مادون قرمز و شیشه: انتخاب گریدهای کوارتز مناسب برای ویندوز و بخاری IR

رابطه بین مادون قرمز و شیشه بر اساس طول موج تعیین می شود، نه بر اساس شفافیت قطعه روی نیمکت. چند سال پیش یکی از مشتریان برای ما طرحی برای یک دیسک سیلیس ذوب شده با عرض 60 میلی متر و ضخامت 5 میلی متر برای ما ارسال کرد تا در مقابل یک دوربین تصویربرداری حرارتی بنشینیم و محفظه کوره 900 درجه سانتی گراد را تماشا کنیم. هر بعد درست بود مطالب اشتباه بود در باند 8 تا 14 میکرومتری که دوربین استفاده می کند، سیلیس ذوب شده به هیچ وجه پنجره نیست. یک دیوار است دوربین تابش سطح خود دیسک به اضافه انعکاس کارگاه پشت آن را می دید و کوره در پشت یک خالی کاملاً ماشینکاری شده نامرئی می ماند.

این درخواست نقل قول مادون قرمز و شیشه را بهتر از هر فصل کتاب درسی خلاصه می کند. شیشه کاملا شفاف یا مادون قرمز نیست. در یک محدوده تعریف شده شفاف است، در خارج از آن محدوده کور است، و لبه های محدوده با ترکیب، محتوای هیدروکسیل و ضخامت حرکت می کنند. درست انتخاب کنید و شیشه کوارتز به یکی از مفیدترین مواد در یک سیستم مادون قرمز تبدیل می‌شود: در دمای 1100 درجه سانتیگراد در سرویس مداوم دوام می‌آورد، شوک حرارتی را از بین می‌برد و بیشتر آنچه را که بخاری موج متوسط ​​ساطع می‌کند، عبور می‌دهد. اشتباه انتخاب کنید و صاحب یک دیسک تزئینی گران قیمت هستید.

این مقاله برای افرادی نوشته شده است که واقعاً باید این تماس را انجام دهند: مهندسان فرآیند که یک پاکت بخاری را مشخص می کنند، طراحان ابزار انتخاب یک پنجره، تیم های تعمیر و نگهداری عیب یابی یک پیرومتر، و خرید کارکنانی که قیمت های یک تولید کننده شیشه کوارتز را مقایسه می کنند. ما هر هفته لوله‌های کوارتز، میله‌ها، صفحات، پنجره‌ها، بوته‌ها و عناصر گرمایش مادون قرمز می‌سازیم، بنابراین نمونه‌های زیر از سفارش‌های خرید واقعی به‌جای برنامه درسی فیزیک می‌آیند.

نسخه کوتاه: شیشه را با باند مطابقت دهید

اگر فقط یک چیز را به خاطر دارید، این را به خاطر بسپارید: شیشه کوارتز یک ماده مادون قرمز نزدیک و موج کوتاه مادون قرمز است. سیلیس ذوب شده با خلوص بالا نور را از تقریباً 180 نانومتر در اشعه ماوراء بنفش به حدود 2.5 میکرومتر منتقل می کند و گریدهای هیدروکسیل پایین انتقال قابل استفاده را به تقریباً 3.5 میکرومتر می رساند. فراتر از حدود 4 میکرومتر، جذب به شدت بالا می رود. بین 8 تا 10 میکرومتر، شبکه سیلیکون-اکسیژن آنقدر قوی جذب می شود که یک پنجره 3 میلی متری به طور موثر سیاه می شود.

این واقعیت واحد تقریباً هر سؤالی را که دریافت می کنیم در یکی از سه سطل طبقه بندی می کند:

• 1 تا 3 میکرومتر شیشه کوارتز انتخاب پیش فرض است. لامپ‌های مادون قرمز، ساطع‌کننده‌های فیبر کربن، لیزرهای فیبر ۲ میکرومتری، سنجش گاز، اندازه‌گیری رطوبت، گرم کردن مجدد پیش‌فرم پلاستیک و اکثر فرآیندهای خشک کردن صنعتی در اینجا زندگی می‌کنند.
• 3 تا 5 میکرومتر شما روی شانه منحنی هستید. سیلیس ذوب شده کم OH هنوز کار می کند، اما ضخامت بسیار مهم است، محتوای هیدروکسیل باید مشخص شود نه اینکه فرض شود، و هر میلی متر اضافی هزینه سیگنال واقعی دارد.
• 8 تا 14 میکرومتر کوارتز نمی تواند به شما کمک کند. تصویربرداری حرارتی، بیشتر پیرومترها و رادیومتری موج بلند به ژرمانیوم، سلنید روی، سولفید روی، سیلیکون برای انتهای کوتاهتر یا یک شیشه کالکوژنید نیاز دارند. پنجره کوارتز در دوربین های موج بلند یک فیلتر است نه یک پنجره.

همه چیزهای دیگر در این مقاله به جزئیات مربوط به آن چارچوب وابسته است: چگونه هیدروکسیل جذب می‌شود، چگونه ضخامت مشکل را ترکیب می‌کند، چگونه پوشش‌ها اعداد را تغییر می‌دهند، و چگونه می‌توان مشخصات خریدی را نوشت که یک تامین‌کننده واقعاً می‌تواند برآورده کند.

