Infrarotstrahlung

Was ist Infrarotstrahlung?

Infrarotstrahlung wird auch als Wärmestrahlung bezeichnet, ist Teil der optischen Strahlung und damit ein Part des elektromagnetischen Spektrums. Sie schließt sich in Richtung größerer Wellenlängen an das sichtbare Licht an. Die wichtigste natürliche Quelle für Infrarot-Strahlung ist die Sonne. Infrarot-Strahlung hat einen Anteil von 50 Prozent an der Sonnenstrahlung, die den Erdboden erreicht. Außerdem gibt die durch die Sonneneinstrahlung erwärmte Erde Infrarot-Strahlung ab.

Wir selbst erleben Infrarotstrahlung jeden Tag. Die Wärme, die wir im Sonnenlicht oder vor einem Feuer, einem Heizkörper oder einer heißen Asphaltfläche spüren, ist Infrarotstrahlung. Auch wenn unsere Augen sie nicht sehen können, nehmen sie die Nerven in unserer Haut als Wärme wahr.

Infrarotstrahlung kann in drei Hauptkategorien unterteilt werden:

1. Nahinfrarot (NIR): Dieser Bereich liegt nahe dem sichtbaren Lichtspektrum und hat kürzere Wellenlängen. Es wird oft in Technologien wie Fernbedienungen, optischen Kommunikationssystemen und nahinfraroten Spektroskopiegeräten eingesetzt.
2. Mittelinfrarot (MIR): Dieser Bereich umfasst längere Wellenlängen und wird häufig in Anwendungen wie Wärmebildkameras, Sensorik und industriellen Prozessen zur Temperaturüberwachung verwendet.
3. Ferninfrarot (FIR): Dieser Bereich hat die längsten Wellenlängen und wird hauptsächlich für therapeutische und Wellness-Anwendungen eingesetzt, wie z.B. Infrarotsaunen oder Wärmetherapiegeräte.

Infrarotstrahlung interagiert mit Materie auf verschiedene Weise. Sie kann von Oberflächen reflektiert, absorbiert oder durchgelassen werden, abhängig von den Eigenschaften des Materials. Daher wird Infrarotstrahlung in verschiedenen Bereichen wie Physik, Chemie, Medizin, Kommunikation und Industrie eingesetzt.

Infrarotstrahlung hat auch Bedeutung in der Umweltwissenschaft. Sie ermöglicht die Untersuchung der Wärmeverteilung und -abstrahlung von Erdoberflächen, Atmosphäre und Ozeanen, was für die Erforschung des Klimas und der Klimaveränderungen von großer Bedeutung ist.

Welche Rolle spielt Infrarotstrahlung in der Verfahrenstechnik?

Infrarotstrahlung spielt eine wichtige Rolle in der Verfahrenstechnik, insbesondere in Bereichen, die mit Wärmeübertragung, Trocknung, Erwärmung und thermischen Prozessen zu tun haben:

1. Trocknung: Infrarotstrahler werden häufig in Trocknungsanlagen eingesetzt, um Feuchtigkeit aus Materialien zu entfernen. Die Infrarotstrahlung erhitzt das Material, wodurch das gebundene Wasser verdampft. Dieses Verfahren ist in Branchen wie Lebensmittelverarbeitung, Papierherstellung und Textilindustrie weit verbreitet.
2. Erwärmung: Infrarotstrahler werden verwendet, um Materialien schnell und gleichmäßig zu erwärmen. Dies ist besonders nützlich in der Kunststoffverarbeitung, wo Kunststoffe geschmolzen werden müssen, oder bei der Herstellung von Glas oder Metall, wo eine präzise und effiziente Erwärmung erforderlich ist.
3. Wärmehärtung: In der Verfahrenstechnik wird Infrarotstrahlung oft eingesetzt, um Beschichtungen, Farben oder Klebstoffe durch Wärmeeinwirkung auszuhärten. Dies ermöglicht eine schnellere Aushärtung im Vergleich zu konventionellen Methoden und bietet eine höhere Produktionsgeschwindigkeit.
4. Oberflächenbehandlung: Infrarotstrahlung wird verwendet, um Oberflächen zu aktivieren oder zu modifizieren. Beispielsweise kann Infrarotbestrahlung dazu genutzt werden, die Haftung von Beschichtungen auf bestimmten Oberflächen zu verbessern oder Kunststoffe vor dem Lackieren oder Bedrucken vorzubehandeln.
5. Schweißen und Verbinden: In der Verfahrenstechnik werden Infrarotstrahlung oder Lasertechnologien eingesetzt, um Materialien durch Wärmeeinwirkung zu schweißen oder zu verbinden. Dies kann in der Kunststoffindustrie oder bei der Herstellung von Elektronikkomponenten relevant sein.
6. Temperaturmessung: Infrarot-Thermometer werden verwendet, um berührungslos und schnell die Oberflächentemperatur von Materialien oder Anlagenkomponenten zu messen. Dies ermöglicht die Überwachung von Prozessen und die Kontrolle der Temperatur in Echtzeit.

Die Verwendung von Infrarotstrahlung in der Verfahrenstechnik bietet Vorteile wie eine präzise und kontrollierte Wärmeeinwirkung, eine effiziente Energieausnutzung, schnelle Prozesszeiten und eine gute Anpassungsfähigkeit an verschiedene Materialien und Anwendungen.