Новая основа для понимания межполушарной когерентности в исследованиях гиперсканирования с помощью функциональной спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона f nirs

Подставляя значения с площади поверхности излучения, можно рассчитать тепловые потери и энергию излучения для каждого излучателя.

Методики расчета тепловых процессов и излучающей способности керамических и кварцевых излучателей играют важную роль при выборе оборудования для отопления. Подробные характеристики каждого излучателя помогут определить оптимальное решение для конкретного производственного или бытового применения.

Имея информацию о тепловых потерях, энергии излучения и других основных характеристиках излучающих поверхностей, можно произвести точный расчет энергозатрат и выбрать подходящий электрообогреватель или систему обогрева.

Обращаясь к специалистам и профессионалам в области инфракрасного обогрева, можно получить более подробную информацию о характеристиках керамических и кварцевых излучателей, их преимуществах и областях применения.

Рассчет площади излучения

Для керамических излучателей серии НОМАКОН ИКН-100, ИКН-200 и ИКН-300 принимается геометрическая площадь наружной поверхности, с которой осуществляется генерация тепла и прием фонового излучения. Электрическая спираль разогрева находится близко к расчетной излучающей поверхности.

Для кварцевых излучателей серии НОМАКОНтм ИКН-400 также принимается геометрическая площадь трубок-эмиттеров, где происходит генерация тепла и прием фонового излучения.

Расчетные значения поверхности излучения для всех типоразмеров излучателей приведены в таблицах на сайте.

Удельная потребляемая электрическая мощность

Для излучателей одной серии, но разных типоразмеров, режимы разогрева и генерирования инфракрасного излучения будут идентичны при равной удельной потребляемой электрической мощности на единицу поверхности. Универсальные графики их разогрева представлены на страницах излучателей.

Температура излучающей поверхности

Этот параметр важен при расчете режимов обогрева. На страницах излучателей приведены измеренные значения температуры в зависимости от номинальной электрической мощности или удельной потребляемой электрической мощности.

Измерения температуры излучающей поверхности проводились двумя методами. Для выбора соответствующей электрической мощности излучателей представлены графики зависимости температуры от номинальной мощности для различных типоразмеров в пределах одной серии.

Коэффициент излучения

Коэффициент излучения (или степень черноты) ε1 показывает отношение энергии теплового излучения серого тела согласно Закону Стефана Больцмана, к излучению абсолютно черного тела (АЧТ) при той же температуре. Коэффициент излучения абсолютно черного тела εАЧТ = 1 . На основании полученных результатов измерений в широком диапазоне температуры поверхности излучения с достаточной для инженерных расчетов точностью возможно принять: для инфракрасных керамических излучателей серии НОМАКОН ИКН-100, ИКН-200 и ИКН-300 коэффициент излучения ε1 — 0,96 , для инфракрасных кварцевых излучателей серии НОМАКОН ИКН-400 коэффициент излучения ε1 — 0,85.

Закон Кирхгофа для теплового потока

В системах инфракрасного нагрева для расчета температуры излучающей поверхности (или температуры излучателей) применяется закон Кирхгофа для теплового потока, поглощаемого материалом при разогреве. На основании энергетического баланса излучателей возможно записать:

где Em1 , Вт/м2 — удельная энергия излучения, поглощаемая единицей поверхности материала в единицу времени, Eos1 , Вт/м2 – удельная энергия излучения поверхности материала, имеющая среднюю температуру при нагреве Tm1 , °C.

По закону Кирхгофа

где Tiz1 и Tm1 – абсолютные температуры излучателя и материала в °K, C0 = 5,671 Вт/(м2•K4) — постоянная уравнения Стефана-Больцмана, ε0 — приведенный коэффициент излучения системы разогрева излучатель – материал.

Выражение для расчета ε0

Выражение для расчета ε0 имеет вид:

где ε1 и ε2 — соответственно, коэффициенты излучения поверхности излучателя и поверхности материала.

Удельная поверхностная энергия излучения

Определяет осредненную по расчетной поверхности излучения излучателя Fiz1 , см2 генерируемую удельную лучевую энергию Eiz1 , Вт/см2, рассчитанную по температуре излучающей поверхности Tiz1 по формуле (5).

Таблицы с техническими характеристиками

На страницах излучателей в таблицах Технические характеристики приведены значения удельной поверхностной энергии излучения в зависимости от температуры излучающей поверхности Tiz1 , °C.