چرا سیلیس از مادون قرمز نزدیک عبور می کند اما مادون قرمز حرارتی را مسدود می کند؟

شفافیت به طور انتزاعی ویژگی یک ماده نیست. این یک شکاف بین دو مکانیسم جذب است. در سمت طول موج کوتاه، فوتون‌ها در نهایت انرژی کافی برای بلند کردن الکترون‌ها را در عرض باند شیشه حمل می‌کنند، به همین دلیل است که سیلیس ذوب شده کمتر از حدود 180 نانومتر مات می‌شود. در سمت طول موج بلند، فوتون ها در نهایت انرژی مناسب را برای تحریک ارتعاشات خود شبکه سیلیکون-اکسیژن حمل می کنند. این جذب های ارتعاشی در مادون قرمز حرارتی قرار دارند و قوی هستند.

نتیجه عملی یک پنجره انتقال با لبه نرم به جای سخت است. سیلیس ذوب شده در 1 میکرومتر عالی، در 2 میکرومتر خوب، قابل استفاده در 3 میکرومتر در درجه مناسب، حاشیه در 4 میکرومتر و ناامید کننده در 9 میکرومتر است. شیشه‌های شناور معمولی بسیار زودتر به حد مجاز خود می‌رسند زیرا ناخالصی‌های اکسید آهن به شدت در مادون قرمز نزدیک جذب می‌شوند، دقیقاً به همین دلیل است که شیشه پنجره ضخیم در آفتاب تابستان گرم می‌شود: نور مرئی وارد می‌شود و انرژی مادون قرمز نزدیک به گرما در داخل شیشه تبدیل می‌شود.

سه باند مادون قرمز به زبان ساده

مادون قرمز نزدیک و موج کوتاه، تقریباً 0.7 تا 2.5 میکرومتر. این باند گرمایش مبتنی بر لامپ، ارتباطات فیبر نوری، اندازه‌گیری رطوبت طیف‌سنجی و دوربین‌های بازرسی مادون قرمز موج کوتاه است. شیشه کوارتز در اینجا غالب است و نیاز به توضیح کمی دارد.

مادون قرمز موج میانی، تقریباً 3 تا 5 میکرومتر. این باند دماسنج شی داغ، تجزیه و تحلیل گاز احتراق، برخی از اپتیک های نظامی و تعداد فزاینده ای از حسگرهای گاز است. در صورتی که مسیر نوری کوتاه باشد، سیلیس ذوب شده کم OH می تواند نیمه پایینی این باند را تامین کند. بالاتر از 4 میکرومتر باید صادقانه سایر مواد را ارزیابی کنید.

مادون قرمز موج بلند، تقریباً 8 تا 14 میکرومتر. اینجا جایی است که دوربین های حرارتی کار می کنند، زیرا اشیاء با دمای اتاق به شدت در آنجا تابش می کنند. شیشه تقریباً در کل نوار مات است، به همین دلیل است که یک دوربین حرارتی که به سمت پنجره است، دمای سطح پنجره و انعکاس هر چیزی که پشت دوربین است را می بیند.

کاری که هیدروکسیل در داخل شیشه انجام می دهد

آبی که در طول ذوب به شبکه سیلیس وارد می شود، گروه های هیدروکسیل را پشت سر می گذارد و این گروه ها جذب ارتعاشی خود را در حدود 1.38، 2.22 و 2.73 میکرومتر دارند. سیلیس ذوب شده با درجه UV با 800 تا 1200 قسمت در میلیون هیدروکسیل فوق العاده زیر 2 میکرومتر و کاملا معمولی در 2.7 میکرومتر است. یک ماده درجه مادون قرمز با هیدروکسیل کمتر از 10 قسمت در میلیون، بیشتر جذب را حذف می کند و میکرومتر اضافی برد کاری را برای شما خریداری می کند.

این رایج ترین شکاف مشخصاتی است که می بینیم. یک خریدار "شیشه کوارتز، ضخامت 3 میلی متر، انتقال بالا" را درخواست می کند و پنجره ای با درجه UV دریافت می کند که تقریباً نیمی از سیگنال خود را در 2.7 میکرومتر از دست می دهد. هیچ چیز نقصی نداشت. نمره به سادگی هرگز بیان نشد.

جدول مقایسه ای از خانواده های شیشه ای در مادون قرمز

جدول زیر رفتار خانواده‌های شیشه‌ای را که اغلب از ما پرسیده می‌شود، فشرده می‌کند. محدوده ها ارقام انتقال قابل استفاده معمولی برای ضخامت های معمولی هستند، محدودیت های تضمین شده برای هر مذاب وجود ندارد، زیرا مواد ناخالص، محتوای آهن و سطح هیدروکسیل همگی لبه ها را تغییر می دهند.

