应用报告:玻璃工业中的高温测量

 

简介

温度是玻璃生产加工过程中最重要的参数之一。其重要性已经不局限于在能量消耗大的熔制工艺中监测温度以提高效率。在成型工艺中测量和控制温度也是必不可少的。玻璃制造商依赖于非接触式温度测量的精度,将其作为测量技术的首选。

有陶瓷套管保护的热电偶有时仍被用于监测熔制过程中的炉顶温度。但是由于热电偶老化迅速,使用寿命短,因此必须定期借助手持式高温计检查测量精度。热电偶正逐渐被无磨损的高温计所替代。

在玻璃成型工艺中,只能使用非接触、无磨损的测量方式。

无论是手持式还是固定式,高温计的使用帮助玻璃制造业对各个工艺过程进行优化。

尤其是以下工艺过程将受益于高温计的使用:

  • 启用或运行一条生产线时
  • 调整生产线用于另一种产品时
  • 用于产品生产过程的质量控制
  • 生产实验室用的玻璃仪器时,例如试管和烧杯
  • 进行平板玻璃、瓶罐玻璃或者日用玻璃板的工业化研究时
  • 用于玻璃制品的后续加工,例如安瓿瓶封口或者金属和玻璃封接

KELLER高温计在玻璃工业中的典型应用

KELLER HCW的固定式和手持式高温计覆盖了与玻璃工业有关的整个温度范围,从0至3000℃。

固定式高温计

配有Si或者InGaAs探测器的单色高温计,由于其对于有色玻璃合适的测量深度以及从250℃至3000℃的宽温度范围,尤其适用于测量熔窑和送料机中的玻璃温度。

 

配有镜头取景的PZ 20/30高温计适用于测量球形挑料机的温度。这款高温计可以在一个安全的距离上通过一个小孔“观察”熔融玻璃(图5)。这款高温计具有峰值捕捉功能,用以平滑由于球形挑料机沿高温计光路移动造成的偶然信号波动。

陶瓷制窥视管和空气吹扫装置被用于保持高温计的光学系统不受污染,并延长维护间隔。为了便于检查,探头可以在几秒钟之内被轻松断开而无需工具。

对于绿色玻璃,配有Si探测器的单色高温计可以测量最深12 mm。因此配有镜头取景的PZ 30高温计可以被用于测量直径≥15mm的液滴温度。该仪器的峰值捕捉功能可以修正剪切料滴过程中出现的信号中断(当滴料落下时)。

用于绿色或无色玻璃时,配有InGaAs探测器的PZ 20/21单色高温计可以比Si探测器高温计测量到玻璃内部更深处。由于其光谱范围(1.1至1.7 μm),PZ 20/21可以探测到最低250℃。

因此这些高温计也同样适用于测量铸铁玻璃模压的温度。

然而,由于模具的表面特性会随时间而变化-新的铸铁模具非常光亮,而旧的则很暗淡-而且由于这些模具要定期润滑,所以其表面发射率会显著变化。为了消除这种变化引起的误差,模具的外侧的合适位置需要钻孔,以便高温计瞄准到里面。如果钻孔的深度至少是直径的六倍,高温计可以把这个钻孔看作一个发射率为0.95的灰体。

用这种方法,无论铸铁模具的内表面状态如何,固定式高温计都可以得到模具的可重复、典型的温度。

当然,模具内表面的温度与在钻孔中测量的温度会有所不同;这种差异会保持不变。钻孔的底部越接近内表面(最小可达厚度4 mm),温度差别就越小。

配有光纤探头和激光瞄准的PZ 21高温计也是测量模具温度的理想选择。紧凑的探头可以安装在靠近模压机或压吹机的安全位置,并瞄准钻孔。打开激光瞄准后可以照亮目标区域,并指示出准确的光斑尺寸。

配有φ30 mm光纤探头的Cellatemp PZ 21/41高温计

配有φ30 mm光纤探头的Cellatemp PZ 21/41高温计

手持式高温计

KELLER HCW 生产的手持式高温计在温度和波长范围上和固定式高温计相对应。这种手持式设备适用于抽查,并且可以用于任何以前需要相应的固定式高温计才能完成的测温任务。手持式高温计的另一个应用就是校准安装在炉顶或者窑炉里的热电偶。热电偶产生的热电势会引起老化。对于特定的工作条件,这一老化会在4周时间内,1550℃中造成最高达30℃的漂移。

可以每周对这类热电偶的性能进行抽查,例如将单色高温计瞄准观察窗或观察孔,并比较高温计和热电偶的读数。依据温度偏差示数的大小,热电偶和保护套需要定期更换。

如今的Optix红外测温仪(高温计)包括G、S、Q等系列,起源于最初的Optix高温计。最初的Optix高温计基于强度比较的方法,并且已经在玻璃工业中成功应用了数十年。

这类高温计具有以下特点:

  • 微处理器控制信号处理
  • 边缘无失真的镜头取景,温度读数显示在视野中
  • 记忆功能可以存储多达200个温度读数,无论是瞬时值、最大值还是最小值
  • 可更换的旋入式透镜(标准镜头或者长焦镜头),可以连续调节焦距
  • RS232串口,温度值存储为ASCII数据文件,用以借助常用软件如Excel进行后期处理、表格分析等。
  • 安装在坚固的防尘、防水铝质外壳

 

Optix系列手持式高温计

Optix系列手持式高温计

Optix G和Optix S,测量温度范围为250 - 2000℃或700 – 2500℃,是抽查熔炉、熔窑或供料机以及校准炉顶热电偶的理想选择。

Optix Q是手持式双色高温计。即使环境中有大量蒸汽或灰尘,或者液滴尺寸很小,都可以获得可靠的测量结果。

Keller HCW的Portix红外测温仪包括多种型号,设备小巧、简便,测量温度范围在0 – 1999℃之间。

 

Portix系列手持式高温计及接口适配器

Portix系列手持式高温计及接口适配器

Portix B(0 – 600℃)目标尺寸为5 mm,适用于在冷却工艺前后对模具和小型玻璃制品的快速温度检测。激光点光源标示出被测光斑的准确尺寸。

距离目标1 m远时,Portix D(0 - 600℃)的光斑直径为10 cm,因此是测量较大玻璃制品或者传送带的理想选择。

两种型号都可以和其他设备连用:利用PT 1000或者NiCr-Ni探头进行接触式测量,而利用该型号进行非接触式红外测量。

Portix系列的最后一个型号Portix H的温度测量范围为从300℃至1900℃。应用领域包括熔窑、送料机、模具或者直径大于25 mm的液滴的温度测量。

所有Portix系列高温计标配集成数据存储功能,可以保存多达64组温度读数。红外传输接口模块Adaptix C可以将数据传输到计算机供进一步数据处理或图形显示。

完整解决方案

工业测量系统

  • 高温计
  • 温度数据记录仪
  • 湿度测量设备
  • 称重放大器

系统工程

  • 测量设备的系统集成
  • 数据记录和可视化软件

服务

  • 安装、调试和维护
  • 检修
  • 现场检测

自动化

  • 硬件设计与配置
  • 控制柜制造
  • PLC软件开发

 

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