Infrarood en glas: de juiste kwartskwaliteiten kiezen voor IR-ramen en verwarmingen

De relatie tussen infrarood en glas wordt bepaald door de golflengte, niet door hoe helder het onderdeel er op de bank uitziet. Een paar jaar geleden stuurde een klant ons een tekening voor een schijf van gesmolten silica, 60 mm breed en 5 mm dik, om voor een warmtebeeldcamera naar een ovenkamer van 900 °C te kijken. Elke dimensie klopte. Het materiaal was verkeerd. Op de 8 tot 14 micrometerband die de camera gebruikte, is gesmolten silica helemaal geen venster; het is een muur. De camera zou de eigen oppervlakte-emissie van de schijf hebben gezien, plus een weerspiegeling van de werkplaats erachter, en de oven zou onzichtbaar zijn gebleven achter een perfect bewerkt stuk materiaal.

Dat offerteverzoek vat infrarood en glas beter samen dan welk hoofdstuk dan ook. Glas is niet categorisch transparant of ondoorzichtig voor infrarood. Het is transparant over een bepaald bereik, blind buiten dat bereik, en de randen van het bereik bewegen met de samenstelling, het hydroxylgehalte en de dikte. Als u de juiste keuze maakt, wordt kwartsglas een van de nuttigste materialen in een infraroodsysteem: het overleeft 1.100 °C bij continu gebruik, weerstaat thermische schokken en laat het grootste deel door van wat een middengolfverwarmer uitstraalt. Kies verkeerd en je bezit een dure decoratieve schijf.

Dit artikel is geschreven voor de mensen die dat telefoontje daadwerkelijk moeten plegen: procesingenieurs die een verwarmingsomhulsel specificeren, instrumentontwerpers die een raam kiezen, onderhoudsteams die een pyrometer oplossen en inkooppersoneel dat offertes van een kwartsglasfabrikant vergelijkt. We bouwen elke week kwartsbuizen, staven, platen, vensters, smeltkroezen en infraroodverwarmingselementen, dus de onderstaande voorbeelden zijn afkomstig van echte inkooporders en niet van een natuurkundesyllabus.

De korte versie: match het glas met de band

Als u zich maar één ding herinnert, onthoud dan dit: kwartsglas is een nabij-infrarood- en kortegolf-infraroodmateriaal. Hoogzuiver gesmolten silica laat licht van ongeveer 180 nanometer in het ultraviolet door tot ongeveer 2,5 micrometer, en lage hydroxylkwaliteiten duwen de bruikbare transmissie naar ongeveer 3,5 micrometer. Boven ongeveer 4 micrometer stijgt de absorptie steil. Tussen grofweg 8 en 10 micrometer absorbeert het silicium-zuurstofnetwerk zo sterk dat een venster van 3 mm feitelijk zwart is.

Dat ene feit sorteert bijna elk onderzoek dat we ontvangen in een van de volgende drie categorieën:

• 1 tot 3 micrometer. Kwartsglas is de standaardkeuze. Infraroodlampen, koolstofvezelstralers, 2 micrometer fiberlasers, gasdetectie, vochtmeting, opwarming van plastic voorvormen en de meeste industriële droogprocessen vinden hier plaats.
• 3 tot 5 micrometer. Je bevindt je op de schouder van de curve. Gesmolten silica met een lage OH-waarde werkt nog steeds, maar de dikte is enorm belangrijk, het hydroxylgehalte moet worden gespecificeerd in plaats van aangenomen, en elke extra millimeter kost een echt signaal.
• 8 tot 14 micrometer. Kwarts kan je niet helpen. Thermische beeldvorming, de meeste pyrometers en langegolfradiometrie hebben germanium, zinkselenide, zinksulfide, silicium voor het kortere uiteinde of een chalcogenideglas nodig. Een kwartsvenster in een langegolfcamera is een filter, geen venster.

Al het andere in dit artikel is een detail dat aan dat raamwerk hangt: hoe hydroxyl absorbeert, hoe dikte het probleem vergroot, hoe coatings de cijfers verschuiven en hoe je een inkoopspecificatie schrijft waar een leverancier daadwerkelijk aan kan voldoen.

