пары слоев. Толщина данных слоев выбирается таким образом, чтобы полоса однократного отражения возникала в инфракрасной части спектра электромагнитных волн. При соответствующем выборе левой и правой границы полосы и точном контроле толщины пары слоев могут быть созданы высокоэффективные отражатели инфракрасных лучей длинноволновой области спектра с высоким пропусканием видимого света. Оптические свойства отражателей инфракрасных лучей длинноволновой области спектра, созданные из полимерных материалов, имеют преимущество вследствие низкого оптического поглощения, незначительной оптической дисперсии и оптических констант двоякопреломляющих систем. Данные пленки могут иметь высокую передачу видимого света, острые отражающие границы полос и низкую неравномерность вне полосы пропускания. В структуре со слоем ABAB простой ¼ волны, в которой A и B – два полимерных материала с различными коэффициентами преломления, по конструктивным соображениям ограничивают полосу отражения в диапазоне от 800 нм до 1200 нм. Дальнейшее увеличение ширины спектра приведет к получению полос вторичного отражения, придавая цвет пленке. Так как спектр падающего солнечного излучения распространяется далеко за пределы значения 1200 нм, необходимо предусмотреть средства для снижения доли солнечной энергии, поступающей через остекление и превышающей значение 1200 нм.

Были изучены нанофильтры, поглощающие инфракрасные лучи, для использования в остеклении [13,14]. Данные материалы имеют достаточно высокую передачу видимого света, а также значительное поглощение в части длинноволновой инфракрасной области спектра. Такие материалы могут быть нанесены на полимерные пленки, поглощающие инфракрасные лучи, для дальнейшего повышение коэффициента солнечного теплопоступления системы остекления. Покрытия на основе олово-сурьмяных оксидов (ATO) особенно интересны, так как их полоса поглощения выходит за пределы длинноволновой инфракрасной области спектра.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Смоделированный и измеренный спектры светопропускания многослойной полимерной пленки, состоящей из 224 слоев, изготовленной и использованием PET и PMMA, представлены на Рисунке 1a. Как видно из Рисунка 1a, практически весь свет в диапазоне 850 нм – 1200 нм отражается при отсутствии потери передачи (кроме потерь зон Френеля) в видимой части спектра и ИК-области спектра за пределами 1200 нм. При использовании покрытия ATO с внутренней стороны данной пленки передача в видимой части спектра может быть отрегулирована примерно до 70 %, при этом практически вся длинноволновая ИК-область спектра в диапазоне 850–2500 нм может быть заблокирована (Рисунок 1b) при поддержании высокого коэффициента отражения многослойного материала. Толщина или количество ATO в полимерном слое могут быть увеличены или уменьшены по желанию для регулирования коэффициента передачи видимого света. Частицы, такие как технический углерод, обладающие способностью поглощения в видимой части спектра используются для получения оконных пленок с отличным коэффициентом передачи видимого света [15]. Кроме того, можно включить данные частицы для резкого снижения коэффициента передачи в видимой части спектра без значительного изменения коэффициента передачи инфракрасного излучения или концентрации ATO в покрытии.

Рисунок 1a и 1b: Смоделированный и измеренный спектры светопропускания полимерной многослойной пленки без покрытия (Рисунок 1a) и пленки с покрытием ATO (Рисунок 1b).

В отличие от напыляемых пленок со структурой «серебро/диэлектрик» все полосы отражения, основанные на диэлектрических компонентах, имеют переход к меньшим длинам полос с увеличением угла падения (далеко от нормального падения). Данное смещение угла вызвано зависимостью косинуса угла сдвига фаз между лучами, отраженными от смежных поверхностей контакта.

Вследствие увеличения угла падения центры полос отражения с поляризацией, перпендикулярной плоскости падения пучка, и с поляризацией, параллельной плоскости падения пучка, переходят к более коротким длинам волн с учетом эффективной фазовой толщины слоев. Полимер с высокой двоякопреломляющей способностью может быть использован для создания диэлектрических отражателей, которые поддерживают или увеличивают свой коэффициент отражения при увеличении угла падения. Кроме того, для падения не по нормали поляризационные эффекты в изотропных материалах ограничивают крутизну границы полосы естественного света, которая может оказывать значительное влияние на чистоту цвета.