جدول را به عنوان یک فیلتر بخوانید، نه یک رتبه بندی. JGS1 بهتر از JGS3 نیست. برای انتهای متفاوتی از طیف بهینه شده است. تامین‌کننده‌ای که برای هر کار مادون قرمز یک نمره را ذکر می‌کند یا درخواست را اشتباه متوجه شده است یا امیدوار است که متوجه نشوید.

دو یادداشت کاربردی زیر اعداد قرار دارد. اولاً، شفافیت قابل مشاهده تقریباً چیزی در مورد عملکرد مادون قرمز به شما نمی گوید، بنابراین بازرسی بصری یک پنجره تحویل داده شده بسیار کمی را ثابت می کند. دوم، شیشه ای که در بخش های ضخیم کمی خاکستری یا سبز به نظر می رسد، معمولاً محتوای آهن را آشکار می کند، که در شیشه دید بی ضرر است و در یک پنجره نزدیک به مادون قرمز غیرقابل قبول است.

انتقال در 3 میکرومتر: جایی که درجه ها از هم جدا می شوند

نمودار زیر میزان عبور داخلی را در 3 میکرومتر از طریق مسیر 10 میلی متری برای چهار ماده معمول مقایسه می کند. به طور عمدی بر روی آن طول موج متمرکز شده است زیرا 3 میکرومتر جایی است که محتوای هیدروکسیل، نه ضخامت یا جلا، بر نتیجه غالب است.

سه چیز برجسته است. شکاف بین دو گرید سیلیس، عرض نوار هیدروکسیل است، نه تفاوتی در خلوص یا ساخت و ساز، به همین دلیل است که تعمیر به جای تغییر پولیش، تغییر درجه است. بوروسیلیکات در این منطقه به سادگی "کمی بدتر" نیست. این یک کلاس مواد متفاوت است و نباید در هنگام کمبود عرضه بدون بررسی نوری جدید جایگزین شود. و شکل سودا-آهک توضیح می دهد که چرا شیشه معمولی به عنوان یک پنجره مادون قرمز حتی زمانی که کاملاً شفاف به نظر می رسد بی فایده است.

برای کار مادون قرمز خود، به همین دلیل است که صفحه و لوله کم هیدروکسیل را جدا از استوک درجه UV نگه می داریم و شماره دسته های ذوب را در لیست بسته بندی علامت گذاری می کنیم. همچنین به همین دلیل است که ما از مشتریان قبل از نقل قول به جای پس از آن، یک طول موج هدف را درخواست می کنیم. اگر برنامه در 2 میکرومتر قرار گیرد، یک پنجره استاندارد درجه UV عملکرد خوبی خواهد داشت و در هزینه صرفه جویی می کند. اگر در 3.2 میکرومتر قرار گیرد، همان پنجره سیگنال را به نصف کاهش می دهد و مشتری قبل از اینکه کسی به شیشه مشکوک شود، پوشش، جلا یا تراز را سرزنش می کند.

ضخامت به جای خطی، اثر را به صورت تصاعدی ترکیب می کند، بنابراین یک پنجره 5 میلی متری به سادگی «کمی کم نورتر» از یک پنجره 3 میلی متری در لبه نوار نیست. در عمل، اگر باید نزدیک به برش کار کنید، نازک‌ترین پنجره‌ای را که طراحی مکانیکی تحمل می‌کند را مشخص کنید و صرفه‌جویی در درجه بهتر را صرف کنید.

بخاری های مادون قرمز: چرا پاکت کوارتز یک فیلتر نیست؟

بزرگترین کاربرد صنعتی جفت مادون قرمز و شیشه، لوله گرمایش مادون قرمز کوارتز است و به این دلیل کار می کند که پاکت نسبت به تشعشعات خود شفاف است. طبق قانون جابجایی وین، یک رشته فیبر کربنی که در حدود 1200 کلوین کار می‌کند، به شدت نزدیک به 2.4 میکرومتر تابش می‌کند. یک عنصر نیکل کروم در دمای مشابه رفتار مشابهی دارد. یک رشته تنگستن در یک لوله پر از هالوژن داغتر است، نزدیک به 2800 کلوین، و به اوج نزدیکتر به 1 میکرومتر می رسد. هر سه به راحتی در داخل پنجره انتقال پاکت کوارتز قرار می گیرند، بنابراین دیواره لوله انرژی بسیار کمی را که تولید می کند جذب می کند.

این یک جزئیات پیش پا افتاده نیست. اگر پاکت خروجی خود را جذب کند، لوله به جای قطعه کار، خود را گرم می کند، راندمان فرو می ریزد و دیواره نرم می شود. کوارتز از هر سه حالت خرابی به طور همزمان جلوگیری می کند و نقطه نرم شدن بالای 1600 درجه سانتیگراد و ضریب انبساط حرارتی در حدود 0.55 × 10-6 در هر کلوین را اضافه می کند، به همین دلیل است که بخاری را می توان با آب سرد در خط تولید بدون خرد شدن پاشید.