Waarom silica het nabij-infrarood passeert maar thermisch infrarood blokkeert

Transparantie is geen eigenschap van een materiaal in abstracte zin; het is een kloof tussen twee absorptiemechanismen. Aan de kant met de korte golflengte dragen fotonen uiteindelijk voldoende energie om elektronen over de bandafstand van het glas te tillen. Daarom wordt gesmolten silica ondoorzichtig onder ongeveer 180 nanometer. Aan de kant met de lange golflengte dragen fotonen uiteindelijk de juiste energie om trillingen van het silicium-zuurstofnetwerk zelf op te wekken. Deze trillingsabsorpties bevinden zich in het thermische infrarood en zijn sterk.

Het praktische gevolg is een transmissievenster met een zachte rand in plaats van een harde. Fused silica is uitstekend op 1 micrometer, goed op 2 micrometer, bruikbaar op 3 micrometer in de juiste kwaliteit, marginaal op 4 micrometer en hopeloos op 9 micrometer. Gewoon natronkalkfloatglas bereikt zijn limiet veel eerder omdat onzuiverheden van ijzeroxide zwaar worden geabsorbeerd in het nabij-infrarood. Dat is precies de reden waarom dik vensterglas warm aanvoelt in de zomerzon: het zichtbare licht dringt binnen en de nabij-infrarode energie wordt in de ruit omgezet in warmte.

De drie infraroodbanden in duidelijke bewoordingen

Nabij- en kortegolf-infrarood, ongeveer 0,7 tot 2,5 micrometer. Dit is de band van lampgebaseerde verwarming, glasvezelcommunicatie, spectroscopische vochtmeting en kortegolf-infraroodinspectiecamera's. Kwartsglas domineert hier en behoeft weinig uitleg.

Middengolf infrarood, ongeveer 3 tot 5 micrometer. Dit is de band van thermometrie met hete objecten, analyse van verbrandingsgassen, sommige militaire optica en een groeiend aantal gassensoren. Gesmolten silica met lage OH kan de onderste helft van deze band bedienen als het optische pad kort is. Boven de 4 micrometer moet je andere materialen eerlijk beoordelen.

Langegolf-infrarood, ongeveer 8 tot 14 micrometer. Dit is waar thermische camera's werken, omdat objecten op kamertemperatuur daar sterk stralen. Glas is over bijna de hele band ondoorzichtig. Daarom ziet een thermische camera die op een raam is gericht de oppervlaktetemperatuur van het raam en een weerspiegeling van wat zich achter de camera bevindt.

Wat hydroxyl doet in het glas

Water dat tijdens het smelten in het silicanetwerk wordt opgenomen, laat hydroxylgroepen achter, en die groepen hebben hun eigen trillingsabsorpties op ongeveer 1,38, 2,22 en 2,73 micrometer. Een gesmolten silica van UV-kwaliteit met 800 tot 1.200 delen per miljoen hydroxyl is uitstekend onder de 2 micrometer en vrij gewoon bij 2,7 micrometer. Een materiaal van infraroodkwaliteit met een hydroxylgehalte van minder dan 10 delen per miljoen verwijdert het grootste deel van die absorptie en levert u een extra micrometer werkbereik op.

Dit is de meest voorkomende specificatiekloof die we tegenkomen. Een koper vraagt ​​om "kwartsglas, 3 mm dik, hoge transmissie" en ontvangt een vakkundig gemaakt venster van UV-kwaliteit dat bij 2,7 micrometer bijna de helft van zijn signaal verliest. Er was niets defect. Het cijfer werd simpelweg nooit vermeld.

Een vergelijkingstabel van glasfamilies in het infrarood

De onderstaande tabel geeft een samenvatting van het gedrag van de glasfamilies waar we het vaakst naar vragen. Bereiken zijn typische bruikbare transmissiecijfers voor gewone diktes, geen gegarandeerde limieten voor elke smelt, omdat doteerstoffen, ijzergehalte en hydroxylniveau allemaal de grenzen verschuiven.

Lees de tabel als een filter, niet als een rangschikking. JGS1 is niet beter dan JGS3; het is geoptimaliseerd voor een ander uiteinde van het spectrum. Een leverancier die voor elke infraroodtaak één cijfer vermeldt, heeft het verzoek verkeerd begrepen of hoopt dat u het niet zult merken.

