Infračervené a sklo: Výběr správných tříd křemene pro infračervená okna a topná tělesa

O vztahu mezi infračerveným zářením a sklem rozhoduje vlnová délka, nikoli to, jak jasně daný díl vypadá na pracovním stole. Před několika lety nám zákazník poslal výkres disku z taveného oxidu křemičitého o průměru 60 mm a tloušťce 5 mm, který se měl posadit před termovizní kameru sledující komoru pece o teplotě 900 °C. Každý rozměr byl správný. Materiál byl špatný. V pásmu 8 až 14 mikrometrů, které kamera používala, není tavený oxid křemičitý vůbec oknem; je to zeď. Kamera by viděla vlastní povrchovou emisi disku plus odraz dílny za ním a pec by zůstala neviditelná za dokonale opracovaným polotovarem.

Tato žádost o cenovou nabídku shrnuje infračervené záření a sklo lépe než jakákoli kapitola z učebnice. Sklo není kategoricky průhledné ani neprůhledné pro infračervené záření. Je transparentní v definovaném rozsahu, slepý mimo tento rozsah a okraje rozsahu se pohybují se složením, obsahem hydroxylů a tloušťkou. Vyberte si správně a křemenné sklo se stane jedním z nejužitečnějších materiálů v infračerveném systému: přežije 1 100 °C v nepřetržitém provozu, odolává teplotním šokům a propustí většinu toho, co vyzařuje středovlnný ohřívač. Vyberte si špatně a vlastníte drahý dekorační kotouč.

Tento článek je napsán pro lidi, kteří skutečně musí zavolat: procesní inženýři specifikující obálku ohřívače, návrháři nástrojů vybírající okno, týmy údržby, které řeší problémy s pyrometrem, a pracovníci nákupu porovnávající nabídky od výrobce křemenného skla. Každý týden vyrábíme křemenné trubice, tyče, desky, okna, kelímky a infračervená topná tělesa, takže níže uvedené příklady pocházejí spíše ze skutečných objednávek než z osnov fyziky.

Krátká verze: Spojte sklenici s páskem

Pokud si pamatujete pouze jednu věc, pamatujte si toto: křemenné sklo je materiál v blízkém infračerveném a krátkovlnném infračerveném světle. Vysoce čistý tavený oxid křemičitý propouští světlo od zhruba 180 nanometrů v ultrafialovém světle do asi 2,5 mikrometrů a třídy s nízkým obsahem hydroxylů tlačí použitelnou propustnost na zhruba 3,5 mikrometrů. Za asi 4 mikrometry absorpce strmě stoupá. Mezi zhruba 8 a 10 mikrometry pohlcuje síť křemíku a kyslíku tak silně, že 3 mm okno je efektivně černé.

Tato jediná skutečnost řadí téměř každý dotaz, který obdržíme, do jedné ze tří skupin:

• 1 až 3 mikrometry. Křemenné sklo je výchozí volbou. Žijí zde infračervené lampy, zářiče z uhlíkových vláken, 2mikrometrové vláknové lasery, snímání plynu, měření vlhkosti, ohřívání plastových předlisek a většina průmyslových sušících procesů.
• 3 až 5 mikrometrů. Jste na rameni křivky. Tavený oxid křemičitý s nízkým obsahem OH stále funguje, ale na tloušťce nesmírně záleží, obsah hydroxylových skupin je třeba spíše specifikovat než předpokládat a každý milimetr navíc stojí skutečný signál.
• 8 až 14 mikrometrů. Quartz vám nepomůže. Tepelné zobrazování, většina pyrometrů a dlouhovlnná radiometrie potřebují germanium, selenid zinku, sulfid zinečnatý, křemík za kratší konec nebo chalkogenidové sklo. Křemenné okno v dlouhovlnné kameře je filtr, nikoli okno.

Všechno ostatní v tomto článku jsou detaily visící na tomto rámu: jak hydroxyl absorbuje, jak tloušťka problém spojuje, jak povlaky posouvají čísla a jak napsat nákupní specifikaci, kterou může dodavatel skutečně splnit.

