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Infos zur Infrarotstrahlung

Das elektromagnetische Spektrum beinhaltet Gammastrahlen, Röntgenstrahlen, ultraviolettes, sichtbares und infrarotes Licht sowie Mikrowellen und Radiowellen, die sich jeweils in ihrer Wellenlänge unterscheiden. Nicht alle diese Formen von Licht bzw. Strahlung gelangen bis auf die Erdoberfläche, sondern werden durch die Atmosphäre abgeblockt.

Infrarotstrahlung wurde entdeckt, als Forscher um das Jahr 1800 versuchten, die Temperatur der verschiedenen Farben von Sonnenlicht zu messen. Es zeigte sich, dass jenseits des roten, langwelligsten Teil des sichtbaren Lichts eine weitere, nicht-sichtbare, dafür jedoch wahrnehmbar wärmende Strahlung vorhanden ist.

Die IR-Strahlung bezeichnet seither elektromagnetische Wellen, die sich im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und der langwelligen Mikrowellenstrahlung bewegt. Dies entspricht einem Bereich von etwa 780 nm bis 1 mm. Umgangssprachlich erfolgt eine Gleichsetzung der IR-Strahlung mit Wärmestrahlung, wenngleich auch Mikrowellen und der gesamte elektromagnetische Spektralbereich zur Erhöhung der Temperatur beitragen.

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Einteilung von Infrarotstrahlung

Anders als der sichtbare Spektralbereich beruht die Einteilung der Infrarotstrahlung auf verschiedenen Arten von Molekülschwingungen, die nicht eindeutig definiert sind. Infolgedessen gibt es unterschiedliche Festlegungen, wobei die Differenzierung IR-A, IR-B und IR-C für nahes, mittleres und fernes Infrarot weit verbreitet ist.

  • kurzwellige IR-A-Strahlung mit einem Wellenlängenbereich von 780 bis 1.400 Nanometer
  • IR-B-Strahlung (1.400 bis 3.000 Nanometer)
  • IR-C-Strahlung (3.000 Nanometer bis 1 Millimeter).

Im anglo-amerikanischen Raum ist hingegen eine abweichende Unterteilung geläufig:

  • nahes Infrarot (englisch: near infrared, NIR) ist eine kurzwellige IR-Strahlung, die sich direkt an den sichtbaren (roten) Bereich von 780 nm bis 1.400 nm anschließt.
  • kurzwelliges Infrarot (englisch: short wavelength, SWIR) hat eine Wellenlänge zwischen 1,4 und 3 µm
  • mittleres Infrarot (englisch: mid wavelength, MWIR) mit Wellenlängen von 3,0 µm bis 8 µm.
  • langwelliges Infrarot (englisch: long-wavelength, LWIR) zwischen 8 bis 15 µm
  • fernes Infrarot (englisch: far infrared, FIR) ist langwellige IR-Strahlung von 15 µm bis 1 mm und reicht in den Bereich der Terahertzstrahlung.

Anwendungsbereiche

Infrarotstrahlung lässt sich unter anderem in Form von Strahlungsheizungen nutzen. Diese Heizungsarten zeichnen sich vor allem durch ihre Behaglichkeit und eine energieeffiziente Betriebsform aus, da die abgestrahlte Wärme nicht die Raumluft erhitzt, sondern im Strahlungsbereich liegende Bauteile, Menschen und Objekte. Diese wiederum geben die Wärme an die Umgebungsluft ab. Verbreitete Bauformen sind hier

  • Hellstrahler
  • Dunkelstrahler
  • Decken- und Wandstrahlplatten

Neben der Nutzung kleiner Geräte im Wohnbau eignen sich diese Heizungsformen insbesondere auch für den Industrie- und Hallenbau, da sich mit gasbetriebenen Systemen auch große Gebäude effizient heizen lassen.

Daneben gibt es unterschiedliche Anwendungsbereiche, die sich der Infrarotstrahlung bedienen, in chemisch-analytischen Verfahren, der Kunstwissenschaft, Astronomie sowie in Form von IR-Schnittstellen und Lasern in der Elektronik und Computertechnik. Auch macht sich die Fotografie die spezifischen Eigenschaften der Strahlung ebenso zunutze wie die Entfernungsmessung, Nachtsichtgeräte, Wärmebildkameras oder Rotlichtlampen in der Medizin. Hier entscheidet der jeweilige Spektralbereich über die Tiefenwirkung unter der Haut und damit die empfundene Wärmeleistung.

Vorteile von Infrarotstrahlen als Heizsystem

Da Infrarotstrahlen kein Trägermedium zum Energietransport benötigen, gelangt die Wärmeenergie fast verlustfrei zu den angestrahlten Oberflächen, wozu sie sich insbesondere als Heizsystem in großen Hallen eignen.