Onder de cijfers staan ​​twee praktische opmerkingen. Ten eerste vertelt zichtbare transparantie vrijwel niets over de infraroodprestaties, dus een visuele inspectie van een geleverd raam zegt heel weinig. Ten tweede onthult een glas dat er in dikke delen enigszins grijs of groen uitziet meestal een ijzergehalte, wat onschadelijk is in een kijkglas en onaanvaardbaar in een nabij-infraroodvenster.

Doorlaatbaarheid bij 3 micrometer: waar de kwaliteiten scheiden

De onderstaande grafiek vergelijkt de indicatieve interne transmissie bij 3 micrometer via een pad van 10 mm voor vier veel voorkomende materialen. Er is bewust op die golflengte gefocust, omdat bij 3 micrometer het hydroxylgehalte, en niet de dikte of glans, het resultaat domineert.

Drie dingen vallen op. Het verschil tussen de twee silicakwaliteiten is de breedte van de hydroxylband, en geen verschil in zuiverheid of vakmanschap. Daarom is de oplossing eerder een verandering van kwaliteit dan een verandering van polijsten. Borosilicaat is in deze regio niet simpelweg "een beetje slechter"; het is een andere materiaalklasse en mag niet worden vervangen tijdens een tekort aan aanbod zonder een nieuwe optische beoordeling. En het natronkalkfiguur verklaart waarom gewoon glas nutteloos is als infraroodvenster, zelfs als het er volkomen helder uitziet.

Voor ons eigen infraroodwerk houden we plaat- en buizenmateriaal met een laag hydroxylgehalte gescheiden van UV-kwaliteit materiaal en vermelden we de smeltbatchnummers op de paklijst. Het is ook de reden waarom we klanten vóór de offerte vragen naar een doelgolflengte, in plaats van erna. Als de toepassing zich op 2 micrometer bevindt, zal een standaard raam van UV-kwaliteit goed presteren en geld besparen. Als het op 3,2 micrometer zit, zal datzelfde venster het signaal halveren en zal de klant de coating, het polijstmiddel of de uitlijning de schuld geven voordat iemand het glas vermoedt.

De dikte versterkt het effect exponentieel in plaats van lineair, dus een venster van 5 mm is niet simpelweg "een beetje zwakker" dan een venster van 3 mm aan de rand van de band. Als u in de praktijk dichtbij de grens moet werken, specificeer dan het dunste venster dat door het mechanische ontwerp wordt verdragen en besteed de besparing aan een betere kwaliteit.

Infraroodverwarmers: waarom de kwartsenvelop geen filter is

Het grootste industriële gebruik van de combinatie van infrarood en glas is de kwarts-infraroodverwarmingsbuis, en deze werkt omdat het omhulsel transparant is voor de straling die het omsluit. Een koolstofvezelfilament met een kracht van ongeveer 1200 K straalt volgens de verplaatsingswet van Wien het sterkst uit nabij 2,4 micrometer. Een nikkel-chroomelement bij een vergelijkbare temperatuur gedraagt ​​zich vergelijkbaar. Een wolfraamgloeidraad in een met halogeen gevulde buis wordt heter, bijna 2800 K, en piekt dichter bij 1 micrometer. Ze zitten alle drie comfortabel in het transmissievenster van het kwartsomhulsel, zodat de buiswand zeer weinig van de energie absorbeert die deze genereert.

Dat is geen triviaal detail. Als het omhulsel zijn eigen vermogen zou absorberen, zou de buis zichzelf verwarmen in plaats van het werkstuk, zou de efficiëntie instorten en zou de wand zachter worden. Kwarts vermijdt alle drie de faalwijzen tegelijk en voegt een verwekingspunt toe van boven de 1600 °C en een thermische uitzettingscoëfficiënt van ongeveer 0,55 × 10⁻⁶ per Kelvin. Daarom kan een verwarming in een productielijn met koud water worden bespat zonder te breken.