Proč oxid křemičitý prochází blízkým infračerveným zářením, ale blokuje tepelné infračervené záření

Transparentnost není abstraktní vlastností materiálu; je to mezera mezi dvěma absorpčními mechanismy. Na straně krátkovlnných délek fotony nakonec nesou dostatek energie, aby zvedly elektrony přes zakázaný pás skla, což je důvod, proč se tavený oxid křemičitý stává neprůhledným pod 180 nanometry. Na straně dlouhých vln fotony nakonec nesou správnou energii k vybuzení vibrací samotné sítě křemíku a kyslíku. Tyto vibrační absorpce sedí v tepelném infračerveném záření a jsou silné.

Praktickým důsledkem je přenosové okno s měkkým okrajem spíše než s tvrdým. Tavený oxid křemičitý je vynikající na 1 mikrometr, dobrý na 2 mikrometry, použitelný na 3 mikrometry ve správné třídě, okrajový na 4 mikrometry a beznadějný na 9 mikrometrů. Obyčejné sodnovápenaté plavené sklo dosáhne svého limitu mnohem dříve, protože nečistoty z oxidu železitého silně absorbují v blízké infračervené oblasti, což je přesně důvod, proč je tlusté okenní sklo na letním slunci teplé: viditelné světlo se dostane dovnitř a energie blízkého infračerveného záření se uvnitř tabule přemění na teplo.

Tři infračervená pásma v jednoduchých termínech

Blízké a krátkovlnné infračervené, zhruba 0,7 až 2,5 mikrometrů. Jedná se o pásmo lampového vytápění, optické komunikace, spektroskopického měření vlhkosti a krátkovlnných infračervených inspekčních kamer. Křemenné sklo zde dominuje a potřebuje málo vysvětlení.

Infračervené střední vlny, zhruba 3 až 5 mikrometrů. Jedná se o pásmo termometrie horkých objektů, analýzy spalin, některé vojenské optiky a rostoucí počet plynových senzorů. Tavený oxid křemičitý s nízkým obsahem OH může sloužit spodní polovině tohoto pásu, pokud je optická dráha krátká. Nad 4 mikrometry byste měli ostatní materiály hodnotit poctivě.

Dlouhovlnné infračervené, zhruba 8 až 14 mikrometrů. Tady fungují termokamery, protože tam silně vyzařují předměty pokojové teploty. Sklo je neprůhledné téměř v celém pruhu, a proto termokamera namířená na okno vidí povrchovou teplotu okna a odraz všeho, co je za kamerou.

Co dělá hydroxyl uvnitř skla

Voda začleněná do sítě oxidu křemičitého během tání zanechává hydroxylové skupiny a tyto skupiny mají své vlastní vibrační absorpce na přibližně 1,38, 2,22 a 2,73 mikrometrech. Tavený oxid křemičitý třídy UV s 800 až 1 200 ppm hydroxylů je vynikající pod 2 mikrometry a zcela obyčejný s 2,7 mikrometry. Materiál infračervené kvality s hydroxylem pod 10 dílů na milion odstraňuje většinu této absorpce a získává další mikrometr pracovního rozsahu.

Toto je jediná nejčastější mezera ve specifikaci, kterou vidíme. Kupující požaduje „křemenné sklo, tloušťka 3 mm, vysoká propustnost“ a obdrží kompetentně vyrobené okno v kvalitě UV, které ztrácí téměř polovinu svého signálu při 2,7 mikrometru. Nic nebylo vadné. Známka prostě nebyla nikdy uvedena.

Srovnávací tabulka skleněných rodin v infračerveném oboru

Níže uvedená tabulka komprimuje chování skleněných rodin, na které jsme nejčastěji dotazováni. Rozsahy jsou typické použitelné hodnoty prostupu pro běžné tloušťky, nezaručené limity pro každou taveninu, protože příměsi, obsah železa a hladina hydroxylů všechny posouvají okraje.

