Tia hồng ngoại và ứng dụng

Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN

….……

TIỂU LUẬN MÔN HỌC
VẬT LÍ A3
ĐỀ TÀI:

GVHD: ThS. Đỗ Quốc Huy
SVTH: Hoàng Văn Chuân
MSSV: 05120921
TP.Hồ Chí Minh Tháng 5 Năm 2009
Trang 1
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
LỜI NÓI ĐẦU
Luôn luôn tồn tại song song với sự sống của con người là các hiện tượng
vật lí. Các hiện tượng vật lí lúc nào cũng xảy ra và tồn tại ngay từ khi xuất hiện vật
chất nhưng mãi tới thời đại của các nhà khoa học thì người ta mới khám phá ra sự
có mặt của chúng. Các nhà khoa học vĩ đại của chúng ta đã tìm ra và ứng dụng các
hiện tượng vật lí trong cuộc sống. Từ khi ánh sáng khoa học chiếu rọi vào đời
sống của con người thì đời sống của con người đã được bước lên một tầm cao
mới. Các hiện tượng vật lý và ứng dụng của nó chính là nguồn phát ra ánh sáng
khoa học đó.
Ánh sáng hồng ngoại cũng là một trong những đối tượng nghiên cứu của
vật lí. Các ứng dụng của nó cũng rất quan trọng trong đời sống của con người.
Ánh sáng hồng ngoại là một chủ đề rất lý thú.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Quốc Huy đã tạo điều kiện cho em
được nghiên cứu chủ đề này và đã tận tình giúp đỡ em trong việc hoàn thành đề

tài. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
SVTH
Hoàng Văn Chuân
Trang 2
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
I. GIỚI THIỆU
1. Giới thiệu chung về bức xạ điện từ
Trong lịch sử khoa học: các nhà triết học Hy lạp cổ đại xem ánh sáng như
các tia truyền thẳng
Vào thế kỷ thứ 17, nhiều nhà khoa học Châu Âu tin vào giả thuyết: ánh
sáng là một dòng các hạt rất nhỏ , một số nhà khoa học khác lại tin rằng: ánh sáng
là sóng, và nó được truyền đi trong môi trường chứa đầy ete.
Sau khi lý thuyết sóng và lý thuyết hạt ra đời, lý thuyết điện từ của James
Clerk Maxwell năm 1865, khẳng định lại lần nữa tính chất sóng của ánh sáng. Đặc
biệt, lý thuyết này kết nối các hiện tượng quang học với các hiện tượng điện từ
học, cho thấy ánh sáng chỉ là một trường hợp riêng của sóng điện từ.
Các thí nghiệm sau này về sóng điện từ, như của Heinrich Rudolf Hertz năm 1887,
đều khẳng định tính chính xác của lý thuyết của Maxwell
Trang 3
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Như vậy ánh sáng được mô tả theo tính chất tính chất sóng điện từ và theo
tính chất hạt. Trong quang phổ học: ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia tử
ngoại, tia X, sóng radio… đều được chỉ bằng 1 thuật ngữ chung đó là bức xạ điện
từ, chúng chỉ khác nhau về độ dài sóng (bước sóng).
Khi mô tả tính chất sóng người ta dùng các thuật ngữ bước sóng, băng tần.
Bức xạ điện từ mô tả theo tính chất sóng có thể được hình dung như một tổ hợp
các trường dao động điện E và một từ trường M vuông góc với nhau và chuyển
động với vận tốc không đổi trong môi trường nhất định.
Trang 4
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy

