10.Что такое темные и светлые источники ИФ- излучений? Чем они отличаются?

ГЛАВА 11. УСТАНОВКИ ДЛЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО И ИНФРАКРАСНОГО ОБЛУЧЕНИЧИЯ

" Эр" - эритемный поток ультрафиолетовых лучей с длиной волны 296, 7 нм 1 мощностью 1 ватт на единицу площади. Если поток падает на площадь 1 м², то эритемная доза будет равна 1 эр/м² Производная - величина - мэр/м² (миллиэр/ м. кв)

Мое дополнение: Т. е. как освещенность определяется исходя из светового потока лампы и высоты подвеса, так и облученность определяется исходя из эритемного потка и высоты подвеса УФ- лампы.

1. ИСТОЧНИКИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Дуговые ртутные трубчатые лампы высокого давления (ДРТ) —

мощные источники ультрафиолетового излучения. Устройство лампы ДРТ показано на рисунке 11. 1, а. Трубчатая колба выполнена из тугоплавкого кварцевого стекла /, которое хорошо пропускает ультрафиолетовое излучение. В торцы колбы впаяны вольфрамовые активированные самокалящиеся электроды 2. Колба заполнена аргоном и дозированным количеством ртути. Для крепления лампы к арматуре служат металлические держатели 3, между которыми расположена лента из медной фольги 4, предназначенная для облегчения зажигания разряда внутри лампы.

Лампу ДРТ включают в сеть (рис. 11. 1, 6) последовательное дросселем LL, который ограничивает ток и стабилизирует разряд в лампе EL. Кнопка SB и конденсатор С/, включенные параллельно лампе, служат для получения зажигающего импульса высокого напряжения за счет взаимодействия дросселя и конденсатора С1.

После загорания в течение 5... 10 мин лампа разогревается, давление в ней увеличивается и по оси трубки образуется ярко светящийся шнур разряда с температурой 6000... 8000 К, при этом изменяются электрические и светотехнические характеристики лампы.

Повторное зажигание лампы после ее погасания возможно лишь спустя 5... 10 мин, когда она достаточно остынет. Наиболее распространенные лампы ДРТ выпускают мощностью 230, 400 и 1000 Вт, у которых срок службы более 1500 ч.

Лампы ДРТ также используют в передвижных облучательных установках для восполнения УФ-недостаточности у животных и птицы и в установках для предпосевной обработки семенного материала в полеводстве.

К концу срока службы поток излучения ламп ДРТ уменьшается вдвое. При отклонении напряжения сети от номинального значения на 1 % эритемный поток ламп ДРТ изменяется на 4 %.

Газоразрядные источники ультрафиолетового излучения низкого давления (лампы типа ДБ, ЛЭ и ЛЭР). Для получения излучения области УФ-С, оказывающего губительное действие на микроорганизмы, используют дуговые газоразрядные (бактерицидные) лампы низкого давления типа ДБ.

Рис. 11. 1. Лампа ДРТ:

а — устройство; б — схема

включения лампы; /—кварцевая трубчатая колба; 2 — электрод; 3 — держатель лампы; 4—лента из медной фольги

Бактерицидные лампы ДБ отличаются от люминесцентных осветительных ламп такой же мощности отсутствием люминофора и свойствами специального увиолевого стекла колбы, обладающего высоким коэффициентом пропускания для излучения области УФ-С. Схемы включения ламп ДБ не отличаются от схем включения люминесцентных осветительных ламп. Спектр излучения ламп — линейный, причем до 80 % потока излучения приходится на излучение с длиной волны 254 нм.

Для получения излучения области УФ-С, оказывающего антира- хитное и эритемное действие на животных и человека, и излучения области УФ-С, возбуждающего свечение объектов исследования методами люминесцентного анализа, используют люминесцентные эритемные лампы типа ЛЭ. Эти лампы внешне ничем не отличаются от люминесцентных осветительных ламп такой же мощности, но имеют колбу из увиолевого стекла. Люминофор имеет специальный состав, который нанесен на внутреннюю поверхность колбы, позволяет получить нужный поток ультрафиолетового излучения.