Čtěte tabulku jako filtr, nikoli jako hodnocení. JGS1 není lepší než JGS3; je optimalizován pro jiný konec spektra. Dodavatel, který uvádí jednu třídu pro každou infračervenou zakázku, buď nepochopil požadavek, nebo doufá, že si toho nevšimnete.

Pod čísly jsou dvě praktické poznámky. Za prvé, viditelná průhlednost vám neřekne téměř nic o infračerveném výkonu, takže vizuální kontrola dodaného okna prokáže velmi málo. Za druhé, sklo, které vypadá v tlustých částech lehce šedě nebo zeleně, obvykle odhaluje obsah železa, což je v průhledu neškodné a v okně blízkém infračervenému záření nepřijatelné.

Propustnost při 3 mikrometrech: Tam, kde jsou stupně odděleny

Níže uvedená tabulka porovnává indikativní vnitřní propustnost při 3 mikrometrech přes 10 mm dráhu pro čtyři běžné materiály. Záměrně se zaměřuje na tuto vlnovou délku, protože 3 mikrometry jsou místem, kde ve výsledku dominuje obsah hydroxylů, nikoli tloušťka nebo lesk.

Vynikají tři věci. Mezera mezi dvěma druhy oxidu křemičitého je šířkou hydroxylového pásu, ne rozdílem v čistotě nebo řemeslném zpracování, a proto je oprava spíše změnou stupně než změnou leštění. Borosilikát není v této oblasti prostě "trochu horší"; jde o jinou třídu materiálu a neměl by být nahrazován v případě nedostatku zásob bez nové optické kontroly. A sodnovápenaté číslo vysvětluje, proč je obyčejné sklo jako infračervené okno k ničemu, i když vypadá dokonale čisté.

Pro naši vlastní práci s infračerveným zářením proto uchováváme nízkohydroxylové desky a trubky odděleně od materiálu UV třídy a na balicím seznamu označujeme čísla šarží tavení. To je také důvod, proč žádáme zákazníky o cílovou vlnovou délku před cenovou nabídkou, nikoli po ní. Pokud aplikace sedí na 2 mikrometry, standardní okno v kvalitě UV bude fungovat dobře a ušetří peníze. Pokud se nachází na 3,2 mikrometru, stejné okno sníží signál na polovinu a zákazník bude vinit povlak, leštění nebo zarovnání dříve, než kdokoli podezírá sklo.

Tloušťka spojuje efekt spíše exponenciálně než lineárně, takže 5mm okénko není jednoduše „trochu slabší“ než 3mm okénko na okraji pásma. V praxi, pokud musíte pracovat blízko meze, určete nejtenčí okénko, které bude mechanický design tolerovat, a utrácejte úsporu za lepší jakost.

Infračervené ohřívače: Proč křemenná obálka není filtr

Největší průmyslové využití infračerveného a skleněného páru je křemenná infračervená topná trubice a funguje, protože obal je průhledný pro záření, které obklopuje. Vlákno z uhlíkových vláken běžící při teplotě kolem 1 200 K vyzařuje nejsilněji blízko 2,4 mikrometru podle Wienova zákona o posunutí. Nikl-chromový prvek se při podobné teplotě chová srovnatelně. Wolframové vlákno v trubici naplněné halogenem je teplejší, blízko 2 800 K, a vrcholy blíže k 1 mikrometru. Všechny tři sedí pohodlně uvnitř přenosového okna křemenného obalu, takže stěna trubice absorbuje velmi málo energie, kterou generuje.

To není triviální detail. Pokud by obal absorboval svůj vlastní výkon, trubka by se zahřívala spíše než obrobek, účinnost by se zhroutila a stěna by měkla. Quartz se vyhýbá všem třem poruchovým režimům najednou a přidává bod měknutí nad 1 600 °C a koeficient tepelné roztažnosti kolem 0,55 × 10⁻⁶ na kelvin, proto lze ohřívač potřísnit studenou vodou ve výrobní lince, aniž by se rozbil.

