Ик прибор. Приборы наблюдения в ик-диапазоне оптимальный выбор. Последствия проведения и возможные осложнения

Свет является одним из главных условий для осуществления жизнедеятельности земных организмов. Множество биологических процессов может протекать только под действием инфракрасного излучения.

Свет как фактор лечения использовался еще древними врачами Греции и Египта. В XX веке светотерапия стала развиваться как часть официальной медицины. Однако следует учесть, что инфракрасное излучение - не панацея.

Что такое инфракрасное излучение

Раздел физиотерапии, изучающий влияние световых волн на организм, был назван фототерапией. Доказано, что волны различного диапазона воздействуют на организм в разных слоях и уровнях, причем инфракрасное излучение обладает наибольшей глубиной проникновения, а самым поверхностным действием обладает ультрафиолетовый свет.
Инфракрасное излучение имеет длину волны от 780 до 10000 нм (1 мм). В физиотерапии, как правило, используются волны в пределах от 780 до 1400 нм, т. е. короткие, проникающие в ткани на глубину около 3 сантиметров.

Лечебные эффекты

Под действием инфракрасного излучения происходит образование тепла в тканях, ускорение физико-химических реакций, стимулируются процессы репарации и регенерации тканей, расширяется сосудистая сеть, ускоряется кровоток, усиливается рост клеток, вырабатываются биологически активные вещества, лейкоциты направляются к очагу поражения и т. д.
Улучшение кровоснабжения и расширение просвета сосудов приводит к снижению артериального давления, психоэмоционального и физического напряжения, мышечной релаксации, поднятию настроения, улучшению сна и состоянию комфорта.
Помимо перечисленного, инфракрасное излучение обладает противовоспалительным действием, стимулирует иммунитет и помогает организму бороться с инфекционными агентами.
Таким образом, инфракрасная терапия обладает следующими свойствами:

противовоспалительным;
спазмолитическим;
трофическим;
стимулирующим кровоток;
пробуждающим резервные функции организма;
дезинтоксикационным;
выраженным биостимулирующим действием.

Говоря о светолечении, нельзя не вспомнить основоположника этого раздела физиотерапии, датского врача и ученого Нильса Рюберга Финзена, получившего Нобелевскую премию за успешное применение концентрированного светового излучения в лечении различных заболеваний. С помощью его трудов появилась вероятность расширить возможности светотерапии.

Методики

Инфракрасная терапия бывает двух видов: местная и общая.
При местном воздействии излучению подвергается конкретная часть тела пациента, а при общей – весь его организм.
Процедуры проводятся 1 или 2 раза в день, длительность одного сеанса от 15 до 30 минут. Курсовое лечение состоит из 5-20 процедур.
Необходимо знать, что во время воздействия на область лица глаза должны быть защищены специальными очками, картонными накладками, ватой и другими способами.
После сеанса на кожном покрове остается эритема (покраснение) с нечеткими контурами, которые бесследно исчезают через час после окончания процедуры.

Показания

Основными показаниями к терапии ИК лучами являются:

дегенеративно-дистрофические заболевания опорно-двигательного аппарата;
последствия травм, патологии суставов, контрактуры, инфильтраты;
хронические и подострые воспалительные процессы, вялозаживающие раны;
невриты, невралгии, миалгии;
дерматиты, дерматозы, нейродермиты, последствия обморожений и ожогов, рубцы, трофические язвы;
некоторые заболевания ЛОР-органов;
патологии глаз.

Противопоказания

При наличии следующих заболеваний и состояний от лечения инфракрасным излучением следует отказаться:

гнойные процессы без оттока содержимого;
обострение хронических заболеваний;
наличие новообразований;
активная форма туберкулеза;
склонность к кровотечениям;
заболевания крови;
беременность;
индивидуальная непереносимость метода.

Приборы

На сегодняшний день существует возможность принимать процедуры светолечения как в лечебно-профилактических учреждениях, так и в домашних условиях. Для этой цели существует большой выбор стационарных и портативных аппаратов.
Для лечения в домашних условиях используются портативные аппараты, не требующие особых условий использования.