Эритемные лампы типа ЛЭР (рефлекторные) предназначены для использования в помещениях с повышенной запыленностью. Под слоем люминофора они имеют отражающий слой, направляющий поток излучения в сторону продольного выходного окна, составляющего треть поверхности лампы. К концу срока службы эритемных ламп поток излучения уменьшается до 60 % за счет уменьшения свечения люминофора и потери прозрачности колбы под действием ультрафиолетового излучения. Технические данные ультрафиолетовых ламп, применяемых в сельскохозяйственном производстве, приведены в таблице 11. 1.

2. УСТАНОВКИ ДЛЯУЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ ЖИВОТНЫХ И ПТИЦ

Установки для ультрафиолетового облучения животных и птиц выпускают в стационарном и передвижном исполнении..

Эритемный облучатель ЭО1-30М (рис. 11. 2) предназначен для ультрафиолетового облучения сельскохозяйственных животных. Он состоит из корпуса-отражателя 3, эритемной лампы 2 (ЛЭЗО-12), защищенной металлической сеткой 1, пускорегулирующей аппаратуры и двух подвесок для крепления 4. Облучатель выпускают в пылевлагозащитном исполнении.

Эритемные облучатели типа ОЭ-1 и ОЭ-2 по назначению и устройству аналогичны облучателю ЭО1-30М. Отличаются конструктивным исполнением: облучатель ОЭ-1 выпускают в обычном исполнении, ОЭ-2 — в пылевлагозащищенном.

Рис. 11. 2. Эритемный облучатель ЭО1-30М

Светильник-облучатель 0ЭСП02 — 2х40/П5’Х-01 предназначен для одновременного освещения помещений и ультрафиолетового облучения сельскохозяйственных животных. Этот светильник-облучатель состоит из осветительной люминесцентной лампы ЛБР40, эритемной лампы ЛЭР40 и отражателя с смонтированной в нем пускорегулирующей аппаратурой. Лампы включаются отдельными выключателями.

Для облучения сельскохозяйственных животных и птиц эритемные облучатели подвешивают на высоте

1, 8... 2, 2 м от пола исходя из расчета: один облучатель на 8... Юм2 при беспривязном содержании крупного рогатого скота, один облучатель на две коровы при стойловом содержании, один облучатель на

Рис. 11. 3. Обязательная установка УО-4М

15.. . 20 м2 при групповом содержании телят и напольном содержании кур-несушек, один облучатель на

25.. . 30 м2 для поросят на откорме, свиноматок и для цыплят при содержании на полу.

Облучающая механизированная установка УО-4М (рис. 11. 3) предназначена для ультрафиолетового облучения сельскохозяйственных животных. Установка состоит из шкафа управления 5, четырех облучателей 4 с лампой ДРТ400, устройства для подвески 3 и перемещения облучателей и кабелей 6 и приводной станции 7 с электродвигателем мощностью 0, 27 кВт, редуктором и переключателем изменения направления движения. Облучатели подвешивают на стальных проволоках 1, натягиваемых над стойлами или станками с животными, и они перемещаются с помощью ведущего троса 2.

Для обеззараживания воздуха в животноводческих помещениях ультрафиолетовым излучением применяют облучатели типа ББПО1-30-001. Этот облучатель имеет отражатель, покрытый специальной краской, и бактерицидную лампу ДБ-30. Облучатель подвешивают к потолку или укрепляют на стене помещения.

Ультрафиолетовое излучение также используют для обеззараживания воды, животноводческих стоков, для пастеризации молока, стерилизации посуды и тары.

Обработка семенного материала ультрафиолетовым излучением в оптимальных дозах оказывает благоприятное действие на его качество (всхожесть, энергия прорастания) и в итоге на сроки созревания и урожайность.

