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‧ 技術資料 ‧ 紅外線常見問題(QA)
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問題列表:
New 16. 紅外線燈管在發熱時碰到水會不會破裂?
Ans: 不會,請見以下影片。我們的燈管皆採用高純度的石英製成,抗溫度急遽變化能力強



1. 紅外線加熱、烘乾速度這麼快,會不會很耗電?
2. 改用紅外線設備,設備成本會很高?
3. 我也是使用紅外線設備,為何效果不好?
4. 烘乾爐內燈管該擺直的還是橫的?
5. 燈管開開關關頻率很高會不會對燈管造成不好的影響?
6. 原本的熱風烘乾製程,只要爐內設定溫度提高,想快速烘乾,常常會有反效果,塗層(塗膜)內會有氣泡發生或常有火山口或橘皮等缺陷發生,若改用紅外線快速烘乾,是否也會有這個問題?
7. 
油性塗料烘乾是否可用紅外線?水性塗料烘乾是否可用紅外線?
8. 紅外線燈管有沒有防爆認證?
9. 我的材料之吸收光譜除了中波波段(2~3.5um)之外,對長波波段(> 3.5um)的吸收更好,是否代表長波加熱器(遠紅外線)是最適合的加熱器?
10. 燈管反射層需要冷卻?

11. 紅外線燈管可用於真空中嗎?使用上要注意什麼?
12. 有朋友的工廠已使用別家紅外線爐許多年,用來烘乾腳踏車架,但效果一直不佳,到底是什麼原因?
13. 我從來沒有使用過紅外線加熱器,要如何跨出第一步?
14. 烘乾需求,但底材是不耐熱的,所以只能用低溫烘乾,是否適合使用紅外線?
15. 紅外線可以做深層加熱?波長越短穿透能力越強?

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1. 問:紅外線加熱、烘乾速度這麼快,會不會很耗電?

    答:剛好相反,改用正確的紅外線一定會比使用熱風系統還要來的省電,原因是紅外線是把相同的電能轉換成更適合的輻射能,直接傳遞至需要加熱的表面。即使功率使用與熱風爐一樣,但由於真正加熱烘乾時間縮短許多,總體耗能(功率 x 時間)還是比熱風爐少,也由於產能提升,平均於每個工件的能源成本也會降低。一般來說,改用紅外線加熱能比傳統熱風爐起碼節能30%以上。
KWH(度電) = KW(功率) x Hour(小時)   => 時間縮短,耗電就降低
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2. 問:改用紅外線設備,設備成本會很高?

    答:這是從前使用錯誤波長的紅外線產品的印象。只要使用了正確波長的紅外線,並實際瞭解其原理,在設計加熱設備時是用正確的觀念來設計,而非套用熱風爐的傳統設計觀念來硬套,則雖然燈管單價比起一般加熱器價格略高,但紅外線加熱設備的成本一定會低於熱風爐,因為整體規模會縮小很多,不需燃燒室、額外的送風風車。對終端用戶來說,更可以節省廠房面積。
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3. 問:我也是使用紅外線設備,為何效果不好?
   
    答:很可能是用錯輻射熱源了!可能用了鹵素燈管,波長很短,或者遠紅外線,波長太長,效率低。請盡快撥打電話給我們,我們會派專人前往貴廠協助。
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4. 問:烘乾爐內燈管該擺直的還是橫的?

    答:這沒有標準答案,但一般來說,我們建議規劃橫的擺放。優點是若使用長一點的燈管,則燈管數量可以降低,也因此成本可以降低。此外,若工件有高有低,則燈管可以做成上下分區控制,遇到高度比較短的工件,不需全開所有燈管。此外,燈管若擺直的,製作燈管時必須做額外處理,使其在直立擺放時,燈絲不會因重力下垂而影響均勻性。
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5. 問:燈管開開關關頻率很高會不會對燈管造成不好的影響?

    答:對燈管來說,並不會。但是,對於控制系統的接點與元件,頻繁開關可能會降低使用壽命。
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6. 問:原本的熱風烘乾製程,只要爐內設定溫度提高,想快速烘乾,常常會有反效果,塗層(塗膜)內會有氣泡發生或常有火山口或橘皮等缺陷發生,若改用紅外線快速烘乾,是否也會有這個問題?

    答:微觀來說,請見下圖,熱風爐的特性,熱的傳遞必須由表面慢慢滲透入塗層內部,如果設定溫度太高,則很容易表面立即乾燥,乾燥後便硬化,待塗層內部也接收到熱之後,揮發物開始產生,但由於表面已經硬化,揮發物無法順利離開塗層,若突破表面已硬化之部分,便會出現火山口或橘皮等缺陷。紅外線的好處即在於熱能以光線的方式穿透入塗層,使塗層內外幾乎可以同時被加熱,達到內外同時乾燥的效果,所以,不但速度大幅提升,硬度也可以提升,更可以避免大部分火山口、橘皮的缺陷,提升良率,另一附帶的好處則是底材的整體溫度相對較低,可大幅減少放涼的時間與虛耗的能源。
    
