Obsah
Mezi mnoha objevy učiněnými v uplynulých dvou staletích je infračervené světlo bezpochyby jedním z nejdůležitějších. Tento přírodní jev je využíván v mnoha vědeckých oborech a v průmyslu – například v medicíně, astronomii, při lovu a ve zbrojním průmyslu. Díky infračervenému záření můžeme vidět v úplné tmě, pozorovat nejvzdálenější kouty vesmíru, zkoumat organické sloučeniny a předvídat atmosférické jevy. Otázky na IR záření se nabízejí samy – je škodlivé? Jak jej používat? Přesvědčme se.
Jak došlo k objevu infračerveného záření?
Historie ukázala, že k většině největších objevů došlo v důsledku úplné náhody. Tuto skutečnost potvrzují okolnosti objevu infračerveného záření. V roce 1800 se německý fyzik William Herschel rozhodl změřit úroveň tepelné energie jednotlivých barev. Za tím účel je pomocí hranolu rozložil a zkoumal teplotu barev pomocí na černo natřeného rtuťového teploměru. K jeho údivu se nejvyšší hodnota objevila v tmavé oblasti poblíž červeného světla. Vydávaly ho neviditelné paprsky nacházející se na konci viditelného spektra.
Herschelův objev se stal první etapou dalších výzkumů infračerveného záření, které přinesly mnoho praktických vynálezů. Například dnes mnoho teleskopů NASA disponuje výkonnými systémy zobrazování v infračerveném pásmu, které poskytují obrovské množství dat o vesmíru. Satelity používající infračervené radiometry pořizují termální obrazy, které umožňují určit vlastnosti mraků, stejně jako moří, oceánů apod.
To poskytuje cenné informace týkající se stavu vod a počasí, což je mimo jiné velmi důležité pro námořníky, rybáře a farmáře. Shromážděná data také umožní předvídat nebezpečné meteorologické jevy, jako jsou tornáda, silné bouřky a tropické cyklóny.
Co je IR záření?
Kapitola výše objasnila, co to infračervené záření vlastně je, ale zkusme to dopilovat. Infračervené záření (IR) je elektromagnetické záření nacházející se mezi mikrovlnami a viditelným světlem. Vydává jej každý objekt s teplotou vyšší než absolutní nula, přičemž množství záření závisí na vydávaném teple – čím vyšší, tím vyšší je hodnota IR. Infračervené záření dělíme na pásma zahrnutá ve třech kategoriích – blízké (rozsah 780 nm až 1400 nm), střední (1400 nm – 3000 nm) a daleké (3000 nm – 1000 nm).
Je infračervené záření vidět?
Jestli světlo můžeme vidět pouhým okem, záleží na délce pásma. Ve skutečnosti se IR vlny stávají neviditelnými nad hodnotou 940 nm. V opačném případě je vidět mírná záře. To je obzvláště praktické u fotopastí a lovecké optiky.
Viditelné infračervené pásmo by mohlo varovat kriminální živly nebo vyplašit zvěř. Viditelné infračervené záření má ale i své výhody – fotopasti, které je využívají, často fungují jako odstrašení vetřelců. Je dobré také uvést, že i pásmo širší než 940 nm je pro některé druhy zvířat viditelné – hlavně pro ptáky, hady a netopýry.
Infračervené záření – vlastnosti a využití
Infračervené záření je přirozený jev vyskytující se v přírodě. Tvoří asi 40 % slunečního světla zároveň tvořícího hlavního „producenta“ IR v přírodě. Jeho hlavní vlastností je ohřev tkáně, která s ním byla v kontaktu. Tento proces ale nastupuje pomalu, nemluvě o riziku popálení kůže. Působení infračerveného záření je pro lidský organismus 100% bezpečné.
A co víc, vhodné používání tohoto záření má blahodárné účinky na zdraví. Jemně ohřívá tělo, rozšiřuje tak cévy, zlepšuje oběh a odstraňuje z organismu nečistoty. Právě proto je pro své analgetické a relaxační účinky tento jev už mnoho let používán v medicíně.
Používá se k léčbě degenerací kloubů a revmatických onemocnění pomocí zařízení zvaných tepelné zářiče. Rovněž léčí bolesti hlavy, nespavost a mnoho dalších problémů. Infračervené záření je také rozšířený, ekologický způsob vytápění místností – k tomu se používají panely přeměňující elektrickou energii na infračervené světlo. Oproti běžným způsobům vytápění infračervené záření neohřívá vzduch, ale je pouze vstřebáváno okolními předměty a živými organismy.
Škodlivost IR záření
Infračervené světlo není úplně lhostejné pro lidské tělo. Je mimo jiné vyzařováno přes slunce, a jak víme nadměrná expozice na slunce může působit spálení pokožky, úpal nebo úžeh. Škodlivost infračerveného záření je tedy spojeno například s nedodržováním pravidel bezpečného opalování a vystavování se vysokým intenzitám záření.
Na druhou stranu se infračervené světlo využívá pro léčbu a k terapeutickým účelům – známe jsou pozitivní účinky infrasauny, která přispívá k zbavování se toxických látek, okysličení krve a svalů a uvolnění těla. Podporuje také hojení ran a díky svým účinků, se využívá i v kosmetice.
