User Tools

Site Tools


thermo:waermestrahler

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revision Previous revision
Next revision
Previous revision
thermo:waermestrahler [2019/10/25 17:26]
sarina [Wassergefilterte Halogenstrahler]
thermo:waermestrahler [2020/05/19 14:19] (current)
sarina [Wärmestrahlung der Sonne]
Line 6: Line 6:
 ===== Wärmestrahlung der Sonne  =====  ===== Wärmestrahlung der Sonne  ===== 
  
-Maßstab ist auch hier die Wärmestrahlung der Sonne. Die Wärmestrahlung der Sonne setzt sich zu 43 % aus sichtbarem Licht, 42 % aus Infrarot-A-Strahlung und 10 % aus Infrarot-B-Strahlung zusammen. Dabei kommt keine Strahlung unterhalb 290 nm und keine Strahlung oberhalb von etwa 2'500 nm vor. Die Bestrahlungsstärke liegt bei etwa 1000 W/m². Das Kapitel [[sonne:​globalstrahlung|Globalstrahlung]] enthält die genaue Zusammensetzung der einzelnen Wellenlängebereiche. ​+Maßstab ist auch hier die Wärmestrahlung der Sonne. Die Wärmestrahlung der Sonne setzt sich zu 43 % aus sichtbarem Licht (400 nm - 780 nm), 42 % aus Infrarot-A-Strahlung ​(780 nm - 1400 nm) und 10 % aus Infrarot-B-Strahlung zusammen ​(1400 nm - 3000 nm). Dabei kommt keine Strahlung unterhalb 290 nm und keine Strahlung oberhalb von etwa 2'500 nm vor. Die Bestrahlungsstärke liegt bei etwa 1000 W/m². Das Kapitel [[sonne:​globalstrahlung|Globalstrahlung]] enthält die genaue Zusammensetzung der einzelnen Wellenlängebereiche. ​
  
-[{{ :thermo:​waermestrahlung_sun.png?​600 |Spektrum des Sonnenlichts ​}}] +<​html>​ 
- +<div class="​thumb2 trien">​ 
-{{clear}}+<div class="​thumbinner">​ 
 +<a href="/​_detail/​thermo/​waermestrahlung_sun.png?​id=thermo%3Awaermestrahler"​ class="​media"​ title="​thermo:waermestrahlung_sun.png">​ 
 +<img src="/​_media/​thermo/​waermestrahlung_sun.png?​w=380&​amp;​h=209&​amp;​tok=b3b046"​ class="​mediabox2"​ alt=""​ width="​380"​ height="​209"​ /> 
 +</​a>​ 
 +<a href="/​_detail/​thermo/​ir_sonne.png?​id=thermo%3Awaermestrahler"​ class="​media"​ title="​thermo:​ir_sonne.png">​ 
 +<img src="/​_media/​thermo/​ir_sonne.png?​w=210&​amp;​tok=e41a06"​ class="​media"​ title="​Prozentuale Verteilung der Wellenlängenbereiche im Sonnenlicht"​ alt="​Prozentuale Verteilung der Wellenlängenbereiche im Sonnenlicht"​ width="​210"​ /> 
 +</​a>​ 
 +<div class="​thumbcaption"​ style="​max-width:​ 374px">​ 
 +Spektrum ​und prozentuale Verteilung ​des Sonnenlichts 
 +</​div>​ 
 +</​div>​ 
 +</​div>​ 
 +</​html>​
  
 Die Bereiche des Sonnenspektrums die besonders gut geeignet sind Wasser (und Lebewesen bestehen zu einem großen Teil aus Wasser) zu erwärmen fehlen im Sonnenlicht fast vollständig,​ da sie vom Wasserdampf in der Atmosphäre bereits absorbiert wurden. Die Wärmestrahlung der Sonne hat daher eine hohe "​Tiefenwirkung"​. Die Bereiche des Sonnenspektrums die besonders gut geeignet sind Wasser (und Lebewesen bestehen zu einem großen Teil aus Wasser) zu erwärmen fehlen im Sonnenlicht fast vollständig,​ da sie vom Wasserdampf in der Atmosphäre bereits absorbiert wurden. Die Wärmestrahlung der Sonne hat daher eine hohe "​Tiefenwirkung"​.
Line 16: Line 28:
 ==== Glüh- und Halogenlampen ====  ==== Glüh- und Halogenlampen ==== 
  
