Типы инфракрасных излучателей. Лечение инфракрасным излучением. Совсем не будет лишним если у обогревателя будет

ИК поддиапазоны:

Ближний ИК (англ. near IR, сокращённо NIR): 0.78 - 1 мкм;
Коротковолновый ИК (англ. short wavelength IR, сокращённо SWIR): 1 - 3 мкм;
Средневолновый ИК (англ. medium wavelength IR, сокращённо MWIR): 3 - 6 мкм;
Длинноволновый ИК (англ. long wavelength IR, сокращённо LWIR): 6 - 15 мкм;
Сверхдлиннволновый ИК (англ. very long wavelength IR, сокращённо VLWIR): 15 - 1000 мкм.

Инфракрасный спектральный диапазон 0,78 - 3 мкм применяется в ВОЛС (сокр. от волоконно-оптическая линия связи), приборах внешнего наблюдения за объектами и аппаратуре для проведения химического анализа. В свою очередь все длины волн начиная с 2 мкм и заканчивая 5 мкм используются в пирометрах, и газовых анализаторах, контролирующих уровень загрязнения в конкретной среде. Интервал 3 - 5 мкм более подходит для систем, регистрирующих изображения объектов, с высокой собственной температурой или же в применениях где требование к контрасту предъявляются выше чем к чувствительности. Очень популярный для спецприменений спектральный диапазон 8 - 15 мкм в основном используется там, где необходимо увидеть и распознать любые объекты, находящиеся в тумане.

Все ИК-приборы разрабатываются в соответствии с графиком пропускания ИК излучения, который приведён ниже.

Существует два типа ИК детекторов:

Фотонные . Чувствительные элементы состоят из полупроводников различных типов, а так же могут включать в свою структуру различные металлы, принцип их работы основан на поглощении фотонов носителями заряда, в результате чего изменяются электрические параметры чувствительной области, а именно: изменение сопротивления, возникновение разности потенциалов, фототока и др. Данные изменения могут быть зарегистрированы измеряющими схемами, сформированными на подложке, где расположен сам сенсор. Сенсоры обладают высокой чувствительностью и высокой скоростью отклика.

Тепловые . ИК излучение поглощается чувствительной областью сенсора, нагревая её до некоторой температуры, что приводит к изменению физических параметров. Данные отклонения которые могут быть зарегистрированы измеряющими схемами, выполненными непосредственно на одной подложке с фоточувствительной областью. Описанные выше типы датчиков имеют высокую инерционность, значительное время отклика и относительно низкую чувствительность, в сравнении с фотонными детекторами.

По типу используемого полупроводника датчики разделяются на:

Собственный (нелегированный полупроводник с равной концентрацией дырок и элеткронов).
Примесный (легированный полупроводник n- или p-типа).

Основным материалом всех фоточувствительных сенсоров является кремний или германий, которые могут быть легированы различными примесями бора, мышьяка, галлия и др. Примесный фоточувствительный датчик схож с собственным детектором, с той лишь разницей что носители с донорных и акцепторных уровней могут перемещаться в зону проводимости преодолевая более низкий энергетический барьер, вследствие чего данный детектор может работать с более короткими длинами волн, чем собственный.

Типы конструкций детекторов:

Под воздействием ИК излучения в электронно-дырочном переходе возникает фотовольтаический эффект: фотоны с энергией, превышающей ширину запрещённой зоны, поглощаются электронами, в результате чего они занимают места в зоне проводимости, способствуя тем самым возникновению фототока. Детектор может быть выполнен на основе как примесного так и собственного полупроводника.

Фоторезистивный . Чувствительным элементом сенсора является полупроводник, принцип работы данного датчика основан на эффекте изменения сопротивления проводящего материала под воздействием ИК излучения. Свободные носители заряда, генерируемые фотонами в чувствительной области, приводят к уменьшению её сопротивления. Сенсор может быть выполнен на основе как примесного так и собственного полупроводника.

Фотоэмиссионный , он же «детектор на свободных носителях» или на барьере Шоттки.; Чтобы избавиться от необходимости глубокого охлаждения примесных полупроводников, и в некоторых случаях достичь чувствительности в более длинноволновом диапазоне, существует третий тип детекторов, называемых фотоэмиссионными. В датчиках данного типа металлическая или металло-кремниевая структура покрывает примесный кремний. Свободный электрон, который образуется в результате взаимодействия с фотоном, попадает из проводника в кремний. Преимуществом такого детектора является отсутствие зависимости отклика от характеристик полупроводника.

