Spectral remote sensing of the dynamic temperature distribution in glass plates

Abstract

Dynamic temperature distributions in 3.71, 6.76, and 11.68 mm thick float glass test plates were experimentally determined using both the spectral remote sensing method and thermocouples fused in the plates. The measurements were made while the test plates cooled, from an initial temperature of approximately 550 °C, by radiation and natural convection in the laboratory ambient. Temperatures determined using the spectral remote sensing method are compared with those from the thermocouples fused in the glass and with theoretical predictions to demonstrate the accuracy and limitations of the spectral method. The agreement between this method, thermocouple measurements, and theoretical predictions show the spectral method can be used to measure the temperature to within approximately ± 0.5 % at the front surface, ± 1 % at the center plane, and ± 5 % at the rear surface of a 6.76 mm thick float glass plate. The accuracy of the reconstructed temperature distribution is a function of plate thickness and is limited by uncertainties in both the spectral absorption coefficient of the glass and by the accuracy with which the emerging spectral radiance can be measured. Die dynamischen Temperaturverteilungen in 3,71; 6,76 und 11,68 mm dicken Testplatten aus Floatglas wurden experimentell unter Verwendung von einem berührungslos arbeitenden Spektralverfahren und in die Platten eingeschweißten Thermoelementen bestimmt. Die Messungen wurden während der Kühlung der Testplatten von einer Ausgangstemperatur von ungefähr 550 °C durch Strahlung und natürliche Konvektion in Laboratmosphäre durchgeführt. Die durch die Spektralmethode ermittelten Temperaturen wurden sowohl mit den Temperaturen, die mit den im Glas eingeschweißten Thermoelementen erhalten wurden, als auch mit theoretischen Vorhersagen verglichen, um die Zuverlässigkeit und Grenzen der Spektralmethode aufzuzeigen. Die Übereinstimmung zwischen diesem Verfahren, Thermoelementmessungen und theoretischen Vorhersagen zeigt, daß das berührungslos arbeitende Spektralverfahren für die Temperaturmessung an einer 6,76 mm dicken Floatglasplatte mit folgender Genauigkeit eingesetzt werden kann: ± 0,5 % an der Frontfläche, ± 1 % im Zentrum und ± 5 % an der Rückfläche. Die Genauigkeit der berechneten Temperaturverteilung hängt von der Plattendicke ab und wird sowohl durch Unsicherheiten bei der Ermittlung des spektralen Absorptionskoeffizienten von Glas als auch durch die Präzision eingeschränkt, mit der die spektrale Strahlung gemessen werden kann.