Trang 5
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Bước sóng λ là khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng kề nhau. Đơn vị hay được sử
dụng là nanomet hay đơn vị Angstron
2. Lịch sử của tia hồng ngoại
Nhà Thiên văn học, Sir William Herschel đã khám phá ra tia hồng ngoại
vào năm 1800. Ông đã tự chế tạo cho mình các kính thiên văn với ống kính và
gương. Ông biết rằng ánh nắng mặt trời có thể vẽ nên rất nhiều màu sắc bằng phổ
của nó và cũng là nguồn phát nhiệt. Herschel muốn biết cụ thể màu nào phát sinh
nhiệt trong chùm ánh sáng mặt trời.
Trang 6
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Ông ta đã làm thí nghiệm với lăng kính, bìa giấy và nhiệt kế với bóng sơn
đen để đo lường nhiệt độ từ các màu sắc khác nhau. Herschel quan sát sự gia tăng
nhiệt độ khi ông di chuyển nhiệt kế từ ánh sáng màu tím đến ánh sáng màu đỏ
trong cầu vồng tạo ra bởi ánh sáng mặt trời qua lăng kính, ông đã phát hiện ra
rằng, điểm nóng nhất thật sự nằm phía trên ánh sáng đỏ. Bức xạ phát nhiệt này
không thể nhìn thấy được, ông đặt tên cho bức xạ không nhìn thấy được này là “tia
nhiệt” (calorific ray) mà ngày nay chúng ta gọi nó là tia hồng ngoại.
3. Khái niệm tia hồng ngoại
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được
bằng mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0.86µm đến 0.98µm. Tia hồng ngoại có
vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng .
4. Bản chất và tính chất của tia hồng ngoại
Trang 7
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
-Tia hồng ngoại có bản chất sóng điện từ
- Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp. Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s. Lượng
thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng

điện từ mà người ta vẫn dùng.
- Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển
từ xa bằng tia hồng ngoại, chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng, do đó khi
thu phải đúng hướng.
- Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng (sự
hội tụ qua thấu kính, tiêu cự …). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác
nhau rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật chất. Có những vật chất ta thấy nó dưới
một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì vật
liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị
yếu đi khi nó vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài
Năng lượng hồng ngoại (IR) là một phần của phổ điện từ với các đặc tính
nữa tương tự như ánh sáng nhìn thấy được thông thường, chúng có khắp không
gian và di chuyển với tốc độ của ánh sáng, chúng có thể được phản xạ, khúc xạ,
hấp thu và phát xạ.
Trang 8
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Bước sóng của năng lượng IR nằm ở dãi độ lớn trên bước sóng của ánh
sáng thông thường, giữa 0.7 và 1000 µm (phần triệu của mét). Các dạng chung
khác của bức xạ điện từ bao gồm sóng radio, tia cực tím và tia X
5. Nguồn phát tia hồng ngoại
Tất cả các vật thể đều phát xạ hồng ngoại như là một đặc tính nhiệt độ của
chúng. Năng lượng hồng ngoại được tạo ra do rung động và chuyển động quay của
nguyên tử và phân tử, nhiệt độ càng cao, nguyên tử và phân tử chuyển động càng
nhiều, càng tạo ra nhiều bức xạ hồng ngoại. Năng lượng này sẽ được camera chụp
ảnh hồng ngoại phát hiện, camera hồng ngoại không phát hiện nhiệt độ, chúng
phát hiện bức xạ nhiệt.
Nhiệt độ không (zero) tuyệt đối (-273.16
o
C, -459.67
o

F), vật liệu sẽ ở trạng
thái năng lượng thấp nhất vì vậy phát xạ hồng ngoại sẽ thấp nhất.
Trang 9
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
6. Máy ghi hồng ngoại
Từ trái sang phải: ảnh thường, ảnh hồng ngoại đen trắng và ảnh hồng ngoại màu
Máy ghi hồng ngoại là một camera chụp và đo bằng tia hồng ngoại để
“thấy” và “đo” năng lượng bức xạ nhiệt từ một vật thể. Chụp ảnh hồng ngoại là kỹ
thuật tạo ra bức ảnh mắt người thấy được từ việc phát xạ ánh sáng hồng ngoại của
vật thể đối với trạng thái nhiệt của chúng. Hầu hết các loại camera hồng ngoại
chuẩn giống như máy quay phim thông thường, chúng tạo ra một ảnh trực tiếp trên
màn hình của sự bức xạ nhiệt.
Một vài loại camera hồng ngoại tinh vi có thể đo nhiệt độ của vật thể hay
bề mặt bất kỳ bằng hình ảnh và tạo ra các ảnh màu sai để có thể giải thích rõ hơn
về trạng thái nhiệt một cách dễ dàng, ảnh được tạo ra từ camera hồng ngoại được
gọi là ảnh hồng ngoại.
Nhiệt, hay năng lượng hồng ngoại là một loại ánh sáng không nhìn thấy
được do bước sóng của nó quá dài mà mắt người không thể bắt được, đó là phần
của phổ điện từ mà chúng ta biết như là nhiệt. Không giống như ánh sáng thường
có thể thấy được, trong thế giới hồng ngoại, mọi vật có nhiệt độ trên nhiệt độ
không tuyệt đối đều phát xạ nhiệt. thậm chí những vật rất lạnh như băng đá cũng
phát ra nhiệt. Nhiệt độ càng cao thì bức xạ nhiệt hồng ngoại càng lớn. Hồng ngoại
cho ta thấy cái mà mắt thường chúng ta không nhìn thấy
Chúng ta hãy cùng nhìn thế giới thường ngày qua cái nhìn hồng ngoại!
Trang 10
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Hãy chú ý sự khác biệt về màu sắc!
Dựa vào tính chất này của hồng ngoại mà người ta đã tạo được nhiều ứng
dụng trong đời sống
II. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA TIA HỒNG NGOẠI