Несмотря на это, перед началом самолечения необходимо проконсультироваться с физиотерапевтом по поводу определения возможных рисков для назначения рассматриваемого метода лечения, а также выбора определенной методики для каждого конкретного случая.
Доктор распишет лечебную методику, где будет прописано, на какую область необходимо воздействовать, какой зазор между аппаратом и кожным покровом нужно соблюдать, интенсивность воздействия, время проведения сеанса лечения и количество процедур на курс физиотерапии.

Сочетание лечебных факторов

Инфракрасную терапию в один день можно дополнять следующими видами физиотерапии:

электротерапия (четырехкамерная гальваническая ванна, амплипульстерапия, диадинамотерапия, электросон, франклинизация, дарсонвализация и ультратонотерапия);
магнитотерапия;
ультразвуковая терапия;
лазерная терапия;

Сочетание физических факторов усиливает лечебное воздействие и ответ организма на процедуру, уменьшает сроки терапии и ускоряет выздоровление пациента.
Не следует сочетать в один день:

инфракрасную терапию и ультрафиолетовое облучение;
гальванизацию и электрофорез.

В один день с инфракрасной терапией не проводятся :

индуктотерапия;
УВЧ-терапия;
дециметровая и сантиметровая терапия;
лечебные души;
парафинолечение;
грязелечение;
лечебные ванны, в том числе подводный массаж и вытяжение позвоночника.

Данные методики обладают выраженным раздражающим действием на организм и могут нанести вред здоровью пациента.

Большой круг заболеваний лечится при помощи инфракрасного излучения. Методика проведения процедур зачастую настолько простая, что терапевтические мероприятия осуществимы в домашних условиях. Консультация врача по поводу противопоказаний и сочетания лечебных факторов поможет достичь хороших результатов.

Видеоролик на тему «Инфракрасная терапия»

ИК волны благоприятно воздействуют на организм, человек чувствует приятное расслабление и комфорт, данная разновидность тепловой энергии является более естественной, так как она ассоциируется с солнечным светом.

В зависимости от мощности излучателя, инфракрасные волны способны проникать в разнородные по структуре предметы и ткани на глубину до 4-5 см, нагревая их изнутри.

Некоторые пользователи высказывают свои опасения по поводу безопасности приборов, сравнивая излучаемую ими энергию с высокочастотными СВЧ — волнами микроволновой печи. Однако проведенные испытания, а также практической опыт использования показал абсолютную безопасность и эффективность ИК обогревателей, а учитывая развитую автоматику, даже в аварийной ситуации эти приборы безопаснее аналогичных обогревательных установок. Главное, соблюдать правила установки и использования, рекомендованные производителем.

Технические характеристики

Инфракрасные обогреватели имеют различные технические характеристики. Производители стараются совершенствовать как сам излучатель, так и дополнительные функции. К дополнительным опциям относятся, в первую очередь, системы активной безопасности, такие как автоматическое выключение в случае возникновения аварийной ситуации, при перегрузках, режим работы в системе взаимосвязанных устройств, возможность или системы «умный дом» для удаленного или полностью автономного управления прибором.

Некоторые модели могут похвастаться изящным дизайном и тонкой формой лицевой панели, которая отлично впишется в любой интерьер.

Встроенные инфракрасные пленочные обогреватели

Виды

Инфракрасные обогреватели представлены достаточно обширной товарной группой: от простых электрических моделей до промышленных газовых. Рассмотрим каждую группу в отдельности.

Электрические

Электрические Ик устройства чаще всего используются в быту , они достаточно компактны, обладают большим ресурсом выработки и просты в эксплуатации. В зависимости от нагревательного элемента, можно выделить следующие виды электрических инфакрасных обогревателей:

. В качестве нагревательного элемента используется заключенный в керамическую панель непроводящий ток резистовый кабель, который отлично пропускает ИК волны. Керамические приборы, как правило, представлены в виде тонкой навесной панели с выносным терморегулятором.
. В качестве нагревателя используется герметичная кварцевая трубка, наполненная углеродным нано-волокном. Такие обогреватели более экономичны, а также оказывают лечебный эффект и часто используются в качестве терапевтического прибора. Цена окажется значительно выше керамических панелей, но судя по отзывам пользователей, они стоят своих денег.
. Нагревательным элементом здесь являются гибкий резистовый кабель, который прогревает наружную металлическую пленку. Пленочный обогреватель можно установить самостоятельно – на заранее подготовленное основание. Пленочные модели очень гибкие, их лицевая поверхность способна нагреваться до 75 градусов.