При облучении семян сахарной свеклы урожайность возрастает на 7... 9 %, при этом содержание сахара увеличивается на 15... 19 %. Увеличиваются урожаи кормовой моркови, выращенной из семян, обработанных ультрафиолетовым излучением. Семенное зерно после облучения имеет на 3... 5 % более высокую всхожесть, на

10... 15% большую энергию прорастания. Облученные семена дают более ранние и дружные всходы, срок созревания урожая сокращается на 2... 3 дня.

Для обработки семенного материала также применяют облуча- тельную установку ОУЗ-2 (рис. 11. 4). Зерно из бункера 2 перемеРмс. 11. 4. Схема устройства установки ОУЗ-2 для предпосевной обработки зерна ультрафиолетовым излучением:

7 —лампа ДРТ1000 в кожухе-отражателе; 2— бункер подачи зерна; 3— воздуховод пылеот- соса; 4 — вентилятор; 5 — вибрирующий

транспортер; б — электродвигатель привода транспортера

щается по вибрирующему лотку 5 в течение 55... 60 с под девятью лампами ДРТ1000 /. Лоток длиной 6 м и шириной 0, 9 м приводится в действие электродвигателем 0, 6 кВт. Под первой секцией лотка размещен пылесос 3 с воздуховодом и вентилятором 4У приводимым во вращение электродвигателем мощностью 0, 25 кВт. Дуговые ртутные лампы размещены на высоте 0, 65 м над транспортером в коробчатом кожухе-отражателе и включены через регулируемые активные балластные сопротивления. Мощность установки 16 кВт, производительность 1... 1, 5 т/ч.

С помощью ультрафиолетовых источников излучения можно повысить эффективность работы светоловушек вредных насекомых. При этом вместо обычных источников света в ловушках устанавливают ультрафиолетовые лампы типа ЛЭ, ДБ или ДРТ.

При выборе типа облучателя и облучательной установки необходимо учитывать следующие требования: обеспечение равномерности облучения; обеспечение требуемой дозы облучения; техническую и экономическую целесообразность применения данного типа облучателя и облучательной установки.

Следует иметь в виду, что положительный эффект при одинаковых суточных дозах ультрафиолетового облучения животных тем выше, чем меньше его плотность и больше продолжительность. С учетом этого в ряде случаев для системы ультрафиолетового облучения длительного действия наиболее эффективными являются стационарные установки с облучателями ЭО1-30М и ОЭ-2 с лампами ЛЭ30 и светильник-облучатель ОЭСП02-2х40 с эритемной лампой ЛЭР40, так как их использование дает возможность обеспечить более равномерное, мягкое и эффективное облучение животных.

Необходимая продолжительность работы /Ь ультрафиолетовых облучательных установок

где #эр — заданная доза облучения, мэрч/м2; — облученность в точке с наилучшими условиями облучения, мэр/м2.

Эритемная облученность в точке поверхности Е^ зависит от типа источника ультрафиолетовых излучений и высоты его подвс-са. Ориентировочные значения продолжительности ультрафиолетового облучения могут быть получены на основании данных таблиц 11. 2 и 11. 3.

11. 2. Обученность, создаваемая лампами при различной высоте подвеса

Облученность Е дана для ламп без арматуры, поэтому при использовании арматуры нужно учитывать ее влияние (отражение части потока вниз) введением коэффициента А^рм = 1, 2... 1, 4.

При эксплуатации облучательных установок необходимо учитывать влияние на дозу облучения множества факторов, основные из которых — значительный разброс характеристик ультрафиолетовых ламп, влияние на значение потока излучения отклонений напряжения сети, соляризации стекла, изменение температуры и влажности воздуха в помещении.

