Infracrveno i staklo: Odabir pravih kvaliteta kvarca za IR prozore i grijače

Odnos između infracrvenog i stakla ovisi o valnoj duljini, a ne o tome koliko jasno dio izgleda na stolu. Prije nekoliko godina kupac nam je poslao crtež za disk od fuzijskog silicijevog dioksida, promjera 60 mm i debljine 5 mm, kako bismo sjedili ispred termovizijske kamere i promatrali komoru peći na 900 °C. Svaka dimenzija je bila točna. Materijal je bio pogrešan. Na pojasu od 8 do 14 mikrometara koji je koristila kamera, taljeni silicij uopće nije prozor; to je zid. Kamera bi vidjela vlastitu površinsku emisiju diska plus odraz radionice iza njega, a peć bi ostala nevidljiva iza savršeno obrađene praznine.

Taj zahtjev za ponudu sažima infracrveno i staklo bolje od bilo kojeg poglavlja udžbenika. Staklo nije kategorički prozirno ili neprozirno za infracrveno zračenje. Proziran je u određenom rasponu, slijep izvan tog raspona, a rubovi raspona pomiču se s sastavom, sadržajem hidroksila i debljinom. Odaberite ispravno i kvarcno staklo postaje jedan od najkorisnijih materijala u infracrvenom sustavu: ono preživljava 1100 °C u neprekidnom radu, ne podnosi toplinske udare i prolazi većinu onoga što emitira srednjevalni grijač. Pogrešno odaberete i posjedujete skupi ukrasni disk.

Ovaj je članak napisan za ljude koji zapravo moraju obaviti taj poziv: procesne inženjere koji određuju omotač grijača, dizajnere instrumenata koji biraju prozor, timove za održavanje koji rješavaju probleme s pirometrom i osoblje za nabavu koje uspoređuje ponude proizvođača kvarcnog stakla. Svaki tjedan izrađujemo kvarcne cijevi, šipke, ploče, prozore, lonce i infracrvene grijaće elemente, tako da primjeri u nastavku dolaze iz stvarnih narudžbenica, a ne iz nastavnog plana i programa fizike.

Kratka verzija: spojite staklo s trakom

Ako se sjećate samo jedne stvari, zapamtite ovo: kvarcno staklo je bliski infracrveni i kratkovalni infracrveni materijal. Topljeni silicijev dioksid visoke čistoće propušta svjetlost od otprilike 180 nanometara u ultraljubičastom do oko 2,5 mikrometra, a niski hidroksilni stupnjevi guraju upotrebljivu transmisiju na otprilike 3,5 mikrometra. Iznad otprilike 4 mikrometra, apsorpcija se strmo penje. Između otprilike 8 i 10 mikrometara, mreža silicij-kisik apsorbira toliko snažno da je prozor od 3 mm zapravo crn.

Ta jedina činjenica svrstava gotovo svaki upit koji primimo u jednu od tri skupine:

• 1 do 3 mikrometra. Kvarcno staklo je zadani izbor. Infracrvene svjetiljke, emiteri od ugljičnih vlakana, laseri s vlaknima od 2 mikrometra, senzori plina, mjerenje vlage, ponovno zagrijavanje plastičnih preformi i većina industrijskih procesa sušenja žive ovdje.
• 3 do 5 mikrometara. Vi ste na ramenu krivulje. Silikatni dioksid s niskim udjelom OH i dalje radi, ali debljina je iznimno važna, sadržaj hidroksila mora se specificirati, a ne pretpostavljati, a svaki dodatni milimetar košta pravi signal.
• 8 do 14 mikrometara. Kvarc vam ne može pomoći. Termovizija, većina pirometara i dugovalna radiometrija trebaju germanij, cink selenid, cink sulfid, silicij za kraći kraj ili halkogenidno staklo. Kvarcni prozor u dugovalnoj kameri je filter, a ne prozor.

Sve ostalo u ovom članku pojedinosti su vezane uz taj okvir: kako hidroksil apsorbira, kako debljina stvara problem, kako premazi mijenjaju brojke i kako napisati kupovnu specifikaciju koju dobavljač može ispuniti.