Газовые

Работают по тому же принципу, что и электрические, но в качестве источника энергии здесь используется газовое топливо .

Газовый обогреватель обычно устанавливается на улице, в производственном цеху, либо на стадионе на момент проведения матча.

Данные приборы обладают гораздо большей тепловой мощностью и внушительными размерами, только их высота может достигать 15-20 метров.

Существуют и более компактные модели – газовые ИК обогреватели , которые идеально подойдут для уличных мероприятий на холодной открытой веранде. В качестве топлива может быть использован природный газ из различных источников – газовой трубы либо переносного баллона со сжиженным газом.

Дизельные, керосиновые и иные

Такие ИК-обогреватели вы точно не увидите в квартире или даже в городе, они используются при строительстве крупных объектов и в технологическом процессе сушки древесины. Мощность таких устройств соизмерима с газовыми моделями, однако они более компактны и могут быть перенастроены для работы в любых условиях.

Классификация по длине волн

Длина волны – это ключевой показатель инфракрасного обогревателя, от которого зависит мощность излучения и различимость света человеческим глазом. Можно выделить следующую классификацию по длине волны:

Коротковолновые инфракрасные обогреватели. Очень легко распознаются при включении, так как волна находится в видимом световом спектре. Длина волны находится в диапазоне от 0,74 до 2,5 мкм, а температура излучения может доходить до 900 градусов, что гораздо выше, чем у всех остальных типов обогревателей. Такие приборы редко используются в жилых домах, так как потребляют много энергии и сжигают кислород, но их часто используют в производстве.
Средневолновые . Они могут использоваться как на производстве, так и в домашних условиях. Излучатель средневолнового ИК обогревателя раскаляется до 600 градусов, при этом длина его волны достигает 50 мкм, что находится в невидимом свете, но можно рассмотреть легкое свечение во время запуска устройства и его выхода на рабочую мощность. В целом, волна находится в видимом световом спектре.
Длинноволновые инфракрасные обогреватели . Преимущественно домашние модели, максимальная температура нагревательного элемента в них не превышает 250-300 градусов. Такие приборы еще называются «темными», так как длина волны в промежутке от 50 до 10000 мкм неразличима для человеческого глаза. Такие обогреватели почти не применяются на производстве, так как выделяемого потока тепла недостаточно для обогрева больших помещений, но вполне достаточно для небольшой комнаты.

Преимущества и недостатки

Инфракрасные обогреватели имеют как свои плюсы, так и минусы. Среди преимуществ можно выделить следующее:

Расчет отопления производится не по мощности и месту установки отопительного прибора, а по площади помещения, что существенно облегчает процедуру выбора.
ИК обогреватели имеют более высокий показатель КПД, чем аналоговые газовые или масляные.
Пользователь может сэкономить до 80% на ежемесячных расходах на отопление.
Производится нагрев предметов, а не воздуха в одной точке.
Пользователь может самостоятельно выбрать угол излучения и настроить мощность, либо предоставить расчет мощности и температуры компьютеру.
Нагрев начнется моментально, с первых секунд работы, тогда как, к примеру, у масляного уходит уйма времени на прогрев радиатора.
Температура рабочей поверхности ИК установок не превышает 85-90 градусов, а в процессе работы в воздух не выделяются вредные соединения и не создаются свободные потоки.
ИК обогреватели не сушат воздух, что очень важно для чувствительных к атмосферным явлениям людей.
Прибор можно закрепить на стене, под натяжным потолком, на полу, создав тем самым систему «теплый пол».