Transparentní křemenné infračervené topné trubice Transparentní křemenná trubice nabízí přímý infračervený přenos pro soustředěný ohřev, rychlou odezvu a odolnost proti tepelným šokům; užitečné tam, kde záleží na obrazu těsného vlákna a vysoké účinnosti. Zobrazit produkt →

Průhledné, mléčné a dopované obálky

Transparentní křemen poskytuje nejvyšší přímou propustnost a pevný obraz vlákna, který vyhovuje soustředěnému ohřevu, tepelnému tvarování a rychlému tepelnému zpracování polovodičů. Mléčný nebo neprůhledný křemen rozptyluje záření, změkčuje horká místa a vytváří rovnoměrnější rozložení napříč širokým cílem, což je obvykle vhodnější pro sušicí pece, vytvrzování barev a ohřívání potravin.

Dopovaná křemenná trubice přidává třetí možnost posunutím tam, kde obal absorbuje. Trubice dopovaná pro snížení ultrafialové emise snižuje tvorbu ozónu a chrání produkty citlivé na teplo, zatímco známá červená nebo rubínová trubice viditelně filtruje krátké vlnové délky, aniž by blokovala infračervený výstup. Pro výrobce žárovek je to často rozdíl mezi splněním a nesplněním emisní specifikace.

Přizpůsobení emitoru zátěži

Přizpůsobení vlnové délky je důležitější, než většina kupujících očekává. Nátěry na vodní bázi, papír a textilie silně absorbují kolem 3 mikrometrů, takže středovlnné uhlíkové zářiče přenášejí teplo efektivně. Tenké polymerní filmy a PET předlisky dobře absorbují v oblasti 1 až 2 mikrometrů, což upřednostňuje krátkovlnné halogenové žárovky. Čiré plasty, které vypadají průhledně, mohou stále silně absorbovat blízké infračervené záření, což je přesně důvod, proč infračervené svařování a smršťování vůbec funguje.

Před doporučením obálky si obvykle klademe tři otázky: jaký je cílový materiál, jaké teploty musí dosáhnout a jak jednotný musí být výsledek. Tyto tři odpovědi zužují výběr emitoru, průměru trubice, tloušťky stěny a povrchové úpravy mnohem rychleji, než to udělá technický list.

Infračervená okna a průhledítka pro horké procesy

Okno hledící do komory s teplotou 1 000 °C musí vykonávat tři úkoly najednou: zůstat průhledné na provozní vlnové délce, přežít teplotní gradient a udržet procesní atmosféru tam, kam patří. Quartz zvládá všechny tři lépe než většina alternativ, ale pouze pokud to podporuje mechanická konstrukce.

Zvažte typické průhledítko pece. Procesní strana má teplotu 900 °C, vnější strana 60 °C a kamera nebo pyrometr se dívá skrz 1,5 mikrometru. 5mm křemenný disk s nízkým obsahem OH zvládne optické požadavky snadno. Režim poruchy není téměř nikdy přenos; montuje se. Pokud je okno pevně sevřeno na obou stranách, rozdílová roztažnost mezi křemenem a přírubou z nerezové oceli jej popraská, protože křemen se roztahuje mnohem méně než kov kolem něj. Doporučujeme měkké těsnění, plovoucí sedlo a jasnou specifikaci toho, který obličej je horký.

Pročištění je druhým návrhovým rozhodnutím. Křemenné okno v atmosféře zatížené sazemi nebo kondenzující atmosférou ztrácí propustnost z povrchových usazenin dlouho předtím, než dojde k degradaci samotného skla. Tangenciální profukování vzduchem nebo dusíkem přes pracovní plochu udržuje povrch čistý a jako bonus ho ochlazuje. Tam, kde není proplachovací plyn k dispozici, mírný přetlak uvnitř krytu často dosahuje stejného výsledku.

