Infraroșu și sticlă: alegerea gradelor potrivite de cuarț pentru ferestre și încălzitoare IR

Relația dintre infraroșu și sticlă este decisă de lungimea de undă, nu de cât de clar arată piesa pe bancă. În urmă cu câțiva ani, un client ne-a trimis un desen pentru un disc de silice topită, cu diametrul de 60 mm și grosimea de 5 mm, pentru a sta în fața unei camere de termoviziune care urmărește o cameră a cuptorului de 900 °C. Fiecare dimensiune a fost corectă. Materialul a fost greșit. La banda de 8 până la 14 micrometri pe care a folosit-o camera, siliciul topit nu este deloc o fereastră; este un zid. Camera ar fi văzut emisia de suprafață a discului plus o reflexie a atelierului din spatele acestuia, iar cuptorul ar fi rămas invizibil în spatele unui semifabricat perfect prelucrat.

Această solicitare de cotație rezumă infraroșu și sticla mai bine decât orice capitol de manual. Sticla nu este categoric transparentă sau opaca la infraroșu. Este transparent într-un interval definit, orb în afara acestui interval, iar marginile intervalului se mișcă cu compoziția, conținutul de hidroxil și grosimea. Alegeți corect și sticla de cuarț devine unul dintre cele mai utile materiale într-un sistem cu infraroșu: supraviețuiește la 1.100 °C în funcționare continuă, respinge șocul termic și trece cea mai mare parte a ceea ce emite un încălzitor cu undă medie. Alegeți greșit și aveți un disc decorativ scump.

Acest articol este scris pentru persoanele care trebuie să facă acest apel: inginerii de proces care specifică un plic de încălzire, proiectanții de instrumente aleg o fereastră, echipele de întreținere care depanează un pirometru și personal de achiziție care compară ofertele de la un producător de sticlă de cuarț. Construim tuburi de cuarț, tije, plăci, ferestre, creuzete și elemente de încălzire cu infraroșu în fiecare săptămână, astfel încât exemplele de mai jos provin din comenzi de achiziție reale, mai degrabă decât dintr-o programă de fizică.

Versiunea scurtă: potriviți paharul cu trupa

Dacă vă amintiți doar un lucru, amintiți-vă acest lucru: sticla de cuarț este un material cu infraroșu apropiat și cu unde scurte. Silicea topită de înaltă puritate transmite lumina de la aproximativ 180 de nanometri în ultraviolete la aproximativ 2,5 micrometri, iar gradele scăzute de hidroxil împing transmisia utilizabilă la aproximativ 3,5 micrometri. Dincolo de aproximativ 4 micrometri, absorbția urcă abrupt. Între aproximativ 8 și 10 micrometri, rețeaua de siliciu-oxigen absoarbe atât de puternic încât o fereastră de 3 mm este efectiv neagră.

Acest singur fapt sortează aproape fiecare interogare pe care o primim într-una din cele trei categorii:

• 1 până la 3 micrometri. Sticla de cuarț este alegerea implicită. Aici locuiesc lămpi cu infraroșu, emițători din fibră de carbon, lasere cu fibră de 2 micrometri, senzori de gaz, măsurarea umidității, reîncălzirea preformelor din plastic și majoritatea proceselor industriale de uscare.
• 3 până la 5 micrometri. Ești pe umărul curbei. Siliciul topit cu OH scăzut încă funcționează, dar grosimea contează enorm, conținutul de hidroxil trebuie specificat mai degrabă decât presupus și fiecare milimetru în plus costă un semnal real.
• 8 până la 14 micrometri. Cuarțul nu te poate ajuta. Imaginile termice, majoritatea pirometrelor și radiometria cu undă lungă au nevoie de germaniu, seleniură de zinc, sulfură de zinc, siliciu pentru capătul mai scurt sau o sticlă de calcogenură. O fereastră de cuarț într-o cameră cu undă lungă este un filtru, nu o fereastră.

Toate celelalte din acest articol sunt detalii legate de acest cadru: cum absoarbe hidroxilul, cum grosimea complică problema, cum straturile modifică numerele și cum să scrieți o specificație de achiziție pe care un furnizor o poate îndeplini de fapt.