لوله های گرمایش مادون قرمز کوارتز شفاف لوله کوارتز شفاف انتقال مستقیم مادون قرمز را برای گرمایش متمرکز، پاسخ سریع و مقاومت در برابر شوک حرارتی ارائه می دهد. در جایی که تصویر رشته تنگ و کارایی بالا اهمیت دارد مفید است. مشاهده محصول →

پاکت های شفاف، شیری و دوپینگ

کوارتز شفاف بالاترین انتقال مستقیم و تصویر رشته ای محکم را ارائه می دهد که مناسب گرمایش متمرکز، شکل دهی حرارتی و پردازش حرارتی سریع نیمه هادی است. کوارتز شیری یا مات تابش را پراکنده می کند، نقاط داغ را نرم می کند و توزیع یکنواخت تری را در یک هدف گسترده ایجاد می کند، که معمولاً برای خشک کردن کوره ها، پخت رنگ و گرم کردن غذا ترجیح داده می شود.

لوله کوارتز دوپ شده با جابجایی جایی که پوشش جذب می شود، گزینه سوم را اضافه می کند. یک لوله دوپ شده برای کاهش انتشار اشعه ماوراء بنفش تولید ازن را کاهش می دهد و از محصولات حساس به گرما محافظت می کند، در حالی که لوله قرمز یاقوتی آشنا به وضوح طول موج های کوتاه را بدون مسدود کردن خروجی مادون قرمز فیلتر می کند. برای سازندگان لامپ، این اغلب تفاوت بین عبور و خرابی مشخصات آلایندگی است.

امیتر مطابق با بارگذاری

تطبیق طول موج بیش از آنچه اکثر خریداران انتظار دارند اهمیت دارد. پوشش های مبتنی بر آب، کاغذ و منسوجات به شدت حدود 3 میکرومتر را جذب می کنند، بنابراین ساطع کننده های کربن با موج متوسط ​​گرما را به طور موثر انتقال می دهند. لایه های نازک پلیمری و پریفرم های PET به خوبی در ناحیه 1 تا 2 میکرومتری جذب می شوند که به نفع لامپ های هالوژن موج کوتاه است. پلاستیک های شفافی که برای چشم شفاف به نظر می رسند همچنان می توانند به شدت در مادون قرمز نزدیک جذب شوند، دقیقاً به همین دلیل است که جوشکاری مادون قرمز و اتصالات کوچک کار می کنند.

ما معمولاً قبل از توصیه یک پاکت، سه سؤال می‌پرسیم: ماده مورد نظر چیست، باید به چه دمایی برسد و نتیجه چقدر باید یکنواخت باشد. این سه پاسخ، انتخاب امیتر، قطر لوله، ضخامت دیواره و پرداخت سطح را بسیار سریعتر از یک برگه داده محدود می کند.

ویندوز مادون قرمز و عینک دید برای فرآیندهای داغ

پنجره ای که به یک محفظه 1000 درجه سانتیگراد نگاه می کند باید سه کار را همزمان انجام دهد: شفاف ماندن در طول موج عملیاتی، زنده ماندن در گرادیان حرارتی و حفظ جو فرآیند در جایی که به آن تعلق دارد. کوارتز هر سه را بهتر از بسیاری از گزینه های جایگزین کنترل می کند، اما فقط در صورتی که طراحی مکانیکی آن را پشتیبانی کند.

یک شیشه دید کوره معمولی را در نظر بگیرید. سمت فرآیند در دمای 900 درجه سانتیگراد، صفحه بیرونی در دمای 60 درجه سانتیگراد قرار می گیرد و دوربین یا پیرومتر در 1.5 میکرومتر نگاه می کند. دیسک کوارتز 5 میلی متری کم OH نیاز نوری را به راحتی برطرف می کند. حالت شکست تقریبا هرگز انتقال نیست. در حال نصب است اگر پنجره در هر دو وجه محکم بسته شود، انبساط دیفرانسیل بین کوارتز و فلنج فولادی ضد زنگ آن را ترک می کند، زیرا کوارتز بسیار کمتر از فلز اطراف خود منبسط می شود. ما یک واشر نرم، یک صندلی شناور، و مشخصات واضحی که چهره داغ است را توصیه می کنیم.

پاکسازی دومین تصمیم طراحی است. یک پنجره کوارتز در یک اتمسفر مملو از دوده یا متراکم، انتقال از رسوبات سطحی را مدتها قبل از تخریب خود شیشه از دست می دهد. تخلیه مماسی هوا یا نیتروژن در سطح فرآیند، سطح را شفاف نگه می دارد و به عنوان یک مزیت، آن را خنک می کند. در مواردی که گاز تصفیه در دسترس نیست، فشار مثبت جزئی در داخل محفظه اغلب به همان نتیجه می رسد.