1.Chụp ảnh nhiệt
Công nghệ mắt nhìn ban đêm (Night Vision Goggles) khuếch đại một
lượng nhỏ ánh sáng thông thường (đôi khi ánh sáng này gần với ánh sáng hồng
ngoại trong phổ điện từ) lên đến hàng ngàn lần vì vậy có thể nhìn được vật thể
trong ban đêm. Tuy nhiên, để công nghệ này có thể hoạt động được đòi hỏi phải
có một ít ánh sáng thông thường như ánh trăng hay ánh sao, nếu không, sẽ không
thể nhìn thấy vật thể.
Mắt nhìn ban đêm Ảnh chụp hồng ngoại Ảnh chụp hồng ngoại
Chụp ảnh nhiệt làm việc bằng cách phát hiện năng lượng nhiệt bức xạ tự
bản thân vật thể và tuyệt đối không cần đòi hỏi phải có bất kỳ ánh sáng thông
thường nào.
Một điểm vượt trội khác của công nghệ chụp ảnh nhiệt so với công nghệ
mắt nhìn ban đêm là mắt nhìn ban đêm sẽ dễ dàng bị “mù” khi có ánh sáng chiếu
trực diện vào, chụp ảnh nhiệt thì không bị ảnh hưởng bởi loại ánh sáng này.
Trang 11
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Chụp ảnh hồng ngoại là một công cụ giá trị và đa năng mà chúng ta không
thể liệt kê được tất cả các ứng dụng của nó, công nghệ hồng ngoại với nhiều cách
mới và tiên tiến đã và đang được phát triển mỗi ngày.
Chụp ảnh hồng ngoại có thể được sử dụng trong bất kỳ tình huống nào nơi
nảy sinh vấn đề với sự thể hiện khác nhau về nhiệt độ. Với rất nhiều trường hợp,
camera hồng ngoại rất dễ sử dụng, các điều kiện nhiệt có thể được phát hiện trong
các quá trình liên quan đến việc phát sinh nhiệt. Ví dụ như trong việc kiểm tra điều
kiện của các thiết bị phân phối điện năng. Khi dòng điện chạy qua vật liệu có điện
trở, sẽ có nhiệt phát sinh. Nếu hệ số phát xạ nhiệt đủ, ta có thể thấy nhiệt độ bằng
camera hồng ngoại. Các kiểu nối bằng lắp ghép hay bulong có thể trở thành những
chổ có trở kháng cao trong trường hợp bulong lỏng, ăn mòn nhiều; sự gia tăng trở
kháng đồng nghĩa với việc gia tăng nhiệt độ tại vị trí tiếp xúc và lúc này camera
hồng ngoại có thể tìm thấy dễ dàng.
Hình ảnh minh họa mối ghép bằng bulong bị lỏng trong việc truyền dẫn điện

