Die richtige Temperatur ermitteln – wenn das Glas Widerstand leistet
Der Versuch, die Temperatur von flüssigem Glas zu messen, ist im Grunde genommen wie ein Kampf gegen die Gesetze der Physik. Wenn man einen herkömmlichen Infrarotpyrometer verwendet, wird man Probleme haben. Warum? Weil Glas halbtransparent ist. Der Sensor sieht nicht nur die Oberfläche, sondern auch das, was sich dahinter befindet – also die Wärmequellen an den Wänden des Ofens oder des Behälters. Man misst also nicht das Glas selbst, sondern den Raum dahinter.
Der Trick mit der spektralen Anpassung
Wir können nicht einfach irgendeine Wellenlänge wählen und darauf hoffen, dass alles klappt. Wir müssen darauf achten, was tatsächlich in der Glasmischung enthalten ist. Die Oxide und Additive, die wir verwenden, erzeugen bestimmte „Absorptionspeaks“ im Infrarotspektrum. Man kann sich das wie ein Schloss und einen Schlüssel vorstellen: Wir passen das Spektralfenster des Sensors so an, dass es genau auf diese Peaks abgestimmt ist. Wenn die Wellenlänge genau auf diesen Punkt trifft, erscheint das Glas für den Sensor plötzlich undurchsichtig. Der Sensor konzentriert sich dann nur noch auf die Oberfläche.
Aber hier kommt das Problem: Wenn sich die Zusammensetzung des Glases ändert, beginnt der Sensor falsche Werte anzuzeigen. In solchen Fällen muss man ein neues Spektralfenster konfigurieren, das zur neuen Zusammensetzung des Glases passt.
Die Kompromisse
Es gibt immer Kompromisse. Wenn man das Spektralfenster einengt, erhält man eine höhere Genauigkeit. Dadurch wird das störende „Durchleuchten“ durch den Hintergrund des Ofens vermieden. Der Nachteil ist jedoch, dass der Sensor empfindlicher auf Verschmutzungen reagiert. Man braucht daher einen sauberen optischen Weg, damit das Signal stark bleibt.
Außerdem spielt die Emissivität eine Rolle. Da diese je nach Temperatur und Zusammensetzung des Glases variiert, können wir nicht einfach raten. Wir kalibrieren das Gerät mithilfe eigener Glasproben gegenüber einer bekannten Schwarzkörperquelle. Das ist die einzige Möglichkeit, sicherzustellen, dass die Messungen korrekt sind.
In der Praxis
Sobald das System mit dem PLC verbunden ist, muss man einfach auf den Sichtschlitz achten. Halten Sie ihn sauber – wirklich! Selbst ein kleiner Staubkorn oder eine Schicht Kondenswasser kann die Spektralantwort beeinträchtigen und somit die Temperaturmessungen verfälschen. Wir übernehmen dabei die Arbeit der speziellen spektralen Anpassung auf Grundlage der Daten Ihres Materials. So ignoriert der Sensor das Chaos im Ofen und zeigt Ihnen genau an, was mit der Schmelze geschieht.