Фотодетектор на квантовой яме . Принцип действия схож с примесными детекторами, в которых примеси используются для изменения структуры запрещённой зоны. Но в данном типе детектора примеси сконцентрированы в микроскопических областях где ширина запрещенной зоны значительно сужена. Образованная таким образом «яма» называется квантовой. Регистрация фотонов происходит, за счет поглощения и образования зарядов в квантовой яме, которые затем вытягиваются полем в другую область. Такой детектор намного чувствительнее по сравнению с другими типами, так как целая квантовая яма - это не отдельный атом примеси, а от десяти до ста атомов на единице площади. Благодаря этому можно говорить о достаточно высокой эффективной площади поглощения.

Термопары . Основным элементом данного устройства является контактная пара двух металлов с различной работой выхода, в результате чего на границе возникает разность потенциалов. Это напряжение пропорционально температуре контакта.

Пироэлектрические детекторы изготовлены с использованием пироэлектрических материалов и принцип работы которых основан на возникновении заряда в пироэлектрике при прохождении через него теплового потока.

Микробалочные детекторы . Состоит из микробалки и проводящего основания, которые выполняют роль обкладок конденсатора, микробалка сформирована из двух плотно соединённых металлических частей, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. При нагреве балка изгибается и изменяет ёмкость структуры.

Болометры (Терморезисторы) состоят из терморезистивного материала, в основе принципа работы данного сенсора поглощение ИК излучения материалом чувствительного элемента, что приводит к увеличению его температуры, что в свою очередь вызывает изменение электрического сопротивления. Есть два пути снятия информации: измерение тока, протекающего в чувствительной области, при постоянном напряжении и измерение напряжения при постоянном токе.

Основные параметры

Чувствительность - отношение изменения электрической величины на выходе приёмника излучения, вызванного падающим на него излучением, к количественной характеристике этого излучения. В/лк-с.

Интегральная чувствительность - чувствительность к немонохроматическому излучению заданного спектрального состава. Измеряется в А/лм.

Спектральная чувствительность - зависимость чувствительности от длины волны излучения.

Обнаружительная способность - величина обратная величние минимального потока излучения, который вызывает на выходе сигнал, равный собственному шуму. Она обратно пропорциональна квадратному корню из площади примёмника излучения. Измеряется в 1/Вт.

Удельная обнаружительная способность - Обнаружительная способность умноженная на корень квадратный из произведения полосы частот в 1 Гц и площадь в 1 см 2 . Измеряется в см*Гц 1/2 /Вт.

Время отклика - время, необходимое для установления сигнала на выходе, соответствующего входному воздействию. Измеряется в миллисекундах.

Рабочая температура - максимальная температура сенсора и окружающей среды, при которой сенсор имеет возможность правильно выполнять свои функции. Измеряется в °C.

Применение:

Космические системы наблюдения;
Система обнаружения стартов МБР;
В бесконтактных термометрах;
В датчиках движения;
В ИК спектрометрах;
В приборах ночного видения;
В головках самонаведения.

Свет является одним из главных условий для осуществления жизнедеятельности земных организмов. Множество биологических процессов может протекать только под действием инфракрасного излучения.

Свет как фактор лечения использовался еще древними врачами Греции и Египта. В XX веке светотерапия стала развиваться как часть официальной медицины. Однако следует учесть, что инфракрасное излучение - не панацея.

Что такое инфракрасное излучение

Раздел физиотерапии, изучающий влияние световых волн на организм, был назван фототерапией. Доказано, что волны различного диапазона воздействуют на организм в разных слоях и уровнях, причем инфракрасное излучение обладает наибольшей глубиной проникновения, а самым поверхностным действием обладает ультрафиолетовый свет.
Инфракрасное излучение имеет длину волны от 780 до 10000 нм (1 мм). В физиотерапии, как правило, используются волны в пределах от 780 до 1400 нм, т. е. короткие, проникающие в ткани на глубину около 3 сантиметров.

Лечебные эффекты

Под действием инфракрасного излучения происходит образование тепла в тканях, ускорение физико-химических реакций, стимулируются процессы репарации и регенерации тканей, расширяется сосудистая сеть, ускоряется кровоток, усиливается рост клеток, вырабатываются биологически активные вещества, лейкоциты направляются к очагу поражения и т. д.
Улучшение кровоснабжения и расширение просвета сосудов приводит к снижению артериального давления, психоэмоционального и физического напряжения, мышечной релаксации, поднятию настроения, улучшению сна и состоянию комфорта.
Помимо перечисленного, инфракрасное излучение обладает противовоспалительным действием, стимулирует иммунитет и помогает организму бороться с инфекционными агентами.
Таким образом, инфракрасная терапия обладает следующими свойствами:

противовоспалительным;
спазмолитическим;
трофическим;
стимулирующим кровоток;
пробуждающим резервные функции организма;
дезинтоксикационным;
выраженным биостимулирующим действием.