Transparante kwarts infrarood verwarmingsbuizen Transparante kwartsbuis biedt directe infraroodtransmissie voor gerichte verwarming, snelle respons en weerstand tegen thermische schokken; nuttig waar een strak gloeidraadbeeld en een hoog rendement van belang zijn. Bekijk Product →

Transparante, melkachtige en gedoteerde enveloppen

Transparant kwarts geeft de hoogste directe transmissie en een strak gloeidraadbeeld, dat geschikt is voor gerichte verwarming, thermovormen en snelle thermische verwerking van halfgeleiders. Melkachtig of ondoorzichtig kwarts verstrooit de straling, waardoor hete plekken zachter worden en een gelijkmatigere verdeling over een breed doel ontstaat, wat meestal de voorkeur heeft voor droogovens, het uitharden van verf en het opwarmen van voedsel.

Gedoteerde kwartsbuizen voegen een derde optie toe door te verschuiven waar de omhulling absorbeert. Een buis die is gedoteerd om de ultraviolette emissie tegen te gaan, vermindert de vorming van ozon en beschermt hittegevoelige producten, terwijl de bekende rode of robijnrode buis zichtbaar korte golflengten filtert zonder de infrarooduitvoer te blokkeren. Voor lampenfabrikanten is dit vaak het verschil tussen het wel of niet slagen voor een emissiespecificatie.

Bijpassende zender voor belasting

Het matchen van golflengten is belangrijker dan de meeste kopers verwachten. Coatings op waterbasis, papier en textiel absorberen sterk rond de 3 micrometer, waardoor middengolfkoolstofstralers de warmte efficiënt overbrengen. Dunne polymeerfilms en PET-voorvormen absorberen goed in het gebied van 1 tot 2 micrometer, wat de voorkeur geeft aan kortegolf-halogeenlampen. Doorzichtige kunststoffen die er op het oog transparant uitzien, kunnen nog steeds sterk absorberen in het nabij-infrarood, en dat is precies de reden waarom infraroodlassen en krimppassing überhaupt werken.

Meestal stellen we drie vragen voordat we een envelop aanbevelen: wat is het doelmateriaal, welke temperatuur moet het bereiken en hoe uniform moet het resultaat zijn. Deze drie antwoorden beperken de keuze van emitter, buisdiameter, wanddikte en oppervlakteafwerking veel sneller dan een gegevensblad.

Infraroodramen en kijkglazen voor warme processen

Een raam dat uitkijkt in een kamer van 1000 °C moet drie taken tegelijk uitvoeren: transparant blijven op de bedrijfsgolflengte, de thermische gradiënt overleven en de procesatmosfeer houden waar deze thuishoort. Quartz kan alle drie beter aan dan de meeste alternatieven, maar alleen als het mechanische ontwerp dit ondersteunt.

Overweeg een typisch ovenkijkglas. De proceszijde bevindt zich op 900 °C, de buitenzijde op 60 °C en de camera of pyrometer kijkt door op 1,5 micrometer. Een kwartsschijf met een lage OH-waarde van 5 mm voldoet gemakkelijk aan de optische eisen. De faalmodus is bijna nooit transmissie; het is aan het monteren. Als het raam aan beide zijden stevig wordt vastgeklemd, zal het uitzettingsverschil tussen het kwarts en een roestvrijstalen flens het barsten, omdat kwarts veel minder uitzet dan het metaal eromheen. Wij adviseren een zachte pakking, een zwevende zitting en een duidelijke specificatie van welk vlak heet is.

Zuiveren is de tweede ontwerpbeslissing. Een kwartsvenster in een met roet beladen of condenserende atmosfeer verliest de transmissie van afzettingen op het oppervlak lang voordat het glas zelf degradeert. Een tangentiële lucht- of stikstofstroom over het procesvlak houdt het oppervlak helder en koelt het als bonus af. Waar spoelgas niet beschikbaar is, bereikt een lichte positieve druk in de behuizing vaak hetzelfde resultaat.

Hoogzuivere kwartsvensters voor optisch en thermisch gebruik Hoogzuiver kwartsvenster geschikt voor hoge temperaturen, thermisch stabiel optisch kijken; overweeg de behoeften op het gebied van zuivering en antireflectie op breedband waar transmissieverliezen van belang zijn. Bekijk Product →

Dikte, coatings en oppervlaktekwaliteit

Onbekleed gesmolten silica verliest ongeveer 3 tot 4 procent per oppervlak aan Fresnel-reflectie in het nabij-infrarood. Twee oppervlakken, vier procent, en nog een verlies in het materiaal: een nominaal uitstekend venster kan 90 procent opleveren in plaats van 96 procent voordat het proces zelfs maar begint. Antireflectiecoatings herstellen het grootste deel daarvan, maar alleen over de band waarvoor ze zijn ontworpen, dus een breedbandspecificatie is van belang wanneer de sensor de golflengte aftast.

