Infrapuna termomeetri kasutamine klaasitööstuses
Klaasitööstuse tootmisprotsessis on temperatuuri mõõtmine ja juhtimine üks väga oluline ja vajalik vahend. Infrapuna temperatuuri mõõtmise eeliseks on lihtne töö, kiire reageerimine, vananemise puudumine, väike triiv, paindlik konfiguratsioon ja see ei saasta klaasi. Väärtustatakse selliseid tegureid nagu lahendused.
Klaasitööstuses on vaja läbipaistvate ja läbipaistmatute esemete temperatuuri mõõta. Läbipaistmatute objektide hulka kuuluvad vormid, kuplid ja klaasisulatusahjude külgseinad. Kontaktivaba temperatuuri mõõtmise objektina on klaas läbipaistev nähtav objekt, mille spekter on lähiinfrapuna spektri vahemikus ning selle emissioon on seotud klaasi lainepikkuse ja paksusega. Kui spektrivahemik jääb vahemikku 5–8 μm, on selle kiirgusvõime suurim, nii et klaasi temperatuuri saab selles vahemikus usaldusväärselt mõõta. Mõõdetud väärtus vastab klaasi pinnatemperatuurile, sõltumata klaasi paksusest, selles vahemikus ja kiirgust põhimõtteliselt ei teki. Selleks, et vältida ümbritseva õhu mõju mõõtmisele, kasutab termomeeter ainult kitsast infrapuna spektririba. Kvaliteetsed termomeetrid töötavad ainult selle nn keskkonnaakna spektrivahemikus, kuna puudub õhuniiskuse või süsinikoksiidide mõjul infrapunakiirte neeldumine, vältides nii õhuniiskuse või mõõtekauguse muutumisest tingitud mõõtmist. temperatuuri viga. Pinna temperatuuri mõõtmiseks kasutatakse kitsa riba vahemikku 5 (ligikaudu 5 μm).
Infrapunatermomeetrid töötavad üldjuhul 5,14 μm spektrivahemikus, kuna põleva tule kuum heitgaas selles piirkonnas ei mõjuta mõõdetud väärtust. Muude kasutusalade puhul on vaja mõõta temperatuuri klaasi sees, kuna konvektsioon mõjutab tugevalt pinnalähedasi klaasikihte. Siin tuleb mõõta sulaklaasi, seega on vaja lähiinfrapuna vahemikku jäävat termomeetrit. Kuna erinevatel lainepikkustel saavutatav läbitungimissügavus on samuti erinev, siis sõltub püromeetri valik klaasikihi paksusest. Klaasisulatusahjude, tinavannide ja lõõmutusahjude mittekontaktne temperatuuri mõõtmise tehnoloogia asendab üha enam traditsioonilist termopaari temperatuurimõõtmist klaasisulatusahjudes.
Termomeetritega võrreldes vananevad ja triivivad termopaarid kiiresti kõrge töötemperatuuri ja agressiivsete keskkonnatingimuste korral. Termopaaride kaitsmiseks tuleb mõnes kohas kaitsekestana kasutada plaatinametalli, mis tõstab kulusid tunduvalt. Spetsiaalselt selles valdkonnas kasutatav see võib töötada isegi siis, kui ümbritseva õhu temperatuur jõuab 250 kraadini ilma jahutussüsteemita. Fiiberoptilist püromeetrit kasutades saab paigaldus- ja kasutuskulusid oluliselt vähendada. Optilist kiudu saab kaitsta tugeva roostevabast terasest korpusega ja pikim võib olla 30 meetrit. Vajalikud paigaldustarvikud, nagu kinnitusklambrid, õhupuhastid, piilumistorud (kasutav kuni 1200 kraadi).
Klaasitilkade mõõtmine
Põhimõtteliselt saab klaasitilga temperatuuri saada ainult kontaktivaba temperatuuri mõõtmise tehnoloogia abil. Lühikese tsükliaja tõttu on vaja kiire reaktsiooniajaga püromeetrit, mis peab suutma mõõta ka klaasitilga sisetemperatuuri, mis võib olla ebatäpne, kuna klaasi pinnatemperatuuri mõjutavad tugevalt ümbritsevad tingimused. Klaasi läbitungimissügavus määratakse termomeetri spektrivahemiku järgi ning valikul tuleks lähtuda klaasi tüübist ja tilga suurusest.
Tavaliselt hoitakse ja kuvatakse temperatuuri lühiajaliselt maksimumväärtuste mälu abil. Digitaalne infrapunatermomeeter, see mõõdab tilkuva klaasi sisetemperatuuri automaatsel klaaspudelite tootmisliinil ja reageerimisaeg on 10 millisekundit. Klaasivormi temperatuuri mõõtmine Klaasvormi temperatuuri mõõtmine nõuab ka kiiret reaktsiooniaega, kuna klaasvorm avaneb ja sulgub kiiresti. Kuna siin tuleb mõõta metalleseme temperatuuri, peaks termomeetri spektraalne tundlikkus jääma infrapuna lühilainevahemikku ja reaktsiooniaeg 1–2 millisekundit. Lisaks mõõdetavale väljundile 0–20mA või 4–20mA saab valida ka jadaliidese (RS232 või RS485), et andmetöötlust saaks teostada arvutiga. Instrument saab valida ka mugava kinnitusklambri ja jahutuskatte.
Temperatuuri mõõtmine lehtklaasi tootmisel
Lehtklaasi temperatuuri mõõtmiseks on meil ka sobiv püromeeter, mille spektrivahemik on 5 μm, ehk siis mõõdetakse ainult klaasi pinnatemperatuuri. Seda mõõtmismeetodit kasutatakse lehtklaasi tootmisliinide plekkvannides ja ahjudes. Nagu eespool mainitud, on selle spektrivahemiku emissioon väga madal, mistõttu soojuskiirte kiirgus mõõtmist praktiliselt ei mõjuta.
Klaasi edasine töötlemine ja lambipirnide tootmine
Klaaspinna temperatuur on huvitav protsessiparameeter lambipirnide tootmisel, lehtklaasi painutamisel ja lõõmutamisel ning kuumpõletamisel. Ka siin ei tohiks temperatuuri mõõtmisel olla midagi pistmist klaasi paksusega, seega tuleks kasutada ka 5 μm spektraalse tundlikkusega püromeetrit.