Значение облученности проверяют через каждые 100 ч работы облучательной установки — в среднем два раза в месяц. Контролируют облученность с помощью уфиметра УФМ-71. Шкала прибора отградуирована в эффективных единицах, в миллиэрах на квадратный метр. Общий диапазон измерения прибора УФМ-71 разделен на пять поддиапазонов: 0... 30; 0... 100; 0... 300; 0... 1000 и 0... 3000 мэр/м2.

Нужно отметить, что при работе с ультрафиолетовыми излучателями необходимо соблюдать меры предосторожности от возможных ожогов кожных покровов и предохранять глаза защитными очками с темными стеклами и прилегающей плотной манжеткой. Облучение предметов и помещений открытыми бактерицидными ультрафиолетовыми лампами допустимо только при отсутствии людей.

3. УСТАНОВКИ ДЛЯ ИНФРАКРАСНОГО ОБЛУЧЕНИЯ

Инфракрасное излучение используют во многих технологических процессах сельскохозяйственного производства для обогрева молодняка животных и птиц, сушки сельскохозяйственных продуктов и др.

Источники инфракрасных излучений принято делить по спектральному составу на светлые и темные.

Светлые источники инфракрасных излучений конструкцией и принципом действия не отличаются от ламп накаливания. Однако их нить накала рассчитана на меньшую, чем в осветительных лампах, температуру (Т= 2270... 2770 К).

Промышленность выпускает инфракрасные зеркальные лампы типа ИК3220-500, ИК3220-250 и инфракрасные кварцевые галогенные лампы КГ220-1000-1. Часть колбы этих ламп изнутри покрыта слоем алюминия или серебра, что обеспечивает концентрацию излучения в нужном направлении. Колба ламп типа ИКЗК покрыта красным термостойким лаком, несколько ослабляющим световой поток ламп, но уменьшающим явление каннибализма у животных и птиц. Пониженная температура нити накала инфракрасных ламп способствует увеличению срока их службы до 5000 ч.

Темные излучатели изготовляют в виде трубчатых электронагревательных элементов (ТЭНов). Темные излучатели применяют в специальной арматуре, которая служит для перераспределения потока излучения в пространстве и для защиты нагревательного элемента от механических повреждений и прикосновения обслуживающего персонала.

Для инфракрасного облучения сельскохозяйственных животных и птиц применяют следующие облучатели, относящиеся к светлым источникам.

Инфракрасный облучатель ССПО1-250 состоит из пластмассового корпуса, лампы ИК3220-250 и эмалированного защитного кожуха с сеткой, предохраняющей лампы от механических повреждений.

Инфракрасные облучатели ОРИ-1 и ОРИ-2 представляют собой конический корпус из листовой стали. Сверху облучателя под пластмассовым колпаком расположен фарфоровый патрон Е40. Облучатель ОРИ-1 выпускают с инфракрасной лампой мощностью 500 Вт, ОРИ-2 предназначен для инфракрасных ламп типа ПС-70/Е-11010-375.

Облучатель ОРИ-1 предназначен для ламп типа ИК3220-250-1 и ИК3220-250.

Подвесной облучатель «ЛатвИКО» с галогенной лампой КГ220-1000-1 крепят к натянутому тросу проволокой за проушины корпуса. Корпус облучателя имеет коробчатую форму, изготовлен из оцинкованной жести. Снизу лампа защищена металлической сеткой.

Стационарные автоматизированные установки типа ИКУФ и «Луч» предназначены для одновременного инфракрасного и ультрафиолетового облучения молодняка животных и птиц. Установки имеют, как правило, 40 облучателей и пульт управления. Каждый облучатель содержит две лампы ИК3220-250 и одну эритем- ную ЛЭ15 или эритемно-осветительную ЛЭ015.

Облучатели установок ИКУФ-1 и ИКУФ-1М (рис. 11. 5) аналогичны. Отличие состоит в том, что в установке ИКУФ-1 М облучатель имеет герметичное исполнение и на нем нет переключателей, предназначенных для индивидуального управления инфракрасным обогревом и ультрафиолетовым облучением молодняка.