پنجره کوارتز با خلوص بالا برای استفاده نوری و حرارتی پنجره کوارتز با خلوص بالا برای مشاهده نوری با دمای بالا و پایداری حرارتی مناسب است. در مواردی که تلفات انتقال مهم است، نیازهای ضد انعکاس پاکسازی و پهنای باند را در نظر بگیرید. مشاهده محصول →

ضخامت، پوشش و کیفیت سطح

سیلیس ذوب شده بدون پوشش حدود 3 تا 4 درصد در هر سطح به بازتاب فرنل در مادون قرمز نزدیک از دست می دهد. دو سطح، چهار درصد، و کاهش بیشتر در داخل مواد: یک پنجره اسما عالی می تواند 90 درصد را به جای 96 درصد قبل از شروع فرآیند ارائه دهد. پوشش‌های ضد انعکاس بیشتر آن را بازیابی می‌کنند، اما فقط در سراسر باندی که برای آن طراحی شده‌اند، بنابراین وقتی سنسور طول موج را جارو می‌کند، مشخصات پهنای باند اهمیت دارد.

تلورانس های بعدی نیز ارزش بیان صریح را دارند. یک پنجره با ضخامت 0.05 ± میلی‌متر و کیفیت سطح خراش 40/20 بیشتر از یک سفید معمولی با 0.2 ± میلی‌متر هزینه دارد و بیشتر کاربردهای شیشه‌های دید به درجه محکم‌تر نیاز ندارند. برعکس، یک پنجره لیزری که بی سر و صدا جایگزین یک پولیش تجاری برای یک پرداخت لیزری می شود، از پراکندگی و در قدرت بالا، از گرمایش موضعی رنج می برد.

کیفیت لبه سزاوار ذکر است زیرا جایی که اکثر شکستگی ها از آنجا شروع می شود. یک لبه زمینی و اریب دار در برابر خرد شدن در حین جابجایی مقاومت می کند و احتمال انتشار ترک در دیافراگم تحت چرخه حرارتی را کاهش می دهد.

کوارتز نوری مادون قرمز: آنچه که JGS3 برای شما می خرد و هزینه آن چقدر است

سیلیس ذوب شده درجه مادون قرمز، که معمولاً تحت نام JGS3 ذکر می شود، چیزی است که وقتی مشتری به انتقال قابل استفاده تا حدود 3.5 میکرومتر نیاز دارد، عرضه می کنیم. محتوای هیدروکسیل کمتر از حدود 10 قسمت در میلیون نگه داشته می شود، که نوار جذب 2.73 میکرومتری را که مواد درجه اشعه ماوراء بنفش را محدود می کند، حذف می کند.

صفحات کوارتز نوری درجه مادون قرمز JGS3 صفحه کوارتز نوری JGS3 0.26-3.5 میکرومتر را پوشش می دهد و از نوار جذب هیدروکسیل 2.7 میکرومتر جلوگیری می کند. مفید برای انتقال مادون قرمز که در آن محدوده UV کمتر مهم است. مشاهده محصول →

مبادلات قبل از اینکه آن را مشخص کنید ارزش درک دارد. حذف هیدروکسیل، برش اشعه ماوراء بنفش را به طول موج های طولانی تر، معمولاً فراتر از 250 نانومتر، تغییر می دهد، بنابراین درجه مادون قرمز انتخاب ضعیفی برای پوشش لامپ UV است. همچنین هزینه بیشتری نسبت به مواد درجه اشعه ماوراء بنفش دارد زیرا فرآیند ذوب و ادغام سخت‌تر است، و از این نظر حساس‌تر است که یک تامین‌کننده باید در واقع هیدروکسیل را اندازه‌گیری کند تا اینکه آن را فرض کند.

جایی که می‌بینیم JGS3 بهای خود را به دست می‌آورد: پنجره‌های نوری برای لیزرهای فیبر ۲ تا ۳ میکرومتری، سلول‌های جذب گاز برای سنجش متان و بخار آب، پنجره‌های محافظ روی آشکارسازهای موج میانی خنک‌شده، و اپتیک‌های مرجع که نباید با جذب رطوبت جابجا شوند. جایی که هدر می رود: پنجره های با نور مرئی، تجهیزات پخت UV، و مشاهده کوره کلی در 1 میکرومتر، که در آن درجه ارزان تر به طور یکسان عمل می کند.

ویژگی های کیفیت که به اندازه انتقال اهمیت دارند

یک مسیر نوری مادون قرمز بیش از منحنی انتقال تحت تأثیر قرار می گیرد. حباب ها و اجزای جامد نور را پراکنده می کنند و تحت قدرت زیاد به عنوان نقاط داغ عمل می کنند که می توانند به دانه آسیب برسانند. استریا، نوار ترکیبی ضعیفی که در اثر ذوب باقی می‌ماند، جبهه‌های موج و ماده را به‌شدت برای تصویربرداری یا تداخل سنجی به‌وجود می‌آورد، اما اصلاً برای اندازه‌گیری انتقال تشعشعی ساده. همگنی شاخص برای دیافراگم های بزرگ و به سختی برای یک دیسک 10 میلی متری اهمیت دارد.

توصیه ما این است که برنامه را به جای یک نیاز عمومی "بهترین کیفیت" بیان کنید. سپس یک تامین کننده می تواند یک کلاس حباب، کلاس striae و مشخصات سطحی را پیشنهاد کند که با کار مطابقت دارد، و شما از پرداخت هزینه همگنی درجه تداخل در قسمتی که فقط نیاز به عبور گرما به یک محفظه دارد، اجتناب می کنید.

