使用红外热像仪进行玻璃料滴生产控制

工业玻璃料滴生产中的精确温度控制和实时位置跟踪

解决玻璃料滴加工中的温度和质量挑战

容器玻璃(尤其是玻璃瓶和玻璃罐)的生产是一个高度自动化且耗能的过程,需要极高的温度。该过程从原材料准备开始,主要成分(沙子、纯碱、石灰石和回收玻璃)按特定比例混合,以达到所需的玻璃成分。这种混合物称为配料,然后被运送到熔炉。

熔炉在约 1500°C 的温度下运行,配料在此熔化并加工成均匀的玻璃块。一旦玻璃块达到适当的稠度,它就会被引导到进料器,进料器将玻璃形成水滴状部分,称为料滴。这些料滴是最终玻璃容器的前体,它们以精确计算的间隔被切割并转移到成型机,这是玻璃成型的关键步骤。

在生产玻璃料滴的过程中可能会出现一些挑战,影响最终产品的质量。其中一个挑战是玻璃配料的不均匀性。如果配料混合不充分或熔化不均匀,玻璃块内的粘度和温度分布就会发生变化,从而导致产品质量低劣。

温度控制在整个生产过程中都至关重要。一个常见问题是成型前玻璃料滴冷却不足。如果玻璃料滴太热,它们会变得过于液态,无法在成型过程中保持所需的形状,从而导致变形,损害最终产品的光学质量和机械性能。相反,玻璃料滴冷却过快会在玻璃中产生应力,这可能会导致以后出现裂纹或断裂。

在将玻璃料滴运输到成型机的过程中,机械影响也会带来问题。在此阶段,如果受到外力或位移的影响,玻璃料滴在到达成型机之前就会变形或损坏,从而对表面质量和结构完整性产生负面影响。

为了避免废品并确保高质量的生产,必须在整个过程中持续可靠地监控玻璃料滴的位置和温度。

In this application, the Optris solution for monitoring glass gobs is the infrared camera PI 1M. This industrial, high-speed camera enables continuous and reliable monitoring of very hot and fast processes. To monitor the position and temperature of the gobs, two PI 1M cameras are installed to cover both the X- and Y-axis of the glass gobs during their transport from the feeder to the forming machine. The PI 1M infrared camera allows operators to accurately read the position and temperature of each glass gob, preventing issues such as the glass gob hitting the mold's side wall. This reduces asymmetric temperature loss and results in higher quality bottles or other glass products. Additionally, the temperature of each gob can be recorded and saved, allowing for the quick detection and correction of temperature anomalies. Using the free PIX Connect analysis software, measuring fields can be defined and permanently monitored. If there are any shifts in the transport path due to machine influences, the system can either inform the operator immediately or automatically correct the issue. This information can be communicated in various ways, such as through an alarm linked to the software or digital communication with the machine's controller. Regular manual adjustments of the gob guidance are necessary. However, automated position detection and adjustment with the PI 1M camera and PIX Connect Software support the operator, allowing them to focus on other parameters. The process can be further automated using the PI 1M camera and PIX Connect software. The precise positioning of the glass gobs is achieved by using two PI 1M cameras positioned at a 90° angle, providing accurate x-y coordinates. With this information, the machine can automatically readjust the position of the glass gob without manual intervention from the operator.

红外热像仪测量玻璃温度和玻璃料滴位置

在此应用中,Optris 用于监控玻璃料滴的解决方案是红外摄像机 PI 1M。这款工业高速热像仪能够持续可靠地监控非常热且快速的工艺。

为了监控料滴的位置和温度,安装了两个 PI 1M 热像仪,以覆盖玻璃料滴从进料器到成型机的运输过程中的 X 轴和 Y 轴。

PI 1M 红外热像仪允许操作员准确读取每个玻璃料滴的位置和温度,从而防止玻璃料滴撞击模具侧壁等问题。这减少了不对称的温度损失,并产生了更高质量的瓶子或其他玻璃产品。此外,可以记录和保存每个料滴的温度,从而可以快速检测和纠正温度异常。

使用免费的 PIX Connect 分析软件,可以定义并永久监控测量区域。如果由于机器影响而导致运输路径发生任何变化,系统可以立即通知操作员或自动纠正问题。这些信息可以通过多种方式传达,例如通过与软件链接的警报或与机器控制器的数字通信。

需要定期手动调整料滴引导。但是,使用 PI 1M 热像仪和 PIX Connect 软件进行自动位置检测和调整可以为操作员提供支持,使他们能够专注于其他参数。

使用 PI 1M 热像仪和 PIX Connect 软件可以进一步实现该过程的自动化。通过使用两个以 90° 角放置的 PI 1M 热像仪,可以提供准确的 x-y 坐标,从而实现玻璃料滴的精确定位。有了这些信息,机器就可以自动重新调整玻璃料滴的位置,而无需操作员手动干预。

利用 Optris PI 1M 的短波特性和速度实现玻璃料滴生产的自动化

使用 Optris 红外热像仪进行玻璃料滴监测的主要优势在于,它们能够轻松实现整个过程的自动化。短波长特性可确保准确测量玻璃料滴的温度,而热像仪的速度可实现精确的跟踪和定位。

许多由非光泽材料制成的测量物体表现出高且相对恒定的发射率,无论其表面一致性如何,尤其是在长波光谱范围内。然而,金属和光泽材料在长红外波长下通常具有低发射率。长波长红外带宽中的这种低发射率可能导致测量结果变化和不可靠。短波长 PI 1M 红外热像仪的光谱范围与大多数金属材料的最高发射率一致,简化了远程温度测量。根据普朗克辐射定律,在短波长范围内发射的红外辐射呈指数级增长。因此,线性发射率问题对短波长下温度测量结果的重复性影响较小。当使用 PI 1M 红外热像仪时,这提高了温度测量的可靠性和准确性,特别是对于玻璃材料。

PI 1M 坚固而紧凑的设计使其非常适合在严苛的环境中使用,可快速轻松地进行安装。此外,Optris 还提供各种配件,例如层流空气吹扫和 Optris 冷却套。空气吹扫系统通过利用气流保持相机光学元件清洁,防止灰尘、烟雾和其他颗粒阻碍视线或污染光学元件。冷却套是一种由水冷却的保护外壳,使热像仪适合在高达 315°C 的温度下工作。

PI 1M 红外热像仪不仅提供高分辨率热成像功能;它还擅长在 450°C 至 1800°C 的广泛范围内捕获温度数据,没有子范围。其卓越的距离与光斑尺寸比确保了准确的温度测量,即使在相当远的距离捕获图像时也是如此。红外热像仪提供多种帧速率和子图像选项,以满足各种应用要求。它以 764 x 480 像素的分辨率运行,以 32 Hz 的频率运行,确保成像细节。切换到 382 x 288 像素可将帧速率提高到 80 Hz,非常适合清晰地捕捉快速移动的物体。它可以以 1 kHz 的频率运行,分辨率为 72 x 56 像素,适用于快速应用,例如监测温度变化。

PI 热像仪可以无缝集成到工业过程中,可以通过 Optris USB 服务器、Optris PI NetBox 或工业过程接口连接以进行过程控制。这种灵活性允许将热像仪安装在更远的距离,并可以远程监控过程。例如,可以使用 USB 服务器通过基于 Web 的管理进行远程配置。

这些功能共同确保 Optris 红外热像仪为监控各种工业环境中的玻璃料滴提供可靠而有效的解决方案。