Vysoce čistá křemenná okna pro optické a tepelné použití Vysoce čisté křemenné okénko vyhovuje vysokoteplotnímu, tepelně stabilnímu optickému pozorování; zvážit potřebu čištění a širokopásmového antireflexu tam, kde na ztrátách přenosu záleží. Zobrazit produkt →

Tloušťka, povlaky a kvalita povrchu

Nepotažený tavený oxid křemičitý ztrácí asi 3 až 4 procenta na povrch kvůli Fresnelově odrazu v blízké infračervené oblasti. Dva povrchy, čtyři procenta a další ztráta uvnitř materiálu: nominálně vynikající okno může dodat 90 procent spíše než 96 procent ještě předtím, než proces vůbec začne. Antireflexní vrstvy většinu z toho obnoví, ale pouze v celém pásmu, pro které byly navrženy, takže při měření vlnové délky záleží na specifikaci širokopásmového připojení.

Rovněž stojí za to výslovně uvést rozměrové tolerance. Okno specifikované na tloušťku ±0,05 mm a 40/20 rýhování na kvalitu povrchu stojí více než běžný polotovar s ±0,2 mm a většina aplikací průhledítka nepotřebuje těsnější jakost. Naopak laserové okénko, které tiše nahradí komerční leštěnku za povrchovou úpravu laserové kvality, bude trpět rozptylem a při vysokém výkonu i lokálním ohřevem.

Kvalita hran si zaslouží zmínku, protože právě tam začíná většina poškození. Broušená a zkosená hrana odolává odštípnutí při manipulaci a snižuje možnost šíření trhliny do otvoru při tepelném cyklování.

Infračervený optický křemen: Co vám JGS3 koupí a kolik to stojí

Tavený oxid křemičitý v infračervené kvalitě, běžně uváděný pod označením JGS3, je to, co dodáváme, když zákazník potřebuje použitelný přenos na vzdálenost zhruba 3,5 mikrometru. Obsah hydroxylu je udržován pod asi 10 ppm, což odstraňuje 2,73 mikrometrový absorpční pás, který omezuje materiál třídy UV.

Optické křemenné desky pro infračervené záření JGS3 Optická křemenná deska JGS3 pokrývá 0,26–3,5 µm a vyhýbá se 2,7 µm hydroxylovému absorpčnímu pásmu; užitečné pro infračervený přenos, kde je rozsah UV méně kritický. Zobrazit produkt →

Kompromisy stojí za pochopení, než je specifikujete. Odstranění hydroxylu posouvá hranici ultrafialového záření na delší vlnové délky, typicky nad 250 nanometrů, takže infračervená třída je špatnou volbou pro obal UV lampy. Je to také dražší než materiál třídy UV, protože proces tavení a konsolidace je náročnější a je citlivější v tom smyslu, že dodavatel musí skutečně měřit hydroxyl, než jej předpokládat.

Kde vidíme, jak JGS3 vydělává na své ceně: optická okna pro 2 až 3 mikrometrové vláknové lasery, plynové absorpční články pro snímání metanu a vodních par, ochranná okna nad chlazenými středovlnnými detektory a referenční optika, která se nesmí unášet vlhkostí. Kde se plýtvá: viditelná okna, UV vytvrzovací zařízení a obecné pozorování v peci na 1 mikrometr, kde levnější třída funguje stejně.

Kvalitní atributy, na kterých záleží stejně jako přenos

Infračervená optická dráha je ovlivněna více než jen přenosovou křivkou. Bubliny a pevné inkluze rozptylují světlo a při vysokém výkonu působí jako horká místa, která mohou způsobit poškození. Striae, slabé kompoziční pruhy, které zanechá tání, zkreslují vlnoplochy a enormně hmotu pro zobrazování nebo interferometrii, ale sotva vůbec pro jednoduché měření přenosu záření. Homogenita indexu je důležitá pro velké otvory a sotva pro 10 mm kotouč.