Maattoleranties zijn ook de moeite waard om expliciet te vermelden. Een venster gespecificeerd op ±0,05 mm dikte en 40/20 krasgravering op oppervlaktekwaliteit kost meer dan een blanco stuk voor algemeen gebruik op ±0,2 mm, en de meeste kijkglastoepassingen hebben de strengere kwaliteit niet nodig. Omgekeerd zal een laservenster dat stilletjes een commercieel polijstmiddel vervangt voor een afwerking van laserkwaliteit last hebben van verstrooiing en, bij hoog vermogen, van plaatselijke verwarming.

Randkwaliteit verdient vermelding omdat daar de meeste breuken beginnen. Een geslepen en afgeschuinde rand is bestand tegen afbrokkelen tijdens het hanteren en verkleint de kans dat een scheur zich bij thermische cycli in de opening voortplant.

Infrarood optisch kwarts: wat JGS3 u koopt en wat het kost

Gesmolten silica van infraroodkwaliteit, gewoonlijk aangeduid onder de aanduiding JGS3, is wat wij leveren wanneer een klant bruikbare transmissie nodig heeft tot ongeveer 3,5 micrometer. Het hydroxylgehalte wordt onder de 10 delen per miljoen gehouden, waardoor de absorptieband van 2,73 micrometer, die UV-waardig materiaal beperkt, wordt opgeheven.

JGS3 Optische kwartsplaten van infraroodkwaliteit JGS3 optische kwartsplaat bedekt 0,26–3,5 µm en vermijdt de hydroxylabsorptieband van 2,7 µm; nuttig voor infraroodtransmissie waarbij het UV-bereik minder kritisch is. Bekijk Product →

Het is de moeite waard om de afwegingen te begrijpen voordat u deze specificeert. Het verwijderen van hydroxyl verschuift de ultraviolette grenswaarde naar langere golflengten, doorgaans voorbij 250 nanometer, dus een infraroodkwaliteit is een slechte keuze voor een UV-lampomhulsel. Het kost ook meer dan materiaal van UV-kwaliteit, omdat het smelt- en consolidatieproces veeleisender is en gevoeliger in de zin dat een leverancier de hydroxylgroep daadwerkelijk moet meten in plaats van ervan uit te gaan.

Waar we de JGS3 zijn prijs zien verdienen: optische vensters voor vezellasers van 2 tot 3 micrometer, gasabsorptiecellen voor methaan- en waterdampdetectie, beschermende vensters boven gekoelde middengolfdetectoren en referentie-optica die niet mogen afdrijven door vochtopname. Waar het wordt verspild: ramen met zichtbaar licht, UV-uithardingsapparatuur en algemene ovenobservatie op 1 micrometer, waar een goedkopere kwaliteit identiek presteert.

Kwaliteitskenmerken die net zo belangrijk zijn als de overdracht

Een infrarood optisch pad wordt door meer dan alleen de transmissiecurve beïnvloed. Bellen en vaste insluitsels verstrooien het licht en fungeren bij hoog vermogen als hotspots die schade aan het zaad kunnen veroorzaken. Striae, de zwakke compositiebanden die door het smelten worden achtergelaten, vervormen golffronten en materie enorm voor beeldvorming of interferometrie, maar nauwelijks voor een eenvoudige meting van stralingsoverdracht. Indexhomogeniteit is van belang voor grote openingen en nauwelijks voor een schijf van 10 mm.

Ons advies is om de toepassing te vermelden en niet een generieke “beste kwaliteit” eis. Een leverancier kan dan een belklasse, striaeklasse en oppervlaktespecificatie voorstellen die bij de taak passen, en u hoeft niet te betalen voor homogeniteit van interferometrische kwaliteit in een onderdeel dat alleen warmte in een kamer hoeft door te geven.