-Glüh- und Halogenlampen sind sogenannte Temperaturstrahler,​ bei denen Wärmestrahlung (auch sichtbares Licht) wie bei einem schwarzen Strahler von einem mehrere Tausend Grad heißen Körper abgestrahlt wird. Der Wolframdraht einer Glühbirne hat etwa 2700 K Oberflächentemperatur. Die Wärmestrahlung erstreckt sich vom sichtbaren Bereich über IR-A hin zu IR-B mit einem Maximum bei 1100 nm. +Glüh- und Halogenlampen sind sogenannte Temperaturstrahler,​ bei denen Wärmestrahlung (auch sichtbares Licht) wie bei einem schwarzen Strahler von einem mehrere Tausend Grad heißen Körper abgestrahlt wird. Der Wolframdraht einer Glühbirne hat etwa 2700 K Oberflächentemperatur. Die Wärmestrahlung erstreckt sich vom sichtbaren Bereich über IR-A hin zu IR-B mit einem Maximum bei 1100 nm. Das Glas des Glühbirnenkolbens filtert das Spektrum des schwarzen Strahlers zusätzlich,​ so dass weniger IRC abgestrahlt wird, als von einem Temperturstrahler zu erwarten.
  
- +{{:​thermo:​waermestrahlung_bb2500.png?​380|Spektrum ​des Sonnenlichts}}{{:​thermo:​ir_2500k.png?​210|Prozentuale Verteilung der Wellenlängenbereiche im Sonnenlicht}}\\ Spektrum und prozentuale Verteilung ​eines Temperaturstrahler mit 2500 K im Vergleich mit dem Sonnespektrum
-[{{ :​thermo:​waermestrahlung_bb2500.png?​600 |Spektrum eines Temperaturstrahler mit 2500 K im Vergleich mit dem Sonnespektrum ​}}]{{clear}}+
  
 Halogenlampen haben eine etwas höhere Temperatur von 3000 K. Das Spektrum ist etwas weitere zum sichtbaren Bereich verschoben, das Maximum liegt bei 950 nm. Halogenlampen haben eine etwas höhere Temperatur von 3000 K. Das Spektrum ist etwas weitere zum sichtbaren Bereich verschoben, das Maximum liegt bei 950 nm.
  
-[{{ :​thermo:​waermestrahlung_bb3000.png?​600 |Spektrum eines Temperaturstrahler mit 3000 K im Vergleich mit dem Sonnespektrum ​}}]{{clear}}+{{:​thermo:​waermestrahlung_bb3000.png?​380|Spektrum ​des Sonnenlichts}}{{:​thermo:​ir_3000k.png?​210|Prozentuale Verteilung der Wellenlängenbereiche im Sonnenlicht}}\\ Spektrum und prozentuale Verteilung ​eines Temperaturstrahler mit 3000 K im Vergleich mit dem Sonnespektrum 
 + 
 +Bei einer realen Lampe sieht man deutlich die Filterwirkung des Glases, so dass die Strahlung ab ca. 2 µm deutlich reduziert wird. 
 + 
 +[{{ :​thermo:​waermestrahlung_id484.png?​380 |Gemessenes Spektrum einer Halogenbirne im Vergleich mit dem Sonnenspektrum [851])}}]
  
 Glüh- und Halogenlampen sind grundsätzlich als Wärmestrahler im Terrarium geeignet. Ihr Nachteil ist aber der geringe Anteil an sichtbarem Licht und der hohe Anteil an IR-B-Strahlung. Diese Verteilung ist nicht sonnenählich. Glüh- und Halogenlampen sind grundsätzlich als Wärmestrahler im Terrarium geeignet. Ihr Nachteil ist aber der geringe Anteil an sichtbarem Licht und der hohe Anteil an IR-B-Strahlung. Diese Verteilung ist nicht sonnenählich.
Line 33: Line 48:
 Die Infrarotstrahlung von Glüh- Halogen- und Rotlichtlampen unterscheidet sich gerade in den Bereichen die besonders gut geeignet sind Wasser zu erhitzen vom Sonnenlicht. Im Sonnenlicht fehlt diese Strahlung, da sie in der Atmosphäre gefiltert wird. Temperaturstrahler erwärmen daher die obersten Hautschichten stärker und Blut und Organe weniger stark als es das Sonnenlicht tut. Die Infrarotstrahlung von Glüh- Halogen- und Rotlichtlampen unterscheidet sich gerade in den Bereichen die besonders gut geeignet sind Wasser zu erhitzen vom Sonnenlicht. Im Sonnenlicht fehlt diese Strahlung, da sie in der Atmosphäre gefiltert wird. Temperaturstrahler erwärmen daher die obersten Hautschichten stärker und Blut und Organe weniger stark als es das Sonnenlicht tut.
  
