玻璃行业中的非接触式测温技术在所有工业领域,温度测量是其中一种重要的物理测量方式。同样在玻璃工业这也是生产工艺过程控制的必要手段。
非接触式测温因其下列优点正不断地受到重视:
- 操作简单
- 响应时间快
- 不会老化,漂移最小
- 配置灵活,价格合理
- 不会污染玻璃溶液
在玻璃工业中需对透明及不透明的物体进行测温。不透明的物体包括模具,穹顶及玻璃熔炼炉的侧壁。这篇文章对玻璃行业测温的特殊性作了简要的描述。它描述了玻璃表面温度,玻璃内部温度的确定以及测温仪在玻璃行业的其他应用。IMPAC公司在非接触式测温领域拥有40多年的经验,在玻璃行业的非接触式测温具有特别丰富的经验。
1. 玻璃作为非接触式测温的被测物体
玻璃是透明的可见物,其光谱在近红外光谱范围之内,它的发射率与波长和玻璃的厚度有关。显示了窗玻璃的发射率及辅射率。当光谱范围在5~8μm之间时,它的发射率最高,因此玻璃的温度在这个范围可以可靠测得。测量值符合玻璃的表面温度,与玻璃的厚度无关,在这个范围而且也基本没有辐射出现。为了避免测量受到周围环境空气的影响,测温仪只采用很窄的红外光谱带。高质量的测温仪只在这个所谓环境窗的光谱范围工作,因为那里不会因为空气湿度或碳氧化物引起对红外射线的吸收,这样就避免了因空气湿度或测量距离的改变而造成测温误差。
窄带范围5(约5μm)用来测量表面的温度。IMPAC所有用于这一特殊的测温任务的测温仪都在5.14μm的光谱范围工作,因为在这个区域燃烧火头的热废气不会影响到测量值。
对于其他的应用范围,需要测量玻璃内部的温度,因为接近表面的玻璃层受对流的影响很大。这里需要测量的是熔化后的玻璃,就需要使用在近红外光范围的测温仪。这里可以使用硅或者INGAAS。他们的光谱敏感度在图2所示的环境窗的1和2。因为在不同的波长所达到的渗透深度也不同,测温仪的选择就取决于玻璃的层厚。SI的探测器所达到的渗透深度在窗玻璃为约190mm,IGA探测器可以达到290mm。另外这些深度值还和玻璃的成分有关。大约4mm的小的渗透深度在红外光谱范围4可以达到(IN 5/4 plus, IE 20/39)。
2.玻璃熔炉,工作槽和喂料器
非接触式测温技术在玻璃熔炉,熔化槽和玻璃喂料器越来越多地取代传统的热电偶测温.热电偶与测温仪相比在很高的工作温度和侵蚀性的环境条件下很快就会老化和漂移,为了保护热电偶,有些地方需要用铂金属做保护外壳,这样成本就会上升许多。
专门用于这一领域,IMPAC开发了一种测温仪,不需要冷却系统在环境温度达到250℃时也能工作,通过使用光纤高温计,可以显著地降低安装及运行费用,光纤可通过牢固的不锈钢外壳保护,最长可以达到30米。所需的安装附件如安装支角,空气清扫器,视管(直到1200℃均可使用),开式或闭式的不同长度的陶瓷管(最大可用到1800℃)也可以作为标准配件一起供货。
两种不同的型号可以选择,它们都是精度很高的数字式测温仪。IS 50 – LO /GL是为双线制技术简单电气安装而制作的,IS5-LO/GL除了标准的模拟输出外还有RS232或RS485串行接口,便于多台仪器的现场总线连接及用PC机进行控制。