De ce silica trece prin infraroșu apropiat, dar blochează infraroșul termic

Transparența nu este o proprietate a unui material în abstract; este un decalaj între două mecanisme de absorbție. Pe partea cu lungime de undă scurtă, fotonii transportă în cele din urmă suficientă energie pentru a ridica electronii pe banda interzisă a sticlei, motiv pentru care siliciul topit devine opac sub aproximativ 180 de nanometri. Pe partea lungimii de undă, fotonii transportă în cele din urmă energia potrivită pentru a excita vibrațiile rețelei de siliciu-oxigen în sine. Aceste absorbții vibraționale se află în infraroșu termic și sunt puternice.

Consecința practică este o fereastră de transmisie cu o margine moale mai degrabă decât una tare. Siliciul topit este excelent la 1 micrometru, bun la 2 micrometri, utilizabil la 3 micrometri în gradul potrivit, marginal la 4 micrometri și fără speranță la 9 micrometri. Sticla float obișnuită și soda-calcică atinge limita mult mai devreme, deoarece impuritățile de oxid de fier absorb foarte mult în infraroșu apropiat, motiv pentru care sticla groasă a ferestrei se simte caldă la soarele de vară: lumina vizibilă intră și energia din infraroșu apropiat este transformată în căldură în interiorul geamului.

Cele trei benzi de infraroșu în termeni simpli

Infraroșu apropiat și unde scurte, aproximativ 0,7 până la 2,5 micrometri. Aceasta este banda de încălzire pe bază de lămpi, comunicare prin fibră optică, măsurare spectroscopică a umidității și camere de inspecție în infraroșu cu unde scurte. Sticla de cuarț domină aici și are nevoie de puține explicații.

Infraroșu cu undă medie, aproximativ 3 până la 5 micrometri. Aceasta este banda de termometrie a obiectelor fierbinți, analiza gazelor de ardere, unele optice militare și un număr tot mai mare de senzori de gaz. Siliciul topit cu OH scăzut poate servi jumătatea inferioară a acestei benzi dacă calea optică este scurtă. Peste 4 micrometri ar trebui să evaluați alte materiale cu sinceritate.

Infraroșu cu undă lungă, aproximativ 8 până la 14 micrometri. Aici funcționează camerele termice, deoarece obiectele la temperatura camerei radiază puternic acolo. Sticla este opac pe aproape toată banda, motiv pentru care o cameră termică îndreptată spre o fereastră vede temperatura de suprafață a ferestrei și o reflectare a ceea ce se află în spatele camerei.

Ce face hidroxilul în interiorul sticlei

Apa încorporată în rețeaua de siliciu în timpul topirii lasă în urmă grupări hidroxil, iar acele grupuri au propriile lor absorbții vibraționale la aproximativ 1,38, 2,22 și 2,73 micrometri. O silice topită de calitate UV cu 800 până la 1.200 de părți per milion de hidroxil este superbă sub 2 micrometri și destul de obișnuită la 2,7 micrometri. Un material de calitate infraroșu cu hidroxil sub 10 părți per milion elimină cea mai mare parte a acestei absorbții și vă oferă micrometrul suplimentar al intervalului de lucru.

Acesta este cel mai frecvent decalaj al specificațiilor pe care îl vedem. Un cumpărător solicită „sticlă de cuarț, grosime de 3 mm, transmisie înaltă” și primește o fereastră de calitate UV realizată competent, care își pierde aproape jumătate din semnal la 2,7 micrometri. Nimic nu era defect. Pur și simplu, nota nu a fost menționată niciodată.

Un tabel de comparație al familiilor de sticlă în infraroșu

Tabelul de mai jos comprimă comportamentul familiilor de sticlă despre care suntem întrebați cel mai des. Intervalele sunt cifre de transmisie utilizabile tipice pentru grosimi obișnuite, limite negarantate pentru fiecare topitură, deoarece dopanții, conținutul de fier și nivelul de hidroxil schimbă toate marginile.

Citiți tabelul ca un filtru, nu ca un clasament. JGS1 nu este mai bun decât JGS3; este optimizat pentru un alt capăt al spectrului. Un furnizor care citează o singură notă pentru fiecare lucrare în infraroșu fie a înțeles greșit cererea, fie speră că nu veți observa.