Zašto silicij prolazi blisko infracrveno, ali blokira toplinsko infracrveno

Transparentnost nije svojstvo materijala u apstraktnom obliku; to je jaz između dva mehanizma apsorpcije. Na strani kratke valne duljine, fotoni na kraju nose dovoljno energije da podignu elektrone preko zabranjenog pojasa stakla, zbog čega topljeni silicij postaje neproziran ispod oko 180 nanometara. Na strani dugih valnih duljina, fotoni na kraju nose pravu energiju za pobuđivanje vibracija same mreže silicij-kisik. Te vibracijske apsorpcije nalaze se u toplinskom infracrvenom zračenju i jake su.

Praktična posljedica je prozor prijenosa s mekim rubom, a ne tvrdim. Taljeni silicijev dioksid je izvrstan na 1 mikrometru, dobar na 2 mikrometra, upotrebljiv na 3 mikrometra u pravom stupnju, marginalan na 4 mikrometra i beznadan na 9 mikrometara. Obično natrijum-vapneno float staklo dostiže svoju granicu mnogo ranije jer nečistoće željeznog oksida jako apsorbiraju u bliskom infracrvenom zračenju, što je upravo razlog zašto je debelo prozorsko staklo toplo na ljetnom suncu: vidljiva svjetlost ulazi, a bliska infracrvena energija se pretvara u toplinu unutar okna.

Tri infracrvene trake u jednostavnim terminima

Blisko i kratkovalno infracrveno zračenje, otprilike 0,7 do 2,5 mikrometara. Ovo je opseg grijanja temeljenog na lampama, komunikacija optičkim vlaknima, spektroskopsko mjerenje vlage i kratkovalne infracrvene inspekcijske kamere. Kvarcno staklo ovdje dominira i treba malo objašnjavati.

Srednjovalni infracrveni, otprilike 3 do 5 mikrometara. Ovo je područje termometrije vrućih objekata, analiza plinova izgaranja, nešto vojne optike i sve veći broj senzora za plin. Stopljeni silicijev dioksid s niskim sadržajem OH može poslužiti za donju polovicu ovog pojasa ako je optički put kratak. Iznad 4 mikrometra trebali biste pošteno procijeniti druge materijale.

Dugovalni infracrveni, otprilike 8 do 14 mikrometara. Ovdje rade toplinske kamere, jer tamo objekti sobne temperature jako zrače. Staklo je neprozirno preko gotovo cijelog pojasa, zbog čega termalna kamera usmjerena prema prozoru vidi površinsku temperaturu prozora i odraz onoga što se nalazi iza kamere.

Što hidroksil radi unutar stakla

Voda inkorporirana u mrežu silicijevog dioksida tijekom taljenja ostavlja hidroksilne skupine iza sebe, a te skupine imaju vlastitu vibracijsku apsorpciju na približno 1,38, 2,22 i 2,73 mikrometra. UV stopljeni silicijev dioksid s 800 do 1200 dijelova na milijun hidroksila izvrstan je ispod 2 mikrometra i sasvim je običan na 2,7 mikrometara. Infracrveni materijal s hidroksilom ispod 10 dijelova na milijun uklanja većinu te apsorpcije i kupuje vam dodatni mikrometar radnog raspona.

Ovo je najčešća praznina u specifikaciji koju vidimo. Kupac traži "kvarcno staklo, debljine 3 mm, visoke propusnosti" i dobiva kompetentno napravljen UV prozor koji gubi gotovo polovicu signala na 2,7 mikrometara. Ništa nije bilo u kvaru. Ocjena jednostavno nikad nije navedena.

Tablica usporedbe staklenih obitelji u infracrvenom zračenju

Donja tablica sažima ponašanje staklenih obitelji o kojima nas najčešće pitaju. Rasponi su tipične korisne vrijednosti prijenosa za uobičajene debljine, a ne zajamčene granice za svaku talinu, jer dodaci, sadržaj željeza i razina hidroksila pomiču rubove.