Naší radou je uvést aplikaci spíše než obecný požadavek na „nejlepší kvalitu“. Dodavatel pak může navrhnout třídu bublin, třídu strií a specifikaci povrchu, které odpovídají zakázce, a vy se vyhnete placení za homogenitu interferometrického stupně v části, která potřebuje pouze předat teplo do komory.

Když je sklo špatnou odpovědí: Termální zobrazování přes okno

Termokamery jsou nejčastějším zdrojem záměny infračerveného záření a skla a upřímná odpověď zní, že křemen tento problém nevyřeší. Dlouhovlnná termokamera pracující mezi 8 a 14 mikrometry vidí sklo jako neprůhledný povrch s emisivitou kolem 0,9, takže hlásí teplotu skla korigovanou tím, co sklo odráží. V dílně jsou tím odrazem lidé a osvětlení, proto termosnímky oken vypadají jako zrcadla.

Všechny obvyklé opravy jsou legitimní a žádná z nich nezahrnuje křemen:

• Otevřete čistý otvor a změřte otvorem, přijměte proud vzduchu, který s ním přichází.
• Použijte okenní materiál, který skutečně propouští v pásmu 8 až 14 mikrometrů, jako je germanium, selenid zinku nebo chalkogenidové sklo, a akceptujte jeho cenu a jeho tepelná omezení.
• Místo toho použijte krátkovlnnou infračervenou kameru s úhlopříčkou přibližně 0,9 až 1,7 mikrometru, kde je křemen průhledný a měření při vysokých teplotách je stále možné.
• Změřte vnější povrch kontaktním senzorem nebo pyrometrem se správnou emisivitou pracujícím na kratší vlnové délce.

Nejčastěji přehlíženou možností je krátkovlnná. Pro práci v peci a peci nad 700 °C může být krátkovlnná kamera za křemenným oknem lepší technickou odpovědí než drahá dlouhovlnná kamera za exotickým oknem, protože kratší vlnová délka také snižuje citlivost na chybu emisivity a na kontaminaci povrchu.

Sklo před kamerou není automaticky špatný nápad; sklo je vybráno pro špatný pás. Když popisujete měření dodavateli křemenného skla, uveďte spektrální pásmo fotoaparátu spíše než slovo „tepelný“, protože samotné „tepelné“ ukazuje odpovědného dodavatele na nesprávný materiál.

Chyby ve specifikaci, které vidíme opakovaně

Většina problémů s infračerveným sklem se řeší v objednávce, měsíce před dodáním čehokoli. To jsou ty opakující se, v hrubém pořadí podle frekvence.

1. Určení třídy jménem bez vlnové délky. „Křemenné sklo“ popisuje rodinu, nikoli úroveň výkonu. Uveďte provozní pásmo a přijatelný přenos v tomto pásmu.
2. Zapomínání na obsah hydroxylů. Jakýkoli požadavek nad 2,5 mikrometru by měl uvádět limit OH, například pod 10 částic na milion, a měl by se ptát, jak se to ověřuje.
3. Ignorování tloušťky. Přenos v blízkosti okraje pásma je exponenciální tloušťky. Dva dodavatelé uvádějící stejnou třídu v různých tloušťkách uvádějí různé vlastnosti.
4. Za předpokladu, že nátěr vždy pomůže. Antireflexní vrstva optimalizovaná pro 1 mikrometr bude bolet na 3 mikrometry. Určete potahovací pás nebo jej nechte vypnutý.
5. Navrhování pevného držáku. Křemen expanduje zhruba pětinovou rychlostí než nerezová ocel; ten rozdíl musí někde jít. Používejte vyhovující sezení.
6. S výhledem na očistu. Dokonale specifikované okno ve špinavé atmosféře se ve směně stává k ničemu. Naplánujte tok plynu ve fázi návrhu.
7. Posuzování kvality podle oka. Díl, který vypadá bezchybně, může mít špatnou kvalitu a díl s viditelnou bublinou může být dokonale přijatelný pro aplikaci sálavého vytápění. Kontrolujte podle specifikace, ne podle intuice.

