Jak sprawić, aby grzejniki infraczerwone faktycznie działały z dodatkami do szkła
Większość standardowych grzejników infraczerwonych po prostu „próbuje” – wytwarzają energię w szerokim zakresie fal długości. Jeśli ten zakres nie pokrywa się z tym, co materiał potrzebuje do wchłonięcia energii, to w istocie marnujemy energię elektryczną.
Gdy pracujemy z konkretnymi dodatkami do szkła, nie możemy sobie na to pozwolić. Potrzebujemy takiej temperatury, która odpowiada dokładnej częstotliwości rezonansu tych cząsteczek. W przeciwnym razie energia po prostu odbija się od powierzchni, podobnie jak kamień skaczący po powierzchni jeziora. Aby temu zaradzić, dostosowujemy spektrum fal długości tak, aby energia mogła zostać wchłonięta przez materiał.
Dostosowywanie krzywej emisji
Nie wystarczy po prostu zwiększyć moc grzejnika i mieć nadzieję na najlepszy wynik. Tak to nie działa. Zamiast tego zmieniamy skład żarnika oraz ciśnienie gazu wewnątrz rury kwarcowej, aby zmienić punkt maksymalnej emisji ciepła. Dodatki do szkła – np. określone tlenki metali – są wybredne: wchłaniają ciepło tylko w bardzo wąskich przedziałach fal długości.
Jeśli grzejnik emituje ciepło przy długości fali 2,5 mikrometrów, a dodatek wymaga długości fali 3,1 mikrometra, to wtedy grzejnik po prostu ogrzewa powietrze w pomieszczeniu. Dlatego budujemy lampy tak, aby emitowały ciepło właśnie przy długości fali 3,1 mikrometra.
Kwarc i powłoki
Sama rura nie może stanowić przeszkody. Jeśli kwarc nie jest przezroczysty dla konkretnej długości fali, to rura po prostu pochłonie ciepło, które powinna emitować. Aby temu zapobiec, używamy wysokojakościowego syntetycznego kwarcu.
W trudniejszych przypadkach dodajemy cienkie warstwy powłok interferencyjnych. Można je traktować jako filtry – one blokują niewykorzystane długości fal i skupiają całą energię w dokładnym przedziale, który jest potrzebny dla szkła.
Kompromisy (szcera opinia)
Istnieje jednak jeden problem: gdy redukujemy zakres fal długości, tracimy część energii, którą uzyskujemy z standardowej lampy halogenowej. Musimy więc poświęcić „siłę” na rzecz „precyzji”.
Dlatego być może będziemy musieli dodać kilka dodatkowych rurek do naszego układu lub pozostawić szkło pod wpływem ciepła trochę dłużej, aby utrzymać proces produkcji. Pamiętajcie jednak, aby kontrolery mocy mogły radzić sobie z specyficznym oporem tych żarników. Jeśli nie, może dojść do przedwczesnego wyczerpania żarnika, a nikt nie chce mieć z tym problemów w trakcie pracy.