Două note practice stau sub numere. În primul rând, transparența vizibilă nu vă spune aproape nimic despre performanța în infraroșu, așa că o inspecție vizuală a unei ferestre livrate dovedește foarte puțin. În al doilea rând, o sticlă care arată ușor gri sau verde în secțiuni groase dezvăluie de obicei conținut de fier, care este inofensiv într-un vizor și inacceptabil într-o fereastră cu infraroșu apropiat.

Transmisie la 3 micrometri: unde gradele se separă

Tabelul de mai jos compară transmisia internă indicativă la 3 micrometri printr-o cale de 10 mm pentru patru materiale comune. Este concentrat în mod deliberat pe acea lungime de undă, deoarece 3 micrometri este locul în care conținutul de hidroxil, nu grosimea sau lustruirea, domină rezultatul.

Trei lucruri ies în evidență. Diferența dintre cele două grade de silice este lățimea benzii de hidroxil, nu o diferență de puritate sau măiestrie, motiv pentru care soluția este o schimbare a gradului mai degrabă decât o schimbare de lustruire. Borosilicatul nu este pur și simplu „un pic mai rău” în această regiune; este o clasă de material diferită și nu ar trebui înlocuită în timpul unei lipse de aprovizionare fără o nouă revizuire optică. Iar figura de soda-var explică de ce sticla obișnuită este inutilă ca fereastră cu infraroșu chiar și atunci când pare perfect clară.

Pentru propria noastră lucrare în infraroșu, acesta este motivul pentru care păstrăm stocul de plăci și tuburi cu conținut scăzut de hidroxil separat de stocul de calitate UV și marchem numerele lotului de topire pe lista de ambalare. De asemenea, solicităm clienților o lungime de undă țintă înainte de a cota, mai degrabă decât după. Dacă aplicația se află la 2 micrometri, o fereastră standard UV va funcționa bine și va economisi bani. Dacă se află la 3,2 micrometri, aceeași fereastră va înjumătăți semnalul, iar clientul va da vina pe acoperire, lustruire sau aliniere înainte ca cineva să suspecteze sticla.

Grosimea agravează efectul exponențial, mai degrabă decât liniar, astfel încât o fereastră de 5 mm nu este pur și simplu „puțin mai slabă” decât o fereastră de 3 mm la marginea benzii. În practică, dacă trebuie să lucrați aproape de limită, specificați cea mai subțire fereastră pe care designul mecanic o va tolera și cheltuiți economiile pe o calitate mai bună.

Încălzitoare cu infraroșu: de ce plicul de cuarț nu este un filtru

Cea mai mare utilizare industrială a împerecherii infraroșu și sticlă este tubul de încălzire cu infraroșu din cuarț și funcționează deoarece anvelopa este transparentă la radiația pe care o înconjoară. Un filament de fibră de carbon care rulează la aproximativ 1.200 K radiază cel mai puternic aproape de 2,4 micrometri, conform legii deplasării lui Wien. Un element de nichel-crom la o temperatură similară se comportă comparabil. Un filament de wolfram dintr-un tub umplut cu halogen este mai fierbinte, aproape de 2.800 K și atinge vârfuri mai aproape de 1 micrometru. Toate trei stau confortabil în fereastra de transmisie a anvelopei de cuarț, astfel încât peretele tubului absoarbe foarte puțin din energia pe care o generează.

Acesta nu este un detaliu banal. Dacă plicul și-ar absorbi propria ieșire, tubul s-ar încălzi mai degrabă decât piesa de prelucrat, eficiența s-ar prăbuși și peretele s-ar înmuia. Cuarțul evită toate cele trei moduri de defecțiune simultan și adaugă un punct de înmuiere peste 1.600 °C și un coeficient de dilatare termică în jur de 0,55 × 10⁻⁶ per kelvin, motiv pentru care un încălzitor poate fi stropit cu apă rece într-o linie de producție fără a se sparge.