Thông thường, vấn đề không hề đơn giản như ví dụ trên do bản chất của
việc truyền dẫn nhiệt. Người sử dụng nên được đào tạo để đọc hình ảnh nhiệt
trong các ứng dụng đòi hỏi có tính phân tích.
Một ví dụ đơn giản khác về sử dụng camera hồng ngoại, đó là trong việc
kiểm tra lớp bê tông nhựa đường, thông thường, mặt đường sau thời gian sử dụng
bắt đầu xuống cấp, bắt đầu tách lớp và xuất hiện các ổ gà nhỏ, sau đó phát triển lên
các ổ gà lớn hơn, điều này gây nguy hiểm cho người đi đường cũng như lưu thông
trên đường. Để phát hiện và khắc phục sớm hơn hiện tượng này trước khi xuất
hiện ổ gà, ta có thể dùng camera hồng ngoại kiểm tra mặt đường dưới tác dụng của
ánh nắng mặt trời, chúng ta sẽ phát hiện ra nhiệt độ thể hiện khác nhau trên bề mặt
của đường và dễ dàng tìm thấy các ổ gà tiềm tàng trước khi chúng xuất hiện.
Trang 12
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Ví dụ khác được sử dụng trong ngành hàng không. Gần đây, hầu hết các
cánh phụ của máy bay đều sử dụng vật liệu tổng hợp với độ cứng cao và trọng
lượng nhẹ.
Vật liệu tổng hợp mang tính sống còn đối với các đặc tính và khả năng bay
của máy bay. Tuy nhiên, kết cấu kiểu tổ ong của loại vật liệu này lại mang đến
một nguy hiểm tiềm ẩn, đó là dễ bị thấm nước.
Thực tế cho thấy rằng, để kiểm soát hoàn toàn bề mặt của cánh máy bay
tránh khỏi bị thấm nước là hầu như không thể được. Vấn đề trở nên trầm trọng bởi
sự tác động của ánh nắng và mưa đá gây nên các va chạm mà mắt thường có thể
nhận thấy được. Nước thấm vào cấu trúc tổ ong và đọng lại đó, khi máy bay lên
một độ cao nhất định, nước sẽ đông lại và giãn nở ra, phá hỏng cấu trúc tổ ông của
cánh máy bay. Vấn đề này sẽ tiếp tục phát triển như một căn bịnh ung thư theo
Trang 13
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
thời gian, hủy hoại mối liên kết cấu trúc và dẫn tới phá hỏng bộ phận cánh máy
bay.
Mãi cho đến gần đây, vấn đề này chỉ được kiểm tra bằng một phương pháp

duy nhất có hiệu quả, đó là chụp X-quang (radiography), phương pháp này có độ
chính xác cao nhất trong khi đó lại có rất nhiều điểm bất tiện như: tiêu tốn thời
gian lâu, thiết bị đắt, đòi hỏi nhiều người và có thể ảnh hưởng xấu đến nhân viên
kỹ thuật thao tác.
Chụp ảnh nhiệt có thể là một công cụ cần thiết cho việc kiểm tra cánh máy
bay trong trường hợp này. Sau khi máy bay hạ cánh, phần nước chứa trong cánh
máy bay ở trạng thái đóng băng 0
o
C bắt đầu tan ra, trong khi đó phần bề mặt cánh
máy bay bắt đầu nóng lên đến nhiệt độ môi trường. Điều này cung cấp trạng thái
khác nhau về nhiệt độ rất lớn, sử dụng camer hồng ngoại có thể phát hiện được
trạng thái của cánh máy bay. Camera hồng ngoại bắt độ phát xạ của mục tiêu trong
tầm nhìn của nó, độ phát xạ được định nghĩa như là năng lượng hồng ngoại phát ra
từ mục tiêu và bị điều biến bởi ảnh hưởng của bầu khí quyển, trong đó bao gồm
phát xạ, phản xạ và độ lan truyền của năng lượng hồng ngoại. Một mục tiêu mờ
(opaque target) có hệ số lan truyền bằng zero. Màu trên một hình ảnh hồng ngoại
rất khác nhau do sự biến đổi của độ phát xạ. Độ phát xạ của mục tiêu mờ cũng có
thể rất khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ, hệ số phát xạ và năng lượng phản xạ của
mục tiêu.
Máy chụp ảnh hồng ngoại thấy mục tiêu thể hiện ở đặc tính tương phản hệ
số phát xạ hàng ngày, có thể chụp được rất nhiều mục tiêu khác nhau, có thể là
dây cáp điện bọc cách điện với đầu nối trần, có thể là tấm kim loại mỏng trên một
bề mặt được sơn…
Danh sách các vật thể có thể chụp được bằng camera hồng ngoại thì rất dài,
Tất cả các vấn đề đó đều được xây dựng trên cơ sở lý thuyết của vật thể mờ
(opaque ojects), ở vật thể mờ, hệ số phát xạ và hệ số phản xạ có sự liên quan với
Trang 14
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
nhau. Hệ số phát xạ càng cao thì độ phản xạ càng thấp và ngược lại. Công thức
năng lượng chuyển đổi được thể hiện như sau:

