_ Bei der berührungslosen Messung von Temperaturen ist der Emissionsgrad ein wesentlicher Faktor, den man einstellen muss.
Einfluss auf den Emissionsgrad haben der Messwinkel, die Wellenlänge, der Messaufbau und die Oberflächenbeschaffenheit sowie das Material des Messobjektes – in diesem Fall das Glas.
Generell stellt beim Messen das Reflexionsverhalten der jeweiligen Gläser eine große Herausforderung dar.
Spezielle Infrarotkameras und –sensoren
Durch spezielle Filter kann sichergestellt werden, dass nur spezielle Wellenlängen vom Sensor aufgenommen werden. Bei einzelnen Wellenlänge lassen sich die Temperaturen an der Glasoberfläche oder im Material messen, ohne dass Reflexion und Transmission einen wesentlichen Einfluss ausüben. Dies gilt sowohl bei der Flächenmessung mit der IR-Kamera als auch bei der Punktmessung mit dem IR-Thermometer.
Für Oberflächentemperaturen eignen sich die Wellenlängen 5 µm und 7,9 µm, für Messungen unter der Oberfläche (z. B. in Schmelzwannen) 1 µm, 2,3 µm oder 3,9 µm – jeweils abhängig von der zu messenden Temperatur.
Bei Glastemperaturen von unter 200 °C sind darüber hinaus Standardkameras im langwelligen Bereich von 8 bis 14 µm einsetzbar, jedoch müsste in diesem Fall die Emmissionsgradeinstellung angepasst werden.
Optimierung bei der ESG-Herstellung
Nachdem Baugläser, z. B. ESG, in ihre endgültige Form geschnitten wurden, werden sie oberflächengehärtet. Im Härteofen wird das Glas erst auf ca. 600 °C erwärmt.
Nach dieser Erwärmung wird das Material mittels bewegter Rollen aus der Ofen- in eine Luftkühlsektion transportiert, wo die Oberfläche schnell und gleichmäßig abgekühlt wird.
Die Bruchfestigkeit des Glases hängt von einer möglichst gleichmäßigen Erwärmung aller Teilflächen ab. Da Ofengehäuse und Kühlsektion fast ineinander übergehen, ist eine Beobachtung während der Transportphase nur durch einen schmalen Spalt möglich. Dort lässt sich dann eine Messkamera positionieren.
Diese Infrarotkamera wird im Line-Scan-Modus benutzt. Eine frei definierbare Anzahl von Zeilen wird abgetastet und zu einem IR-Bild zusammengesetzt.
Der Vorteil dieses Modus liegt darin, dass beliebige Geometrien des Glases zusammenhängend dargestellt werden können. Die Infrarotkamera optris PI 640 G7 kann den Spalt diagonal abscannen, sodass sich bei einer 90°-Optik ein maximaler Scanwinkel von 120° ergibt.
Die Messergebnisse erlauben schließlich eine exakte Einstellung aller Heizsektionen im Ofen und sichern damit eine gute thermische Homogenität.
Werkzeugmessung bei der Flaschenproduktion
„Nicht immer lassen es die räumlichen Begebenheiten im Betrieb oder der Aufbau des Produktionsprozesses zu, die Glas-Produkte direkt zu messen“, erklärt Thomas Ullrich, Salesdirektor der Optris GmbH: „Lösungen gibt es dennoch.“
Ein namhafter Kunde aus der Glasindustrie produziert Hohlglas in unterschiedlichen Größen und Formen. Aufgrund des beengten Platzes und des schnellen Prozessablaufs ist die Messung des Materials – sowohl der Glasschmelze als auch des geformten Glases – nach dem Gießvorgang meist nur unzureichend machbar.
Da die Temperatur des Werkzeuges einen direkten Einfluss auf die Qualität der Glasflasche hat, ist die Messung der Oberfläche der Innenseite des Werkzeuges eine wichtige Kenngröße bei der Prozessüberwachung. Je nach Anwendung lässt sich eine flächenmessende Kamera oder ein punktmessendes Thermometer einsetzen.
Qualitätssicherung und Prozessoptimierung
Durch die Einbindung von Wärmebildkameras und Infrarotthermometer an unterschiedlichen Stellen der Fertigungslinie können Prozesse optimiert und nicht zuletzt Energie und Kosten gespart werden.
Bei der Qualitätssicherung von Glasprodukten- und -scheiben gehören berührungslose Temperatursensoren mittlerweile zum Standard. Um dem Anspruch der Glasindustrie gerecht zu werden, hat die Firma Optris mehrere Geräte mit unterschiedlichen Messbereichen im Portfolio.
Auf der glasstec präsentiert Optris Kamerasysteme, die sich zur Qualitätssicherung in der Glasverarbeitung einsetzen lassen. Unter anderem wird auch die „VGA-Glaskamera“ optris PI 640 G7 vorgestellt werden. —
Anwendungsaufbau für die Line-Scan-Mode: Die Kontrollkamera wird hier bei der ESG-Fertigung zwischen dem Ofen und der Kühlzone positioniert.