Пульт управления установок типа ИКУФ состоит из трансформатора 220/127 В, автоматических выключателей QF, магнитных пускателей КМ1 и КМ2 и реле времени КТ типа 2РВМ. На лицевой панели пульта расположены переключатель рода работ, кнопки включения и отключения ламп SB1... SB4, сигнальные лампы HL1, HL2 (рис. 11. 6).

Облучатель «Луч» (рис. 11. 7) имеет уплотненное исполнение патронов эритемной лампы, а патроны инфракрасных ламп могут

Рис. 11. 5. Устройство облучательной установки ИКУФ-1:

/ — лампа ИК-излучения; 2 —лампа УФ-излучения; 3— корпус; 4— подвеска; 5— защитная сетка

быть установлены под различными углами к вертикали для получения требуемого распределения инфракрасного излучения по облучаемой поверхности. В схеме управления этого облучателя имеется регулятор для изменения напряжения питания инфракрасных ламп.

Рис. 11. 7. Облучатель «Луч*:

/ — лампа УФ-излучения; 2—лампа ИК-излучсния; 3— корпус; подвеска; 5 — защитная сетка

Рис. 11. 6. Схема управления установкой ИКУФ-1

Эффективность применения инфракрасного излучения в значительной мере зависит от режима облучения. Так, для облучения поросят необходимо в свинарниках-маточниках создавать два температурных режима: один для подсосных маток, другой для поросят- сосунов. Поросят в подсосный период следует облучать в зоне их отдыха при помощи облучателей ОРИ-2, ССПО1-250. Облучатели установок ИКУФ, «Луч», ОРИ-1, «ЛатвИКО» используют для облучения двух смежных станков, размещая их над перегородкой. Если в помещении отсутствует система общего обогрева, то облучатели установок ИКУФ, «Луч» размещают по одному на каждое станкоместо.

При температуре воздуха в животноводческом помещении более 16°С инфракрасные лампы облучателей ИКУФ переключают на последовательное соединение.

Для облучения телят наиболее целесообразно применять облуча- тельные установки ИКУФ и «Луч».

При содержании телят в клетках один облучатель используют для облучения двух животных в смежных клетках. При групповом содержании телят оборудуют обогреваемую площадку из расчета один облучатель на 4 м2. Режим облучения телят — прерывистый с выключением на 30 мин через 1... 1, 5 ч работы установки. В первые 2... 3 дня жизни, когда телята много лежат, высота подвеса облучателей 0, 5... 0, 6 м, потом ее увеличивают до 1, 2 м.

Для обсушивания и обогрева телят в первые часы жизни используют переносной облучатель с лампой ИК3220-250, закрепленной на ограждении станка.

Для облучения молодняка птиц используют инфракрасные лампы только с окрашенной колбой. Одной лампой мощностью 250 Вт можно облучить 100... 120 цыплят, 60... 80 индюшат, гусят или утят. Наиболее эффективны автоматизированные установки ИКУФ и «Луч», которые, будучи попарно укреплены на прямоугольной несущей раме, могут использоваться вместо брудеров. При размещении птиц в одноярусных клеточных батареях облучатели располагают стационарно на высоте 0, 6... 0, 7 м от пола клетки. Молодняк птиц обогревают до 20... 30-дневного возраста. Режим облучения непрерывный.

При выращивании цыплят для их обогрева применяют электрический брудер типа БП-1 (рис. 11. 8).

Основные узлы брудера: зонт, обогреватель, подвеска, температурное реле. Зонт и обогреватель изготовлены из оцинкованной стали.

Зонт брудера пирамидальной формы состоит из шести секций, соединенных винтами. Две секции имеют круглые окна с откидными крышками для обеспечения воздухообмена под брудером. Сверху секции соединены с крышкой.