Говоря о светолечении, нельзя не вспомнить основоположника этого раздела физиотерапии, датского врача и ученого Нильса Рюберга Финзена, получившего Нобелевскую премию за успешное применение концентрированного светового излучения в лечении различных заболеваний. С помощью его трудов появилась вероятность расширить возможности светотерапии.

Методики

Инфракрасная терапия бывает двух видов: местная и общая.
При местном воздействии излучению подвергается конкретная часть тела пациента, а при общей – весь его организм.
Процедуры проводятся 1 или 2 раза в день, длительность одного сеанса от 15 до 30 минут. Курсовое лечение состоит из 5-20 процедур.
Необходимо знать, что во время воздействия на область лица глаза должны быть защищены специальными очками, картонными накладками, ватой и другими способами.
После сеанса на кожном покрове остается эритема (покраснение) с нечеткими контурами, которые бесследно исчезают через час после окончания процедуры.

Показания

Основными показаниями к терапии ИК лучами являются:

дегенеративно-дистрофические заболевания опорно-двигательного аппарата;
последствия травм, патологии суставов, контрактуры, инфильтраты;
хронические и подострые воспалительные процессы, вялозаживающие раны;
невриты, невралгии, миалгии;
дерматиты, дерматозы, нейродермиты, последствия обморожений и ожогов, рубцы, трофические язвы;
некоторые заболевания ЛОР-органов;
патологии глаз.

Противопоказания

При наличии следующих заболеваний и состояний от лечения инфракрасным излучением следует отказаться:

гнойные процессы без оттока содержимого;
обострение хронических заболеваний;
наличие новообразований;
активная форма туберкулеза;
склонность к кровотечениям;
заболевания крови;
беременность;
индивидуальная непереносимость метода.

Приборы

На сегодняшний день существует возможность принимать процедуры светолечения как в лечебно-профилактических учреждениях, так и в домашних условиях. Для этой цели существует большой выбор стационарных и портативных аппаратов.
Для лечения в домашних условиях используются портативные аппараты, не требующие особых условий использования.

Несмотря на это, перед началом самолечения необходимо проконсультироваться с физиотерапевтом по поводу определения возможных рисков для назначения рассматриваемого метода лечения, а также выбора определенной методики для каждого конкретного случая.
Доктор распишет лечебную методику, где будет прописано, на какую область необходимо воздействовать, какой зазор между аппаратом и кожным покровом нужно соблюдать, интенсивность воздействия, время проведения сеанса лечения и количество процедур на курс физиотерапии.

Сочетание лечебных факторов

Инфракрасную терапию в один день можно дополнять следующими видами физиотерапии:

электротерапия (четырехкамерная гальваническая ванна, амплипульстерапия, диадинамотерапия, электросон, франклинизация, дарсонвализация и ультратонотерапия);
магнитотерапия;
ультразвуковая терапия;
лазерная терапия;

Сочетание физических факторов усиливает лечебное воздействие и ответ организма на процедуру, уменьшает сроки терапии и ускоряет выздоровление пациента.
Не следует сочетать в один день:

инфракрасную терапию и ультрафиолетовое облучение;
гальванизацию и электрофорез.

В один день с инфракрасной терапией не проводятся :

индуктотерапия;
УВЧ-терапия;
дециметровая и сантиметровая терапия;
лечебные души;
парафинолечение;
грязелечение;
лечебные ванны, в том числе подводный массаж и вытяжение позвоночника.

Данные методики обладают выраженным раздражающим действием на организм и могут нанести вред здоровью пациента.

Большой круг заболеваний лечится при помощи инфракрасного излучения. Методика проведения процедур зачастую настолько простая, что терапевтические мероприятия осуществимы в домашних условиях. Консультация врача по поводу противопоказаний и сочетания лечебных факторов поможет достичь хороших результатов.

Видеоролик на тему «Инфракрасная терапия»

Инфракрасные лучи обладают различным диапазоном, который способствует их проникновению в организм человека в разных слоях. Их длина может колебаться в пределах от 780 до 10000 нм. В лечебных же целях используются волны длиной не более 1400 нм, проникающие на глубину до 3 см.