ε + ρ + τ = 1 (a)
Trong đó:
ε: hệ số phát xạ
ρ: hệ số phản xạ
τ: hệ số lan truyền
Với các mục tiêu mờ thì τ = 0, vì vậy, công thức còn lại:
ε + ρ = 1 (b)
Ở công thức (b), cho ta thấy rõ ràng nếu hệ số phát xạ càng cao thì hệ số
phản xạ càng thấp và ngược lại. Hệ số phát xạ càng cao thì càng thích hợp cho
camera hồng ngoại. Thông số đo được chính xác nhất khi có hệ số phát xạ cao
nhất từ mục tiêu. Các camera hồng ngoại hiện đại ngày nay có thể phát hiện mục
tiêu với hệ số phát xạ rất nhỏ. Hệ số phát xạ càng thấp thì độ chính xác của phép
đo càng thấp, các nghiên cứu chỉ ra rằng, với hệ số phát xạ ε <0.5 thì phép đo sẽ
không còn chính xác.
Bảng hệ số phát xạ của từng loại vật liệu rất phổ biến nhưng hệ số phát xạ
thì không ổn định, như trên đã đề cập, hệ số phát xạ như là một đặc tính bề mặt
của vật liệu, ngoài ra, hình dáng của vật thể cũng ảnh hưởng đến hệ số phát xạ của
vật thể. Đối với vật liệu bán trong suốt (semi-transparent), chiều dày sẽ ảnh hưởng
đến hệ số phát xạ. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến hệ số phát xạ bao gồm: góc
nhìn (viewing angle), bước sóng (wavelength) và nhiệt độ (temperature)
Sự phụ thuộc của bước sóng vào hệ số phát xạ có nghĩa là các camera hồng
ngoại khác nhau có thể đo được các giá trị khác nhau trên cùng một vật thể. Vì
Trang 15
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
thế, để phép đo được chính xác, vật thể được đo phải đặt trong các điều kiện giống
như các điều kiện được giám sát hàng ngày
2. Điều khiển từ xa
Đó là truyền đạt lệnh điều khiển bằng những tín hiệu đã mã hoá hoặc
những tín hiệu vô tuyến điện mang thông tin điều khiển từ máy do người (hoặc
máy tính) điều khiển đến đối tượng được điều khiển trên các kênh thông tin.