-Im Medizinischen Bereich ([[wpde>​Therapeutische_Hyperthermie]]) werden daher Halogenlampen eingesetzt, die einen zusätzlichen Wasserfilter haben, der die falschen Wellenlängenbereiche herausfiltertDie so erzeugte Strahlung wird auch als wIRA (wassergefiltertes Infrarot-Abezeichnet. Produkte sind beispielsweise "​IRATHERM",​ "​Hydrosun"​. Die meisten medizinischen Produkte sind für die Terraristik nicht geeignet, weil sie z.B. als Therapiebett konzipiert sind. Es gibt allerdings ​mit der "​hydrosun®575 home" ein Produkt, das speziell für Privatanwender zugelassen ist. Teilweise sind Strahler für knapp 1000 € gebraucht auf ebay erhältlich.+[{{ :​thermo:​waermestrahlung_id543.png?380 |Gemessenes Spektrum eines Hydrosun w-IRA-Strahlers mit 10 mm Wasserküvette und Farbfilter Orange ​(OG590im Vergleich ​mit dem Sonnenspektrum [1125])}}]{{clear}}
  
-Ich weiß von einem Selbstbauversuch eines Terrarianers, ​langfristig ​hat der betrieb ​der Lampen aber nicht fehlerfrei funktioniert {{wkx>​1081}}.+Im Medizinischen Bereich ([[wpde>​Therapeutische_Hyperthermie]]) werden daher Halogenlampen eingesetzt, die einen zusätzlichen Wasserfilter haben, der die falschen Wellenlängenbereiche herausfiltert. Die so erzeugte Strahlung wird auch als wIRA (wassergefiltertes Infrarot-A) bezeichnet. Produkte sind beispielsweise "​IRATHERM",​ "​Hydrosun"​. Die meisten medizinischen Produkte sind für die Terraristik nicht geeignet, weil sie z.B. als Therapiebett konzipiert sind. Es gibt allerdings mit der "​hydrosun®575 home" ein Produkt, das speziell für Privatanwender zugelassen ist. Teilweise sind Strahler für einige Hundert Euro gebraucht auf ebay erhältlich. 
 + 
 +Ich weiß von einem Selbstbauversuch eines Terrarianers, ​der deutliche Veränderungen seiner Echsen im Vergleich zu Halogenlampen festgestellt hat. Langfristig ​hat der Betrieb ​der selbst-gebauten ​Lampen aber nicht fehlerfrei funktioniert {{wkx>​1081}}.
  
 ==== Keramik-Dunkelstrahler ====  ==== Keramik-Dunkelstrahler ==== 
Line 41: Line 58:
 Der berühmte Elstein-Strahler und viele Alternativprodukte aus dem Zoofachhandel sind Keramik-Dunkelstrahler. Diese Strahler haben eine Temperatur von 400°C bis 700°C und strahlen somit sehr langwellige Infrarotstrahlung,​ hauptsächlich IRC-Strahlung ab. Das Strahlungsmaximum liegt bei 3µm bis 5µm. Infrarot-C-Strahlung ist unnatürlich weil sie im Sonnenlicht nicht vorkommt und gefährlich,​ weil sie nur die obersten Hautschichten erwärmt. Keramik-Dunkelstrahler sollten meiner Ansicht nach im Terrarium niemals eingesetzt werden. Wenn Wärme ohne Licht gewünscht ist, sind andere [[thermo/​Heizung|Heizquellen]] besser geeignet. Der berühmte Elstein-Strahler und viele Alternativprodukte aus dem Zoofachhandel sind Keramik-Dunkelstrahler. Diese Strahler haben eine Temperatur von 400°C bis 700°C und strahlen somit sehr langwellige Infrarotstrahlung,​ hauptsächlich IRC-Strahlung ab. Das Strahlungsmaximum liegt bei 3µm bis 5µm. Infrarot-C-Strahlung ist unnatürlich weil sie im Sonnenlicht nicht vorkommt und gefährlich,​ weil sie nur die obersten Hautschichten erwärmt. Keramik-Dunkelstrahler sollten meiner Ansicht nach im Terrarium niemals eingesetzt werden. Wenn Wärme ohne Licht gewünscht ist, sind andere [[thermo/​Heizung|Heizquellen]] besser geeignet.
  