Хотя ИК обогреватели и считаются лучшими, они не лишены недостатков, особенно грешат ими старые, менее совершенные модели, которые продаются под видом высокотехнологичных устройств последнего поколения. Можно выделить следующие недостатки:

Мощный направленный энергетический луч. Чрезмерный нагрев характерен для первого поколения самых простых моделей, создается ощущение, что современная эклектическая гриль-система – это уменьшенная копия старого ИК обогревателя.
Высокий уровень шума. Электрические или газовые модели всегда создают небольшой шум, так что ИК прибор назвать совершенно бесшумным нельзя.
Большие размеры. Мощность излучателя напрямую зависит от его размера, и чем больше излучатель, тем больше сам прибор. Некоторые производители решили данную проблему, спрятав излучатель в тонкую навесную панель, но на рынке продаются и более громоздкие модели.
Поражоопасность. Если ИК обогреватель перевернется, то вся излучаемая им энергия будет сконцентрирована в одной точке, что грозит пожаром.

Большинство современных моделей снабжено продвинутой автоматикой и системой безопасности, но более мощные модели, рассчитанные на обогрев больших помещений, все еще представляют опасность. Сделайте правильный выбор!

ИК поддиапазоны:

Ближний ИК (англ. near IR, сокращённо NIR): 0.78 - 1 мкм;
Коротковолновый ИК (англ. short wavelength IR, сокращённо SWIR): 1 - 3 мкм;
Средневолновый ИК (англ. medium wavelength IR, сокращённо MWIR): 3 - 6 мкм;
Длинноволновый ИК (англ. long wavelength IR, сокращённо LWIR): 6 - 15 мкм;
Сверхдлиннволновый ИК (англ. very long wavelength IR, сокращённо VLWIR): 15 - 1000 мкм.

Инфракрасный спектральный диапазон 0,78 - 3 мкм применяется в ВОЛС (сокр. от волоконно-оптическая линия связи), приборах внешнего наблюдения за объектами и аппаратуре для проведения химического анализа. В свою очередь все длины волн начиная с 2 мкм и заканчивая 5 мкм используются в пирометрах, и газовых анализаторах, контролирующих уровень загрязнения в конкретной среде. Интервал 3 - 5 мкм более подходит для систем, регистрирующих изображения объектов, с высокой собственной температурой или же в применениях где требование к контрасту предъявляются выше чем к чувствительности. Очень популярный для спецприменений спектральный диапазон 8 - 15 мкм в основном используется там, где необходимо увидеть и распознать любые объекты, находящиеся в тумане.

Все ИК-приборы разрабатываются в соответствии с графиком пропускания ИК излучения, который приведён ниже.

Существует два типа ИК детекторов:

Фотонные . Чувствительные элементы состоят из полупроводников различных типов, а так же могут включать в свою структуру различные металлы, принцип их работы основан на поглощении фотонов носителями заряда, в результате чего изменяются электрические параметры чувствительной области, а именно: изменение сопротивления, возникновение разности потенциалов, фототока и др. Данные изменения могут быть зарегистрированы измеряющими схемами, сформированными на подложке, где расположен сам сенсор. Сенсоры обладают высокой чувствительностью и высокой скоростью отклика.

Тепловые . ИК излучение поглощается чувствительной областью сенсора, нагревая её до некоторой температуры, что приводит к изменению физических параметров. Данные отклонения которые могут быть зарегистрированы измеряющими схемами, выполненными непосредственно на одной подложке с фоточувствительной областью. Описанные выше типы датчиков имеют высокую инерционность, значительное время отклика и относительно низкую чувствительность, в сравнении с фотонными детекторами.

По типу используемого полупроводника датчики разделяются на:

Собственный (нелегированный полупроводник с равной концентрацией дырок и элеткронов).
Примесный (легированный полупроводник n- или p-типа).

Основным материалом всех фоточувствительных сенсоров является кремний или германий, которые могут быть легированы различными примесями бора, мышьяка, галлия и др. Примесный фоточувствительный датчик схож с собственным детектором, с той лишь разницей что носители с донорных и акцепторных уровней могут перемещаться в зону проводимости преодолевая более низкий энергетический барьер, вследствие чего данный детектор может работать с более короткими длинами волн, чем собственный.