Každá z nich je levná na opravu ve fázi nabídky a drahá na opravu po dodání. Pětiminutový rozhovor o vlnové délce, tloušťce, teplotě a atmosféře téměř všem zabrání.

Jak nakupovat: Co by vám měl říct výrobce křemenného skla

Nákup infračerveného křemene není složitý, ale odměňuje dodavatele, který na otázky odpovídá spíše mírami než přídavnými jmény. Ať už jednáte přímo s výrobcem, regionálním dodavatelem nebo velkoobchodem obsluhujícím několik produktových řad, v technické odpovědi by se mělo objevit stejných deset položek.

1. Naměřená přenosová křivka pro nabízenou jakost při nabízené tloušťce, nikoli katalogový obrázek zkopírovaný z generického datového listu. Infračervené měření Fourierovou transformací trvá minuty a vyřeší většinu argumentů.
2. Uvedené hydroxylové číslo a metoda použitá k jeho získání, obvykle z absorpčního pásu blízkého 2,73 mikrometru.
3. Bublinová a inkluzní třída vyjádřeno v uznávaném systému klasifikace spíše než jako „vysoká kvalita“.
4. Strie a informace o homogenitě kde se jedná o zobrazování nebo interferometrii.
5. Rozměrové tolerance pro tloušťku, průměr, rovinnost a rovnoběžnost plus metodu měření.
6. Specifikace povrchu v termínech scratch-dig, s názvem polského stupně.
7. Detaily povlaku , včetně návrhové vlnové délky, šířky pásma, úhlu dopadu a očekávaného zisku přenosu.
8. Tepelné limity a doporučené rychlosti ramp , včetně maximálního sklonu přes díl.
9. Balení a sledovatelnost , protože 300mm okno, které přijde odštípnuté, je totální ztráta bez ohledu na jeho optickou kvalitu.
10. Zásady vzorových a dodacích lhůt , zejména pro první článek, který musí být testován ve skutečném zařízení.

Pomáhá také vědět, na co by se vás měl dodavatel zeptat. Pokud přijde nabídka bez jediné otázky ohledně vlnové délky, tloušťky nebo teploty, cena je pravděpodobně založena na odhadu. Náš vlastní poptávkový formulář se záměrně ptá na provozní pásmo jako první, protože určuje, zda nabídneme UV trubici, infračervenou desku nebo mléčnou obálku.

Vlastní velikosti, malé dávky a opakované objednávky

Většina infračervených projektů začíná jednorázově a stává se plánovanou součástí. Zeptejte se včas, zda dodavatel může držet tavicí dávku pro opakované objednávky, zda bude výkres uchováván v evidenci s připojeným měřeným přenosem a jak bude oznámena změna jakosti. Na těchto odpovědích záleží více než pár procent na první faktuře, když jste šest měsíců ve výrobě a nová šarže se chová trochu jinak.

Pro zakázkovou výrobu, ať už to znamená stupňovité okénko, vrtanou aperturní desku, kupolovou obálku nebo přírubový průzor, je praktickou cestou poslat výkres s vyznačeným optickým požadavkem. Samotné rozměry jen zřídka vyjadřují, co musí součást skutečně dělat.

Kde jsou tyto produkty v našem sortimentu

Dva vstupní body pokrývají většinu výše popsané infračervené práce. První je naše zakázková výroba oken, která se zabývá otvory, vrtanými deskami, stupňovitými profily a koordinací antireflexních vrstev pro průhledítka a okénka přístrojů. Druhým je řada infračervených ohřívačů, která pokrývá průhledné, mléčné konstrukce a konstrukce prvků z uhlíkových vláken pro průmyslová topná zařízení.

Obě stránky se nacházejí vedle širšího katalogu trubek, tyčí, desek, kelímků a laboratorního vybavení, takže jeden dotaz může obvykle pokrýt celou sestavu spíše než jednu součást.

FAQ: Infračervené a sklo

Prochází infračervené záření sklem?