Длина волны максимума интенсивности излучения и эффективный диапазон длин волн излучения

Длина волны максимума интенсивности λmax1, мкм определяет положение максимума (пика) спектральной интенсивности излучения Imax1 на графике I=f(λ) и рассчитывается по уравнению Вина (4). Согласно закону смещения Вина с увеличением температуры излучающей поверхности возрастают значения интенсивности излучения, а спектр излучения и, соответственно, значение λmax1 сдвигаются в область меньших длин волн излучения.

Расчет диапазона длин волн для эффективного инфракрасного обогрева

Расчет эффективного диапазона длин волн излучения для заданной температуры излучающей поверхности производится при условии, что удельная энергия излучения внутри заданного диапазона длин волн должна составлять 80% от энергии излучения, рассчитанной по уравнению Стефана-Больцмана (5) для диапазона длин волн от 0 до ∞. Также значения интенсивности излучения Iλ1 и Iλ2 на границах диапазона волн λ1 и λ2 должны быть равны.

Мы исключаем из инженерных расчетов часть диапазонов излучения с низкой интенсивностью, которая не существенно влияет на режим инфракрасного обогрева. При проектировании систем инфракрасного обогрева эффективный диапазон длин волн излучения должен перекрывать область спектра максимального поглощения разогреваемого материала.

Практика проектирования

Практика проектирования и испытания устройств лучевого разогрева показывает, что учет именно эффективной энергии излучения Eef1, Вт/см2 дает результаты, наиболее близкие к экспериментам. Это особенно важно для систем скоростного инфракрасного разогрева в режиме термошока.

На рисунке 8 показан эффективный диапазон длин волн излучения для керамических излучателей ИКН-101 с электрической мощностью Piz1 = 1000 Вт при температуре излучающей поверхности Tiz1 = 720 °C, полученный численным решением системы уравнений относительно λ1 и λ2.

Коэффициент эмиссии электрической энергии

При обогреве с помощью инфракрасных излучателей ИКН электрическая энергия преобразуется в энергию теплового излучения, что является полезной энергией теплового обогрева. Чем больше доля энергии направленного инфракрасного излучения в общем потреблении электроэнергии нагревателя, тем эффективнее будет обогрев с точки зрения экономии электроэнергии на инфракрасное отопление.

Таким образом, сравнить эффективность различных устройств инфракрасного обогрева возможно по такому важному показателю, как коэффициент эмиссии электрической энергии в энергию излучения или лучевой коэффициент полезного действия (лучевой КПД) ηem1, рассчитываемый, как отношение генерируемой направленной энергии излучения к общей потребляемой электрической энергии излучателем Piz1 при установившемся режиме разогрева с температурой излучающей поверхности Tiz1. На основании уравнения сохранения энергии для излучателя (6) выражение для расчета ηem1 примет вид:

При обогреве помещений значение попадающей на излучатель энергии излучения пола и стен помещения в сумме с отраженной от них лучистой энергией обогрева составляет не более Eos1 = 20-35•Вт/м2, что является совершенно незначительным количеством по сравнению с поверхностной энергией излучения Eiz1 = 35000-52000•Вт/м2. Таким образом, для расчета ηem1 в данном случае значением Eos1 можно пренебречь. Если при этом выразить потребляемую электроэнергию Piz1 через удельную потребляемую электрическую мощность Pуд1 (см. формулу 7), то выражение (13) для ηem1 примет вид:

Значения удельной потребляемой электрической мощности (или электрической мощности на единицу излучающей поверхности) Pуд1 , Вт/cм2 и значения удельной поверхностной энергии излучения Eiz1 , Вт/cм2, , рассчитанные для измеренных соответствующих температур излучающей поверхности Tiz1, приведены в таблицах «Технические характеристики» на страницах излучателей. Рассчитанные по формуле (14) сравнительные значения лучевого к.п.д. ηem1 для керамических и кварцевых излучателей марки НОМАКОНТМ ИКН-101 и ИКН-401 приведены на рисунке 9.

Следует отметить, что конструктивно приведенные характеристики Fiz1, Pуд1 и Tiz1 керамического излучателя ИКН-101 и кварцевого излучателя ИКН-401 достаточно близки. Расхождения в величинах лучевого КПД связаны, в основном, с более низким значением коэффициента излучения (степени черноты) пучка кварцевых трубок (ε1=0,85 для ИКН-401) по сравнению с покрытием керамических элементов (ε1=0,96 для ИКН-101).

Изменение характеристик инфракрасного излучения на различном расстоянии от излучающей поверхности

Следует отметить, что на характеристики распределения лучевого тепла от излучателей в пространстве существенное влияние оказывает конструкция рефлектора-отражателя, а также взаимное расположение излучателей в плоскости зоны излучения нагревателя.