هنگامی که شیشه پاسخ اشتباه است: تصویربرداری حرارتی از طریق یک پنجره

دوربین های حرارتی شایع ترین منبع سردرگمی مادون قرمز و شیشه هستند و پاسخ صادقانه این است که کوارتز نمی تواند مشکل را حل کند. یک دوربین حرارتی موج بلند که بین 8 تا 14 میکرومتر کار می کند، شیشه را به عنوان یک سطح مات با تابش حدود 0.9 می بیند، بنابراین دمای شیشه را گزارش می دهد، با هر چیزی که شیشه بازتاب می کند، اصلاح می شود. در یک کارگاه، آن انعکاس مردم و نور است، به همین دلیل است که تصاویر حرارتی پنجره ها شبیه آینه هستند.

اصلاحات معمول همه مشروع هستند و هیچ یک از آنها کوارتز را شامل نمی شود:

• یک دیافراگم شفاف را باز کنید و از طریق سوراخ اندازه گیری کنید و جریان هوای همراه با آن را بپذیرید.
• از مواد پنجره ای استفاده کنید که واقعاً در باند 8 تا 14 میکرومتری انتقال می یابد، مانند ژرمانیوم، سلنید روی یا شیشه کالکوژنید، و هزینه و محدودیت های حرارتی آن را بپذیرید.
• به جای آن از یک دوربین مادون قرمز موج کوتاه استفاده کنید که بین 0.9 تا 1.7 میکرومتر کار می کند، جایی که کوارتز شفاف است و اندازه گیری دمای بالا هنوز امکان پذیر است.
• سطح بیرونی را با یک سنسور تماسی یا یک پیرومتر با تصحیح گسیل که در طول موج کوتاه‌تر کار می‌کند اندازه‌گیری کنید.

گزینه موج کوتاه گزینه ای است که اغلب نادیده گرفته می شود. برای کار در کوره و کوره بالای 700 درجه سانتیگراد، یک دوربین موج کوتاه در پشت پنجره کوارتز می تواند پاسخ مهندسی بهتری نسبت به دوربین گران قیمت موج بلند پشت یک پنجره عجیب و غریب باشد، زیرا طول موج کوتاهتر همچنین حساسیت به خطای انتشار و آلودگی سطح را کاهش می دهد.

شیشه جلوی دوربین به طور خودکار ایده بدی نیست. شیشه انتخاب شده برای باند اشتباه است. هنگامی که اندازه گیری را برای تامین کننده شیشه کوارتز توصیف می کنید، به جای کلمه "حرارتی" باند طیفی دوربین را بنویسید، زیرا "حرارتی" به تنهایی تامین کننده مسئول را به سمت مواد اشتباه هدایت می کند.

اشتباهات مشخصات که مکرراً می بینیم

اکثر مشکلات شیشه مادون قرمز بر اساس سفارش خرید، ماه ها قبل از تحویل هر چیزی حل می شود. اینها موارد تکرار شونده هستند، به ترتیب تقریبی فراوانی.

1. تعیین درجه با نام بدون طول موج. "شیشه کوارتز" یک خانواده را توصیف می کند، نه سطح عملکرد. باند عملیاتی و انتقال قابل قبول را در آن باند بدهید.
2. فراموش کردن محتوای هیدروکسیل هر نیاز بیش از 2.5 میکرومتر باید یک حد OH را ذکر کند، به عنوان مثال زیر 10 قسمت در میلیون، و باید پرسید که چگونه تأیید می شود.
3. نادیده گرفتن ضخامت انتقال نزدیک لبه نوار از نظر ضخامت تصاعدی است. دو تامین کننده که درجه یکسانی را در ضخامت های مختلف ذکر می کنند، عملکرد متفاوتی را نقل می کنند.
4. فرض اینکه پوشش همیشه کمک می کند. یک پوشش ضد انعکاس بهینه شده برای 1 میکرومتر در 3 میکرومتر آسیب خواهد دید. نوار پوشش را مشخص کنید یا آن را کنار بگذارید.
5. طراحی یک پایه محکم کوارتز تقریباً یک پنجم نرخ فولاد ضد زنگ منبسط می شود. تفاوت باید به جایی برود از صندلی های سازگار استفاده کنید.
6. مشرف به پاکسازی یک پنجره کاملا مشخص در یک فضای کثیف در یک شیفت بی فایده می شود. جریان گاز را در مرحله طراحی برنامه ریزی کنید.
7. قضاوت کیفیت از روی چشم. قسمتی که بی عیب به نظر می رسد ممکن است درجه اشتباهی داشته باشد و قسمتی با حباب قابل مشاهده ممکن است برای کاربرد گرمایش تابشی کاملاً قابل قبول باشد. بر اساس مشخصات بازرسی کنید، نه بر خلاف شهود.

تعمیر هر یک از اینها در مرحله نقل قول ارزان و پس از تحویل گران است. یک مکالمه پنج دقیقه ای در مورد طول موج، ضخامت، دما و جو تقریباً از همه آنها جلوگیری می کند.