Wanneer glas het verkeerde antwoord is: thermische beeldvorming door een raam

Thermische camera's zijn de meest voorkomende bron van verwarring over infrarood en glas, en het eerlijke antwoord is dat kwarts het probleem niet kan oplossen. Een langegolf thermische camera met een bereik tussen 8 en 14 micrometer ziet glas als een ondoorzichtig oppervlak met een emissiviteit van ongeveer 0,9. Daarom rapporteert hij de temperatuur van het glas, gecorrigeerd voor wat het glas ook weerkaatst. In een werkplaats bestaat die reflectie uit mensen en verlichting. Daarom zien warmtebeelden van ramen eruit als spiegels.

De gebruikelijke oplossingen zijn allemaal legitiem en bij geen enkele is kwarts betrokken:

• Open een vrije opening en meet door het gat, waarbij u de luchtstroom accepteert die daarmee gepaard gaat.
• Gebruik een raammateriaal dat daadwerkelijk doorlaat in de band van 8 tot 14 micrometer, zoals germanium, zinkselenide of chalcogenideglas, en accepteer de kosten en de thermische beperkingen ervan.
• Gebruik in plaats daarvan een kortegolf-infraroodcamera, die werkt tussen ongeveer 0,9 en 1,7 micrometer, waarbij kwarts transparant is en metingen bij hoge temperaturen nog steeds mogelijk zijn.
• Meet het buitenoppervlak met een contactsensor of een goed emissiviteitsgecorrigeerde pyrometer die op een kortere golflengte werkt.

De kortegolfoptie wordt het vaakst over het hoofd gezien. Voor oven- en ovenwerk boven 700 °C kan een kortegolfcamera achter een kwartsvenster een beter technisch antwoord zijn dan een dure langegolfcamera achter een exotisch venster, omdat de kortere golflengte ook de gevoeligheid voor emissiviteitsfouten en oppervlakteverontreiniging vermindert.

Glas voor een camera is niet automatisch een slecht idee; glas gekozen voor de verkeerde band is. Wanneer u de meting beschrijft aan een leverancier van kwartsglas, geef dan de spectrale band van de camera op in plaats van het woord 'thermisch', omdat alleen al 'thermisch' een verantwoordelijke leverancier op het verkeerde materiaal wijst.

Specificatiefouten die we herhaaldelijk zien

De meeste problemen met infraroodglas worden opgelost op basis van de inkooporder, maanden voordat er iets wordt geleverd. Dit zijn de terugkerende, in ruwe volgorde van frequentie.

1. Specificeren van een kwaliteit op naam zonder golflengte. "Kwartsglas" beschrijft een familie, geen prestatieniveau. Geef de operationele band en de acceptabele transmissie op die band.
2. Het hydroxylgehalte vergeten. Bij elke eis boven de 2,5 micrometer moet een OH-limiet worden vermeld, bijvoorbeeld onder de 10 delen per miljoen, en moet worden gevraagd hoe deze wordt geverifieerd.
3. Het negeren van de dikte. Transmissie nabij de bandrand is exponentieel in dikte. Twee leveranciers die dezelfde kwaliteit en verschillende diktes opgeven, geven verschillende prestaties aan.
4. Ervan uitgaande dat coaten altijd helpt. Een antireflectiecoating geoptimaliseerd voor 1 micrometer doet pijn op 3 micrometer. Specificeer de coatingband of laat deze weg.
5. Een stijve houder ontwerpen. Kwarts zet ongeveer een vijfde van de snelheid van roestvrij staal uit; het verschil moet ergens heen gaan. Gebruik geschikte zitplaatsen.
6. Met uitzicht op de zuivering. Een perfect gespecificeerd raam in een vuile atmosfeer wordt tijdens een dienst onbruikbaar. Plan de gasstroom in de ontwerpfase.
7. Kwaliteit beoordelen met het oog. Een onderdeel dat er onberispelijk uitziet, kan van de verkeerde kwaliteit zijn, en een onderdeel met een zichtbare bel kan perfect aanvaardbaar zijn voor een toepassing met stralingsverwarming. Inspecteer op basis van de specificatie, niet op basis van intuïtie.

Elk van deze problemen is goedkoop te repareren in de offertefase en duur om te repareren na levering. Een gesprek van vijf minuten over golflengte, dikte, temperatuur en atmosfeer voorkomt ze bijna allemaal.