Tuburi de încălzire cu infraroșu transparent de cuarț Tubul transparent de cuarț oferă transmisie directă în infraroșu pentru încălzire concentrată, răspuns rapid și rezistență la șocuri termice; util acolo unde imaginea filamentului strâns și eficiența ridicată contează. Vizualizare produs →

Plicuri transparente, lăptoase și dopate

Cuarțul transparent oferă cea mai mare transmisie directă și o imagine strânsă a filamentului, care se potrivește cu încălzirea focalizată, termoformarea și procesarea termică rapidă a semiconductoarelor. Cuarțul lăptos sau opac împrăștie radiația, înmoaie punctele fierbinți și producând o distribuție mai uniformă pe o țintă largă, care este de obicei de preferat pentru cuptoare de uscare, întărirea vopselei și încălzirea alimentelor.

Tubul de cuarț dopat adaugă o a treia opțiune prin deplasarea în cazul în care învelișul absoarbe. Un tub dopat pentru a reduce emisiile de ultraviolete reduce generarea de ozon și protejează produsele sensibile la căldură, în timp ce tubul familiar roșu sau rubin filtrează vizibil lungimile de undă scurte fără a bloca ieșirea infraroșu. Pentru producătorii de lămpi, aceasta este adesea diferența dintre trecerea și eșecul unei specificații privind emisiile.

Potrivirea emițătorului la încărcare

Potrivirea lungimii de undă contează mai mult decât se așteaptă majoritatea cumpărătorilor. Acoperirile pe bază de apă, hârtia și textilele absorb puternic aproximativ 3 micrometri, astfel încât emițătorii de carbon cu undă medie transferă căldura eficient. Filmele subțiri de polimer și preformele PET absorb bine în regiunea de 1 până la 2 micrometri, ceea ce favorizează lămpile cu halogen cu undă scurtă. Materialele plastice transparente, care arată transparente pentru ochi, pot absorbi în continuare puternic în infraroșu apropiat, motiv pentru care sudarea în infraroșu și montarea prin contracție funcționează deloc.

De obicei, punem trei întrebări înainte de a recomanda un plic: care este materialul țintă, ce temperatură trebuie să atingă și cât de uniform trebuie să fie rezultatul. Aceste trei răspunsuri restrâng alegerea emițătorului, diametrul tubului, grosimea peretelui și finisarea suprafeței mult mai repede decât o va face o fișă de date.

Ferestre cu infraroșu și ochelari de vedere pentru procese fierbinți

O fereastră care privește într-o cameră de 1.000 °C trebuie să facă trei sarcini simultan: să rămână transparentă la lungimea de undă de funcționare, să supraviețuiască gradientului termic și să mențină atmosfera procesului acolo unde îi este locul. Quartz se descurcă pe toate trei mai bine decât majoritatea alternativelor, dar numai dacă designul mecanic îl susține.

Luați în considerare un vizor tipic pentru cuptor. Partea procesului se află la 900 °C, fața exterioară la 60 °C, iar camera sau pirometrul se uită la 1,5 micrometri. Un disc de cuarț cu OH scăzut de 5 mm face față cu ușurință cerințelor optice. Modul de eroare nu este aproape niciodată transmisie; se monteaza. Dacă fereastra este prinsă rigid pe ambele fețe, dilatarea diferențială dintre cuarț și o flanșă din oțel inoxidabil o va crăpa, deoarece cuarțul se extinde mult mai puțin decât metalul din jurul său. Vă recomandăm o garnitură moale, un scaun plutitor și o specificație clară a feței care este fierbinte.

Epurarea este a doua decizie de proiectare. O fereastră de cuarț într-o atmosferă încărcată cu funingine sau cu condensare își pierde transmisia de la depozitele de suprafață cu mult înainte ca sticla în sine să se degradeze. O purjare tangențială de aer sau azot pe suprafața procesului menține suprafața curată și, ca bonus, o răcește. Acolo unde gazul de purjare nu este disponibil, o ușoară presiune pozitivă în interiorul carcasei obține adesea același rezultat.