Kỹ thuật điều khiển từ xa khi ứng dụng cho các thiết bị dân dụng như máy
thu hình, đầu máy, máy lạnh và cả máy quay phim, chụp ảnh thì các bộ điều
khiển từ xa (thường gọi là remote) thường dùng tia hồng ngoại để truyền lệnh điều
khiển (đổi kênh, tăng giảm âm lượng, thay đổi độ chói, độ tương phản, đóng mở,
bật tắt, điều chỉnh nhiệt độ ).
Kỹ sư ChiêmVăn Sơn, trung tâm điện tử Thanh Sơn giải thích về nguyên lý
hoạt động của các bộ điều khiển từ xa dùng hồng ngoại như sau: Thiết bị điều
khiển (remote) là bộ phận phát tia hồng ngoại truyền tín hiệu hồng ngoại để bộ
phận thu (được gắn ở các thiết bị cần điều khiển) là tivi, máy lạnh, đầu đĩa Tia
hồng ngoại truyền từ bộ điều khiển đến bộ phận thu lúc này đóng vai trò như một
"dây" dẫn để truyền các dữ liệu đã được mã hoá từ bộ chiếc remote đến phần thu
tín hiệu hồng ngoại trên thiết bị cần được điều khiển. Và bàn phím trên chiếc
remote là một ma trận mà mỗi phím chứa một đoạn mã dữ liệu khác nhau. Khi
thiết bị thu hồng ngoại trên chiếc tivi (hay trên một thiết bị nào đó) nhận được một
mã tín hiệu cụ thể phát ra từ remote thì nó sẽ tiến hành so sánh để "nhận" và thực
thi lệnh như bật tắt, tăng giảm volume, chuyển kênh hay điều chỉnh độ sáng tối
Lý do mà remote của ti vi hãng này không thể hiểu được remote của ti vi
hãng kia là do các mã được quy ước khác nhau.
Trang 16
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Tuy nhiên, người ta cũng có thể dùng những chiếc remote đa năng để điều
khiển nhiều thiết bị hoặc nhiều loại thiết bị khác nhau. Đó là trong bộ nhớ của
chiếc remote đó người ta tích hợp các dải mã của tất cả các hãng (chúng được các
hãng công bố ở trên website hoặc trên các tài liệu của họ), và khi sử dụng, người
dùng chỉ cần bấm một phím hoặc một tổ hợp phím được quy định trên chiếc
remote đa năng là có thể kích hoạt cho chiếc remote hoạt động đúng với thiết bị
cần được điều khiển (nghĩa là phát ra những đoạn mã mà phần thu hồng ngoại trên
chiếc tivi hay thiết bị gia dụng đó hiểu được).
Áp dụng hình thức này, nhiều người đã dùng chiếc điện thoại di động (loại
có phát hồng ngoại) để điều khiển các thiết bị gia dụng. Cách làm là cài những

phần mềm chứa các code (mã lệnh) điều khiển các thiết bị khác nhau của các hãng
về để cài vào điện thoại và lúc ấy bàn phím của điện thoại trở thành bàn phím của
chiếc điều khiển từ xa.
Truyền hình ảnh, âm thanh từ điện thoại sang máy tính hoặc sang điện thoại
khác bằng hồng ngoại cũng theo nguyên lý tương tự như dùng điều khiển từ xa.
Nhưng ở đây đoạn mã truyền đi trên "dây" hồng ngoại chính là dữ liệu của bức
ảnh, đoạn phim hay nhạc và khi thiết bị nhận được dữ liệu này thì chúng sẽ lưu
lại như lưu dữ liệu thông thường.
3. sấy bảo quản nông sản
Trong quá trình nhập kho, độ ẩm của thóc không đồng nhất. Với tình hình
kho tàng hiện tại, việc bảo quản lâu ngày thường dẫn đến xuất hiện nhiều loại côn
trùng, vi sinh vật. Những tổn thất do côn trùng và vi sinh vật trong điều kiện vượt
độ ẩm cho phép của thóc bảo quản là rất lớn. Nhưng nếu khối hạt bảo quản được
xử lí bằng bức xạ hồng ngoại thì không những côn trùng bị tiêu diệt gần như tuyệt
đối, độ ẩm khối hạt nhanh chóng đạt độ ẩm bảo quản cho phép mà chất lượng của
khối hạt cũng được bảo giữ tối đa.
Trang 17
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Nhiệm vụ cơ bản trong lĩnh vực bảo quản lương thực hiện nay là tăng
cường các quá trình công nghệ, bảo giữ chất lượng và ứng dụng các dây chuyền
công nghệ được trang bị các phương tiện để điều chỉnh việc tự động hóa các quá
trình. Sử dụng tia hồng ngoại để bảo giữ chất lượng lương thực trong quá trình bảo
quản là hướng có triển vọng để áp dụng rộng rãi trong kĩ thuật bảo quản hiện tại.
Lúa nhập kho thường có độ ẩm không đồng nhất, bảo quản không đúng qui
chuẩn dẫn đến xuất hiện nhiều sâu mọt, vi sinh vật dẫn đến tổn thất lớn.
Mục tiêu của bài báo nghiên cứu kĩ thuật sấy bằng bức xạ hồng ngoại trong quá
trình bảo quản lương thực nhằm hạn chế tối đa sự tổn thất về chất và lượng cuả
thóc.
3.1. Nguyên liệu
Thóc thí nghiệm lấy trong kho bảo quản ở Chi cục dự trữ Điện bàn có độ