Čitajte tablicu kao filtar, a ne rangiranje. JGS1 nije bolji od JGS3; optimiziran je za drugačiji kraj spektra. Dobavljač koji navodi jednu ocjenu za svaki infracrveni posao ili je krivo shvatio zahtjev ili se nada da nećete primijetiti.

Dvije praktične napomene nalaze se ispod brojeva. Prvo, vidljiva prozirnost ne govori vam gotovo ništa o infracrvenim performansama, tako da vizualni pregled isporučenog prozora dokazuje vrlo malo. Drugo, staklo koje izgleda malo sivo ili zeleno u debelim dijelovima obično otkriva sadržaj željeza, koji je bezopasan u prozoru za promatranje i neprihvatljiv u prozoru blizu infracrvenog.

Transmitancija na 3 mikrometra: gdje se ocjene razdvajaju

Grafikon u nastavku uspoređuje indikativni interni prijenos na 3 mikrometra kroz stazu od 10 mm za četiri uobičajena materijala. Namjerno je fokusiran na tu valnu duljinu jer 3 mikrometra je mjesto gdje sadržaj hidroksila, a ne debljina ili poliranje, dominira rezultatom.

Ističu se tri stvari. Razmak između dva stupnja silicija je širina hidroksilne trake, a ne razlika u čistoći ili izradi, zbog čega je popravak promjena stupnja, a ne promjena poliranja. Borosilikat nije samo "malo lošiji" u ovoj regiji; to je druga klasa materijala i ne smije se zamijeniti tijekom nestašice zaliha bez novog optičkog pregleda. A soda-vapnena figura objašnjava zašto je obično staklo beskorisno kao infracrveni prozor čak i kada izgleda savršeno čisto.

Za naš vlastiti infracrveni rad, to je razlog zašto držimo ploče i cijevi s niskim udjelom hidroksila odvojene od UV materijala i označavamo brojeve šarže za topljenje na popisu pakiranja. To je i razlog zašto od kupaca tražimo ciljnu valnu duljinu prije ponude, a ne nakon. Ako se aplikacija nalazi na 2 mikrometra, standardni UV prozor će se dobro ponašati i uštedjeti novac. Ako se nalazi na 3,2 mikrometra, taj isti prozor će prepoloviti signal i kupac će okriviti premaz, poliranje ili poravnanje prije nego što itko posumnja na staklo.

Debljina povećava učinak eksponencijalno, a ne linearno, tako da prozor od 5 mm nije jednostavno "malo zatamnjeniji" od prozora od 3 mm na rubu trake. U praksi, ako morate raditi blizu granične vrijednosti, odredite najtanji prozor koji će mehanički dizajn tolerirati i potrošite uštedu na bolju ocjenu.

Infracrveni grijači: zašto kvarcna ovojnica nije filtar

Najveća industrijska upotreba infracrvene i staklene kombinacije je kvarcna infracrvena grijaća cijev, a funkcionira jer je ovojnica prozirna za zračenje koje obuhvaća. Vlakna od karbonskih vlakana koja radi na oko 1200 K najjače zrači blizu 2,4 mikrometra prema Wienovom zakonu pomaka. Element nikal-krom na sličnoj temperaturi ponaša se usporedivo. Volframova nit u cijevi ispunjenoj halogenom je toplija, blizu 2800 K, a vršna vrijednost je bliža 1 mikrometru. Sva trojica udobno sjede unutar prijenosnog prozora kvarcne ovojnice, tako da stijenka cijevi apsorbira vrlo malo energije koju stvara.

To nije beznačajan detalj. Kad bi ovojnica apsorbirala vlastiti izlaz, cijev bi se zagrijavala radije nego radni komad, učinkovitost bi se smanjila i stijenka bi omekšala. Kvarc izbjegava sva tri načina kvara odjednom i dodaje točku omekšavanja iznad 1600 °C i koeficijent toplinske ekspanzije oko 0,55 × 10⁻⁶ po kelvinu, zbog čega se grijač može poprskati hladnom vodom u proizvodnoj liniji, a da se ne razbije.

