徐翠莲,沈振云
(中国耀华玻璃集团公司,河北秦皇岛 066000)
摘 要:对高温计的结构及测温进行了简介,提出了红外辐射高温计通过操作键盘在计算机中设定热弯的温度参数等过程而实现在玻璃深加工设备上的应用,并对其正确使用及必要的维护保养进行了阐述。
关键词:线性变化;光电转换;红外辐射高温计;玻璃热弯区;计算机控制
中图分类号:TH 765.2 文献标识码:A
工业上,测量温度的仪表元件已广泛使用,以温度计、点温计、热电阻、铂电阻等使用最为普遍。原理一般都是靠接触到被测物体表面或测量物体附近的空间温度,来达到测量物体温度的目的。高温计是靠红外辐射测温的测温仪器,测温过程中既不直接接触被测物体,也不需测量物体附近的空间温度。在玻璃深加工设备上,特别是玻璃热弯炉,玻璃的位置、状态是变化的,不可能进行直接测温。传统上一般采用热电耦间接测温的办法。这种办法无法得到玻璃的实际温度,热弯加工时只能根据间接测温,凭经验,凭感觉。因此,产品的质量和成品率不好保证,采用高温计测温很好地解决了这一问题
1 红外辐射高温计的结构及测温简介
红外辐射高温计采用铸铝密封,由镜头探测器(在高温计前端凹进100 mm)、红外感应系统、信号处理系统、水冷系统、高压风保护系统、调节机构等组成。其关键部件镜头探测器出厂时已调整好。
任何物体均向外界辐射光。高温计采集被测物体辐射的红外线,进行光电转换,对信号处理后,输出4～20 mA标准电流信号,如图1所示。
被测物体温度越高,电流信号越大,即温度与电流呈线性变化,如图2所示。高温计输出的4～20 mA电流信号可以传送到测温仪表、记录器、控制器、计算机等,进行温度测量或工业控制。
2 红外辐射高温计在玻璃热弯炉上的应用
玻璃热弯炉是将平板玻璃加热,使之满足各种需要形状的玻璃深加工设备。分为单室炉、双室炉及多室炉等。下面以七室炉为例说明红外辐射高温计的应用。
玻璃热弯炉大体结构如图3所示:整体分为上、下两部分,上部分有七个室,1、2、3室为初级预热室,利用下部分成品玻璃冷却的余热对玻璃进行预热。经过这三个室,玻璃温度达到100℃左右。4、5、6室是快速预热室,经这三个室预热后,玻璃温度可达400℃左右。第7为成型室,玻璃在该室升温成型,高温计安装在该室的顶部,对正在成型的玻璃进行测温。成型后的玻璃在第7室下降到热弯炉下部进行冷却。热弯炉下部为冷却部,成型后的玻璃经冷却部进行冷却。随着玻璃在第1室入炉,成品逐步被传送到热弯炉左端,冷却的同时为新入炉的玻璃预热。
红外辐射高温计在第7室(即成型室)对玻璃成型过程进行测温。其输出传送到计算机,计算机对玻璃成型进行控制。其过程是:通过操作键盘在计算机中设定热弯的温度参数,玻璃进入成型室后,加热升温,高温计对玻璃的温度开始检测,检测的温度转换成电流信号传到计机,与设定的参数相比较。1)如果设定的温度偏低,在观察窗观察玻璃尚未成型,在操作台上按“HOLD”键,保持加热,同时调整各加热区加热元件的状态,直到玻璃成型。此时按“READY”键,玻璃自动被传送到热弯炉下部进行冷却。同时按“MEM”键,高温计检测到的成型玻璃温度最佳值被储存在计算机中,作为以后玻璃成型的温度参数。2)若设定的温度偏高,玻璃未达到设定温度就已成型,按“READY”键,计算机自动把玻璃传到冷却部进行冷却。同时按“MEM”键,成型最佳参数被计算机储存,作为后续玻璃成型的设定参数。3)若设定的温度参数合适,达到该温度时玻璃正好热弯成型,玻璃被自动传送到冷却部冷却,后续的玻璃可直接使用储存的最佳参数进行热弯成型。
由于红外辐射高温计检测的是玻璃自身的温度,准确性、精确性很强,克服了以往热电耦测温与玻璃实际温度相差较大,工艺参数不好确定,成品率低的问题;该高温计与计算机相配合,能够根据实际情况,迅速确定最佳工艺参数,从而使复杂的玻璃热弯工艺变得操作简单,控制精确,适应力强,产品质量得到改善,生产效率大大提高。
3 红外辐射高温计的冷却及保护
红外辐射高温计工作环境温度较高,对其正常工作产生威胁。因此,采用循环水对高温计进行冷却,同时用高压风在镜头前形成气幕,将镜头与高温隔离,避免高温造成镜头变形、损坏(如图4所示)。
通常要求冷却水为去离子水,压力大于0.2 MPa,高压风压力大于0.6 MPa。这两种保护很重要,一旦其一失效,高温计就会受到致命破坏。
系统中设计了保护电路,冷却水水压或高压风风压达不到要求,计算机会自动停止加热元件加热,并发出音响和画面报警。
4 高温计的维护与保养
1)每两个月要检查冷却水的流量,发现水流不畅,应检查水管路有无折叠,必要时更换管路或清理高温计冷却回路。
2)镜头清洗周期为一个月。清洗方法如下:
①高温计工作温度降至200℃以下,关闭冷却水阀(水管、高压风管为软连接,不必拆卸),旋下固定螺栓,从炉顶摘下高温计。
②用高纯度异丙醇沾湿干净柔软无绒毛的擦布,轻轻的擦净镜头表面。注意:一定要擦遍镜头暴露的表面。
③用清洁柔软的干布擦干镜头。
④若必要,可重复②、③两个步骤。
⑤将高温计装回原处,复位冷却水管和高压风管(注意水管不要折叠)。
5 结束语
红外辐射高温计测温原理简单,测量准确,控制方便,便于维护,使控制过程更直接、更有效;因此在工业生产中的应用日益广泛。增进对红外辐射高温计测温原理、使用条件、必要的维护保养的了解,将有利于在工业生产控制过程中正确使用,达到提高成品率,提高产品质量的目的。