Aktivní a pasivní infračervené záření
Kdyby nedošlo k objevu infračerveného záření, nevzniklo by množství dnes samozřejmých vynálezů. Jsou jimi například noktovizory a termovizory umožňující vidět ve tmě. Vyžití infračerveného záření můžeme podle těchto technologií rozdělit na dvě skupiny:
-
- pasivní – užívané v detektorech zachytávajících infračervené záření vydávané jinými předměty. Tento princip se používá mimo jiné v termovizorech, umožňujících vidět ve tmě pomocí zobrazování rozdílů teplot na pozadí okolí;
- aktivní – je založeno na vyzařování a nasměrování infračervených vln na daný objekt a pozorování odraženého záření. Výsledkem je dobrá viditelnost i v téměř úplné tmě. Právě IR reflektory fungují na tomto způsobu. Používá se v těch nejpokročilejších noktovizorech a průmyslových kamerách. Noktovizor bez reflektoru se osvědčí pouze za podmínek dostačujícího externího světla – např. za úplňku. Užití aktivního infračerveného záření tento problém eliminuje, protože nahrazuje chybějící světlo.
Infračervené záření v boji s koronavirem
Nyní, když jsme probrali pozitivní aspekty infračerveného záření, věnujme určitou pozornost jeho roli v pandemii koronaviru SARS-Cov-2. Nezdá se to, ale jde o důležitou roli – vysoká teplota je jedním ze základních projevů nemoci COVID-19.
Za posledních 48 hodin koupilo osob!
- Odstup od testované osoby: 3 – 5 cm
- Čitelný LCD displej
Používání IR teploměrů a kamer s termovizí na pracovištích a ve veřejných prostorách umožňuje provádět screeningová vyšetření. Zvýšená teplota samozřejmě neukazuje hned na tuto konkrétní nemoc, stejně jako absence zvýšené teploty nemusí svědčit o zdraví. Identifikace potenciálně nemocných nicméně přispěje ke zvýšení úrovně sociální bezpečnosti a zlepšení psychického pohodlí jak pro zaměstnance v první linii, tak pro klienty.
Od okamžiku výbuchu pandemie koronaviru pohled na zařízení k měření teploty ve veřejném prostoru zevšedněl – setkáváme se s nimi např. na letištích, vysokých školách, vlakových a autobusových nádražích. Naštěstí není kontrola teploty jen naprosto bezpečná, ale také neinvazivní – nejčastěji probíhá přiblížením čela nebo zápěstí k čidlu. V závislosti na ploše daného objektu se používají detekční brány značných rozměrů, na zdi zavěšené senzory nebo na stojanech rozestavěné termovizní kamery.
Mezi rámy je nejoblíbenější model SE-1008, který se vyznačuje citlivým měřením teploty v rozsahu 0,1°C a počítadlem poplachů usnadňujícím kontrolu a sestavování zpráv.
Za posledních 48 hodin koupilo osob!
- Meření teploty těla 40 osob za min.
- Alarm při teplotě >37°C
Do menších místností doporučujeme čidlo SA200P, které lze snadno zavěsit na zdi, dveře nebo jiný rovný povrchu. Senzor je vybaven systémem hlasových upozornění, který informuje o pozitivním výsledku nebo o poplachu, a také funkcí prevence falešných poplachů.
Další zajímavé řešení představuje termovizní kamera pro měření teploty UTi220K. Může zastávat analogickou roli jako výše popsaný rám nebo senzor – stačí ji připevnit na stativ a připojit k externímu monitoru, a získáme možnost rutinní kontroly osob vstupujících do a vycházejících z místnosti. Manuální pracovní režim se hodí policistům pro kontrolu osoby pobývajících v karanténě a ostrahu hranic při plnění jejich každodenních povinností.
Za posledních 48 hodin koupilo osob!
- Optimální vzdálenost měření: 1 m
- 6 barevných variant
Budoucnost infračerveného záření
O potenciálu infračerveného záření a jeho výhodách bychom mohli psát ještě dlouho. Tento nenápadný jev se značně přičinil k rozvoji mnoha průmyslových odvětví a mnohé ukazuje na to, že nápaditost inženýrů a vědců nás ještě nejednou překvapí.
V blízké budoucnosti se IR vlny uplatní v čidlech, která lékařům pomohou s rychlou diagnózou zranění mozku a s prováděním mnoha ji7ných precizních operací. Slibná je také technologie QDIP (quantum dot infrared photodetectors), která má potencionálně zajistit čtyřnásobné posílení elektromagnetického záření. To se promítne na 20násobném zvýšení rozlišení noktovizorů nebo detekčních satelitů, čímž výrazně zvýší jejich potenciál.
Nemusíme ale vyhlížet budoucnost – užitečnost infračerveného záření dokonale vidíme už dnes. Profesionální noktovizory, infračervené kamery a rámy k měření teploty zajišťují skvělé výsledky v mnoha oblastech společenského, rekreačního a profesního života.