Část z nich ano a množství závisí zcela na vlnové délce. Běžné okenní sklo propouští téměř infračervené světlo pod 2,5 mikrometru poměrně dobře a blokuje téměř vše nad 5 mikrometrů. Tavený křemen rozšiřuje použitelnou propustnost na zhruba 3,5 mikrometrů u tříd s nízkým obsahem hydroxylů. V tepelném pásu 8 až 14 mikrometrů je běžné sklo účinně neprůhledné.

Proč termokamera nevidí přes okno?

Protože kamera pracuje v dlouhovlnném infračerveném pásmu, kde sklo spíše pohlcuje než propouští. Kamera tedy sama čte skleněnou plochu, která silně vyzařuje a také odráží okolí. Namíření termokamery na okno obvykle vytváří obraz zpětného odraženého tepla operátora kamery.

Je křemenné sklo stejné jako infračervené sklo?

Ne přesně. Křemenné sklo je skupina produktů z křemenného skla a pouze někteří členové této rodiny jsou optimalizováni pro práci s infračerveným zářením. Materiál infračervené kvality se vyznačuje velmi nízkým obsahem hydroxylů, které odstraňují absorpční pásy, které omezují oxid křemičitý UV záření na více než 2,5 mikrometrů.

Jakou jakost bych si měl vybrat pro proces 2 až 3 mikrometry?

Pod 2,5 mikrometru má standardní tavený oxid křemičitý třídy UV obecně dobrý výkon a nižší cenu. Mezi 2,5 a 3,5 mikrometry, specifikujte nízkohydroxylovou infračervenou třídu s hydroxylem pod asi 10 dílů na milion a udržujte okno tak tenké, jak to umožňuje mechanická konstrukce.

Blokuje tlustší okno více infračerveného záření?

Ano, a účinek je spíše exponenciální než proporcionální, zejména v blízkosti okraje přenosového okna. Okno, které funguje přijatelně při 3 mm, může ztratit velkou část svého signálu při 8 mm při stejné vlnové délce. Tloušťka je optická proměnná, nejen mechanická.

Mohou povlaky zlepšit infračervený přenos?

Antireflexní povlaky mohou obnovit většinu ze zhruba 3 až 4 procent ztracených na každém nepotaženém povrchu, ale pouze v rámci pásma, pro které byly navrženy. Povlak optimalizovaný pro viditelné světlo obvykle zhorší výkon na 3 mikrometry, takže návrhová vlnová délka musí být uvedena na výkresu.

Jakou nejvyšší teplotu může quartzové okno snést?

Tavený křemen měkne nad 1 600 °C a běžně se používá nepřetržitě kolem 1 100 °C, ale praktickým limitem pro okno je obvykle teplotní gradient na něm a způsob montáže spíše než bod měknutí materiálu. Postupné zahřívání, vyhovující usazení a rovnoměrné upnutí záleží více než na obrázku v titulku.

Infračervené a sklo je jedním z témat, kde trocha včasné přesnosti ušetří později velké náklady. Fyzika je stabilní, možnosti materiálu jsou dobře srozumitelné a režimy selhání jsou téměř všechny předvídatelné: stupeň zvolený spíše podle zvyku než podle vlnové délky, okno navržené bez vhodného držáku, obálka topení specifikovaná bez ohledu na to, jak rovnoměrně musí teplo dopadat, nebo termokamera, která je požádána, aby prohlédla materiál, který absorbuje přesně to pásmo, na kterém závisí.

Pokud jste spíše ve fázi skicování součásti než objednávání, nejužitečnější věc, kterou můžete udělat, je popsat proces srozumitelně: co se ohřívá nebo měří, na jakou teplotu, na jakou vlnovou délku, v jaké atmosféře a jak dlouho musí součást vydržet. Těchto pět odpovědí zužuje výběr jakosti, tloušťky, povrchové úpravy a povlaku rychleji než jakákoli tabulka specifikací a dávají výrobci dost na to, aby uvedl něco, co bude i za rok v dílně fungovat.