Applicazione del termometro a infrarossi nell'industria del vetro
Nel processo produttivo dell'industria del vetro, la misurazione e il controllo della temperatura è uno dei mezzi molto importanti e necessari. La misurazione della temperatura a infrarossi presenta i vantaggi di un funzionamento semplice, risposta rapida, nessun invecchiamento, piccola deriva, configurazione flessibile e non inquina il vetro. Vengono valutati fattori come le soluzioni.
Nell'industria del vetro è necessario misurare la temperatura di oggetti trasparenti e opachi. Gli oggetti opachi includono stampi, cupole e pareti laterali di forni per la fusione del vetro. In quanto oggetto misurato della misurazione della temperatura senza contatto, il vetro è un oggetto visibile trasparente, il suo spettro è nella gamma dello spettro del vicino infrarosso e la sua emissività è correlata alla lunghezza d'onda e allo spessore del vetro. Quando l'intervallo spettrale è compreso tra 5 e 8 μm, la sua emissività è massima, quindi la temperatura del vetro può essere misurata in modo affidabile in questo intervallo. Il valore misurato corrisponde alla temperatura superficiale del vetro, indipendentemente dallo spessore del vetro, in questo intervallo e praticamente non si verifica alcuna radiazione. Per evitare l'influenza della misurazione da parte dell'aria circostante, il termometro utilizza solo una stretta banda spettrale dell'infrarosso. I termometri di alta qualità funzionano solo nell'intervallo spettrale di questa cosiddetta finestra ambientale, perché non c'è assorbimento di raggi infrarossi dovuti all'umidità dell'aria o agli ossidi di carbonio, evitando così la misurazione causata da variazioni dell'umidità dell'aria o dalla distanza di misurazione. errore di temperatura La gamma a banda stretta 5 (circa 5 μm) viene utilizzata per misurare la temperatura della superficie.
I termometri a infrarossi funzionano generalmente nell'intervallo spettrale di 5,14 μm, poiché i gas di scarico caldi del fuoco che brucia in questa regione non influiranno sul valore misurato. Per altri campi di applicazione, è necessario misurare la temperatura all'interno del vetro, poiché gli strati di vetro vicino alla superficie sono fortemente influenzati dalla convezione. Ciò che deve essere misurato qui è il vetro fuso, quindi è necessario un termometro nella gamma del vicino infrarosso. Poiché anche la profondità di penetrazione raggiunta a diverse lunghezze d'onda è diversa, la scelta del pirometro dipende dallo spessore dello strato di vetro. La tecnologia di misurazione della temperatura senza contatto per forni di fusione del vetro, bagni di stagno e forni di ricottura sta sostituendo sempre più la tradizionale misurazione della temperatura tramite termocoppia nei forni di fusione del vetro.
Rispetto ai termometri, le termocoppie invecchiano e si spostano rapidamente a temperature di esercizio elevate e condizioni ambientali aggressive. Per proteggere le termocoppie, è necessario utilizzare il platino metallico come guscio protettivo in alcuni punti, il che aumenterà notevolmente il costo. Utilizzato specialmente in questo campo, può funzionare anche quando la temperatura ambiente raggiunge i 250 gradi senza sistema di raffreddamento. Utilizzando il pirometro in fibra ottica, i costi di installazione e funzionamento possono essere notevolmente ridotti. La fibra ottica può essere protetta da un solido involucro in acciaio inossidabile e la più lunga può raggiungere i 30 metri. Accessori di installazione richiesti come staffe di montaggio, filtri dell'aria, tubi peep (utilizzabili fino a 1200 gradi).
Misurazione delle gocce di vetro
In linea di principio, la temperatura della goccia di vetro può essere ottenuta solo con la tecnologia di misurazione della temperatura senza contatto. A causa del breve tempo di ciclo, è necessario un pirometro con un tempo di risposta rapido e deve anche essere in grado di misurare la temperatura interna della goccia di vetro, che può essere imprecisa perché la temperatura superficiale del vetro è fortemente influenzata dalle condizioni ambientali. La profondità di penetrazione del vetro è determinata dalla gamma spettrale del termometro e la selezione dovrebbe essere basata sul tipo di vetro e sulla dimensione della goccia.
Normalmente la temperatura viene mantenuta e visualizzata per un breve periodo tramite la memoria del valore massimo. Termometro digitale a infrarossi, misura la temperatura interna del vetro gocciolante nella linea di produzione automatica di bottiglie di vetro e il tempo di risposta è di 10 millisecondi. Misurazione della temperatura dello stampo in vetro Anche la misurazione della temperatura dello stampo in vetro richiede tempi di risposta rapidi poiché lo stampo in vetro si apre e si chiude rapidamente. Poiché la temperatura dell'oggetto metallico deve essere misurata qui, la sensibilità spettrale del termometro dovrebbe essere nella gamma dell'infrarosso a onde corte e il tempo di risposta dovrebbe essere compreso tra 1 e 2 millisecondi. Oltre all'uscita del valore misurato di 0–20 mA o 4–20 mA, è possibile selezionare anche un'interfaccia seriale (RS232 o RS485), in modo che l'elaborazione dei dati possa essere eseguita da un computer. Lo strumento può anche scegliere una comoda staffa di montaggio e una copertura di raffreddamento.
Misurazione della temperatura nella produzione di vetro piano
Per la misurazione della temperatura del vetro piano, disponiamo anche di un pirometro adatto con un campo spettrale di 5 μm, vale a dire, viene misurata solo la temperatura superficiale del vetro. Questo metodo di misurazione viene utilizzato nei bagni di stagno e nei forni nelle linee di produzione del vetro piano. Come accennato in precedenza, l'emissività in questo intervallo spettrale è molto bassa, per cui l'irraggiamento dei raggi di calore non ha praticamente alcuna influenza sulla misura.
Ulteriore lavorazione del vetro e produzione di lampadine
La temperatura superficiale del vetro è un parametro di processo interessante nella produzione di lampadine, nella curvatura e ricottura del vetro piano e nella cottura a caldo. Anche qui la misurazione della temperatura non dovrebbe avere nulla a che fare con lo spessore del vetro, quindi dovrebbe essere utilizzato anche un pirometro con una sensibilità spettrale di 5 μm.
