Czytaj także -

Aktualne wydanie

2022 06 okladka1

Świat Szkła 6/2022

User Menu

 ET-Swiat-Szkla-PL-160x600-004

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

 

 wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019e

 

 

Bezkontaktowy pomiar temperatury szkła – prawidłowe dostosowanie termometrów i kamer IR do różnych zastosowań
Data dodania: 31.05.22

Podczas całego procesu produkcji i dalszej obróbki szkła, temperatura jest jednym z najważniejszych parametrów, które należy mierzyć, czy to bezpośrednio do kontroli produkcji, czy do dokumentacji, czy też do obu tych celów.

 

2022 05 48 1

Rys. 1. Emisyjność różnych rodzajów szkła

 

Aby pomiar był precyzyjny należy znać zachowanie szkła w zakresie promieniowaniampodczerwonego (infrared IR). Wpływ na to ma otoczenie, jak również specyficzne wartościmemisyjności różnych typów szkła. Dlatego należy wybrać odpowiedni rodzaj czujnikamlub kamery termowizyjnej. Na rysunku 1 podano typowe wartości emisyjności dla kilku rodzajów szkła.

 

Jak widać, istnieją dwa zakresy ze stosunkowo wysokimi szczytami emisyjności, około 5 μm i 7,9 μm. Z tego powodu większość pirometrów, skanerów liniowych czy kamer termowizyjnych (IR) w przemyśle szklarskim pracuje z takimi właśnie filtrami spektralnymi – na 5 lub na 7,9 μm. Wysoka emisyjność w tym zakresie oznacza małą ilość odbić od otoczenia.

 

W zastosowaniach, gdzie nie mierzy się temperatury powierzchni, ale temperaturę wewnątrz masy szklanej, potrzebna jest znacznie krótsza długość fali. Może to mieć miejsce na przykład przy produkcji szkła float poprzez pomiar szkła w wannie float lub za nią. Innym przykładem jest wewnętrzna temperatura kropli szkła mierzona w czasie produkcji szkła opakowaniowego.

 

Rysunek 2 przedstawia przykład niewłaściwego pomiaru poprzez porównanie urządzenia o długich falach, pracującego w zakresie 7,5-13 μm, z urządzeniem pracującym przy 7,9 μm.

 

Po prawej stronie obraz przedstawia spokojny profil temperatury, podczas gdy po lewej stronie wyraźnie widać zakłócenia spowodowane odbiciami, z pewnością części dachu zakładu. Oznacza to, że ostatecznie lewy obraz dałby znacznie mniej niepewny obraz temperatury w porównaniu z urządzeniem 7,9 μm.

 

Problem odbić staje się jeszcze większy, gdy w grę wchodzi szkło powlekane. Ze względu na zwykle silnie zredukowaną emisyjność przez powłokę, nawet pomiary przy określonej długości fali nie mogą być pewne. W takim przypadku pozostaje tylko jedna możliwość – pomiar od dołu, gdzie szkło nie jest pokryte powłoką.

 

Istnieją dwie różne metody:
1. Pomiar bezpośredni od dołu – za pomocą odpowiedniego urządzenia, co oznacza, że musi ono być możliwe do zainstalowania na spodzie i w najlepszym przypadku jest w stanie zmierzyć całą szerokość tafli szkła.
2. Druga metoda zależy głównie od stopnia zmniejszenia emisyjności w wyniku zastosowania powłoki niskoemisyjnej.

 

W niektórych przypadkach właściwe rozwiązanie może być rezultatem użycia jednego pirometru od dołu jako pirometru referencyjnego/wzorcowego. Odczyt temperatury z tego pirometru może być użyty jako wartość wejściowa do urządzenia, które nadal mierzy od góry – w większości przypadków są to skanery liniowe lub kamery termowizyjne IR w trybie skanera liniowego. Zwiększa się wtedy dokładność pomiaru od góry.

 

Oprócz emisyjności, w niektórych zastosowaniach sama temperatura szkła stanowi wyzwanie dla precyzyjnego pomiaru temperatury. Często, zaraz po procesie laminowania, temperatura szkła jest zbyt niska, aby można ją było zmierzyć urządzeniami o długości fali 5 lub 7,9 μm. W takim przypadku można stosować tylko urządzenia o długich falach, co (jak już wspomniano) oznacza większe potencjalne ryzyko nieprawidłowego pomiaru z powodu odbić (rys. 2).

 

2022 05 48 2

Rys. 2. Refleksyjność szkła w różnych zakresach spektralnych IR


Dla wszystkich rodzajów bezkontaktowych pomiarów temperatury szkła istotny jest przede wszystkim właściwy dobór odpowiedzi spektralnej/widmowej, który jest podyktowany głównie zastosowaniem. Po drugie, instalacja musi być wykonana w sposób fizycznie poprawny.

 

Obejmuje to prawidłową odległość, aby zapewnić odpowiednie pole widzenia oraz dobór właściwych akcesoriów ochronnych na wysokie temperatury otoczenia. W wielu instalacjach, gdzie mierzy się szkło powlekane, wciąż najnowocześniejsze jest stosowanie skanerów liniowych od góry i pirometru referencyjnego od dołu.

 

Nowa, innowacyjna metoda polegająca na skaningowym pomiarze temperatury od spodu wymaga nowoczesnych, kompaktowych kamer IR, które mogą pracować w trybie skanowania liniowego. Wielkość tradycyjnych skanerów liniowychmnie mieści się w niewielkiej przestrzeni pomiędzy piecem do hartowania a sekcją chłodzenia. Zmniejsza się również cały nakład pracy związany z montażem, ponieważ w przypadku urządzeń umieszczonych pod spodem zazwyczaj nie jest wymagane chłodzenie. 

 

Ingo Stahlkopf, Torsten Czech


Artykuł został oparty na wykładzie zaprezentowanym na Konferencji GLASS PERFORMANCE DAYS 2019, która odbyła się w dniach 26-28 czerwca 2019 r. w Tampere w Finlandii

 

 2022 04 38 4

 

 

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
          sec