Ferestre de cuarț de înaltă puritate pentru utilizare optică și termică Fereastra de cuarț de înaltă puritate se potrivește cu vizionarea optică la temperatură înaltă, stabilă termic; luați în considerare nevoile de purjare și anti-reflex în bandă largă acolo unde pierderile de transmisie contează. Vizualizare produs →

Grosimea, acoperirile și calitatea suprafeței

Silicea topită neacoperită pierde aproximativ 3 până la 4 procente pe suprafață la reflexia Fresnel în infraroșu apropiat. Două suprafețe, patru procente și o pierdere suplimentară în interiorul materialului: o fereastră nominală excelentă poate furniza 90 la sută în loc de 96 la sută înainte de începerea procesului. Acoperirile anti-reflexie recuperează cea mai mare parte, dar numai pe banda pentru care au fost proiectate, așa că o specificație de bandă largă contează atunci când senzorul mătură lungimea de undă.

Toleranțele dimensionale merită de asemenea menționate în mod explicit. O fereastră specificată la ± 0,05 mm pe grosime și 40/20 zgârieturi pe calitatea suprafeței costă mai mult decât un semifabricat de uz general la ± 0,2 mm, iar majoritatea aplicațiilor de vizor nu necesită un grad mai strâns. În schimb, o fereastră cu laser care înlocuiește în liniște o lustruire comercială pentru un finisaj de calitate laser va suferi de împrăștiere și, la putere mare, de încălzire locală.

Calitatea marginilor merită o mențiune, deoarece de aici încep cele mai multe spargeri. O margine șlefuită și teșită rezistă la ciobire în timpul manipulării și reduce șansa de propagare a unei fisuri în deschidere sub ciclul termic.

Cuarț optic cu infraroșu: ce vă cumpără JGS3 și cât costă

Silice topită de calitate infraroșu, la care se face referire în mod obișnuit sub denumirea JGS3, este ceea ce furnizăm atunci când un client are nevoie de transmisie utilizabilă la aproximativ 3,5 micrometri. Conținutul de hidroxil este menținut sub aproximativ 10 părți per milion, ceea ce elimină banda de absorbție de 2,73 micrometri care limitează materialul de calitate UV.

Plăci de cuarț optic de calitate infraroșu JGS3 Placa de cuarț optic JGS3 acoperă 0,26–3,5 µm și evită banda de absorbție a hidroxilului de 2,7 µm; util pentru transmisia în infraroșu, unde domeniul UV este mai puțin critic. Vizualizare produs →

Compensațiile merită înțelese înainte de a le specifica. Îndepărtarea hidroxilului determină limitarea ultravioletei la lungimi de undă mai mari, de obicei peste 250 de nanometri, astfel încât un grad de infraroșu este o alegere proastă pentru o lampă UV. De asemenea, costă mai mult decât materialul de calitate UV, deoarece procesul de topire și consolidare este mai solicitant și este mai sensibil în sensul că un furnizor trebuie să măsoare efectiv hidroxilul decât să-l asume.

Unde vedem JGS3 câștigându-și prețul: ferestre optice pentru lasere cu fibră de 2 până la 3 micrometri, celule de absorbție a gazului pentru detectarea metanului și a vaporilor de apă, ferestre de protecție peste detectoarele de unde mijlocii răcite și optice de referință care nu trebuie să se deplaseze cu absorbția umidității. Unde se irosește: ferestre cu lumină vizibilă, echipamente de întărire UV și observare generală a cuptorului la 1 micrometru, unde o calitate mai ieftină funcționează identic.

Atribute de calitate care contează la fel de mult ca și transmisia

O cale optică în infraroșu este afectată de mai mult decât curba de transmisie. Bulele și incluziunile solide împrăștie lumina și, la putere mare, acționează ca puncte fierbinți care pot deteriora semințele. Striae, benzile compoziționale slabe lăsate de topire, distorsionează fronturile de undă și contează enorm pentru imagistică sau interferometrie, dar deloc pentru o simplă măsurare a transferului radiativ. Omogenitatea indicelui contează pentru deschiderile mari și abia pentru un disc de 10 mm.

Sfatul nostru este să precizați aplicația, mai degrabă decât o cerință generică de „cea mai bună calitate”. Un furnizor poate propune apoi o clasă de bule, o clasă de strii și o specificație a suprafeței care se potrivesc cu locul de muncă și evitați să plătiți pentru omogenitatea de gradul interferometriei într-o piesă care trebuie doar să treacă căldura într-o cameră.