Двоякопреломляющие полимеры могу быть использованы для создания отражателя, который имеет согласованную границу полосы малой длины волны при всех углах как для света с поляризацией, параллельной плоскости падения пучка, так и для света с поляризацией, перпендикулярной плоскости падения пучка, исключая данные трудности.

Так как полоса отражения многослойного полимерного отражателя переходит к волнам с меньшей длиной, в которых находится большее количество солнечной энергии (Рисунок 3a), происходит быстрое снижение коэффициента солнечного теплопоступления при больших углах падения. Как видно из Рисунка 2a и 2b, данный переход в значительной степени выше в многослойных полимерных конструкциях по сравнению с оконными пленками на основе структуры «диэлектрик/серебро». Оптические свойства данных двух типов пленки при падении по нормали и при 60 от нормали (задано как 0 в таблице и на рисунках) представлены в Таблице 1.

Следует отметить, что не существует никаких стандартов по характеристикам вне оси. Методы промышленных стандартов (см. Совет по оценке светопрозрачных конструкций, www.nfrc.org) и программное обеспечение (Window 5, доступное для загрузки с сайта windows.lbl.gov/software/window/window.html) предназначены для выполнения расчетов вне центра с учетом типа материалов, исходя из алгоритма, описанного Furler [15], данные расчеты приводят к недостаточной аппроксимации для двоякопреломляющих материалов. В результате расчеты годовой потребности в энергии представляют приблизительный прогноз по экономии, достигаемой при использовании многослойных полимерных оконных пленок. Кроме того, так как падающая солнечная энергия варьируется от места к месту и зависит от большого ряда факторов, включая водяной пар, способный сконденсироваться и дать осадки, альбедо земной поверхности, подпитку и концентрацию атмосферных загрязнителей помимо прочего, коэффициенты солнечного теплопоступления варьируется в зависимости от формы спектра падающего солнечного излучения.

Таблица 1: Свойства по пропусканию солнечной энергии полимерной оконной пленки для послепродажного нанесения и оконной пленки со структурой диэлектрик/серебро.

Рисунок 2a и 2b: Коэффициент передачи многослойной полимерной пленки с покрытием ATO (Рисунок 2a) и 7-слойной ITO/Ag/ITO пленки (Рисунок 2b) при нормальном падении и при 60 от нормального падения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Отражающие инфракрасные лучи полимерные многослойные пленки были покрыты наночастицами ATO, поглощающими инфракрасное излучение, для создания оконных пленок для послепродажного нанесения с высоким коэффициентом светопроницаемости и высоким коэффициентом отведения тепла. Было показано, что данные пленки имеют более высокий коэффициент отведения тепла при увеличенных углах высоты солнца. Так как данные пленки не содержат никаких напыляемых слоев, они имеют высокие скорости водопаропроницаемости и их проще установить. Представлено сравнение данных пленок и напыляемых пленок со структурой «серебро/диэлектрик».

UPD: Друзья, спасибо за комментарии и ваши отзывы!
Хотим предложить еще несколько статей по этой теме:

Публикации доктора Рагху Падиятха (Dr. Raghu Padiyath), изобретателя оптически прозрачных пленок

Источник

Чем отразить инфракрасные лучи

Солнечный свет жизненно необходимо любому живому организму. Он поднимает наше настроение, под воздействием солнечного света организм вырабатывает почти 90% витамина D, который особенно важен для жителей северных регионов, испытывающих дефицит света и тепла. Это может быть связано с теплоотражающей пленкой, которую можно купить в нашей компании.

1) Должен ли я сравнивать инфракрасное излучение или общее отклонение солнечной энергии?