Prozirne kvarcne infracrvene cijevi za grijanje Prozirna kvarcna cijev nudi izravan infracrveni prijenos za usmjereno zagrijavanje, brzi odziv i otpornost na toplinski udar; korisno tamo gdje je važna slika čvrste niti i visoka učinkovitost. Pogledajte proizvod →

Prozirne, mliječne i dopirane omotnice

Prozirni kvarc daje najveći izravni prijenos i tijesnu sliku filamenta, što odgovara fokusiranom zagrijavanju, termoformiranju i brzoj toplinskoj obradi poluvodiča. Mliječni ili neprozirni kvarc raspršuje zračenje, omekšujući vruće točke i stvarajući ravnomjerniju raspodjelu po širokoj meti, što je obično poželjno za pećnice za sušenje, stvrdnjavanje boje i zagrijavanje hrane.

Cijevi od dopiranog kvarca dodaju treću opciju pomicanjem gdje ovojnica upija. Cijev dopirana za smanjenje ultraljubičastog zračenja smanjuje stvaranje ozona i štiti proizvode osjetljive na toplinu, dok poznata crvena ili rubin cijev vidljivo filtrira kratke valne duljine bez blokiranja infracrvenog izlaza. Za proizvođače lampi, to je često razlika između prolaza i pada specifikacije emisija.

Usklađivanje emitera s opterećenjem

Usklađivanje valnih duljina važnije je nego što većina kupaca očekuje. Premazi na bazi vode, papir i tekstil snažno upijaju oko 3 mikrometra, tako da srednjovalni emiteri ugljika učinkovito prenose toplinu. Tanki polimerni filmovi i PET predforme dobro upijaju u području od 1 do 2 mikrometra, što daje prednost kratkovalnim halogenim žaruljama. Prozirna plastika koja oku izgleda prozirno još uvijek može snažno apsorbirati blisko infracrveno zračenje, što je upravo razlog zašto infracrveno zavarivanje i stezanje uopće funkcioniraju.

Obično postavljamo tri pitanja prije nego što preporučimo omotnicu: koji je ciljni materijal, koju temperaturu mora postići i koliko ujednačen mora biti rezultat. Ta tri odgovora sužavaju izbor emitera, promjera cijevi, debljine stijenke i završne obrade površine mnogo brže nego što će to učiniti lista s podacima.

Infracrveni prozori i naočale za vruće procese

Prozor koji gleda u komoru od 1.000 °C mora obavljati tri posla odjednom: ostati proziran na radnoj valnoj duljini, preživjeti toplinski gradijent i zadržati procesnu atmosferu tamo gdje joj je mjesto. Kvarc se nosi sa sva tri bolje od većine alternativa, ali samo ako mehanički dizajn to podržava.

Razmotrite tipično staklo za nadzor peći. Procesna strana je na 900 °C, vanjska strana na 60 °C, a kamera ili pirometar gleda kroz 1,5 mikrometra. Kvarcni disk od 5 mm s niskim sadržajem OH lako se nosi s optičkim zahtjevima. Način kvara gotovo nikada nije prijenos; montira se. Ako je prozor čvrsto stegnut na obje strane, različito širenje između kvarca i prirubnice od nehrđajućeg čelika će ga napuknuti, jer se kvarc širi daleko manje od metala oko njega. Preporučujemo meku brtvu, plutajuće sjedalo i jasnu specifikaciju koja je strana vruća.

Pročišćavanje je druga dizajnerska odluka. Kvarcni prozor u atmosferi punoj čađe ili kondenzacije gubi prijenos površinskih naslaga mnogo prije nego što se samo staklo razgradi. Tangencijalno pročišćavanje zrakom ili dušikom preko površine procesa održava površinu čistom i, kao bonus, hladi je. Tamo gdje plin za pročišćavanje nije dostupan, blagi pozitivni tlak unutar kućišta često postiže isti rezultat.