Când sticla este răspunsul greșit: Imagini termice printr-o fereastră

Camerele termice sunt cea mai frecventă sursă de confuzie în infraroșu și sticlă, iar răspunsul sincer este că cuarțul nu poate rezolva problema. O cameră termică cu undă lungă care funcționează între 8 și 14 micrometri vede sticla ca o suprafață opaca cu o emisivitate în jur de 0,9, astfel încât raportează temperatura sticlei, corectată de orice reflectă sticla. Într-un atelier, acea reflecție este oameni și iluminare, motiv pentru care imaginile termice ale ferestrelor arată ca oglinzi.

Remediile obișnuite sunt toate legitime și niciuna dintre ele nu implică cuarț:

• Deschideți o deschidere clară și măsurați prin orificiu, acceptând fluxul de aer care vine cu ea.
• Utilizați un material pentru ferestre care transmite cu adevărat în banda de 8 până la 14 micrometri, cum ar fi germaniu, seleniura de zinc sau o sticlă de calcogenură și acceptați costul și limitările sale termice.
• Utilizați în schimb o cameră cu infraroșu cu unde scurte, care funcționează între aproximativ 0,9 și 1,7 micrometri, unde cuarțul este transparent și măsurătorile la temperatură înaltă sunt încă posibile.
• Măsurați suprafața exterioară cu un senzor de contact sau cu un pirometru corectat de emisivitate care funcționează la o lungime de undă mai scurtă.

Opțiunea cu unde scurte este cea mai des trecută cu vederea. Pentru cuptoare și cuptoare de lucru peste 700 °C, o cameră cu unde scurte în spatele unei ferestre de cuarț poate fi un răspuns ingineresc mai bun decât o cameră scumpă cu unde lungi din spatele unei ferestre exotice, deoarece lungimea de undă mai scurtă reduce, de asemenea, sensibilitatea la eroarea de emisivitate și la contaminarea suprafeței.

Sticla în fața unei camere nu este automat o idee rea; sticla aleasa pentru banda gresita este. Când descrieți măsurarea unui furnizor de sticlă de cuarț, dați banda spectrală a camerei în loc de cuvântul „termic”, deoarece doar „termic” indică un furnizor responsabil către materialul greșit.

Greșeli de specificație pe care le vedem în mod repetat

Majoritatea problemelor cu sticla cu infraroșu sunt decise pe comanda de achiziție, cu luni înainte de livrare. Acestea sunt cele recurente, în ordinea aproximativă a frecvenței.

1. Specificarea unui grad după nume fără lungime de undă. „Sticlă de cuarț” descrie o familie, nu un nivel de performanță. Dați banda de funcționare și transmisia acceptabilă la acea bandă.
2. Uitând conținutul de hidroxil. Orice cerință care depășește 2,5 micrometri ar trebui să menționeze o limită OH, de exemplu sub 10 părți per milion, și ar trebui să întrebe cum este verificată.
3. Ignorând grosimea. Transmisia lângă marginea benzii este exponențială în grosime. Doi furnizori care cotează aceeași calitate la grosimi diferite cotează performanțe diferite.
4. Presupunând că acoperirea ajută întotdeauna. Un strat antireflex optimizat pentru 1 micrometru va răni la 3 micrometri. Specificați banda de acoperire sau lăsați-o oprită.
5. Proiectarea unei monturi rigide. Cuarțul se extinde la aproximativ o cincime din rata oțelului inoxidabil; diferența trebuie să meargă undeva. Utilizați scaune conforme.
6. Cu vedere la epurare. O fereastră perfect specificată într-o atmosferă murdară devine inutilă într-o tură. Planificați fluxul de gaz în faza de proiectare.
7. Judecarea calității după ochi. O piesă care arată impecabil poate fi de calitate greșită, iar o piesă cu o bula vizibilă poate fi perfect acceptabilă pentru o aplicație de încălzire prin radiație. Inspectați conform specificațiilor, nu împotriva intuiției.

Fiecare dintre acestea este ieftin de reparat în etapa de cotație și costisitor de reparat după livrare. O conversație de cinci minute despre lungimea de undă, grosimea, temperatură și atmosferă le împiedică aproape pe toate.