-[{{ :​thermo:​waermestrahlung_bb1000.png?​600 |Spektrum eines Temperaturstrahler mit 1000 K = 700 °C im Vergleich mit dem Sonnespektrum}}]+{{:​thermo:​waermestrahlung_bb1000.png?​380|Spektrum ​des Sonnenlichts}}{{:​thermo:​ir_1000k.png?​210|Prozentuale Verteilung der Wellenlängenbereiche im Sonnenlicht}}\\ Spektrum und prozentuale Verteilung ​eines Temperaturstrahler mit 1000 K = 700 °C im Vergleich mit dem Sonnespektrum
  
  
 ==== Karbonstrahler / Arcadia Deep Heat Projector ====  ==== Karbonstrahler / Arcadia Deep Heat Projector ==== 
  
-Der Arcadia Deep Heat Projector besitzt eine Karbonglühwendel die auf etwa 1500 °C aufgeheizt wird und dann hauptsächlich IRB-Strahung abstrahlt. Infrarot-B-Strahlung ist unnatürlich weil sie im Sonnenlicht nur einen sehr geringen Anteil hat und gefährlich,​ weil sie nur die obersten Hautschichten erwärmt. Diese Strahler sollten meiner Ansicht nach im Terrarium nicht eingesetzt werden. Wenn Wärme ohne Licht gewünscht ist, sind andere [[thermo/​Heizung|Heizquellen]] besser geeignet.+Der Arcadia Deep Heat Projector besitzt eine Karbonglühwendel die auf etwa 1500 °C aufgeheizt wird und dann hauptsächlich IRB-Strahung abstrahlt. Der Deep Heat Projector wird damit beworben, die Wärmestrahlung der Sonne möglichst natürlich nachzubilden. Wie die Daten zeigen, ist das nicht der Fall. Infrarot-B-Strahlung ist unnatürlich weil sie im Sonnenlicht nur einen sehr geringen Anteil hat und gefährlich,​ weil sie nur die obersten Hautschichten erwärmt. Diese Strahler sollten meiner Ansicht nach im Terrarium nicht eingesetzt werden. Wenn Wärme ohne Licht gewünscht ist, sind andere [[thermo/​Heizung|Heizquellen]] besser geeignet. 
 + 
 +{{:​thermo:​waermestrahlung_bb1700.png?​380|}}{{:​thermo:​ir_1700k.png?​210|}}\\ Spektrum und prozentuale Verteilung eines Temperaturstrahler mit 1700 K = 1423 °C im Vergleich mit dem Sonnespektrum
  
 Im Tierversuch hat sich gezeigt, dass Warane unter dem Arcadia Deep Heat Projector deutlich länger am Sonnenplatz verweilen als unter einer Mischlichtlampe (Halogenlampe mit UV-HQL-Strahler;​ Ultravitalux) - trotz identischer Temperatur am Sonnenplatz. Vermutlich liegt dies daran, dass ihre Körperkerntemepratur unter dem Infrarot-B-Strahler nur sehr langsam ansteigt, weil die Strahlung nicht in die tiefen Gewebeschichten vordringen kann. {{wkx>​1112}} Im Tierversuch hat sich gezeigt, dass Warane unter dem Arcadia Deep Heat Projector deutlich länger am Sonnenplatz verweilen als unter einer Mischlichtlampe (Halogenlampe mit UV-HQL-Strahler;​ Ultravitalux) - trotz identischer Temperatur am Sonnenplatz. Vermutlich liegt dies daran, dass ihre Körperkerntemepratur unter dem Infrarot-B-Strahler nur sehr langsam ansteigt, weil die Strahlung nicht in die tiefen Gewebeschichten vordringen kann. {{wkx>​1112}}
 +
 +
 ==== Metallhalogeniddampflampen ("​hqi"​) ==== ==== Metallhalogeniddampflampen ("​hqi"​) ====
  
