Termometría Infrarroja y sus Aplicaciones en la Industria del Vidrio
En el proceso de producción de la industria del vidrio, la medición y control de la temperatura es uno de los medios más importantes y necesarios. La medición de temperatura por infrarrojos es muy valorada debido a su operación simple, velocidad de respuesta rápida, sin envejecimiento, pequeña deriva, configuración flexible y sin contaminación de la solución de vidrio.
En la industria del vidrio es necesario medir la temperatura de objetos transparentes y opacos. Los objetos opacos incluyen moldes, cúpulas y paredes laterales de hornos de fusión de vidrio. Como objeto de medición de temperatura sin contacto, el vidrio es una sustancia visible transparente con un espectro en el rango del infrarrojo cercano. Su emisividad está relacionada con la longitud de onda y el espesor del vidrio. Cuando el rango espectral está entre 5 y 8 μm, su emisividad* es alta, por lo que la temperatura del vidrio se puede medir de manera confiable en este rango. El valor medido es consistente con la temperatura de la superficie del vidrio, independientemente del espesor del vidrio, y dentro de este rango básicamente no hay radiación presente. Para evitar que la medición se vea afectada por el aire circundante, el termómetro utiliza sólo una banda espectral infrarroja muy estrecha. Los termómetros de alta calidad sólo funcionan dentro del rango espectral de esta llamada ventana ambiental, ya que no hay absorción de radiación infrarroja debido a la humedad del aire o los óxidos de carbono, evitando así errores en la medición de la temperatura causados por cambios en la humedad del aire o la distancia de medición. Se utiliza un rango de banda estrecha de 5 (aproximadamente 5 μ m) para medir la temperatura de la superficie.
Los termómetros infrarrojos funcionan generalmente en un rango espectral de 5,14 μm, ya que los gases de escape calientes de la llama encendida en esta zona no influyen en los valores medidos. Para otras áreas de aplicación, es necesario medir la temperatura dentro del vidrio, ya que la capa de vidrio cerca de la superficie se ve muy afectada por la convección. Lo que hay que medir aquí es el vidrio derretido, para lo que es necesario utilizar un termómetro en el rango del infrarrojo cercano. Dado que la profundidad de penetración alcanzada con diferentes longitudes de onda también varía, la elección del termómetro depende del espesor de la capa de vidrio. La tecnología de medición de temperatura sin contacto para hornos de fusión de vidrio, baños de estaño y hornos de recocido está reemplazando cada vez más a la medición de temperatura tradicional por termopar en los hornos de fusión de vidrio.
En comparación con los termómetros, los termopares envejecen y se desvían rápidamente bajo altas temperaturas de funcionamiento y condiciones ambientales corrosivas. Para proteger los termopares, en algunos lugares se necesita metal platino como carcasa protectora, lo que aumenta considerablemente el coste. Especialmente diseñado para este campo, puede funcionar incluso a una temperatura ambiente de 250 grados sin necesidad de un sistema de refrigeración. Al utilizar un pirómetro de fibra óptica, los costos de instalación y operación se pueden reducir significativamente. La fibra óptica puede protegerse mediante una robusta carcasa de acero inoxidable y puede alcanzar una longitud de hasta 30 metros. Los accesorios de instalación necesarios incluyen soportes de instalación, filtros de aire y tubos de visión (que se pueden utilizar hasta 1200 grados).