Для расчета удельной мощности инфракрасного излучения на различном расстоянии от излучающей поверхности по направлению нормали к данной поверхности En1 = f(Ln1), Вт/м2 воспользуемся законом обратных квадратов для электромагнитного излучения.Применительно к конструкции инфракрасного электронагревателя НОМАКОН ЭИУС-211 с инфракрасным керамическим излучателем ИКН-101 возможно записать:

где Eot1, Вт/м2 — удельная мощность излучения, приведенная к площади рефлектора-отражателя нагревателя;Ln1, м – текущее значение расстояния от поверхности излучения по нормали к данной поверхности;α1, град. — объемный угол раскрытия лучевого потока на выходе из рефлектора-отражателя;R1,м — приведенный радиус лучевого потока на выходе из рефлектора-отражателя.

Если принять размеры рефлектора-отражателя в плане: длина Lot1 = 250 мм, ширина Bot1 = 100 мм, то выражения для расчета Eot1 и R1 примут вид:

Объемный угол раскрытия лучевого потока на выходе из рефлектора-отражателя α1 определялся экспериментально путем измерения распределения удельной мощности излучения En1 по нормали на различном расстоянии Ln1 от поверхности излучения. Измерялось также распределение удельной мощности излучения по радиусу в плоскости с приведенным радиусом лучевого потока Rs1, перпендикулярной нормали и расположенной на расстоянии Ln1 = 200, 300, 400 и 500 мм от поверхности излучения. Измерения проводились неселективным радиометром АРГУС-03 с выносным термоэлементом-приемником излучения, определяющим среднюю удельную мощность в спектральном диапазоне длин волн от 0,5 до 20 мкм. Испытания проводились для электрообогревателя ЭИУС-211, установленного горизонтально с направлением излучения вертикально вниз, с применением излучателей ИКН-101 электрической мощностью 1000, 500 и 250 Вт.

Обработка эпюр распределения удельной мощности излучения на различных расстояниях от поверхности излучения (см. рисунок 10) позволила рассчитать среднестатистическое значение угла раскрытия лучевого потока для рефлектора-отражателя обогревателя ЭИУС-211 α1=68-72°.

На рисунке 11 представлены графики распределения удельной мощности излучения по нормали к излучающей поверхности с расчетными значениями En1ras в точках измерений Ln1 при заданном значении угла раскрытия лучевого потока α1=68°. Точками En1izm отмечены данные измерений удельной мощности излучения радиометром.

Режимы работы нагревателя соответствовали значениям Piz1, Tiz1 и Eiz1, которые представлены под соответствующими графиками.

Модуляция

Эффект «Хор/флэнжер» сочетает в себе два популярных эффекта, основанных на использовании задержки. Эффект «Хор» имитирует одновременно несколько голосов или инструментов, воспроизведенных непосредственно с добавлением коротких задержек. В результате получается сочный, насыщенный звук. Эффект «Хор» можно использовать для усиления дорожек голоса или добавления эффекта стерео к моно звуку.

Флэнжинг — это аудиоэффект, полученный путем наложения переменчивой, короткой задержки в приблизительно равной пропорции к исходному сигналу. Изначально он был достигнут путем отправки идентичного аудиосигнала на два катушечных магнитофона с последующим нажатием на фланец одной из катушек с целью ее замедления. Объединение двух получившихся записей создало эффект со сдвигом фазы и задержкой по времени, этот эффект был очень характерен для психоделической музыки шестидесятых и семидесятых. Эффект «Флэнжер» позволяет достигать аналогичного результата, слегка задерживая и фазируя сигнал с определенными или произвольными интервалами.

Стереоизображения

Эффект стереоизображения расширяет стереоизображение и изменяет его положение. Поскольку расширение стерео основано на VST, его можно сочетать с другими эффектами в наборе мастеринга и наборе эффектов. С помощью многодорожечного вида также можно изменять эффект с течением времени, используя проходы автоматизации.

Задержка и эхо

Эффект аналоговой задержки имитирует теплое звучание винтажных аппаратных устройств задержки. Уникальные параметры применяют характеристическое искажение и регулируют распространение стерео. Для создания дискретных эхо нужно указать время задержки 35 миллисекунд или больше. Чтобы добавить не столь очевидные эффекты, следует указать меньшее значение.

Эффект «Задержка» можно использовать для создания одиночных эхо и других эффектов. При задержках продолжительностью 35 миллисекунд или больше создаются дискретные эхо, а при задержках продолжительностью от 15 до 34 миллисекунд могут появиться простой эффект хора или флэнжинг.