نحوه خرید: آنچه که یک تولید کننده شیشه کوارتز باید به شما بگوید

خرید کوارتز مادون قرمز پیچیده نیست، اما به تامین کننده ای پاداش می دهد که به سوالات با اندازه گیری ها و نه با صفت پاسخ می دهد. خواه مستقیماً با یک تولید کننده سر و کار دارید، یک تامین کننده منطقه ای یا یک عمده فروش که چندین خط تولید را مدیریت می کند، همان ده مورد باید در پاسخ فنی ظاهر شود.

1. منحنی انتقال اندازه گیری شده برای درجه ارائه شده در ضخامت ارائه شده، نه یک شکل کاتالوگ کپی شده از یک برگه داده عمومی. اندازه گیری مادون قرمز تبدیل فوریه چند دقیقه طول می کشد و اکثر استدلال ها را حل می کند.
2. مقدار هیدروکسیل اعلام شده و روش مورد استفاده برای به دست آوردن آن، معمولاً از نوار جذب نزدیک به 2.73 میکرومتر.
3. کلاس حباب و گنجاندن در یک طرح درجه بندی شناخته شده به جای "کیفیت بالا" بیان می شود.
4. اطلاعات استریا و همگنی که در آن تصویربرداری یا تداخل سنجی دخالت دارد.
5. تحمل های ابعادی برای ضخامت، قطر، صافی و موازی بودن، به علاوه روش اندازه گیری.
6. مشخصات سطح در شرایط خراش، با درجه لهستانی نامگذاری شده است.
7. جزئیات پوشش از جمله طول موج طراحی، پهنای باند، زاویه تابش و بهره انتقال مورد انتظار.
8. محدودیت های حرارتی و نرخ های رمپ توصیه شده ، از جمله حداکثر گرادیان در سراسر قطعه.
9. بسته بندی و قابلیت ردیابی ، زیرا یک پنجره 300 میلی متری که تراشه شده وارد می شود صرف نظر از کیفیت نوری آن ضرر کلی است.
10. خط مشی زمان نمونه و سرب مخصوصاً برای اولین مقاله که باید در فیکسچر واقعی آزمایش شود.

همچنین به دانستن اینکه یک تامین کننده باید از شما بپرسد نیز کمک می کند. اگر مظنه ای بدون سوالی در مورد طول موج، ضخامت یا دما ارائه شود، احتمالاً قیمت بر اساس حدس است. فرم استعلام خود ما عمداً ابتدا نوار عملیاتی را می‌پرسد، زیرا تعیین می‌کند که آیا ما یک لوله درجه فرابنفش، یک صفحه درجه مادون قرمز یا یک پاکت شیری را نقل قول می‌کنیم.

اندازه های سفارشی، دسته های کوچک و سفارشات تکراری

اکثر پروژه های مادون قرمز به صورت یکباره شروع می شوند و به بخش برنامه ریزی شده تبدیل می شوند. زودتر بپرسید که آیا تامین‌کننده می‌تواند یک دسته ذوب را برای سفارش‌های تکراری نگه دارد، آیا نقشه با انتقال اندازه‌گیری‌شده پیوست شده در پرونده نگهداری می‌شود یا خیر، و چگونه تغییر درجه اطلاع رسانی می‌شود. این پاسخ ها در اولین فاکتور زمانی که شش ماه از تولید می گذرد و یک دسته جدید کمی متفاوت رفتار می کند، بیش از چند درصد اهمیت دارند.

برای ساخت سفارشی، چه به معنی یک پنجره پلکانی، یک صفحه دیافراگم حفر شده، یک پاکت گنبدی یا یک درگاه دید فلنجی باشد، مسیر عملی ارسال یک طرح با الزامات نوری مشخص شده روی آن است. ابعاد به تنهایی به ندرت بیان می کنند که قطعه باید واقعا چه کاری را انجام دهد.

جایی که این محصولات در محدوده ما قرار دارند

دو نقطه ورودی بیشتر کارهای مادون قرمز که در بالا توضیح داده شد را پوشش می دهند. اولین مورد، خدمات سفارشی ساخت پنجره ما است که دیافراگم ها، صفحات سوراخ شده، پروفیل های پلکانی و هماهنگی پوشش ضد انعکاس شیشه های دید و پنجره های ابزار را انجام می دهد. دوم محدوده بخاری مادون قرمز است که ساختارهای شفاف، شیری و فیبر کربنی برای تجهیزات گرمایش صنعتی را پوشش می دهد.

هر دو صفحه در کنار کاتالوگ گسترده‌تری از لوله‌ها، میله‌ها، صفحات، بوته‌ها و ظروف آزمایشگاهی قرار دارند، بنابراین یک پرس و جو معمولاً می‌تواند کل مجموعه را به جای یک جزء واحد پوشش دهد.