Kvarcni prozori visoke čistoće za optičku i toplinsku upotrebu Kvarcni prozor visoke čistoće odgovara visokotemperaturnom, termički stabilnom optičkom gledanju; razmotrite potrebe za pročišćavanjem i širokopojasnom antirefleksijom gdje su gubici prijenosa važni. Pogledajte proizvod →

Debljina, premazi i kvaliteta površine

Neobloženi taljeni silicijev dioksid gubi oko 3 do 4 posto po površini zbog Fresnelove refleksije u bliskom infracrvenom zračenju. Dvije površine, četiri posto i daljnji gubitak unutar materijala: nominalno izvrstan prozor može isporučiti 90 posto umjesto 96 posto prije nego što proces uopće započne. Antirefleksni premazi vraćaju većinu toga, ali samo u pojasu za koji su dizajnirani, tako da je širokopojasna specifikacija važna kada senzor prelazi valnu duljinu.

Također vrijedi izričito navesti tolerancije dimenzija. Prozor specificiran na ±0,05 mm na debljini i 40/20 scratch-dig na kvaliteti površine košta više od opće namjene na ±0,2 mm, a većina aplikacija na staklu za pregled ne treba čvršći stupanj. Nasuprot tome, laserski prozor koji tiho zamjenjuje komercijalno poliranje za lasersku završnu obradu patit će od raspršivanja i, pri velikoj snazi, od lokalnog zagrijavanja.

Kvaliteta rubova zaslužuje spomen jer od nje počinje većina lomova. Brušeni i skošeni rub odolijeva pucanju tijekom rukovanja i smanjuje mogućnost širenja pukotine u otvor pod toplinskim ciklusima.

Infracrveni optički kvarc: što vam JGS3 kupuje i koliko košta

Infracrveni stopljeni silicijev dioksid, koji se obično spominje pod oznakom JGS3, ono je što isporučujemo kada kupac treba upotrebljiv prijenos do otprilike 3,5 mikrometara. Sadržaj hidroksila održava se ispod oko 10 dijelova na milijun, što uklanja apsorpcijsku traku od 2,73 mikrometra koja ograničava UV kvalitetu materijala.

JGS3 infracrvene optičke kvarcne ploče JGS3 optička kvarcna ploča pokriva 0,26–3,5 µm i izbjegava hidroksilni apsorpcijski pojas od 2,7 µm; korisno za infracrveni prijenos gdje je UV raspon manje kritičan. Pogledajte proizvod →

Kompromise vrijedi razumjeti prije nego što ih odredite. Uklanjanje hidroksila pomiče ultraljubičastu granicu prema dužim valnim duljinama, obično iznad 250 nanometara, tako da je infracrveni stupanj loš izbor za omotač UV lampe. Također košta više od materijala UV-razreda jer je proces taljenja i konsolidacije zahtjevniji i osjetljiviji je u smislu da dobavljač mora stvarno mjeriti hidroksil, a ne pretpostavljati ga.

Gdje vidimo da JGS3 zarađuje svoju cijenu: optički prozori za lasere s vlaknima od 2 do 3 mikrometra, plinske apsorpcijske ćelije za detekciju metana i vodene pare, zaštitni prozori preko hlađenih srednjovalnih detektora i referentna optika koja ne smije pomicati s upijanjem vlage. Gdje se troši: prozori s vidljivim svjetlom, oprema za UV sušenje i općenito promatranje peći na 1 mikrometru, gdje jeftiniji stupanj ima identične rezultate.

Atributi kvalitete koji su važni koliko i prijenos

Na infracrveni optički put utječe više od krivulje prijenosa. Mjehurići i čvrste inkluzije raspršuju svjetlost i, pod velikom snagom, djeluju kao vruće točke koje mogu oštetiti sjeme. Strije, slabe kompozicijske trake koje nastaju topljenjem, uvelike iskrivljuju valne fronte i materiju za snimanje slika ili interferometriju, ali jedva da uopće za jednostavno mjerenje prijenosa zračenja. Homogenost indeksa važna je za velike otvore blende i jedva za disk od 10 mm.

Naš savjet je da navedete aplikaciju, a ne generički zahtjev "najbolje kvalitete". Dobavljač tada može predložiti klasu mjehurića, klasu strija i specifikaciju površine koje odgovaraju poslu, a vi izbjegavate plaćanje homogenosti interferometrijskog stupnja u dijelu koji samo treba propustiti toplinu u komoru.