Типы конструкций детекторов:

Под воздействием ИК излучения в электронно-дырочном переходе возникает фотовольтаический эффект: фотоны с энергией, превышающей ширину запрещённой зоны, поглощаются электронами, в результате чего они занимают места в зоне проводимости, способствуя тем самым возникновению фототока. Детектор может быть выполнен на основе как примесного так и собственного полупроводника.

Фоторезистивный . Чувствительным элементом сенсора является полупроводник, принцип работы данного датчика основан на эффекте изменения сопротивления проводящего материала под воздействием ИК излучения. Свободные носители заряда, генерируемые фотонами в чувствительной области, приводят к уменьшению её сопротивления. Сенсор может быть выполнен на основе как примесного так и собственного полупроводника.

Фотоэмиссионный , он же «детектор на свободных носителях» или на барьере Шоттки.; Чтобы избавиться от необходимости глубокого охлаждения примесных полупроводников, и в некоторых случаях достичь чувствительности в более длинноволновом диапазоне, существует третий тип детекторов, называемых фотоэмиссионными. В датчиках данного типа металлическая или металло-кремниевая структура покрывает примесный кремний. Свободный электрон, который образуется в результате взаимодействия с фотоном, попадает из проводника в кремний. Преимуществом такого детектора является отсутствие зависимости отклика от характеристик полупроводника.

Фотодетектор на квантовой яме . Принцип действия схож с примесными детекторами, в которых примеси используются для изменения структуры запрещённой зоны. Но в данном типе детектора примеси сконцентрированы в микроскопических областях где ширина запрещенной зоны значительно сужена. Образованная таким образом «яма» называется квантовой. Регистрация фотонов происходит, за счет поглощения и образования зарядов в квантовой яме, которые затем вытягиваются полем в другую область. Такой детектор намного чувствительнее по сравнению с другими типами, так как целая квантовая яма - это не отдельный атом примеси, а от десяти до ста атомов на единице площади. Благодаря этому можно говорить о достаточно высокой эффективной площади поглощения.

Термопары . Основным элементом данного устройства является контактная пара двух металлов с различной работой выхода, в результате чего на границе возникает разность потенциалов. Это напряжение пропорционально температуре контакта.

Пироэлектрические детекторы изготовлены с использованием пироэлектрических материалов и принцип работы которых основан на возникновении заряда в пироэлектрике при прохождении через него теплового потока.

Микробалочные детекторы . Состоит из микробалки и проводящего основания, которые выполняют роль обкладок конденсатора, микробалка сформирована из двух плотно соединённых металлических частей, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. При нагреве балка изгибается и изменяет ёмкость структуры.

Болометры (Терморезисторы) состоят из терморезистивного материала, в основе принципа работы данного сенсора поглощение ИК излучения материалом чувствительного элемента, что приводит к увеличению его температуры, что в свою очередь вызывает изменение электрического сопротивления. Есть два пути снятия информации: измерение тока, протекающего в чувствительной области, при постоянном напряжении и измерение напряжения при постоянном токе.

Основные параметры

Чувствительность - отношение изменения электрической величины на выходе приёмника излучения, вызванного падающим на него излучением, к количественной характеристике этого излучения. В/лк-с.

Интегральная чувствительность - чувствительность к немонохроматическому излучению заданного спектрального состава. Измеряется в А/лм.

Спектральная чувствительность - зависимость чувствительности от длины волны излучения.

Обнаружительная способность - величина обратная величние минимального потока излучения, который вызывает на выходе сигнал, равный собственному шуму. Она обратно пропорциональна квадратному корню из площади примёмника излучения. Измеряется в 1/Вт.

Удельная обнаружительная способность - Обнаружительная способность умноженная на корень квадратный из произведения полосы частот в 1 Гц и площадь в 1 см 2 . Измеряется в см*Гц 1/2 /Вт.

Время отклика - время, необходимое для установления сигнала на выходе, соответствующего входному воздействию. Измеряется в миллисекундах.