Большинство людей думают об ИК, когда думают о тепле, однако это не совсем так, поскольку инфракрасные лучи составляют только 53% всей солнечной энергии.

Поэтому, сравнивая, сколько тепла она может блокировать, мы должны сравнивать общее количество отклоненной солнечной энергии (УФ + видимый + ИК).

2) Означает ли более высокий TSER, что оконная пленка лучше?

3) Эта «более дешевая» пленка показала себя с точки зрения отвода тепла во время живой демонстрации, таким образом, она лучше?

4) Эта оконная пленка может блокировать инфракрасное излучение на 99%, это правда?

Солнечный свет состоит из 2% ультрафиолета, 44% видимого света и 53% инфракрасной энергии, и все они генерируют тепло. Блокировка 99% инфракрасного излучения НЕ блокирует 99% тепла, а только 99% из 53%.

Следует отметить один момент, когда некоторые оконные пленки утверждают, что блокируют 99% солнечной инфракрасной энергии. Блокировка 99% инфракрасных лучей распространяется на всю длину инфракрасного излучения. Спросите своего установщика об этом, если он честный и знающий, он ответит вам, что пленка блокирует только 99% инфракрасного излучения на одной длине волны.

Также остерегайтесь измерительных устройств, которые измеряют тепловые характеристики инфракрасного излучения, эти устройства измеряют только определенный диапазон длин волн, который лучше всего подходит для их типа пленки. (т. е. 900–1100 нм)

Таким образом, чтобы действительно проверить, является ли пленка лучшей и наиболее подходящей для вас,

1) Сначала определитесь, сколько видимого света вы предпочитаете (т.е. насколько темным вы хотите, чтобы ваша пленка была).

2) Общая отклоненная солнечная энергия

3) Самое главное! Проверьте и почувствуйте это сами!

Чтобы получить душевное спокойствие, свяжитесь с нашим менеджером сегодня! Пусть профессионалы сделают всю работу за вас.

Атермальные (теплоотражающие) пленки задерживают на 99% вредное УФ излучение и отражают до 97% ИК излучение. Наша компания применяет проверенные многолетними испытаниями пленок мировых производителей.

Применение теплоотражающей пленки позволяет экономить до 80% электроэнергии на отопление зимой и кондиционирование помещения летом.

Источник

Инфракрасное излучение

Что такое инфракрасное излучение? Мы узнали, что тепловые лучи были открыты Гершелем в 1800 году. Чтобы разобраться в природе теплового (инфракрасного) излучения и его взаимодействия с окружающими нас объектами придется немного углубится в теорию. Начнем с определения.

[quote align=»center»]Инфракрасное излучение — это электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (от λ = 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (до λ = 1 мм).[/quote]

Электромагнитное излучение с самыми разными длинами волн окружает нас повсеместно и постоянно. Видимый свет — это тоже электромагнитные волны, которые ощущает человеческий глаз по интенсивности и спектральному составу (цвету). Для восприятия всех других электромагнитных волн нам нужны технические средства. С их помощью мы слушаем радио, смотрим телевизор, делаем рентген. И только инфракрасное излучение от нагретых предметов может воспринимается кожей человека как ощущение тепла. Поэтому ИК-излучение иногда называют «тепловым» излучением.

Самым мощным инфракрасным излучателем, безусловно, является Солнце. Около 50% излучения Солнца лежит в инфракрасной области. Значительная доля (от 70 до 80%) энергии излучения ламп накаливания с вольфрамовой нитью приходится на инфракрасный спектр.

Инфракрасное излучение делят на условные диапазоны. Наименования и границы этих диапазонов связаны с техническими устройствами и задачами, решаемыми ими. Поэтому можно найти несколько вариантов деления. Приведу наиболее распространенный в сфере тепловизионного контроля:

Диапазоны NIR и SW иногда называют «reflected infrared», так как в этих диапазонах при обычных температурах регистрируется не собственное, а только отраженное от объекта ИК-излучение. Основные рабочие в тепловидении диапазоны MW и LW иногда называют «thermal infrared», так как в них регистрируется собственное тепловое излучение объектов, связанное с их температурой.