Kada je staklo pogrešan odgovor: toplinsko snimanje kroz prozor

Termalne kamere najčešći su izvor zabune za infracrveno i staklo, a iskren odgovor je da kvarc ne može riješiti problem. Dugovalna termalna kamera koja radi između 8 i 14 mikrometara vidi staklo kao neprozirnu površinu s emisivnošću od oko 0,9, pa prijavljuje temperaturu stakla, korigiranu prema onome što staklo reflektira. U radionici su taj odraz ljudi i rasvjeta, zbog čega toplinske slike prozora izgledaju kao zrcala.

Svi uobičajeni popravci su legitimni i nijedan od njih ne uključuje kvarc:

• Otvorite prozirni otvor i mjerite kroz otvor, prihvaćajući protok zraka koji dolazi s njim.
• Upotrijebite materijal za prozore koji stvarno propušta u pojasu od 8 do 14 mikrometara, kao što je germanij, cink selenid ili kalkogenidno staklo, i prihvatite njegovu cijenu i njegova toplinska ograničenja.
• Umjesto toga upotrijebite kratkovalnu infracrvenu kameru koja radi između otprilike 0,9 i 1,7 mikrometara, gdje je kvarc proziran i gdje su još uvijek moguća mjerenja na visokim temperaturama.
• Izmjerite vanjsku površinu kontaktnim senzorom ili pirometrom s pravilno ispravljenom emisivnošću koji radi na kraćoj valnoj duljini.

Opcija kratkog vala je ona koja se najčešće zanemaruje. Za rad peći i peći iznad 700 °C, kratkovalna kamera iza kvarcnog prozora može biti bolji inženjerski odgovor od skupe dugovalne kamere iza egzotičnog prozora, jer kraća valna duljina također smanjuje osjetljivost na pogrešku emisivnosti i površinsku kontaminaciju.

Staklo ispred kamere nije automatski loša ideja; staklo odabrano za krivi bend je. Kada opisujete mjerenje dobavljaču kvarcnog stakla, navedite spektralni pojas kamere umjesto riječi "termalno", jer samo "termalno" upućuje odgovornog dobavljača na pogrešan materijal.

Pogreške u specifikacijama koje stalno vidimo

Većina problema s infracrvenim staklom rješava se na temelju narudžbenice, mjesecima prije isporuke bilo čega. Ovo su one koje se ponavljaju, grubim redoslijedom učestalosti.

1. Navođenje ocjene imenom bez valne duljine. "Kvarcno staklo" opisuje obitelj, a ne razinu izvedbe. Navedite radni pojas i prihvatljivi prijenos na tom pojasu.
2. Zaboravljamo sadržaj hidroksila. Svaki zahtjev iznad 2,5 mikrometara trebao bi navesti granicu OH, na primjer ispod 10 dijelova na milijun, i trebao bi postaviti pitanje kako se to provjerava.
3. Zanemarujući debljinu. Prijenos u blizini ruba pojasa je eksponencijalan u debljini. Dva dobavljača koji navode isti stupanj različite debljine navode različite performanse.
4. Pod pretpostavkom da premaz uvijek pomaže. Antirefleksni premaz optimiziran za 1 mikrometar bit će bolan na 3 mikrometra. Navedite traku premaza ili je izostavite.
5. Projektiranje krutog nosača. Kvarc se širi približno jednom petinom brzine nehrđajućeg čelika; razlika mora negdje otići. Koristite usklađena sjedala.
6. S pogledom na čistku. Savršeno određen prozor u prljavoj atmosferi postaje beskoristan u smjeni. Planirajte protok plina u fazi projektiranja.
7. Kvaliteta se procjenjuje na oko. Dio koji izgleda besprijekorno može biti krive kvalitete, a dio s vidljivim mjehurićima može biti savršeno prihvatljiv za primjenu radijacijskog grijanja. Pregledajte prema specifikaciji, a ne prema intuiciji.

Svaki od njih jeftino je popraviti u fazi ponude, a skupo je popraviti nakon isporuke. Petominutni razgovor o valnoj duljini, debljini, temperaturi i atmosferi sprječava gotovo sve.