سوالات متداول: مادون قرمز و شیشه

آیا مادون قرمز از شیشه عبور می کند؟

برخی از آن‌ها انجام می‌دهند و مقدار آن کاملاً به طول موج بستگی دارد. شیشه پنجره معمولی نور مادون قرمز نزدیک به زیر حدود 2.5 میکرومتر را به خوبی از خود عبور می دهد و تقریباً هر چیزی را که بیش از 5 میکرومتر است مسدود می کند. کوارتز ذوب شده انتقال قابل استفاده را تا حدود 3.5 میکرومتر در گریدهای کم هیدروکسیل گسترش می دهد. در باند حرارتی 8 تا 14 میکرومتری، شیشه معمولی به طور موثر مات است.

چرا دوربین حرارتی نمی تواند از طریق پنجره ببیند؟

زیرا دوربین در امواج مادون قرمز با امواج بلند کار می کند، جایی که شیشه به جای انتقال، جذب می شود. بنابراین دوربین خود سطح شیشه را می خواند که به شدت ساطع می شود و همچنین محیط اطراف را منعکس می کند. نشان دادن دوربین حرارتی به سمت پنجره معمولاً تصویری از گرمای بازتابیده شده توسط اپراتور دوربین ایجاد می کند.

آیا شیشه کوارتز همان شیشه مادون قرمز است؟

نه دقیقا. شیشه کوارتز خانواده ای از محصولات سیلیس ذوب شده است و فقط برخی از اعضای آن خانواده برای کارهای مادون قرمز بهینه شده اند. مواد درجه مادون قرمز با محتوای هیدروکسیل بسیار کم مشخص می شود، که نوارهای جذبی را که سیلیس درجه اشعه ماوراء بنفش را بیش از 2.5 میکرومتر محدود می کند، حذف می کند.

کدام درجه را برای فرآیند 2 تا 3 میکرومتری انتخاب کنم؟

زیر 2.5 میکرومتر، یک سیلیس ذوب شده استاندارد UV معمولاً عملکرد خوبی دارد و هزینه کمتری دارد. بین 2.5 تا 3.5 میکرومتر، درجه مادون قرمز کم هیدروکسیل با هیدروکسیل کمتر از حدود 10 قسمت در میلیون مشخص کنید و پنجره را تا جایی که طراحی مکانیکی اجازه می دهد نازک نگه دارید.

آیا یک پنجره ضخیم تر، مادون قرمز بیشتری را مسدود می کند؟

بله، و اثر به جای تناسب، نمایی است، به خصوص در نزدیکی لبه پنجره انتقال. پنجره ای که عملکرد قابل قبولی در 3 میلی متر دارد می تواند بخش بزرگی از سیگنال خود را در 8 میلی متر در همان طول موج از دست بدهد. ضخامت یک متغیر نوری است، نه تنها یک متغیر مکانیکی.

آیا پوشش ها می توانند انتقال مادون قرمز را بهبود بخشند؟

پوشش‌های ضد انعکاس می‌توانند تقریباً 3 تا 4 درصد از دست رفته در هر سطح بدون پوشش را بازیابی کنند، اما فقط در نواری که برای آن طراحی شده‌اند. یک پوشش بهینه شده برای نور مرئی معمولاً عملکرد را در 3 میکرومتر کاهش می دهد، بنابراین طول موج طراحی باید در نقشه ذکر شود.

بالاترین دمایی که یک پنجره کوارتز می تواند داشته باشد چقدر است؟

کوارتز ذوب شده در دمای بالای 1600 درجه سانتیگراد نرم می شود و به طور معمول به طور مداوم در حدود 1100 درجه سانتیگراد استفاده می شود، اما محدودیت عملی برای پنجره معمولاً گرادیان حرارتی در سراسر آن و روش نصب است تا نقطه نرم شدن مواد. گرم شدن تدریجی، صندلی های سازگار و حتی بستن بیشتر از شکل تیتر مهم است.

مادون قرمز و شیشه یکی از موضوعاتی است که کمی دقت در اوایل باعث صرفه جویی زیادی در هزینه ها می شود. فیزیک ثابت است، گزینه‌های مواد به خوبی درک شده‌اند، و حالت‌های خرابی تقریباً همه قابل پیش‌بینی هستند: درجه انتخاب شده بر اساس عادت به جای طول موج، پنجره طراحی شده بدون پایه منطبق، پاکت بخاری مشخص شده بدون در نظر گرفتن میزان یکنواختی گرما، یا یک دوربین حرارتی از موادی که دقیقاً باندی که به آن بستگی دارد را جذب می‌کند.

اگر در مرحله طراحی یک قطعه به جای سفارش هستید، مفیدترین کاری که می توانید انجام دهید این است که فرآیند را به زبان ساده توصیف کنید: چه چیزی گرم یا اندازه گیری می شود، در چه دما، در چه طول موج، در چه جوی، و برای چه مدت قطعه باید دوام بیاورد. این پنج پاسخ، انتخاب درجه، ضخامت، پوشش سطح و پوشش را سریعتر از هر جدول مشخصات محدود می‌کند و به تولیدکننده آنقدر می‌دهد که چیزی را نقل کند که یک سال بعد همچنان در کف فروشگاه کار می‌کند.