Infrarød og glas: Valg af de rigtige kvartskvaliteter til IR-vinduer og varmelegemer

The relationship between infrared and glass is decided by wavelength, not by how clear the part looks on the bench. For et par år siden sendte en kunde os en tegning af en smeltet silicaskive, 60 mm på tværs og 5 mm tyk, til at sidde foran et termisk kamera og se et 900 °C ovnkammer. Hver dimension var korrekt. Materialet var forkert. Ved det 8 til 14 mikrometer bånd, som kameraet brugte, er smeltet silica slet ikke et vindue; det er en mur. Kameraet ville have set diskens egen overfladeemission plus en afspejling af værkstedet bagved, og ovnen ville være forblevet usynlig bag et perfekt bearbejdet emne.

That quote request sums up infrared and glass better than any textbook chapter. Glas er ikke kategorisk gennemsigtigt eller uigennemsigtigt for infrarødt. Den er gennemsigtig over et defineret område, blind uden for dette område, og kanterne af området bevæger sig med sammensætning, hydroxylindhold og tykkelse. Vælg rigtigt, og kvartsglas bliver et af de mest nyttige materialer i et infrarødt system: det overlever 1.100 °C i kontinuerlig drift, trækker sig fra termisk stød og passerer det meste af, hvad en mellembølgevarmer udsender. Choose wrongly and you own an expensive decorative disc.

Denne artikel er skrevet til de mennesker, der rent faktisk skal foretage det opkald: procesingeniører, der specificerer en varmekonvolut, instrumentdesignere, der vælger et vindue, vedligeholdelsesteams, der fejlfinder et pyrometer, og indkøbspersonale, der sammenligner tilbud fra en producent af kvartsglas. Vi bygger kvartsrør, stænger, plader, vinduer, digler og infrarøde varmeelementer hver uge, så eksemplerne nedenfor kommer fra rigtige indkøbsordrer frem for fra et fysikpensum.

Den korte version: Match glasset til bandet

If you only remember one thing, remember this: quartz glass is a near-infrared and short-wave infrared material. Sammensmeltet silica med høj renhed sender lys fra omkring 180 nanometer i det ultraviolette lys ud til omkring 2,5 mikrometer, og lavhydroxylkvaliteter skubber brugbar transmission til omkring 3,5 mikrometer. Ud over omkring 4 mikrometer stiger absorptionen stejlt. Mellem cirka 8 og 10 mikrometer absorberer silicium-ilt-netværket så kraftigt, at et 3 mm vindue effektivt er sort.

That single fact sorts almost every enquiry we receive into one of three buckets:

• 1 til 3 mikrometer. Kvartsglas er standardvalget. Her bor infrarøde lamper, kulfiberudsender, 2 mikrometer fiberlasere, gasregistrering, fugtmåling, genopvarmning af plastpræforme og de fleste industrielle tørreprocesser.
• 3 til 5 mikrometer. Du er på kurvens skulder. Lav-OH smeltet silica virker stadig, men tykkelsen betyder enormt meget, hydroxylindhold skal specificeres frem for at antage, og hver ekstra millimeter koster et rigtigt signal.
• 8 til 14 mikrometer. Kvarts kan ikke hjælpe dig. Termisk billeddannelse, de fleste pyrometre og langbølgeradiometri har brug for germanium, zinkselenid, zinksulfid, silicium til den kortere ende eller et chalcogenidglas. A quartz window in a long-wave camera is a filter, not a window.

Alt andet i denne artikel er detaljer, der hænger på den ramme: hvordan hydroxyl absorberer, hvordan tykkelsen forstærker problemet, hvordan belægninger flytter tallene, og hvordan man skriver en købsspecifikation, som en leverandør rent faktisk kan opfylde.

Why Silica Passes Near-Infrared but Blocks Thermal Infrared

Gennemsigtighed er ikke en egenskab ved et materiale i det abstrakte; det er et hul mellem to absorptionsmekanismer. På kortbølgelængdesiden bærer fotoner til sidst nok energi til at løfte elektroner hen over glassets båndgab, hvilket er grunden til, at smeltet silica bliver uigennemsigtigt under omkring 180 nanometer. På langbølgelængdesiden bærer fotoner til sidst den rigtige energi til at excitere vibrationer i selve silicium-ilt-netværket. Those vibrational absorptions sit in the thermal infrared, and they are strong.

Den praktiske konsekvens er et transmissionsvindue med en blød kant frem for en hård. Fuseret silica er fremragende ved 1 mikrometer, god ved 2 mikrometer, anvendelig ved 3 mikrometer i den rigtige kvalitet, marginal ved 4 mikrometer og håbløs ved 9 mikrometer. Almindelig soda-kalk floatglas når sin grænse meget tidligere, fordi jernoxidurenheder absorberes kraftigt i det nær-infrarøde, hvilket netop er grunden til, at tykt vinduesglas føles varmt i sommersolen: Det synlige lys kommer ind, og den nær-infrarøde energi omdannes til varme inde i ruden.

