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玻璃行业中的非接触式测温技术

作者：admin  来源：本站  发表时间：2010-07-14 10:07:49  点击：4220

玻璃行业中非接触式测温技术所有工业领域，温度测量是其中一种重要物理测量方式。同样玻璃工业这也是生产工艺过程控制必要手段。
非接触式测温因其下列优点正不断受到重视：
- 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

　　玻璃工业中需对透明及不透明物体进行测温。不透明物体包括模具，穹顶及玻璃熔炼炉侧壁。这篇文章对玻璃行业测温特殊性作了简要描述。它描述了玻璃表面温度，玻璃内部温度确定以及测温仪玻璃行业其他应用。IMPAC公司非接触式测温领域拥有40多年经验，玻璃行业非接触式测温具有特别丰富经验。

1. 玻璃作为非接触式测温被测物体

　　玻璃是透明可见物，其光谱近红外光谱范围之内，它发射率与波长和玻璃厚度有关。显示了窗玻璃发射率及辅射率。当光谱范围5～8μm之间时，它发射率最高，玻璃温度这个范围可以可靠测。测量值符合玻璃表面温度，与玻璃厚度无关，这个范围也基本没有辐射出现。避免测量受到周围环境空气影响，测温仪只采用很窄红外光谱带。高质量测温仪只这个所谓环境窗光谱范围工作，那里不会空气湿度或碳氧化物引起对红外射线吸收，这样就避免了因空气湿度或测量距离改变而造成测温误差。

　　窄带范围5（约5μm）用来测量表面温度。IMPAC所有用于这一特殊测温任务测温仪都5.14μm光谱范围工作，这个区域燃烧火头热废气不会影响到测量值。

　　其他应用范围，需要测量玻璃内部温度，接近表面玻璃层受对流影响很大。这里需要测量是熔化后玻璃，就需要使用近红外光范围测温仪。这里可以使用硅INGAAS。他们光谱敏感度图2所示环境窗1和2。不同波长所达到渗透深度同，测温仪选择就取决于玻璃层厚。SI探测器所达到渗透深度窗玻璃为约190mm，IGA探测器可以达到290mm。另外这些深度值还和玻璃成分有关。大约4mm小渗透深度红外光谱范围4可以达到（IN 5/4 plus， IE 20/39）。

2.玻璃熔炉，工作槽和喂料器

　　非接触式测温技术玻璃熔炉，熔化槽和玻璃喂料器越来越多取代传统热电偶测温.热电偶与测温仪相比很高工作温度和侵蚀性环境条件下很快就会老化和漂移，保护热电偶，有些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，不需要冷却系统环境温度达到250℃时也能工作，使用光纤高温计，可以显著降低安装及运行费用，光纤可牢固不锈钢外壳保护，最长可以达到30米。所需安装附件如安装支角，空气清扫器，视管（直到1200℃均可使用），开式或闭式不同长度陶瓷管（最大可用到1800℃）也可以作为标准配件一起供货。

　　两种不同型号可以选择，它们都是精度很高数字式测温仪。IS 50 – LO /GL是为双线制技术简单电气安装而制作，IS5-LO/GL标准模拟输出外还有RS232或RS485串行接口，便于多台仪器现场总线连接及用PC机进行控制。

3.玻璃点滴测量

　　原则上玻璃点滴温度非接触式测温技术才能获。节拍时间很短，就需要使用响应时间很快测温仪，还必须能测量玻璃点滴内部温度，玻璃表面温度受环境条件影响很大，测量表面温度会不准确。玻璃渗透深度是由测温仪光谱范围确定，选择时候要玻璃种类和点滴大小决定。通常情况下温度借助于最大数值储存器短时间保持并显示。

　　显示了ISQ5型数字式红外测温仪，带不锈钢冷却外罩，它测量是全自动玻璃瓶生产线中点滴玻璃内部温度，响应时间是10毫秒。

4.玻璃模具温度测量

　　测量玻璃模具温度也需要很快响应时间，玻璃模具以很快速度打开和关闭。这里所要测量是金属物体温度，测温仪光谱灵敏度应该短波红外范围，响应时间要1至2毫秒之间。这方面IMPAC公司都可以提供线式或便携式测温仪，究竟选用哪一种需生产工艺决定。线式采用IGA5或IGA120或便携式IGA8 plus 。测温范围250 – 1300 ℃之间，对准被测物体该测温仪可选用激光导向灯或望远对准镜头。0 –20mA4-20mA测量值输出外还可以选择串联接口（RS232或RS485），这样就可以电脑进行数据处理。该仪器还可以选择方便安装支架和冷却外罩等。

5.平板玻璃生产中温度测量

　　平板玻璃测温我们也有合适光谱范围5μm测温仪，也就是说只测量玻璃表面温度。平板玻璃生产线中该测量方法被用浮法池和冷却区。正如上面提到，这个光谱范围辐射率很低，这样热射线辐射实际上对测量会、带来影响。

　　IMPAC 为该测温任务提供坚固型双线制数字式测温仪IN5/5完全数字化IN5/5 plus，该型号测温仪常见模拟输出（0/4 –20mA）以外还可以串联接口实现数据总线。这里我们也可以提供便于安装及长期使用附件，如冷却外罩，安装附件，空气或保护气清扫器等。

6. 玻璃再加工和灯泡生产

　　玻璃表面温度灯泡生产、平板玻璃折弯和退火及热烧成形过程中是令人感兴趣过程参数。这里温度测量也应该与玻璃厚度无关，也应该使用光谱灵敏度5μm测温仪。这里使用IN5/5IN5/5plus是比较合适选择。选择三种不同合适镜头，测量光点可以达到较大或较小。

　　要求测温速度特别快话，比如玻璃弯曲炉中或玻壳生产线，IE120/51响应时间10毫秒。另外还带有一个可聚焦镜头，最佳适应测温任务。

　　小加工设备特殊应用（比如汽车灯泡制造），就需要测温仪本身尺寸很小，测量光点也要很小。；IN300/5直径25毫米，长度为120毫米，是光谱范围5.14μm最小测温仪，测量光点为2.5毫米。

　　便携式测温仪应用

　　便携式测温仪主要设备调试，生产工艺过程控制测量以及维修保养时候使用。

　　IN15用来测量冷却区，涂层工艺以及寻找炉壁热渗透而使用。它光谱范围是8 – 14μm，测温范围是-32 – 900 ℃。

　　IN 15/5光谱范围5.14工作，150 – 1800℃之间所有玻璃表面温度测量都可以使用。

　　所有15系列测温仪都带有激光导向灯，用来准确对准被测物体，选用聚焦镜头小至2.2毫米物体也可以被测温。

　　IS8 plus和IGA 8 plus用来测量玻璃模具、玻璃喂料器或玻璃熔炉中玻璃温度。它们光谱范围0.6和1.1及1.45至1.8um，测温范围600和2500℃300 – 1300 ℃。