Kako kupiti: Što bi vam proizvođač kvarcnog stakla trebao reći

Kupnja infracrvenog kvarca nije komplicirana, ali nagrađuje dobavljača koji na pitanja odgovara mjerama, a ne pridjevima. Bilo da radite izravno s proizvođačem, regionalnim dobavljačem ili veletrgovcem koji rukuje s nekoliko linija proizvoda, istih deset stavki trebalo bi se pojaviti u tehničkom odgovoru.

1. Izmjerena krivulja prijenosa za ponuđeni stupanj pri ponuđenoj debljini, a ne kataloška slika kopirana iz generičkog podatkovnog lista. Infracrveno mjerenje Fourierove transformacije traje nekoliko minuta i rješava većinu argumenata.
2. Navedena hidroksilna vrijednost i metoda koja se koristi za njegovo dobivanje, obično iz apsorpcijskog pojasa blizu 2,73 mikrometra.
3. Mjehurić i inkluziona klasa izraženo u priznatoj shemi ocjenjivanja, a ne kao "visoka kvaliteta".
4. Informacije o strijama i homogenosti gdje je uključeno snimanje ili interferometrija.
5. Tolerancije dimenzija za debljinu, promjer, ravnost i paralelnost, plus metodu mjerenja.
6. Specifikacija površine u smislu grebanja, s navedenim stupnjem poliranja.
7. Detalji premaza , uključujući projektiranu valnu duljinu, propusnost, upadni kut i očekivano pojačanje prijenosa.
8. Toplinska ograničenja i preporučene stope povećanja , uključujući maksimalni gradijent preko dijela.
9. Pakiranje i sljedivost , jer prozor od 300 mm koji stigne okrhnut je totalni gubitak bez obzira na njegovu optičku kvalitetu.
10. Politika uzorka i vremena isporuke , posebno za prvi artikl koji se mora testirati na stvarnom mjestu.

Također pomaže znati što bi vas dobavljač trebao pitati. Ako ponuda stigne bez ijednog pitanja o valnoj duljini, debljini ili temperaturi, cijena se vjerojatno temelji na nagađanju. Naš obrazac za upit namjerno prvo traži radni opseg, jer on određuje hoćemo li citirati UV cijev, infracrvenu ploču ili mliječnu ovojnicu.

Prilagođene veličine, male serije i ponavljanje narudžbi

Većina infracrvenih projekata započinje kao jednokratni i postaje planirani dio. Rano se raspitajte može li dobavljač zadržati šaržu za topljenje za ponovne narudžbe, hoće li se crtež čuvati u datoteci s priloženim izmjerenim prijenosom i kako će se priopćiti promjena stupnja. Ti su odgovori važniji od nekoliko postotaka na prvoj fakturi kada je šest mjeseci u proizvodnji, a nova se serija ponaša malo drugačije.

Za izradu po narudžbi, bilo da to znači stepenasti prozor, izbušenu ploču s otvorom, kupolastu omotnicu ili prirubni vidni otvor, praktičan je put poslati crtež s označenim optičkim zahtjevima. Same dimenzije rijetko pokazuju što dio zapravo mora raditi.

Gdje se ti proizvodi nalaze u našem asortimanu

Dvije ulazne točke pokrivaju većinu gore opisanog infracrvenog rada. Prva je naša usluga izrade prozora po narudžbi, koja obrađuje otvore, bušene ploče, stepenaste profile i koordinaciju antirefleksnog premaza za vidna stakla i prozore instrumenata. Drugi je asortiman infracrvenih grijača, koji pokriva prozirne, mliječne i konstrukcije elemenata od karbonskih vlakana za industrijsku opremu za grijanje.

Obje stranice nalaze se uz širi katalog cijevi, šipki, ploča, lonaca i laboratorijskog posuđa, tako da jedan upit obično pokriva cijeli sklop, a ne jednu komponentu.

FAQ: Infracrveno i staklo

Prolazi li infracrveno kroz staklo?