Cum să cumpărați: Ce ar trebui să vă spună un producător de sticlă de cuarț

Cumpărarea cuarțului în infraroșu nu este complicată, dar recompensează un furnizor care răspunde la întrebări mai degrabă cu măsurători decât cu adjective. Fie că aveți de-a face direct cu un producător, un furnizor regional sau un angrosist care manipulează mai multe linii de produse, aceleași zece articole ar trebui să apară în răspunsul tehnic.

1. O curbă de transmisie măsurată pentru gradul oferit la grosimea oferită, nu o figură de catalog copiată dintr-o fișă de date generică. O măsurătoare în infraroșu cu transformată Fourier durează câteva minute și rezolvă majoritatea argumentelor.
2. O valoare de hidroxil declarată și metoda folosită pentru obținerea acestuia, de obicei din banda de absorbție de aproape 2,73 micrometri.
3. Clasa cu bule și incluziune exprimat într-o schemă de notare recunoscută mai degrabă decât ca „de înaltă calitate”.
4. Striuri și informații despre omogenitate unde este implicată imagistica sau interferometria.
5. Toleranțe dimensionale pentru grosime, diametru, planeitate și paralelism, plus metoda de măsurare.
6. Specificația suprafeței în termeni zgârieturi, cu gradul de polonez numit.
7. Detalii de acoperire , inclusiv lungimea de undă proiectată, lățimea de bandă, unghiul de incidență și câștigul de transmisie așteptat.
8. Limitele termice și ratele de rampă recomandate , inclusiv gradientul maxim de-a lungul piesei.
9. Ambalare și trasabilitate , deoarece o fereastră de 300 mm care ajunge ciobită este o pierdere totală indiferent de calitatea sa optică.
10. Politica de eșantion și termen de livrare , mai ales pentru un prim articol care trebuie testat in corpul propriu-zis.

De asemenea, ajută să știți ce ar trebui să vă întrebe un furnizor. Dacă o cotație ajunge fără o singură întrebare despre lungimea de undă, grosimea sau temperatură, prețul se bazează probabil pe o presupunere. Formularul nostru de solicitare solicită în mod deliberat mai întâi banda de funcționare, deoarece determină dacă citam un tub de calitate UV, o placă de calitate infraroșu sau un plic lăptos.

Dimensiuni personalizate, loturi mici și comenzi repetate

Majoritatea proiectelor în infraroșu încep ca o singură dată și devin o parte programată. Întrebați devreme dacă furnizorul poate păstra un lot de topire pentru comenzi repetate, dacă desenul va fi păstrat la dosar cu transmisia măsurată atașată și cum ar fi comunicată o schimbare a gradului. Aceste răspunsuri contează mai mult decât câteva procente pe prima factură atunci când sunteți la șase luni de producție și un nou lot se comportă ușor diferit.

Pentru fabricarea personalizată, fie că înseamnă o fereastră în trepte, o placă cu deschidere găurită, un plic bombat sau un port de vedere cu flanșă, calea practică este să trimiteți un desen cu cerințele optice marcate pe el. Dimensiunile singure transmit rareori ceea ce trebuie să facă de fapt piesa.

Unde se află aceste produse în gama noastră

Două puncte de intrare acoperă cea mai mare parte a lucrărilor în infraroșu descrise mai sus. Primul este serviciul nostru personalizat de fabricare a ferestrelor, care se ocupă de deschideri, plăci găurite, profile trepte și coordonarea stratului antireflex pentru ochelari de vedere și ferestre pentru instrumente. Al doilea este gama de încălzitoare cu infraroșu, care acoperă construcții transparente, lăptoase și din fibră de carbon pentru echipamente de încălzire industrială.

Ambele pagini se află alături de catalogul mai larg de tuburi, tije, plăci, creuzete și articole de laborator, astfel încât o singură interogare poate acoperi de obicei un întreg ansamblu, mai degrabă decât o singură componentă.

Întrebări frecvente: infraroșu și sticlă

Infraroșul trece prin sticlă?

