تطبيقات مقياس الحرارة في صناعة الزجاج
في عملية إنتاج صناعة الزجاج، يعد قياس درجة الحرارة والتحكم فيها أحد الوسائل المهمة والضرورية للغاية. يتميز قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بمزايا التشغيل البسيط، والاستجابة السريعة، وعدم وجود شيخوخة، وانجراف صغير، وتكوين مرن، ولن يلوث الزجاج. يتم تقييم عوامل مثل الحلول.
في صناعة الزجاج، من الضروري قياس درجة حرارة الأجسام الشفافة وغير الشفافة. وتشمل الأجسام غير الشفافة القوالب والقباب والجدران الجانبية لأفران صهر الزجاج. باعتباره جسمًا مُقاسًا لقياس درجة حرارة عدم التلامس، فإن الزجاج هو جسم مرئي شفاف، ويقع طيفه في نطاق طيف الأشعة تحت الحمراء القريب، وترتبط انبعاثيته بالطول الموجي وسمك الزجاج. عندما يكون النطاق الطيفي بين 5 و8 ميكرومتر، تكون انبعاثيته هي الأعلى، لذلك يمكن قياس درجة حرارة الزجاج بشكل موثوق في هذا النطاق. تتوافق القيمة المقاسة مع درجة حرارة سطح الزجاج، بغض النظر عن سمك الزجاج، في هذا النطاق ولا يحدث أي إشعاع بشكل أساسي. من أجل تجنب تأثير القياس بالهواء المحيط، يستخدم مقياس الحرارة فقط نطاقًا طيفيًا ضيقًا للأشعة تحت الحمراء. تعمل موازين الحرارة عالية الجودة فقط في النطاق الطيفي لما يسمى بالنافذة البيئية، لأنه لا يوجد امتصاص للأشعة تحت الحمراء بسبب رطوبة الهواء أو أكاسيد الكربون، وبالتالي تجنب القياس الناتج عن التغيرات في رطوبة الهواء أو قياس المسافة. خطأ في درجة الحرارة. يتم استخدام نطاق النطاق الضيق 5 (حوالي 5 ميكرومتر) لقياس درجة حرارة السطح.
تعمل موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بشكل عام في النطاق الطيفي البالغ 5.14 ميكرومتر، لأن غاز العادم الساخن الناتج عن النار المشتعلة في هذه المنطقة لن يؤثر على القيمة المقاسة. بالنسبة لمجالات التطبيق الأخرى، من الضروري قياس درجة الحرارة داخل الزجاج، حيث أن طبقات الزجاج القريبة من السطح تتأثر بشدة بالحمل الحراري. ما يجب قياسه هنا هو الزجاج المنصهر، لذا يلزم وجود مقياس حرارة في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة. وبما أن عمق الاختراق الذي يتم تحقيقه عند أطوال موجية مختلفة يختلف أيضًا، فإن اختيار البيرومتر يعتمد على سمك الطبقة الزجاجية. تحل تكنولوجيا قياس درجة الحرارة بدون تلامس لأفران صهر الزجاج وحمامات القصدير وأفران التلدين بشكل متزايد محل قياس درجة الحرارة بالمزدوجة الحرارية التقليدية في أفران صهر الزجاج.
بالمقارنة مع موازين الحرارة، فإن المزدوجات الحرارية سوف تتقادم وتنجرف بسرعة تحت درجة حرارة العمل المرتفعة والظروف البيئية القاسية. من أجل حماية المزدوجات الحرارية، تحتاج بعض الأماكن إلى استخدام معدن البلاتين كقشرة واقية، مما سيزيد التكلفة كثيرًا. يُستخدم خصيصًا في هذا المجال، ويمكنه العمل حتى عندما تصل درجة الحرارة المحيطة إلى 250 درجة بدون نظام تبريد. باستخدام بيرومتر الألياف الضوئية، يمكن تقليل تكاليف التركيب والتشغيل بشكل كبير. يمكن حماية الألياف الضوئية بغلاف صلب من الفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن أن يصل أطولها إلى 30 مترًا. ملحقات التثبيت المطلوبة مثل دعامات التثبيت، ومنظفات الهواء، وأنابيب الزقزقة (قابلة للاستخدام حتى 1200 درجة).
قياس القطرات الزجاجية
من حيث المبدأ، لا يمكن الحصول على درجة حرارة القطرة الزجاجية إلا من خلال تقنية قياس درجة الحرارة غير المتصلة. نظرًا لأوقات الدورات القصيرة، يلزم وجود بيرومتر ذو وقت استجابة سريع ويجب أيضًا أن يكون قادرًا على قياس درجة الحرارة الداخلية للقطرات الزجاجية، والتي يمكن أن تكون غير دقيقة لأن درجة حرارة سطح الزجاج تتأثر بشدة بالظروف المحيطة. يتم تحديد عمق اختراق الزجاج من خلال النطاق الطيفي لمقياس الحرارة، ويجب أن يعتمد الاختيار على نوع الزجاج وحجم القطرة.
عادةً ما يتم تخزين درجة الحرارة وعرضها لفترة وجيزة بمساعدة ذاكرة القيمة القصوى. مقياس الحرارة الرقمي بالأشعة تحت الحمراء، يقيس درجة الحرارة الداخلية للزجاج المتساقط في خط إنتاج الزجاجات الأوتوماتيكي، وزمن الاستجابة هو 10 مللي ثانية. قياس درجة حرارة القالب الزجاجي يتطلب قياس درجة حرارة القالب الزجاجي أيضًا وقت استجابة سريعًا لأن القالب الزجاجي يفتح ويغلق بمعدل سريع. نظرًا لأنه سيتم قياس درجة حرارة الجسم المعدني هنا، يجب أن تكون الحساسية الطيفية لمقياس الحرارة في نطاق الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة، ويجب أن يتراوح وقت الاستجابة بين 1 و2 مللي ثانية. بالإضافة إلى مخرجات القيمة المقاسة البالغة 0-20 مللي أمبير أو 4-20 مللي أمبير، يمكن أيضًا تحديد واجهة تسلسلية (RS232 أو RS485)، بحيث يمكن إجراء معالجة البيانات بواسطة الكمبيوتر. يمكن للأداة أيضًا اختيار حامل تثبيت مناسب وغطاء تبريد.
