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SHTS 900 °C
HTS 900 °C
HTS 800 °C
HTS 700 °C
HTS 600 °C
HTS 500 °C
100 µm
10 µm
1 µm
0,1 µm
Seite 4
Physikalische Grundlagen
Bereich
Mikrowelle
IR-Strahlung
Licht
UV-Strahlung
Wellenlänge
Bild 2: Wellenlängenbereiche
Bild 3: Spektrale Strahlungsleistung
kurzwelliger Halogenstrahler
mittelwelliger
Elstein HLS
langwelliger
Elstein FSR
Strahlungsleistung
Strahlungsleistung
Absorption
Bild 4: Spektrale Strahlungsleistung Elstein Strahler
Lack
Keramik, schwarz
Papier
Keramik, weiss
Stahl
Aluminium
Bild 5: Absorption verschiedener Werkstoffe
Infrarotstrahlung bezeichnet die Ausbreitung elektro-
magnetischer Wellen im Spektralbereich oberhalb des
sichtbaren Lichts von 0,7 µm bis etwa 80 µm. Ver-
bunden mit der Ausbreitung der elektromagnetischen
Wellen ist der gerichtete Transport von Energie. Die
Energieübertragung ist nicht an ein Transportmedium
gebunden und ist deshalb auch im Vakuum möglich.
Infrarotstrahler werden nach dem Wellenlängen-
Maximum der spektralen Strahlungsleistung in kurz-,
mittel- und langwellige Strahler eingeteilt. Bei kurzwel-
ligen Infrarotstrahlern liegt das Maximum unterhalb
1,5 µm. Von langwelligen Infrarotstrahlern spricht
man, wenn das Maximum oberhalb von 3 µm liegt.
Dazwischen befinden sich die mittelwelligen Infrarot-
strahler. Bild 3 zeigt die spektrale Leistungsverteilung
einiger typischer Strahler dieser Klassen. Allgemein
gilt: je höher die Temperatur eines Strahlers ist, um so
kurzwelliger ist die Strahlung.
Die abgestrahlte Leistung hängt von der Temperatur
des Strahlers und seiner Oberfläche ab. Bild 4 zeigt
die spektrale Leistungsverteilung der Elstein Infrarot-
strahler SHTS und HTS bei unterschiedlichen Oberflä-
chentemperaturen. Man erkennt, dass der schwarze
SHTS bei gleicher Temperatur deutlich mehr abstrahlt
als der weiße HTS. Der positive Einfluss einer schwar-
zen Glasur macht sich allerdings erst ab Temperaturen
über 800 °C bemerkbar. Im Bild 4 ist weiter zu erken-
nen, dass aufgrund der Strahlungseigenschaften der
weißen Glasur die spektrale Strahlungsleistung der
HTS-Strahler nahezu unabhängig von der Temperatur
ist.
Alle Materialien haben unterschiedliche Strahlungs-
werte, da sie die Strahlung teilweise reflektieren oder
wie Glas auch durchlassen. Bild 5 zeigt zum Beispiel
die Absorption von blankem Aluminium und von Ke-
ramik. Aluminium absorbiert nur rund 15 %, der Rest
wird reflektiert. Keramik dagegen absorbiert rund
90 % der Strahlung. Da Absorption und Emission bei
jedem Körper auf den gleichen physikalischen Ursa-
chen beruhen, wird deutlich, dass Keramik hervorra-
gend als Werkstoff für Infrarotstrahler geeignet ist.
Die abgestrahlte Leistung eines Strahlers hängt in
etwa von der vierten Potenz der absoluten Tempera-
tur ab (siehe Bild 4). Zur Erreichung guter Wirkungs-
grade werden Infrarotstrahler deshalb üblicherweise
mit Temperaturen ab 300 °C betrieben. In der Praxis
ist ferner zu berücksichtigen, dass auch das Erwär-
mungsgut Infrarotstrahlung aussendet. Deshalb trägt
nur die Differenz der jeweiligen Strahlungsleistungen
zur Erwärmung des Gutes bei.