Границы этих рабочих тепловизионных диапазонов определены окнами прозрачности атмосферы. Дело в том, что проходя через земную атмосферу, инфракрасное излучение ослабляется в результате рассеяния и поглощения. Азот и кислород воздуха ослабляют ик-излучение в результате рассеяния, которое значительно меньше, чем для видимого света. Особенно сильно поглощают ик-излучение пары воды и углекислый газ. К дополнительному ослаблению инфракрасного излучения приводит наличие в атмосфере взвешенных частиц: дыма, пыли, мелких капель воды (дымка, туман), а также осадки (снег, дождь).

Лучистая энергия возникает за счет энергии других видов в результате сложных молекулярных и внутриатомных процессов. Природа всех лучей одинакова, они представляют собой распространяющиеся в пространстве электромагнитные волны. Источником теплового излучения является внутренняя энергия нагретого тела, количество лучистой энергии в основном зависит от физических свойств и температуры излучающего тела. Таким образом, все тела, температура которых отличается от абсолютного нуля, непрерывно излучают энергию. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения.

При температурах ниже 500°С излучение тела почти целиком расположено в инфракрасной области, такое тело можно увидеть глазом только при освещении, само оно не светится. При повышении температуры спектр излучения смещается в видимую область (доля излучения в видимой области увеличивается) и тело начинает само светиться. Сначала тёмно-красным, затем красным, жёлтым уже при очень высоких температурах оно кажется белым (цвета каления). При этом возрастает как полная энергия излучения, так и энергия инфракрасного излучения.

Для описания законов излучения применяют модель идеального объекта — абсолютно черного тела (АЧТ). На сайте есть отдельная статья про АЧТ с более подробным описанием. Следующие законы описывают характеристики ик-излучения:

Связь мощности инфракрасного излучения с температурой поверхности используется для бесконтактного измерения температуры в инфракрасных пирометрах и тепловизорах.

Хотя инфракрасное излучение подчиняется законам оптики и имеет ту же природу, что и видимый свет, взаимодействие ик-излучения с объектами имеет свои особенности. Это связано с тем, что оптические свойства веществ (прозрачность, коэффициент отражения, коэффициент преломления) в инфракрасной области спектра, как правило, значительно отличаются от оптических свойств в видимой области.

Многие вещества, прозрачные в видимой области, оказываются непрозрачными в инфракрасных областях и наоборот. Например, небольшой слой воды непрозрачен для ик-излучения. Пластинки германия и кремния, непрозрачные в видимой области, прозрачны в инфракрасной (из этих материалов изготавливают линзовые объективы тепловизоров). Чёрная бумага прозрачна в далёкой инфракрасной области. В рабочем диапазоне длинноволновых тепловизоров оконные стекла непрозрачны, а полиэтилен полупрозрачен.

Коэффициент излучения (и связанный с ним коэффициент отражения) — важнейшая характеристика поверхности объекта в инфракрасном контроле, также сильно отличается от характеристик в видимом диапазоне. У большинства металлов в ик-области отражательная способность значительно больше, чем для видимого света. В зависимости от состояния поверхности коэффициент отражения может достигать 98%. В этом разделе вы найдете отдельную статью о практических измерениях и важности коэффициента излучения в тепловизионных измерениях.

Измерение температуры объектов с низким коэффициентом излучения (большой степенью отражения) проблематично, так как в исходящем от них инфракрасном излучении доля собственного излучения мала (именно по нему рассчитывается температура поверхности), а доля отражения окружающих объектов высока.

Использованы материалы: БСЭ; Википедия; Планк М. «Теория теплового излучения»; Леконт Ж. «Инфракрасное излучение»; Дерибере М. «Практические применения инфракрасных лучей»; Козелкин В. В., Усольцев И. Ф. «Основы инфракрасной техники», Госсорг Ж. «Инфракрасная термография».

Источник