Эффект «Многократное эхо» добавляет до четырех отголосков исходного аудио в клип. Этот эффект можно использовать для стереоклипов, моноклипов и клипов со звуком 5.1.

Постоянное усиление

Затухание постоянного усиления изменяет аудио с постоянной скоростью по мере перехода между клипами. Это затухание может иногда звучать резко.

Физическая сущность инфракрасного обогрева

Физическая сущность инфракрасного обогрева состоит в передаче тепловой энергии в виде инфракрасного излучения от излучающей поверхности источника излучения непосредственно на обогреваемый объект без подогрева окружающего воздуха. Основными нагревательными элементами обогревателей данного типа являются инфракрасные излучатели (далее – ИК-излучатели, излучатели), которые представляют собой электрические нагревательные элементы сопротивления, генерирующие инфракрасное излучение при разогреве керамической излучающей поверхности путем передачи ей тепловой энергии от встроенной внутрь керамического корпуса разогретой электрической спирали.

В принципе действия инфракрасных нагревателей заложена их универсальность и высокая экономичность: благодаря заданным характеристикам инфракрасного излучения происходит обогрев людей, предметов и оборудования, конструкций здания, находящихся в зоне действия нагревателей и практически не нагревается окружающий воздух. В результате не требуются дополнительные затраты энергии на нагрев воздуха в объеме помещения, который при конвективном отоплении разогревается и скапливается под потолком выше зоны обитания. Таким образом, существует реальная возможность отопления инфракрасным излучением с созданием различных температурных зон в одном помещении, например, дополнительный местный обогрев рабочих мест в больших производственных помещениях.

Благодаря эффективному и безопасному обогреву человеческого тела инфракрасным излучением заданной длины волны и спектральной интенсивности керамические излучатели нашли широкое применение в инфракрасных электрообогревателях производственного и бытового назначения, а также в системах теплового излучения для инфракрасных саун и физиотерапевтических установок. Возможность быстрого и равномерного поверхностного нагрева в различных технологических процессах обусловило массовое применение ИК-излучателей в устройствах разогрева и обработки полимерных материалов, в камерах сушки тканей, полиграфической продукции и древесины от влаги и органических растворителей, т.е. в тех процессах, где материалы и растворители хорошо поглощают инфракрасное излучение в заданном диапазоне длин волн, имея коэффициент излучения (степень черноты) не менее 0,85-0,90.

Постоянная мощность

Затухание постоянной мощности создает гладкий постепенный переход, аналогичный переходу растворения между клипами. Это затухание уменьшает сначала медленно уменьшает звук первого, а затем быстро движется в конец перехода. Для второго клипа, это затухание увеличивает звук быстро, а затем медленнее движется в конец перехода.

Экспоненциальное затухание

Экспоненциальное затухание заглушает первый клип по гладкой логарифмической кривой, в то же время проявляя второй клип, также по гладкой логарифмической кривой. Выберите нужный вариант в меню «Выравнивание», и сможете задать положения перехода.

Несмотря на то, что переход «Экспоненциальное затухание» очень похож на переход постоянной мощности, он более плавный.

Реверберация

Эффект реверберации свертки имитирует помещения размером от шкафа-гардероба до концертных залов. Реверберация свертки основана на использовании импульсных файлов для имитации акустических пространств. Получающийся в результате реверберации свертки звук невероятно реалистичен.

Поскольку для реверберации свертки требуется большой объем обработки, при предварительном прослушивании на слабых устройствах могут возникать щелчки или помехи. Эти артефакты исчезают после применения эффекта.

Эффект студийной реверберации позволяет имитировать акустические пространства. Он быстрее других эффектов реверберации и меньше нагружает процессор, поскольку не основан на свертке. Благодаря этому вы можете оперативно и эффективно вносить изменения в режиме реального времени с помощью многодорожечного редактора и без предварительного рендеринга эффектов на дорожке.

Фильтр и эквалайзер

Эффект «Полоса пропускания» удаляет частоты, возникающие вне заданного диапазона, или полосы частот. Этот эффект можно использовать для стереоклипов, моноклипов и клипов со звуком 5.1.

Эффект «Бас» позволяет увеличить или уменьшить нижние частоты (200 Гц и ниже). Усиление указывает число децибел, на которое требуется увеличить нижние частоты. Этот эффект можно использовать для стереоклипов, моноклипов и клипов со звуком 5.1.

Эффект «Фильтр FFT» позволяет с легкостью создавать кривые или выемки, которые ослабляют или усиливают определенные частоты. FFT расшифровывается как Fast Fourier Transform (быстрое преобразование Фурье). Это алгоритм, который быстро анализирует частоту и амплитуду.

