ガラスが抵抗するときの正確な温度測定のコツ
溶融したガラスの温度を測定しようとすると、まるで物理法則との格闘戦のようです。
標準的な赤外線温度計を使えば、うまくいかないでしょう。なぜかというと、ガラスは半透明だからです。センサーは表面だけを見ているわけではなく、溶融ガラスの奥側や炉壁からの熱も感知してしまいます。つまり、実際にはガラスの温度を測っているのではなく、その背後にある空間の温度を測っているのです。
スペクトルをカスタマイズするコツ
適当な波長を選んで期待するだけでは不十分です。実際に使用しているガラスの成分を考慮する必要があります。
使用される酸化物やドーパントによって、赤外線スペクトル上に特定の「吸収ピーク」が生じます。これはまるで鍵と鍵穴のようなものです。私たちはセンサーのスペクトル範囲を、そのピークに合わせて調整します。
波長がその最適な位置に来ると、ガラスはセンサーにとって不透明に見えるようになります。そうすれば、センサーは溶融ガラスの奥側を見ることなく、表面のみを測定できます。
しかし、問題点もあります。ガラスの組成が変わると、センサーの出力が不安定になったり、全く正確な数値が得られなくなったりします。その場合は、新しい化学組成に合わせて新しいスペクトル範囲を設定する必要があります。
トレードオフ
常に何かを妥協しなければなりません。
スペクトル帯域を狭めれば、精度は大幅に向上します。炉の背景光の影響もなくなります。しかし、デメリットとしては、センサーが汚れに対して敏感になってしまいます。信号を安定させるためには、より清潔な光学系が必要です。
また、放射率についても同様です。温度や成分によって変動するため、推測することはできません。実際のガラスサンプルを用いて、既知の黒体源と比較することで装置を校正します。これが唯一確実な方法です。
現場での運用
PLCに接続したら、視覚的な監視も忘れずに行ってください。必ず清潔に保ってください。ほんの少しのほこりや結露でも、スペクトル応答に影響を与え、温度の測定値を乱す可能性があります。
私たちは、材料のデータに基づいてカスタムのスペクトルマッピングを行います。そうすることで、センサーは炉内の混乱を無視し、溶融ガラスの状態を正確に把握できます。