Понятие о методе

Инфракрасное лечение заключается в воздействии мощного света на пораженные участки тела. Оно может использоваться как в дополнении, так и в качестве самостоятельной терапии. В отличие от , ИК – лучи не содержат в себе ультрафиолет, что сводит к минимуму побочные явления.

Во время процедуры применяется поляризованный свет узкого направления. Длительность одного сеанса зависит от сложности диагноза и ожидаемого результата.

В среднем одна процедура лечения ИК – лучами длится от получаса до 2 ч.

Длинные волны инфракрасного излучения – источник здоровья и красоты. Об этом рассказывает видео ниже:

Его виды

Терапия с использованием инфракрасных лучей может быть двух типов:

Местная;
Общая.

В первом случае лучи направляются на конкретный участок тела, во втором – на весь организм. Длительность сеанса может быть 15-30 минут и происходить до двух раз на день. Курс лечения обычно составляет 7-20 процедур.

Если воздействие лучами приходится на лицо, необходимо защитить глаза специальными накладками или очками.

Плюсы и минусы

Благодаря своим свойствам ИК – лучи активно применяются в современной медицине. Их воздействие на организм заключается в следующих процессах:

Стимуляция кровообращения, в т. ч. головного мозга;
Улучшение памяти;
Нормализация АД;
Удаление из организма солей и токсинов;
Блокирование воздействия вредоносных грибков и микробов;
Нормализация гормональной сферы;
Противовоспалительный и обезболивающий эффект;
Улучшение иммунитета;
Нормализация водно-солевого баланса.

При всех своих преимуществах данный метод лечения обладает и недостатками. Так при использовании лучей широкого спектра наблюдается и в некоторых случаях развивается . Короткие лучи несут опасность для глаз. При длительном их использовании может развиться катаракта, боязнь света и другие нарушения зрения.

Показания для проведения

Главными показаниями для назначения инфракрасного лечения являются:

Болезни опорно-двигательного аппарата, носящие дегенеративно-дистрофический характер;
Осложнения травм, болезни суставов, а также инфильтраты и контрактуры;
Слабо заживляющиеся раны;
Воспалительные процессы в подострой и хронической форме;
Различные патологии зрения;
Болезни ЛОР-органов (в т.ч. , ангины, например, и т.п.)
Ожоги (в том числе ) и ;
, и другие заболевания кожных покровов (в т.ч ).
Проблемы с волосами (косметология).

Противопоказания

Процедура по лечению ИК – лучами противопоказана в следующих случаях:

, не имеющие оттока содержимого;
Обострение болезней в хронической форме;
Наличие ;
Туберкулез в открытой форме;
Болезни крови;
Беременность и период лактации;
Индивидуальная непереносимость.

Подготовка к инфракрасному лечению

Какой-либо подготовки перед началом процедуры не требуется. Если инфракрасные лучи используются в области косметологии, то врач может порекомендовать произвести дополнительную чистку лица перед назначенной процедурой. Также на этом этапе происходит выяснение, есть ли у пациента противопоказания к процедуре.

Чтобы лучи лучше проникали в кожный покров и не наносили ожогов, кожа должна смазываться особых гелем. После чего происходит непосредственная подготовка обрабатываемого участка тела. По завершению сеанса остатки вещества удаляются с поверхности кожи, происходит нанесение лекарственного средства против раздражения и отечности.

Как проводится процедура

В специальных учреждениях

Во время терапии инфракрасными лучами не должно ощущаться выраженного тепла. При правильном проведении лечения пациент чувствует легкое и приятное тепло. Для терапии могут использоваться термообертывания с использованием электробандажей, лампы с инфракрасными лучами, ИК-кабины и прочее оборудование.

В любом случае работа с лучами прогревает окружающий воздух до 50-60°С, что дает возможность производить сеанс достаточно длительное время. Так посещение кабины или капсулы разрешено на 20-30 мин, а при местном воздействии на организм длительность процедуры увеличивается до часа.

Такая методика может сочетаться с другим физиотерапевтическим лечением. При этом процедуры назначаются как одновременно, так и последовательно.

Про лечение ИК рассказывает данное видео:

В домашних условиях

Чаще всего для домашнего лечения этими лучами используется специальная инфракрасная лампа. Участок кожного покрова, который поддается облучению, активно снабжается кровью, а также происходит возрастание на нем обменных процессов. Эти изменения в организме и несут оздоровительный эффект.

Все медицинские приборы, которые предполагают воздействие на организм ИК – лучами, имеют свои нормы и технологии работы, а также ограничения. Именно поэтому технология проведения сеанса зависит от конкретного прибора.