Hoe te kopen: wat een fabrikant van kwartsglas u moet vertellen

Infraroodkwarts kopen is niet ingewikkeld, maar beloont een leverancier die vragen beantwoordt met metingen in plaats van met bijvoeglijke naamwoorden. Of u nu rechtstreeks te maken heeft met een fabrikant, een regionale leverancier of een groothandel die meerdere productlijnen beheert, in het technische antwoord moeten dezelfde tien artikelen voorkomen.

1. Een gemeten transmissiecurve voor de aangeboden kwaliteit bij de aangeboden dikte, niet een catalogusfiguur gekopieerd van een algemeen gegevensblad. Een infraroodmeting met Fourier-transformatie duurt minuten en lost de meeste argumenten op.
2. Een aangegeven hydroxylwaarde en de methode die wordt gebruikt om dit te verkrijgen, meestal uit de absorptieband nabij 2,73 micrometer.
3. Bubble- en inclusieklasse uitgedrukt in een erkend beoordelingsschema in plaats van als "hoge kwaliteit".
4. Striae en homogeniteitsinformatie waar beeldvorming of interferometrie betrokken is.
5. Dimensionale toleranties voor dikte, diameter, vlakheid en parallelliteit, plus de meetmethode.
6. Oppervlaktespecificatie in scratch-dig-termen, met de naam van de Poolse kwaliteit.
7. Coatingdetails , inclusief ontwerpgolflengte, bandbreedte, invalshoek en verwachte transmissieversterking.
8. Thermische limieten en aanbevolen oploopsnelheden , inclusief de maximale helling over het onderdeel.
9. Verpakking en traceerbaarheid , omdat een raam van 300 mm dat afgebroken aankomt, een totaal verlies is, ongeacht de optische kwaliteit.
10. Monster- en doorlooptijdbeleid , zeker voor een eerste artikel dat getest moet worden in het daadwerkelijke armatuur.

Ook helpt het om te weten wat een leverancier u moet vragen. Als er een offerte binnenkomt zonder enige vraag over golflengte, dikte of temperatuur, is de prijs waarschijnlijk gebaseerd op een gok. Ons eigen aanvraagformulier vraagt ​​bewust eerst naar de werkingsband, omdat deze bepaalt of we een UV-kwaliteit buis, een infrarood-kwaliteit plaat of een melkachtige envelop citeren.

Aangepaste formaten, kleine batches en nabestellingen

De meeste infraroodprojecten beginnen als eenmalig en worden een gepland onderdeel. Vraag vroeg of de leverancier een smeltbatch voor nabestellingen kan bewaren, of de tekening bewaard blijft met de gemeten transmissie als bijlage, en hoe een verandering van kwaliteit gecommuniceerd wordt. Die antwoorden zijn meer dan een paar procent van belang op de eerste factuur als je zes maanden in productie bent en een nieuwe batch zich iets anders gedraagt.

Voor maatwerk, of dat nu een getrapt venster, een geboorde openingsplaat, een koepelvormige envelop of een geflensde kijkpoort betekent, is de praktische route het meesturen van een tekening met de optische vereisten erop gemarkeerd. Afmetingen alleen geven zelden aan wat het onderdeel eigenlijk moet doen.

Waar deze producten zich in ons assortiment bevinden

Twee toegangspunten omvatten het grootste deel van het hierboven beschreven infraroodwerk. De eerste is onze op maat gemaakte raamfabricageservice, die openingen, geboorde platen, getrapte profielen en de coördinatie van antireflectiecoatings voor kijkglazen en instrumentvensters verzorgt. De tweede is het assortiment infraroodstralers, dat transparante, melkachtige en koolstofvezelelementconstructies voor industriële verwarmingsapparatuur omvat.

Beide pagina's bevinden zich naast de bredere catalogus van buizen, staven, platen, smeltkroezen en laboratoriumartikelen, zodat een enkele aanvraag meestal een hele samenstelling kan bestrijken in plaats van een enkel onderdeel.

FAQ: Infrarood en glas

Gaat infrarood door glas?