Обогреватель представляет собой конус, к которому прикреплены четыре нагревательных элемента, электропатроны с лампочками освещения красного и синего цвета и металлорукав температурного реле. Полость между корпусом и крышкой заполнена термоизоляционным материалом (шлаковатой). Нагреватели, устанавливаемые на конус, бывают двух видов. Первый представляет собой спираль из нихромовой проволоки, уложенную в пазы керамического корпуса и закрытую ограждением. Второй — трубчатый электронагреватель.

Подвешивают брудеры вдоль птичника равномерно над полом. В помещении шириной 18 м брудеры подвешивают в три линии, при ширине 12 м — в две.

Каждый брудер предназначен для обогрева 500... 600 цыплят в возрасте от одного до 30 дней. Номинальная мощность брудера 1200 Вт. Брудер питается от однофазной сети напряжением 220 В через штепсельное соединение с заземляющим проводом. Схема включения брудера приведена на рис. 11. 9.

Под брудером расположено температурное реле с мембранным датчиком, которое автоматически поддерживает заданный тепло-

Рис. 11. 8. Схема конструкции электрического брудера БП-1:

/—противовес; 2— блок; 3 — трос; 4—система подвески; 5—смотровое окно; 6— лампа освещения; 7— сальниковое уплотнение; 8— клеммник; 9— защитный плафон; 10— сигнальная лампа; //—шибер; 12 — вентиляционный канал; 13— крышка предохранителя; 14 — предохранитель; /5—крышка; 16— секция зонта; /7—обогреватель; /? —держатель; /9—нагревательный элемент; 20— шторка; 2/ —стойка; 22—термореле; 23— термометр контрольный; 24 — кабель питания; 25— штепсельная вилка

Рис. 11. 9. Принципиальная электрическая схема брудера БП-1

вой режим в пределах от 24 до 38 °С с точностью ± 1 °С. Устанавливают и регулируют температуру под брудером по контрольному термометру, установленному рядом с регулировочной ручкой температурного реле. Значение температуры выбирают в зависимости от возраста цыплят.

В рабочем положении брудер стоит на стойках на полу, и цыплята могут располагаться под ним, как под зонтом, и вокруг него. Если цыплята не требуют обогрева, брудеры поднимают на высоту, обеспечивающую свободный проход под ними обслуживающего персонала.

Разработаны и находят применение пленочные инфракрасные излучатели, конструктивно выполненные в виде керамической трубки, на внешнюю поверхность которой нанесен полупроводниковый пленочный электронагревательный элемент. Материалом для изготовления пленки служат высокотемпературные окислы лантана, меди и других элементов. У торцов трубки сверху резистивной пленки методом металлизации нанесены контактные электроды.

Мощность инфракрасного излучателя при напряжении питания 220 В составляет 450... 500 Вт. Температура на поверхности излучателя достигает 700 °С. Срок службы 3... 5 тыс. ч. По сравнению с керамическими излучателями такой же мощности расход у пленочных излучателей на 17 % меньше за счет повышения допустимой температуры на поверхности излучателя.

Контрольные вопросы и задания Письменно!!!

По УФ –излучению:

1. Перечислите электрические источники ультрафиолетовых излучений.

2. Назовите электрические источники инфракрасных излучений.

3. Как определить продолжительность включения ультрафиолетового облучателя?

4. Что такое эритемный поток? Чтотакео эритемная доза? В каих единицах эти параметры измеряются?

5. Как устроена бактерицидная лампа? Чем она отличается от люминесцентной?

6. Как устроена эритемная лампа? Чем она отличается от люминесцентной? Рассказать о наромах подвеса эритемных облучателей.

7. Нарисовать эл. схему лампы ДРТ и выполнить описание ее запуска.

8. Выполнить описание и рисунок установки ОУЗ-2

9. Выписать из таблицы 11. 3 нормы жоз облучения для четырех групп животных

10. Что такое темные и светлые источники ИФ- излучений? Чем они отличаются?

11. Выписать нормы облучения для различных видов животных и птиц.

12. Нарисовать эл. схему брудбера БП-1 и выполнить описание ее работы