Последствия проведения и возможные осложнения

Осложнения при терапии ИК – лучами возникают крайне редко и выражаются в следующих нежелательных эффектах:

Временное нарушение зрения;
Возбудимость;
Тревожность.

При использовании лучей в области дерматологии и косметологии в редких случаях могут наблюдаться:

Взволнованность;
Быстрая утомляемость глаз;
Мигрень;
Тошнота.

Инфракрасный прибор для лечения в домашних условиях

Восстановление и уход после терапии

По завершению сеанса на обрабатываемом участке кожи может наблюдаться красное пятно без четких контуров (). Оно проходит самостоятельно, как правило, через 1-1,5 ч после процедуры.

Инфракрасное излучение - это электромагнитное излучение, находящееся на границе с красным спектром видимого света. Человеческий глаз не способен видеть этот спектр, однако мы его ощущаем кожей, как тепло. При воздействии инфракрасных лучей, предметы нагреваются. Чем короче длина волны инфракрасного излучения, тем сильнее будет тепловой эффект.

Согласно международной организации стандартизации (ISO), инфракрасное излучение делится на три диапазона: ближний, средний и дальний. В медицине, в импульсной инфракрасной светодиодной терапии (LEDT), применяется только ближний инфракрасный диапазон, поскольку он не рассеивается на поверхности кожи и проникает на подкожные структуры.

Спектр ближнего инфракрасного излучения ограничен от 740 до 1400 нм, но с увеличением длины волны - снижается способность лучей проникать в ткани, за счет поглощения фотонов водой. В аппаратах “РИКТА” используются инфракрасные диоды с длиной волны в диапазоне 860-960 нм и средней мощностью 60 мВт (+/- 30).

Излучение инфракрасных лучей не такое глубокое, как лазерное, однако у него более широкий спектр воздействия. Было доказано, что фототерапия ускоряет заживление ран, уменьшает воспаление и снимает болевой синдром, воздействуя на подкожные ткани и способствуя пролиферации и адгезии клеток в тканях .

LEDT интенсивно способствует прогреванию ткани поверхностных структур, улучшает микроциркуляцию, стимулирует регенерацию клеток, способствует уменьшению воспалительного процесса и восстановлению эпителия .

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЛЕЧЕНИИ ЧЕЛОВЕКА

LEDT используется, как дополнение к низкоинтенсивной лазерной терапии аппаратов “РИКТА” и обладает лечебным и профилактическим эффектами.

Воздействие аппарата инфракрасного излучения способствует ускорению метаболических процессов в клетках, активирует регенеративные механизмы и улучшает кровоснабжение . У инфракрасного излучения комплексное действие, оно оказывает следующие эффекты на организм:

увеличение диаметра сосудов и улучшение кровообращения;

активация клеточного иммунитета;

снятие отечности тканей и воспаления;

купирование болевых синдромов;

улучшение метаболизма;

снятие эмоционального напряжения;

восстановление водно-солевого баланса;

нормализация гормонального фона.

Воздействуя на кожу, инфракрасные лучи раздражают рецепторы, передавая сигнал в мозг. Центральная нервная система рефлекторно отвечает, стимулируя общий метаболизм и повышая общий иммунитет.

Гормональный ответ способствует расширению просвета сосудов микроциркуляторного роста, улучшая кровоток. Это приводит к нормализации артериального давления, лучшему транспорту кислорода в органы и ткани .

БЕЗОПАСНОСТЬ

Несмотря на пользу, оказываемую импульсной инфракрасной светодиодной терапией, воздействие инфракрасным излучением должно быть дозированным. Бесконтрольное облучение может привести к ожогам, покраснениям кожи, перегреву тканей.

Количество и длительность процедур, частоту и область инфракрасного излучения, а также другие особенности лечения должен назначать специалист.

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

LEDT-терапия показала высокую эффективность при лечении разных заболеваний: пневмонии, гриппа, ангины, бронхиальной астмы, васкулита, пролежней, варикозного расширения вен, заболеваний сердца, обморожений и ожогов, некоторых форм дерматитов, заболеваний периферической нервной системы и злокачественных новообразований кожи .

Инфракрасное излучение, наряду с электромагнитным и лазерным, оказывает общеукрепляющее действие и помогает при лечении и профилактики многих заболеваний. Аппарат “РИКТА” сочетает в себе излучение многокомпонентного типа и позволяет добиться максимального эффекта в короткий срок. Купить прибор инфракрасного излучения можно в .