ẩm 14,5%, độ nứt 6%.
3.2. Phương pháp nghiên cứu
- Xác định hạt rạn nứt, mật độ côn trùng, sức nẩy mầm và khả năng nẩy
mầm theo 10 TCVN 136-90.
- Nguồn bức xạ được sử dụng để nghiên cứu là loại đèn BGW.
- Xác định trường nhiệt độ bằng nhiệt kế.
- Độ ẩm được xác định bằng máy KETT, MODEL J311 với độ chính xác
0,1%.
- Nhiệt độ sản phẩm sấy được đo bằng nhiệt kế điện tử Hydrometer do Nhật
sản xuất với sai số 1%.
3.3. Kết quả và thảo luận
a. Nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách chiếu tới trường nhiệt độ đều
Các số liệu được trình bày ở hình 1.
Trang 18
Khoảng cách, mm
Trường nhiệt độ
h h
0
10
20
30
40
50
60
70
0
C
250 270 290 310 330 350
Hình 1. Ảnh hưởng của khoảng cách (h) tới trường đều của nhiệt độ
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy

Trên đồ thị thấy rằng tăng khoảng cách từ 250 mm đến 350 mm dẫn đến
làm giảm trường đều của nhiệt độ từ 68
0
C đến 47
0
C (68, 63, 55, 52, 50 và 47
0
C).
b. Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ hồng ngoại tới độ nứt và độ nẩy
mầm của hạt thóc
Để duy trì đều trường nhiệt độ trong quá trình chiếu, chúng tôi thực hiện
phương pháp chiếu có đối lưu không khí (tốc độ 1,14-1,24 m/s).
- Ảnh hưởng của bức xạ đến độ nứt của hạt lúa. Kết quả thực nghiệm được
trình bày trên hình 2
Trang 19
0 5 10 15 20 25 30
Thời gian chiếu, ph
2
4
6
8
10
Độ nứt, %
1 2
3 4
1- h=250 mm
2- h=290 mm
3- h=330 mm
4- h= 350mm
Hình 2. Ảnh hưởng của khoảng cách chiếu (h) và thời gian chiếu đến

độ nứt hạt thóc (bề dày lớp thóc 1 cm)
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Nhận xét: Thời gian chiếu càng lâu, khoảng cách chiếu càng ngắn, thì độ
nứt càng tăng. Ở khoảng cách 250 mm chỉ sau thời gian chiếu 30 phút độ nứt của
thóc tăng từ 6 đến 9,8%, điều này bất lợi khi chế biến xay xát gạo. Với khoảng
cách 350 mm, sau 30 phút chiếu độ nứt tăng từ 3,5% (9,5-6), nhưng hàm ẩm thay
đổi không đáng kể, phải kéo dài thời gian sấy để đạt độ ẩm cân bằng trong quá
trình bảo quản. Chọn khoảng cách 330 mm là hợp lí vì nhiệt độ tác động đến bề
mặt của hạt dưới 50
0
C, chỉ cần chiếu 10-15 phút độ ẩm của hạt đạt độ ẩm cân bằng
(tương ứng với ϕ=70%), độ nứt chỉ tăng 0,7 (6,7-6) đến 0,9% (6,9-6).
- Nghiên cứu ảnh hưởng độ dày lớp hạt đến độ nứt. Điều kiện nghiên cứu
được tiến hành: khoảng cách 330 mm, trường nhiệt độ chiếu 49-50
0
C. Các số liệu
thực nghiệm được trình bày trên hình 3.
Độ dẫn nhiệt của thóc thấp (λ= 0,106 W/m.
0
C) cho nên khi độ dày lớp hạt
tăng thì nhiệt độ lớp dưới tăng chậm, vì vậy hạt ở các lớp càng dày ít bị nứt hơn.
Trang 20
Độ dày, cm
1 2 3 4
2
4
6
8
10
Độ nứt %