С помощью этого эффекта можно создавать:

Эффект графического эквалайзера усиливает или обрезает определенные частотные полосы и в наглядном виде демонстрирует получающуюся кривую эквалайзера. В отличие от параметрического эквалайзера, графический эквалайзер использует предварительно заданные частотные полосы, что позволяет просто и быстро выполнять частотную коррекцию.

Вы можете располагать частотные полосы через следующие интервалы:

Графические эквалайзеры с меньшим количеством полос дают возможность быстрее выполнять регулировку; большее количество полос обеспечивают большую точность.

Эффект «Пропускание верхних частот» удаляет частоты ниже заданной частотой отсечки. Эффекты пропускания верхних частот доступны для клипов с моно- и стереозвуком и звуком 5.1.

Эффект «Пропускание нижних частот» удаляет частоты выше заданной частоты отсечки. Эффекты пропускания нижних частот доступны для клипов с моно- и стереозвуком и звуком 5.1.

Эффект «Режекторный фильтр» удаляет до шести заданных пользователем полос частот. Используйте его для удаления полос частот узкого диапазона, таких как помехи с частотой 60 Гц, оставляя при этом все окружающие частоты без изменений.

Чтобы удалить резкие свистящие звуки, используйте шаблон настроек . Также можно воспользоваться шаблонами настроек , чтобы удалить стандартные для аналоговых телефонных систем тоны.

Эффект «Параметрический эквалайзер» обеспечивает максимальный контроль над коррекцией тона. Благодаря этому вы можете в полной мере управлять настройками частоты, Q и усиления.

Используйте эффект «Экспоненциальный фильтр» для управления расширенными параметрами аудио. Доступ к эффекту для отдельных ресурсов в редакторе формы волны осуществляется с помощью набора эффектов, а к эффекту для дорожек и клипов — с помощью многодорожечного редактора.

Эффект «Верхние звуковые частоты» позволяет увеличить или уменьшить более высокие частоты (4000 Гц и выше). «Усиление» задает уровень (в дБ) увеличения или уменьшения. Этот эффект можно использовать для стереоклипов, моноклипов и клипов со звуком 5.1.

Устаревшие аудиоэффекты

Если к вашему проекту применен устаревший эффект, вам будет предложено заменить его при открытии. Чтобы применить новую версию эффекта, нажмите .

Особое

Используйте этот эффект, чтобы применить небольшой эффект гравия или насыщенности к любому звуку. Он позволяет имитировать поврежденные автомобильные динамики, приглушенные микрофоны или усилители в перенапряженном режиме.

Эффект «Заполнить левый правым» дублирует информацию левого канала аудиоклипа и помещает ее в правый канал, удаляя информацию по исходному клипу правого канала.

Эффект «Заполнить правый левым» дублирует информацию правого канала и помещает ее в левый канал, удаляя существующую информацию левого канала. Применим только к стереоклипам.

Эффект «Гитарный набор» применяет процессоры, которые оптимизируют и изменяют звучание гитарных дорожек. Этап «Компрессор» уменьшает динамический диапазон, делая звучание более эффектным. Этапы , и имитируют распространенные эффекты, используемые гитаристами, чтобы сделать звук выразительным и артистичным.

Эффект «Инверсия» (аудио) инвертирует фазу всех каналов. Этот эффект можно использовать для стереоклипов, моноклипов и клипов со звуком 5.1.

Эффекта «Акустический локатор» позволяет измерить уровень звука клипов, дорожек или эпизодов.

Мастеринг описывает полный процесс оптимизации аудиофайлов для определенной среды, такой как радио, видео, CD или Интернет.

Перед мастерингом аудио определитесь с особенностями целевой среды. Например, если ей является Интернет, файл скорее всего будут слушать через компьютерные динамики, которые плохо передают басы. Для компенсации этого можно усилить басовые частоты на этапе коррекции в ходе процесса мастеринга.

Эффект «Замена каналов» меняет положение левого и правого каналов. Применим только к стереоклипам.

Эффект «Улучшение вокала» быстро увеличивает качество закадрового голоса. Режимы «Мужской» и «Женский» автоматически ослабляют свистящие и взрывные звуки, а также шумы от контакта с микрофоном, такие как тихое громыхание. Эти режимы также применяют моделирование микрофона и сжатие, чтобы гласные звучали так же, как на радио. Режим «Музыка» оптимизирует звуковые дорожки, чтобы они лучше дополняли закадровый голос.