השימוש של תעשיית הזכוכית במדחום אינפרא אדום
בתהליך הייצור של תעשיית הזכוכית מדידת ובקרת טמפרטורה היא אחד האמצעים החשובים וההכרחיים ביותר. למדידת טמפרטורת אינפרא אדום יש יתרונות של פעולה פשוטה, תגובה מהירה, ללא הזדקנות, סחיפה קטנה, תצורה גמישה, ולא תזהם את הזכוכית. גורמים כמו פתרונות מוערכים.
בתעשיית הזכוכית יש צורך למדוד את הטמפרטורה של חפצים שקופים ואטומים. חפצים אטומים כוללים תבניות, כיפות וקירות צד של תנורי התכת זכוכית. כאובייקט הנמדד של מדידת טמפרטורה ללא מגע, זכוכית היא עצם גלוי שקוף, הספקטרום שלה נמצא בטווח הספקטרום הקרוב לאינפרא אדום, והפליטה שלה קשורה לאורך הגל ולעובי הזכוכית. כאשר הטווח הספקטרלי הוא בין 5 ל-8 מיקרומטר, הפליטה שלו היא הגבוהה ביותר, ולכן ניתן למדוד את טמפרטורת הזכוכית בצורה מהימנה בטווח זה. הערך הנמדד מתאים לטמפרטורת פני הזכוכית, ללא תלות בעובי הזכוכית, בטווח זה ובעצם לא מתרחשת קרינה. על מנת להימנע מהשפעת המדידה על ידי האוויר שמסביב, המדחום משתמש רק בפס ספקטרלי אינפרא אדום צר. מדי חום איכותיים פועלים רק בטווח הספקטרלי של מה שנקרא חלון סביבתי זה, מכיוון שאין קליטה של קרני אינפרא אדום עקב לחות אוויר או תחמוצות פחמן, ובכך נמנעים מהמדידה הנגרמת משינויים בלחות האוויר או מרחק המדידה. שגיאת טמפרטורה. טווח הפס הצר 5 (כ-5 מיקרומטר) משמש למדידת הטמפרטורה של פני השטח.
מדי חום אינפרא אדום פועלים בדרך כלל בטווח הספקטרלי של 5.14 מיקרומטר, מכיוון שגז הפליטה החם של האש הבוערת באזור זה לא ישפיע על הערך הנמדד. עבור תחומי יישום אחרים, יש צורך למדוד את הטמפרטורה בתוך הזכוכית, שכן שכבות הזכוכית הקרובות לפני השטח מושפעות מאוד מהסעה. מה שצריך למדוד כאן הוא הזכוכית המומסת, ולכן נדרש מדחום בטווח הקרוב לאינפרא אדום. מכיוון שגם עומק החדירה המושג באורכי גל שונים שונה, בחירת הפיירומטר תלויה בעובי שכבת הזכוכית. טכנולוגיית מדידת טמפרטורה ללא מגע עבור תנורי התכת זכוכית, אמבטיות פח ותנורי חישול מחליפה יותר ויותר מדידת טמפרטורה מסורתית של צמד תרמי בתנורי התכת זכוכית.
בהשוואה למדחום, צמדים תרמיים יזדקנו ויסחפו במהירות תחת טמפרטורת עבודה גבוהה ותנאי סביבה אגרסיביים. על מנת להגן על צמדים תרמיים, מתכת פלטינה נדרשת לשמש כמעטפת מגן במקומות מסוימים, מה שיעלה מאוד את העלות. בשימוש מיוחד בתחום זה, זה יכול לעבוד גם כאשר טמפרטורת הסביבה מגיעה ל-250 מעלות ללא מערכת קירור. באמצעות פירומטר הסיבים האופטיים ניתן להוזיל משמעותית את עלויות ההתקנה והתפעול. ניתן להגן על הסיב האופטי על ידי מעטפת נירוסטה מוצקה, והארוך ביותר יכול להיות 30 מטר. אביזרי התקנה נדרשים כגון תושבות הרכבה, מנקי אוויר, צינורות הצצה (ניתנים לשימוש עד 1200 מעלות).
מדידת טיפות זכוכית
באופן עקרוני, ניתן להשיג את הטמפרטורה של טיפת הזכוכית רק בטכנולוגיית מדידת טמפרטורה ללא מגע. בשל זמן המחזור הקצר, נדרש פירומטר בעל זמן תגובה מהיר וחייב גם להיות מסוגל למדוד את הטמפרטורה הפנימית של טיפת הזכוכית, מה שעלול להיות לא מדויק מכיוון שטמפרטורת פני השטח של הזכוכית מושפעת מאוד מתנאי הסביבה. עומק החדירה של הזכוכית נקבע לפי הטווח הספקטרלי של המדחום, והבחירה צריכה להתבסס על סוג הזכוכית וגודל הטיפה.
בדרך כלל הטמפרטורה נשמרת ומוצגת לזמן קצר באמצעות זיכרון הערך המרבי. מדחום אינפרא אדום דיגיטלי, הוא מודד את הטמפרטורה הפנימית של זכוכית נוטפת בקו הייצור האוטומטי של בקבוקי הזכוכית, וזמן התגובה הוא 10 אלפיות שניות. מדידת טמפרטורת תבנית הזכוכית מדידת הטמפרטורה של תבנית הזכוכית דורשת גם זמן תגובה מהיר מכיוון שתבנית הזכוכית נפתחת ונסגרת בקצב מהיר. מכיוון שיש למדוד כאן את הטמפרטורה של עצם המתכת, הרגישות הספקטרלית של המדחום צריכה להיות בתחום האינפרא אדום של גלים קצרים, וזמן התגובה צריך להיות בין 1 ל-2 אלפיות השנייה. בנוסף לפלט הערך הנמדד של 0–20mA או 4–20mA, ניתן לבחור גם ממשק טורי (RS232 או RS485), כך שניתן לבצע עיבוד נתונים על ידי מחשב. המכשיר יכול גם לבחור תושבת הרכבה נוחה ומכסה קירור.
מדידת טמפרטורה בייצור זכוכית שטוחה
למדידת טמפרטורה של זכוכית שטוחה, יש לנו גם פירומטר מתאים עם טווח ספקטרלי של 5 מיקרומטר, כלומר נמדדת רק טמפרטורת פני השטח של הזכוכית. שיטת מדידה זו משמשת באמבטיות פח ובחדרים בקווי ייצור של זכוכית שטוחה. כפי שהוזכר לעיל, הפליטה בטווח הספקטרלי הזה נמוכה מאוד, כך שלקרינת קרני החום אין כמעט השפעה על המדידה.
עיבוד נוסף של זכוכית וייצור נורות
טמפרטורת פני הזכוכית היא פרמטר תהליך מעניין בייצור נורות, כיפוף וחישול של זכוכית שטוחה ובשריפה חמה. למדידת הטמפרטורה כאן גם לא אמורה להיות שום קשר לעובי הזכוכית, ולכן יש להשתמש גם בפירומטר בעל רגישות ספקטרלית של 5 מיקרומטר.