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7. 問:油性塗料烘乾是否可用紅外線?水性塗料烘乾是否可用紅外線?
    答:傳統使用熱風對流烘乾油性塗料最怕氣爆,但使用紅外線可以立即把揮發出來的油氣抽走,隨時保持爐內低油氣濃度,所以氣爆風險可大幅降低。由於環保要求,水性塗料是未來趨勢,但由於水分的揮發點在80度以上,遠高於油性塗料,所以使用傳統熱風對流爐會更不易烘乾,但這正是紅外線最有優勢的地方,使用紅外線,只要針對目前使用的對流爐稍做修改,即可烘乾水性塗料。
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8. 問:紅外線燈管有沒有防爆認證?
    答:紅外線燈管是熱源,燈管本身並無法防爆,即使嚴密包覆在透明石英管內,但經長期加熱,石英管溫度仍會拉高到400度以上,雖不是閃火點,但仍有疑慮。氣爆發生的原因大都是因為烘乾時從工件蒸發出之有機溶劑因為爐內對流熱要保溫的關係而無法快速排出,致使累積濃度越來越高,到達一定濃度後,一有閃火點出現即發生氣爆。使用紅外線加熱,因為能量的傳遞是依靠輻射光線,可以將爐內設計成把蒸發出之有機蒸氣快速排出,也不會嚴重影響加熱效率。換言之,使用紅外線烘乾,只要設計概念正確,不只氣爆不會發生,整體硬體成本更可降低。
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9. 問:我的材料之吸收光譜除了中波波段(2~3.5um)之外,對長波波段(> 3.5um)的吸收更好,是否代表長波加熱器(遠紅外線)是最適合的加熱器?
    答:錯誤!除非是用在醫療用途。紅外線之能量隨著波長增加而降低,因為光速 = 頻率 * 波長,波長越長,頻率越小。而光的能量 = 普朗克常數 * 頻率。所以長波紅外線(遠紅外線)的能量是比較低的,使用遠紅外線來做工業上之加熱使用,反而無法提升速度,因為加熱的能量較低,工件本身的散熱速度有可能會比加熱速度還快,無法達到升溫目標。
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10. 問:燈管反射層需要冷卻?
    答:燈管反射層可以分成"無反射層"、"鍍金反射層"、"其他材質反射層"。無反射層則紅外線熱能是朝燈管圓周360度發射,較無法集中,或需額外反射板將能量朝一固定方向集中。大部分應用,燈管可以在背面鍍金而為反射層,讓能量集中往正面朝被加熱物照射(反射率達95%以上)。但是,鍍金層在超過400度時,會開始昇華蒸發,最後會完全消失,喪失反射能力,不只會影響加熱效能,燈管背部之環境也會被加熱造成零件損壞。所以,在高功率密度的應用環境下,要針對鍍金層進行冷卻,氣冷或水冷都可以。威惇科技可以提供冷卻之技術諮詢甚至在模組之設計製造。最後是其他材質反射層,如賀利氏獨家專利之QRC(反射率約可達75%,但價格極貴)或鍍陶瓷反射層(價格低於鍍金,且反射率可達70%),這些鍍層較適合應用在無法冷卻的環境,譬如真空下,或者在數百度的高溫環境下。
下圖是鍍金層消失的例子。

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11. 問:紅外線燈管可用於真空中嗎?使用上要注意什麼?
    答:紅外線燈管可以使用於真空中,但必須注意應用電壓不可太高,否則若電極部分太靠近腔體,則容易產生放電現象造成燈管損壞。另外,真空下不可使用鍍金燈管,因為沒有空氣對流,鍍金層極易揮發,污染腔體。邦正科技有豐富真空應用經驗,歡迎洽詢更豐富之資訊。
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12. 問:有朋友的工廠已使用別家紅外線爐許多年,用來烘乾腳踏車架,但效果一直不佳,到底是什麼原因?
    答:經過多個實際案例的發現,原因有好幾個,除了燈管種類的錯誤之外,還有一個很大的原因是控制邏輯錯誤。使用了紅外線爐卻還是以熱風爐之邏輯來控制爐溫,必將導致失敗!請立即聯繫邦正科技,我們可以提供您最正確的觀念。

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13. 問:我從來沒有使用過紅外線加熱器,要如何跨出第一步?
    答:邦正科技對於繁複之燈管製作與應用科技有多年實戰經驗,對於首次使用之客戶,我們樂於將所有相關且必要之知識與客戶共享,也期待客戶能將實際加熱與烘乾需求之參數完整告知,透過交談過程,邦正科技會依據客戶實際需求,為客戶評估最適當的燈管參數,包含功率、導線配置方式、導線種類、燈絲種類、燈絲溫度、陶瓷頭型式、反射層種類等等,客戶不需煩惱繁複的評估過程,真正做到一條龍的完整服務。

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14. 問:烘乾需求,但底材是不耐熱的,所以只能用低溫烘乾,是否適合使用紅外線?
    答:使用低溫烘乾的底材,浪費了許多能源,這種需求使用紅外線是最適合的,不僅能大幅縮短時間,還能大幅節省能耗,歡迎盡速洽詢,讓產業升級。
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15. 問:紅外線可以做深層加熱?波長越短穿透能力越強?
    答:這是錯誤的概念,請見本網站"技術資料 -> 電磁波相關知識",紅外線的波長容易被物質吸收或反射,若物質很厚,則穿透不易。紅外線是被歸類為表面加熱的技術,若材料很厚,材料內部的溫度仍須靠材料表面的溫度往內傳遞。