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IR-Gerätetechnik

Thermische Strahler

Im folgenden werden kurz Aufbau, Arbeitsweise und der verfügbare Wellenzahlenbereich der wichtigsten thermischen Strahler zusammengefasst:

Der Nernststift ist ein Zylinder mit 1 bis 2 mm Durchmesser und einer Länge von 3 cm. Er besteht aus einem Gemisch aus ZrO2 und Y2O3 mit Zusätzen von CeO2 und ThO2. Die Betriebstemperatur beträgt zwischen 1200 bis 2000 K. Eine externe elektrische Beheizung ist aufgrund des negativen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes nötig. Bei Betriebstemperatur muss allerdings der Strom begrenzt werden, um eine zu starke Aufheizung zu vermeiden. Ein Nachteil des Nernst-Stiftes ist seine mechanische Empfindlichkeit. Der Anwendungsbereich dieses Strahlers liegt im mittleren Infrarot (MIR).

Der Globar (engl.: glow bar - glühender Balken) ist ein Zylinder mit 5 mm Durchmesser und 5 cm Länge und besteht aus Siliziumcarbid. Die Betriebstemperatur beträgt 1500 K. Der Globar ist elektrisch leitfähig. Deshalb ist keine externe elektrische Beheizung notwendig. Er kann nur mit Wasserkühlung betrieben werden.

Eine preiswerte Alternative zu oben beschriebenen Strahlern stellen Wendeln aus Chrom-Nickel-Legierungen dar. Die Betriebstemperatur liegt bei 1300 K. Eine externe elektrische Beheizung ist notwendig. Diese Strahler können mit Luftkühlung betrieben werden. Chrom-Nickel-Legierungen haben eine lange Lebensdauer, aber auch eine geringere Intensität als Nernst-Stift und Globar.

Quecksilber-Hochdrucklampen bestehen aus einem Quarzkolben, der mit Quecksilberdampf mit Drücken zwischen 107 und 109 Pa gefüllt ist. Durch eine externe elektrische Anregung bildet sich eine Quecksilber-Plasmaquelle, die kontinuierliche Strahlung liefert. Quecksilber-Hochdrucklampen werden im fernen Infrarot (FIR) eingesetzt.

Für den nahen Infrarotbereich (NIR) werden Wolframbandlampen verwendet. Diese bestehen aus einem Glaskolben, der ein Wolframband beinhaltet. Die Betriebstemperatur beträgt 2400 K.

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