Hình 3. Ảnh hưởng bề dày lớp hạt đến độ nứt của hạt
h= 330 mm
t
0
= 49-50
0
C
t
chiếu
= 15 phút
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Tăng bề dày từ 1 cm đến 4 cm thì độ nứt giảm từ 6,9 đến 6,2. Điều này có ý nghĩa
lớn trong vấn đề giải quyết công nghệ sấy (năng suất, thời gian và độ sấy đều).
- Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ hồng ngoại đến tỉ lệ nẩy mầm của hạt.
Kết quả thực nghiệm được trình bày ở bảng 1.
Bảng 1. Ảnh hưởng của thời gian chiếu xạ đến tỉ lệ nẩy mầm, %
(Bề dày lớp hạt 1 cm).
Thời gian
chiếu, ph
Tỉ lệ nẩy
mầm %
Trường nhiệt độ,
0
C
0
5
10
15
20
25

30
87
87
86
85
79
76
71
Suốt quá trình chiếu
không thay đổi, 49-
50
0
C.
Nhận xét: Trong 15 phút chiếu đầu tiên tỉ lệ nẩy mầm có giảm nhưng
không đáng kể (khoảng 2%), nhưng kéo dài thời gian chiếu thì tỉ lệ nẩy mầm giảm
nhiều (sau 30 phút giảm 16%). Điều này cần lưu ý khi dùng bức xạ hồng ngoại để
bảo quản giống.
c. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiếu đến mật độ côn trùng
Mẫu thóc thí nghiệm là mẫu thóc có nhiễm côn trùng, mật độ 62 con/ kg,
được lấy trong kho bảo quản ở Điện bàn, bề dày lớp hạt thí nghiệm là 1 cm,
trường chiếu 49-50
0
C. Thí nghiệm được tiến hành với nhiều mẫu, mỗi mẫu chiếu
trong khoảng thời gian khác nhau.
Kết quả thí nghiệm được trình bày trên hình 4.
Trang 21
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
Hầu hết các loại mọt gạo đều có vỏ bọc ngoài màu xám đến nâu thẫm, nên
rất dễ dàng hấp thụ tia hồng
ngoại vì vậy chúng nhanh chóng

bị đốt nóng và chỉ trong vòng 10
phút đầu đã bị chết khoảng 75%.
Tiếp tục chiếu thêm 5 phút số
côn trùng hầu như không còn
sống. Điều này chứng tỏ ưu thế
của bức xạ hồng ngoại vào lĩnh
vực loại trừ côn trùng trong quá
trình bảo quản lương thực.
Kết kuận
Sự tác động của trường
nhiệt độ đều 49-50
0
C của bức xạ hồng ngoại trong 15 phút không chỉ duy trì được
độ ẩm cho phép của thóc bảo quản mà còn giữ được chất lượng của thóc giống
(tiêu diệt côn trùng, tỉ lệ nẩy mầm của lúa và độ nứt của gạo giảm không đáng kể)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Vật lí đại cương- Lương Duyên Bình- Nhà xuất bản giáo dục
[2]. Website: google.com.vn
Trang 22
0 5 10 15 20
10
20
30
40
50
60
70
Mật độ côn trùng,
com/kg
Thời gian chiếu, ph

Hình 4.Ảnh hưởng của thời gian chiếu
đến mật độ côn trùng
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
MỤC LỤC
TRANG
I. GIỚI THIỆU 1
1. Giới thiệu chung về bức xạ điện từ 1
2. Lịch sử của tia hồng ngoại 4
3. Khái niệm tia hồng ngoại 5
4. Bản chất và tính chất của tia hồng ngoại 5
Trang 23
Tia hồng ngoại và ứng dụng GVHD: Th.S Đỗ Quốc Huy
5. Nguồn phát tia hồng ngoại 6
6. Máy ghi hồng ngoại 7
II. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA TIA HỒNG NGOẠI 8
1.Chụp ảnh nhiệt 8
2. Điều khiển từ xa 13
3. sấy bảo quản nông sản 15
TÀI LIỆU THAM KHẢO 20
Trang 24