Modeling radiation pyrometry of glass during the container-forming process

Abstract

During the forming of glass containers by a variety of different processes, it is important to be able to accurately measure the temperature of the glass. Also, to be practical for production applications, the temperature-measuring technique must not interfere with the process or disturb the product. Radiation pyrometry is ideally suited for such demanding requirements. Narrow-band radiation pyrometers are non-contacting sensors that (depending on the operating wavelength) either measure the surface temperature or some weighted average of the surface and internal temperatures of semi-transparent glass objects without significantly affecting the product or its heat exchange with the environment. When using a narrow-band infrared radiation pyrometer to measure glass temperature during the container-forming process, the effects of glass color and thickness, pyrometer-operating wavelength and emissivity setting, and background conditions must be considered when interpreting the results. A mathematical model is used to investigate the relative errors that these effects introduce into the measured temperature results, and techniques for controlling and/or compensating for them are suggested.

Bei der Formgebung von Glasbehältern nach den verschiedensten Verfahren ist die Möglichkeit einer genauen Bestimmung der Glastemperatur von großer Bedeutung. Für die praktische Anwendbarkeit sollte das Temperaturmeßverfahren weder den Formgebungsprozeß noch das Produkt beeinträchtigen. Die Strahlungspyrometrie erfüllt diese Anforderungen auf ideale Weise. Schmalbandige Strahlungspyrometer sind berührungslos arbeitende Sensoren, die in Abhängigkeit von der Wellenlänge entweder die Oberflächentemperatur oder die mittleren Oberflächen- und Innentemperaturen halbdurchlässiger Gläser messen, ohne das Produkt oder dessen Wärmeaustausch mit der Umgebung zu beeinflussen. Wird ein schmalbandiges Infrarotstrahlungspyrometer zur Bestimmung der Glastemperatur während der Behälterformgebung verwendet, so müssen bei der Interpretation der Ergebnisse der Einfluß der Glasfarbe und -dicke, der Arbeitswellenlänge und des Emissionsvermögens des Pyrometers sowie die Hintergrundbedingungen berücksichtigt werden. Um die dadurch hervorgerufenen relativen Fehler zu erfassen, wird ein mathematisches Modell verwendet und Verfahren zu ihrer Bestimmung und/oder Unterdrückung vorgeschlagen.