пература узлов и деталей этих машин, а также температура поверхности стекловаренной печи. Измерение температуры поверхности печи, особенно на уровне зеркала стекломассы, позволяет контролировать износ огнеупоров, тем самым предотвращая аварийную ситуацию, и за счет своевременного «горячего» ремонта продлевать срок службы печи. Значительное влияние на качество изделий, выходящих из стеклоформующих машин, оказывает температура форм (рабочей и наружной их поверхности). Использование контактных методов для измерения температуры форм нецелесообразно, так как большинство форм во время работы пе-

в, г

Рис. 13.4. Зависимость коэффициентов пропускания и отражения стекла от длины волны:

/ - пропускание стекла; 2 - отражение стекла

ремещается или вращается со сравнительно большой скоростью. Контроль температуры капли стекломассы иа выходе из питателя- один из ключевых в стекольном производстве. Измерение температуры капли стекломассы позволяет подобрать и поддерживать оптимальную (обычно в диапазоне 1200-1500 °С) температуру стекломассы в момент ее поступления в форму для выработки изделия.

Температуру футеровки стекловаренной печи, пресс-формы при прессовании изделий из стекла, массы стекла в питателе можно измерять обычными пирометрами полного излучения или пиро-метрам! частичного излучения, например, с Si-фотодиодом. Однако измерение температуры открытой поверхности стекла имеет свою специфику, связанную с прозрачностью стекла в видимой и ближней ИК-области вплоть до 3,5-4 мкм. На рис. 13.4 приведена кривая пропускания оконного стекла толщиной 6 мм. Из рисунка видно, что после 8 мкм растет коэффициент отражения стекла. Поэтому для измерения температуры стекла при толщине до 50 мм целесообразно использовать спектральный интервал от 4 до 8 мкм. К таким случаям относится измерение темпе-

ратуры капли стекломассы на выходе из питателя или листового стекла при отжиге.

Некоторые специалисты считают, что оптимальным является более узкий спектральный интервал от 4,8 до 5,6 мкм, так как в более коротковолновой области сказывается поглощение СО2 (4,3-4,6 мкм), а в более длинноволновой (5,5-8 мкм) -поглощение парами воды.

В СССР специально для стекольной промышленности разработаны несколько типов пирометров, в том числе пирометр ПС-1 на основе серийного пирометра полного излучения РАПИР. Телескоп ТЕРА-50 снабжен фильтром, выделяющим спектральную область 5,0-7,5 мкм. Разработан также фотоэлектрический пирометр частичного излучения с диапазоном измерения 150-1800°С (четыре диапазона). В качестве приемника излучения использован PbS-фоторезистор (тип ФСА-1). Рабочий спектральный диапазон 1,3-3,5 мкм, допускаемая погрешность не превышает 1,5 %, воспроизводимость показаний 1-3°С.

В стекольной промышленности можно применять также пирометры системы АПИР-С: серийно выпускаемые пирометры полного излучения ППТ и частичного излучения ПЧД, а также пирометры «Смотрич».

За рубежом для измерения температуры стекла широко используются специальные стационарные и переносные пирометры фирмы «Land» (Англия).

§ 13.3. Измерение температуры тонких нитей и проволок

При изготовлении проволоки температурный контроль необходим прежде всего при волочении. Он обеспечивает оптимальные условия волочения и требуемые механические свойства проволоки. Большое значение имеет температурный контроль в процессе покрытия проволоки, например, при покрытии стальной проволоки медью или алюминием, так как только строгое соблюдение температурного режима обеспечивает высокое качество покрытия. Измерение температуры проволоки эффективно при проверке изготовленной проволоки на неоднородность или какие-либо другие дефекты. При этом через проволоку пропускают ток и выявляют зоны с аномальной температурой, что позволяет определить места дефектов.

Бесконтактный метод - наиболее подходящий метод измерения температуры движущихся в процессе волочения проволок особенно при высоких скоростях волочения, так как обеспечивает необходимую непрерывность и безынерционность контроля температуры. Температурный контроль проволок должен осуществляться в различных процессах в диапазоне примерно от 50 до 2000 °С. Следует отметить, что диапазон коэффициентов излучения материала велик, так как для изготовления проволоки используются самые различные металлы и сплавы.

Особенность проволоки, как объекта измерения, заключается

прежде всего в ее относительно небольших линейных размерах в поперечном направлении, поэтому мощность излучения проволоки, попадающая на приемник излучения, невелика. Эта особенность предъявляет определенные требования к оптической схеме пирометра, предназначенного для измерения температуры проволоки. Оптическая система пирометра должна сконцентрировать максимальное количество энергии излучения на приемник излучения, который также должен отвечать определенным требованиям. Один из вариантов решения этой проблемы - применение так называемой цилиндрической оптики. Цилиндрические линзы имеют меридиональный размер в несколько раз больше сагги-тального, что хорошо сочетается с характером объекта, протяженного по длине и небольшого в поперечном направлении. При этом приемник излучения и объект измерения располагают параллельно образующей линзы. Здесь можно получить освещенность в несколько раз большую, чем от сферической линзы. По такой схеме был разработан пирометр «Пиронит-015», позволяющий обеспечить измерение температуры проволоки диаметром 0,3- 3 мм в диапазоне от 200 до 1000 °С. Однако для проволок меньших диаметров такая схема не годится. Как только изображение объекта не будет перекрывать поле зрения пирометра, то показания его будут зависеть и весьма существенно от размеров (диаметра) проволоки. В этом случае можно рекомендовать использовать пирометры спектрального отношения с большим динамическим диапазоном, т. е. позволяющие работать в большом диапазоне изменения яркости объекта, так как изменение толщины проволоки будет восприниматься пирометром как неселективное ослабление яркости. Нижний предел измерения таких пирометров составляет 200-300 °С.

Для измерения температуры проволоки в широком диапазоне толщин и материалов, а также при более низких температурах эффективен метод цилиндрической полости. Суть его состоит в

том, что проволока движется внутри полости практически черного тела. На приемник излучения с помощью колеблющегося зеркала попадает попеременно излучение стенки полости и проволоки. Наличие переменной составляющей сигнала приемника излуче-Рис. 13.5. Функциональная схема пирометра ния указывает на различие для измерения температуры движущейся их температур, отсутст-цроволоки gjjg говорит об их равен-

стве, которое достигается изменением температуры черного тела. На рис. 13.5 приведена принципиальная схема такого пирометра. В качестве приемника излучения использован пироэлектрический детектор / (рабочая спектральная область