Unele dintre ele o fac, iar cantitatea depinde în întregime de lungimea de undă. Sticla obișnuită a ferestrelor trece destul de bine în lumina infraroșii apropiate sub aproximativ 2,5 micrometri și blochează aproape totul peste 5 micrometri. Cuarțul fuzionat extinde transmisia utilizabilă la aproximativ 3,5 micrometri în clasele cu conținut scăzut de hidroxil. În banda termică de 8 până la 14 micrometri, sticla convențională este efectiv opaca.

De ce o cameră termică nu poate vedea printr-o fereastră?

Pentru că camera funcționează în infraroșu cu undă lungă, unde sticla absoarbe mai degrabă decât transmite. Prin urmare, camera citește însăși suprafața de sticlă, care emite puternic și, de asemenea, reflectă împrejurimile. Îndreptarea unei camere termice către o fereastră produce de obicei o imagine a propriei călduri a operatorului camerei reflectată înapoi.

Este sticla de cuarț la fel cu sticla infraroșu?

Nu tocmai. Sticla de cuarț este o familie de produse din silice topită și doar unii membri ai acestei familii sunt optimizați pentru lucrul cu infraroșu. Materialul de calitate infraroșu se caracterizează printr-un conținut foarte scăzut de hidroxil, care îndepărtează benzile de absorbție care limitează siliciul de grad UV peste 2,5 micrometri.

Ce grad ar trebui să aleg pentru un proces de 2 până la 3 micrometri?

Sub 2,5 micrometri, o silice topită standard UV-grade funcționează în general bine și costă mai puțin. Între 2,5 și 3,5 micrometri, specificați un grad scăzut de hidroxil în infraroșu cu hidroxil sub aproximativ 10 părți per milion și mențineți fereastra cât de subțire pe cât permite designul mecanic.

O fereastră mai groasă blochează mai mult infraroșu?

Da, iar efectul este mai degrabă exponențial decât proporțional, mai ales lângă marginea ferestrei de transmisie. O fereastră care funcționează acceptabil la 3 mm poate pierde o parte mare a semnalului său la 8 mm la aceeași lungime de undă. Grosimea este o variabilă optică, nu doar una mecanică.

Pot acoperirile să îmbunătățească transmisia în infraroșu?

Acoperirile anti-reflexie pot recupera cea mai mare parte a celor aproximativ 3 până la 4 procente pierdute la fiecare suprafață neacoperită, dar numai în banda pentru care au fost proiectate. O acoperire optimizată pentru lumina vizibilă va degrada de obicei performanța la 3 micrometri, așa că lungimea de undă de proiectare trebuie menționată pe desen.

Care este cea mai ridicată temperatură pe care o poate lua o fereastră de cuarț?

Cuarțul topit se înmoaie peste 1.600 °C și este utilizat în mod obișnuit în mod continuu în jurul valorii de 1.100 °C, dar limita practică pentru o fereastră este de obicei gradientul termic peste ea și metoda de montare, mai degrabă decât punctul de înmuiere al materialului. Încălzirea treptată, așezarea conformă și chiar prinderea contează mai mult decât cifra principală.

Infraroșul și sticla este unul dintre acele subiecte în care puțină precizie devreme economisește o mare cantitate de cheltuieli mai târziu. Fizica este stabilă, opțiunile de material sunt bine înțelese, iar modurile de defectare sunt aproape toate previzibile: un grad ales mai degrabă după obișnuință decât după lungimea de undă, o fereastră proiectată fără o montură conformă, un plic de încălzire specificat fără a lua în considerare cât de uniform trebuie să aterizeze căldura sau o cameră termică rugată să privească printr-un material care absoarbe exact banda de care depinde.

Dacă sunteți în stadiul de a schița o piesă în loc să comandați una, cel mai util lucru pe care îl puteți face este să descrieți procesul în termeni simpli: ce se încălzește sau se măsoară, la ce temperatură, la ce lungime de undă, prin ce atmosferă și cât trebuie să dureze piesa. Aceste cinci răspunsuri restrâng alegerea de calitate, grosime, finisare a suprafeței și acoperire mai rapid decât orice tabel de specificații și oferă unui producător suficient pentru a cita ceva care va funcționa în continuare la atelier un an de acum înainte.