Рабочая температура - максимальная температура сенсора и окружающей среды, при которой сенсор имеет возможность правильно выполнять свои функции. Измеряется в °C.

Применение:

Космические системы наблюдения;
Система обнаружения стартов МБР;
В бесконтактных термометрах;
В датчиках движения;
В ИК спектрометрах;
В приборах ночного видения;
В головках самонаведения.

Инфракрасное излучение - это электромагнитное излучение, находящееся на границе с красным спектром видимого света. Человеческий глаз не способен видеть этот спектр, однако мы его ощущаем кожей, как тепло. При воздействии инфракрасных лучей, предметы нагреваются. Чем короче длина волны инфракрасного излучения, тем сильнее будет тепловой эффект.

Согласно международной организации стандартизации (ISO), инфракрасное излучение делится на три диапазона: ближний, средний и дальний. В медицине, в импульсной инфракрасной светодиодной терапии (LEDT), применяется только ближний инфракрасный диапазон, поскольку он не рассеивается на поверхности кожи и проникает на подкожные структуры.

Спектр ближнего инфракрасного излучения ограничен от 740 до 1400 нм, но с увеличением длины волны - снижается способность лучей проникать в ткани, за счет поглощения фотонов водой. В аппаратах “РИКТА” используются инфракрасные диоды с длиной волны в диапазоне 860-960 нм и средней мощностью 60 мВт (+/- 30).

Излучение инфракрасных лучей не такое глубокое, как лазерное, однако у него более широкий спектр воздействия. Было доказано, что фототерапия ускоряет заживление ран, уменьшает воспаление и снимает болевой синдром, воздействуя на подкожные ткани и способствуя пролиферации и адгезии клеток в тканях .

LEDT интенсивно способствует прогреванию ткани поверхностных структур, улучшает микроциркуляцию, стимулирует регенерацию клеток, способствует уменьшению воспалительного процесса и восстановлению эпителия .

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЛЕЧЕНИИ ЧЕЛОВЕКА

LEDT используется, как дополнение к низкоинтенсивной лазерной терапии аппаратов “РИКТА” и обладает лечебным и профилактическим эффектами.

Воздействие аппарата инфракрасного излучения способствует ускорению метаболических процессов в клетках, активирует регенеративные механизмы и улучшает кровоснабжение . У инфракрасного излучения комплексное действие, оно оказывает следующие эффекты на организм:

увеличение диаметра сосудов и улучшение кровообращения;

активация клеточного иммунитета;

снятие отечности тканей и воспаления;

купирование болевых синдромов;

улучшение метаболизма;

снятие эмоционального напряжения;

восстановление водно-солевого баланса;

нормализация гормонального фона.

Воздействуя на кожу, инфракрасные лучи раздражают рецепторы, передавая сигнал в мозг. Центральная нервная система рефлекторно отвечает, стимулируя общий метаболизм и повышая общий иммунитет.

Гормональный ответ способствует расширению просвета сосудов микроциркуляторного роста, улучшая кровоток. Это приводит к нормализации артериального давления, лучшему транспорту кислорода в органы и ткани .

БЕЗОПАСНОСТЬ

Несмотря на пользу, оказываемую импульсной инфракрасной светодиодной терапией, воздействие инфракрасным излучением должно быть дозированным. Бесконтрольное облучение может привести к ожогам, покраснениям кожи, перегреву тканей.

Количество и длительность процедур, частоту и область инфракрасного излучения, а также другие особенности лечения должен назначать специалист.

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

LEDT-терапия показала высокую эффективность при лечении разных заболеваний: пневмонии, гриппа, ангины, бронхиальной астмы, васкулита, пролежней, варикозного расширения вен, заболеваний сердца, обморожений и ожогов, некоторых форм дерматитов, заболеваний периферической нервной системы и злокачественных новообразований кожи .

Инфракрасное излучение, наряду с электромагнитным и лазерным, оказывает общеукрепляющее действие и помогает при лечении и профилактики многих заболеваний. Аппарат “РИКТА” сочетает в себе излучение многокомпонентного типа и позволяет добиться максимального эффекта в короткий срок. Купить прибор инфракрасного излучения можно в .