Een deel ervan doet dat wel, en de hoeveelheid hangt volledig af van de golflengte. Gewoon vensterglas laat het nabij-infraroodlicht onder de 2,5 micrometer redelijk goed door en blokkeert bijna alles buiten de 5 micrometer. Gesmolten kwarts breidt de bruikbare transmissie uit tot ongeveer 3,5 micrometer in lage hydroxylkwaliteiten. In de thermische band van 8 tot 14 micrometer is conventioneel glas feitelijk ondoorzichtig.

Waarom kan een thermische camera niet door een raam kijken?

Omdat de camera werkt in het langegolf-infrarood, waar glas absorbeert in plaats van uitzendt. De camera leest dus zelf het glasoppervlak, dat sterk uitstraalt en ook de omgeving reflecteert. Door een thermische camera op een raam te richten, ontstaat doorgaans een beeld van de teruggekaatste warmte van de cameraman zelf.

Is kwartsglas hetzelfde als infraroodglas?

Niet precies. Kwartsglas is een familie van producten van gesmolten silica, en slechts enkele leden van die familie zijn geoptimaliseerd voor infraroodwerk. Materiaal van infraroodkwaliteit wordt gekenmerkt door een zeer laag hydroxylgehalte, waardoor absorptiebanden worden verwijderd die silica van UV-kwaliteit beperken tot meer dan 2,5 micrometer.

Welke kwaliteit moet ik kiezen voor een proces van 2 tot 3 micrometer?

Onder de 2,5 micrometer presteert een standaard gesmolten silica van UV-kwaliteit over het algemeen goed en kost het minder. Specificeer tussen 2,5 en 3,5 micrometer een infraroodkwaliteit met een laag hydroxylgehalte, waarbij het hydroxylgehalte lager is dan ongeveer 10 delen per miljoen, en houd het venster zo dun als het mechanische ontwerp toelaat.

Houdt een dikker raam meer infrarood tegen?

Ja, en het effect is eerder exponentieel dan proportioneel, vooral aan de rand van het transmissievenster. Een venster dat op 3 mm acceptabel presteert, kan een groot deel van zijn signaal verliezen op 8 mm bij dezelfde golflengte. Dikte is een optische variabele, niet alleen een mechanische.

Kunnen coatings de infraroodtransmissie verbeteren?

Antireflectiecoatings kunnen het grootste deel van de ongeveer 3 tot 4 procent die verloren gaat op elk ongecoat oppervlak, herstellen, maar alleen binnen de band waarvoor ze zijn ontworpen. Een coating die is geoptimaliseerd voor zichtbaar licht zal de prestaties gewoonlijk verminderen bij 3 micrometer, dus de ontwerpgolflengte moet op de tekening worden vermeld.

Wat is de hoogste temperatuur die een kwartsvenster kan verdragen?

Gesmolten kwarts wordt zacht boven 1600 °C en wordt routinematig continu gebruikt rond 1100 °C, maar de praktische limiet voor een raam is meestal de thermische gradiënt erover en de montagemethode in plaats van het verwekingspunt van het materiaal. Geleidelijke verwarming, soepele zitting en zelfs klemmen zijn belangrijker dan het hoofdcijfer.

Infrarood en glas zijn een van die onderwerpen waarbij een beetje precisie in het begin veel kosten later bespaart. De fysica is stabiel, de materiaalopties zijn goed begrepen en de faalwijzen zijn bijna allemaal voorspelbaar: een kwaliteit die wordt gekozen door gewoonte in plaats van door golflengte, een raam dat is ontworpen zonder een flexibele montage, een verwarmingsomhulsel dat is gespecificeerd zonder rekening te houden met hoe gelijkmatig de warmte moet landen, of een thermische camera die wordt gevraagd door een materiaal te kijken dat precies de band absorbeert waarvan het afhankelijk is.

Als u zich in de fase bevindt van het schetsen van een onderdeel in plaats van het bestellen ervan, is het nuttigste wat u kunt doen het proces in duidelijke bewoordingen beschrijven: wat wordt er verwarmd of gemeten, op welke temperatuur, op welke golflengte, door welke atmosfeer en hoe lang het onderdeel moet meegaan. Deze vijf antwoorden beperken de keuze van kwaliteit, dikte, oppervlakteafwerking en coating sneller dan welke specificatietabel dan ook, en ze geven een fabrikant genoeg om iets te citeren dat over een jaar nog steeds op de werkvloer zal werken.