-Eine Na-Tl-In ​Halogenmetalldampflampe ​wandelt etwa 50% der elektrischen Leistung in optische Strahlung um. Davon liegen 3% im UV-Bereich, 48% im sichtbaren Bereich und 49% sind Infrarotstrahlung {{wkx>​59;​942}}. Die  50%, die nicht direkt in optische Strahlung ​ungewandelt ​werden, führen zum großen Teil zu Erwärmung der Elektroden, die wiederum Infrarot-A und Infrarot-B-Strahlung abstrahlen. ​Diese Verteilung ist in Summe sehr sonnenähnlich und effizient. Daher sind Metallhalogeniddampflampen ​aus meiner Sicht die besten Wärmestrahler für das Terrarium.+Da Metallhalogeniddampflampen keine Temperaturstrahler sind, ist es schwer, ihre Infrarotstrahlung vorherzusagen. Die Infrarotstrahlung wird von den Herstellern nicht angegeben, weil für die meisten Käufer nur die sichtbare Strahlung relevant ist. Außerdem sind Spektrometer für Infrarotstrahlung extrem teuer und selten.  
 + 
 +Aus den zur verfügung stehenden Daten leite ich aber ab, dass Metallhalogeniddampflampen eine recht sonnenähnliche Wärmestrahlung haben. Daher sind Metallhalogeniddampflampen aus meiner Sicht die besten Wärmestrahler für das Terrarium. 
 + 
 +Eine 35W Osram HCI der Lichtfarbe WDL strahlt etwa 44 % ihrer Wärmestrahlung als sichtbares Licht ab, 2% aks UV-Strahlung,​ 23 % als IR-Strahlung zwischen 780 nm und 1650 nm und die restlichen 31 % als langwellige IR-Strahlung hauptsächlich Schwarzkörperstrahlung des etwa 350°C heißen Keramikkolbens {{wkx>​1147}}. Wird der Keramikbrenner hinter einer Glasscheibe betrieben, fällt die IRC-Strahlung großteils weg, da Glas für langwelliges Infrarot nicht transparent ist. 
 + 
 +{{:​thermo:​ir_metal_halide.png?​210 |}} 
 + 
 +{{clear}} 
 + 
 +Weitere Literaturangaben: ​Eine Na-Tl-In ​Metallhalogeniddampflampe ​wandelt etwa 50% der elektrischen Leistung in optische Strahlung um. Davon liegen 3% im UV-Bereich, 48% im sichtbaren Bereich und 49% sind Infrarotstrahlung {{wkx>​59;​942}}. Die  50%, die nicht direkt in optische Strahlung ​umgewandelt ​werden, führen zum großen Teil zu Erwärmung der Elektroden, die wiederum Infrarot-A und Infrarot-B-Strahlung abstrahlen. ​In {{wkx>​1144}} befindet sich hochaufgelöste Spektren im Bereich 400 nm bis 10 µm verschiedener ​Metallhalogeniddampflampen.
  
-[{{ :​thermo:​waermestrahlung_hqi.png?​600 |Spektrum eines HQI-Strahlers im Vergleich mit dem Sonnespektrum}}] 
  
 ==== Quecksilberdampflampen ====  ==== Quecksilberdampflampen ==== 
  
-Eine Quecksilberdampflampe ​wandelt ​etwa 35% der elektrischen Leistung in optische Strahlung ​um. Davon liegen 11% im UV-Bereich, 46% im sichtbaren Bereich und 42% sind Infrarotstrahlung {{wkx>59}}. +Da Quecksilberdampflampen keine Temperaturstrahler sind, ist es schwer, ihre Infrarotstrahlung vorherzusagen. Es gibt nur wenige Messungen, da Infrarotspektrometer weniger verbreitet sind und den typischen Käufer nur die sichtbare Strahlung interessiert. 
 + 
 +{{wkx>​59}} gibt an, dass eine Quecksilberdampflampe etwa 35% der elektrischen Leistung in optische Strahlung ​umwandelt. Davon liegen 11% im UV-Bereich, 46% im sichtbaren Bereich und 42% sind Infrarotstrahlung
 + 
 +In {{wkx>1144}} befindet sich ein hochaufgelöstes Spektrum einer Quecksilberdampflampe im Bereich 400 nm bis 10 µmDort wurden 45,6 W (68 %) Infrarotstrahlung,​ 14,0 W (21 %) sichtbare Strahlung und 7,5 W (11 %) UV-Strahlung gemessen. 
 + 
 +Diese Werte müssen noch um die Transmission des Lampenglases korrigiert werden, d.h. der UV- und IR-Anteil reduziert sich. 
 + 
 +{{:​thermo:​waermestrahlung_id544.png?​380|}}{{:​thermo:​ir_mercury.png?​210|}}\\ Spektrum und prozentuale Verteilung einer Quecksilberdampflampe im Vergleich mit dem Sonnespektrum 
  
  
 ===== Literatur ===== ===== Literatur =====
 +
 +{{wkxblind>​851;​1125;​1144}}
  
 {{wkxbib}} {{wkxbib}}
thermo/waermestrahler.1572017198.txt.gz · Last modified: 2019/10/25 17:26 by sarina