Nešto od toga jest, a količina u potpunosti ovisi o valnoj duljini. Obično prozorsko staklo relativno dobro propušta infracrveno svjetlo ispod oko 2,5 mikrometara i blokira gotovo sve iznad 5 mikrometara. Taljeni kvarc proširuje upotrebljiv prijenos na otprilike 3,5 mikrometara u stupnjevima s niskim sadržajem hidroksila. U toplinskom pojasu od 8 do 14 mikrometara, konvencionalno staklo je učinkovito neprozirno.

Zašto termalna kamera ne vidi kroz prozor?

Budući da kamera radi u dugovalnom infracrvenom zračenju, gdje staklo upija, a ne propušta. Kamera stoga sama očitava staklenu površinu koja snažno emitira i reflektira okolinu. Usmjeravanje toplinske kamere na prozor obično stvara sliku vlastite topline snimatelja koja se reflektira natrag.

Je li kvarcno staklo isto što i infracrveno staklo?

Ne baš. Kvarcno staklo je obitelj proizvoda od taljenog silicijevog dioksida, a samo su neki članovi te obitelji optimizirani za infracrveni rad. Infracrveni materijal karakterizira vrlo nizak sadržaj hidroksila, koji uklanja apsorpcijske trake koje ograničavaju UV-kvalitet silicija iznad 2,5 mikrometara.

Koju vrstu trebam odabrati za proces od 2 do 3 mikrometra?

Ispod 2,5 mikrometara, standardni UV fuzionirani silicijev dioksid općenito radi dobro i košta manje. Između 2,5 i 3,5 mikrometara, odredite infracrveni stupanj niske razine hidroksila s hidroksilom ispod oko 10 dijelova na milijun, a prozor neka bude onoliko tanji koliko dopušta mehanički dizajn.

Blokira li deblji prozor više infracrvenog?

Da, i učinak je eksponencijalan, a ne proporcionalan, posebno blizu ruba prozora prijenosa. Prozor koji radi prihvatljivo na 3 mm može izgubiti veliki dio svog signala na 8 mm na istoj valnoj duljini. Debljina je optička varijabla, a ne samo mehanička.

Mogu li premazi poboljšati infracrveni prijenos?

Antirefleksni premazi mogu povratiti većinu od otprilike 3 do 4 posto izgubljenih na svakoj nepremazanoj površini, ali samo unutar opsega za koji su dizajnirani. Premaz optimiziran za vidljivu svjetlost obično će pogoršati performanse na 3 mikrometra, tako da projektirana valna duljina mora biti navedena na crtežu.

Koja je najviša temperatura koju može podnijeti kvarcni prozor?

Taljeni kvarc omekšava iznad 1600 °C i rutinski se kontinuirano koristi oko 1100 °C, ali praktična granica za prozor obično je toplinski gradijent preko prozora i metoda montaže, a ne točka omekšavanja materijala. Postupno zagrijavanje, prilagodljivo sjedalo i ravnomjerno stezanje važniji su od naslovne brojke.

Infracrveno i staklo su jedna od onih tema gdje malo preciznosti rano štedi mnogo kasnijih troškova. Fizika je stabilna, mogućnosti materijala su dobro poznate, a načini kvarova su gotovo svi predvidljivi: stupanj odabran prema navici, a ne prema valnoj duljini, prozor dizajniran bez usklađenog nosača, ovojnica grijača određena bez razmatranja koliko ravnomjerno toplina mora padati ili se od termalne kamere traži da gleda kroz materijal koji apsorbira točno onu traku o kojoj ovisi.

Ako ste u fazi skiciranja dijela, a ne naručivanja, najkorisnija stvar koju možete učiniti je opisati proces jednostavnim izrazima: što se zagrijava ili mjeri, na kojoj temperaturi, na kojoj valnoj duljini, kroz koju atmosferu i koliko dugo dio mora trajati. Tih pet odgovora sužavaju izbor stupnja, debljine, završne obrade površine i premaza brže od bilo koje specifikacijske tablice, a proizvođaču daju dovoljno da citira nešto što će i dalje raditi na podu trgovine za godinu dana od sada.