De tre infrarøde bånd i almindelige vendinger

Nær- og kortbølget infrarød, omkring 0,7 til 2,5 mikrometer. Dette er båndet af lampebaseret opvarmning, fiberoptisk kommunikation, spektroskopisk fugtmåling og kortbølgede infrarøde inspektionskameraer. Kvartsglas dominerer her og behøver kun lidt forklaring.

Mellembølge infrarød, omkring 3 til 5 mikrometer. Dette er båndet af termometri med varme objekter, analyse af forbrændingsgas, noget militær optik og et voksende antal gassensorer. Low-OH fused silica can serve the lower half of this band if the optical path is short. Over 4 mikrometer bør du vurdere andre materialer ærligt.

Langbølget infrarød, omkring 8 til 14 mikrometer. Det er her termiske kameraer fungerer, fordi rumtemperaturobjekter udstråler kraftigt der. Glas er uigennemsigtigt på tværs af næsten hele båndet, hvorfor et termisk kamera, der peger på et vindue, ser vinduets overfladetemperatur og en afspejling af, hvad der end er bag kameraet.

Hvad hydroxyl gør inde i glasset

Vand inkorporeret i silicanetværket under smeltning efterlader hydroxylgrupper, og disse grupper har deres egne vibrationsabsorptioner på ca. 1,38, 2,22 og 2,73 mikrometer. En UV-kvalitet smeltet silica med 800 til 1.200 dele pr. million hydroxyl er fremragende under 2 mikrometer og ganske almindelig med 2,7 mikrometer. Et materiale af infrarød kvalitet med hydroxyl under 10 ppm fjerner det meste af denne absorption og køber dig den ekstra mikrometer af arbejdsområde.

Dette er det mest almindelige specifikationsgab, vi ser. En køber anmoder om "kvartsglas, 3 mm tykt, høj transmission" og modtager et kompetent lavet vindue i UV-kvalitet, der mister næsten halvdelen af ​​sit signal ved 2,7 mikrometer. Intet var defekt. Karakteren blev simpelthen aldrig oplyst.

A Comparison Table of Glass Families in the Infrared

Tabellen nedenfor komprimerer adfærden hos de glasfamilier, vi oftest bliver spurgt om. Områder er typiske brugbare transmissionstal for almindelige tykkelser, ikke garanterede grænser for hver smelte, fordi dopingmidler, jernindhold og hydroxylniveau alle forskyder kanterne.

Læs tabellen som et filter, ikke en rangordning. JGS1 er ikke bedre end JGS3; it is optimised for a different end of the spectrum. En leverandør, der citerer en enkelt karakter for hvert infrarødt job, har enten misforstået anmodningen eller håber, at du ikke vil bemærke det.

To praktiske sedler sidder under tallene. For det første fortæller synlig gennemsigtighed dig næsten intet om infrarød ydeevne, så en visuel inspektion af et leveret vindue beviser meget lidt. For det andet afslører et glas, der ser lidt gråt eller grønt ud i tykke sektioner, normalt jernindhold, som er harmløst i et skueglas og uacceptabelt i et nær-infrarødt vindue.

Transmittance at 3 Micrometres: Where the Grades Separate

Skemaet nedenfor sammenligner indikativ intern transmittans ved 3 mikrometer gennem en 10 mm bane for fire almindelige materialer. It is deliberately focused on that wavelength because 3 micrometres is where hydroxyl content, not thickness or polish, dominates the result.

Tre ting skiller sig ud. Afstanden mellem de to silicakvaliteter er bredden af ​​hydroxylbåndet, ikke en forskel i renhed eller håndværk, hvilket er grunden til, at løsningen er en karakterændring snarere end en poleringsændring. Borosilicate is not simply "a bit worse" in this region; it is a different material class and should not be substituted during a supply shortage without a fresh optical review. Og soda-kalk-figuren forklarer, hvorfor almindeligt glas er ubrugeligt som et infrarødt vindue, selv når det ser helt klart ud.

Til vores eget infrarøde arbejde er det derfor, vi holder lavhydroxylplade og rørmateriale adskilt fra UV-kvalitetsmateriale og markerer smeltende batchnumre på pakkelisten. It is also why we ask customers for a target wavelength before quoting rather than after. If the application sits at 2 micrometres, a standard UV-grade window will perform well and save money. Hvis det sidder på 3,2 mikrometer, vil det samme vindue halvere signalet, og kunden vil give belægningen, poleringen eller justeringen skylden, før nogen får mistanke om glasset.

Tykkelse forstærker effekten eksponentielt snarere end lineært, så et 5 mm vindue er ikke bare "en smule mere svagt" end et 3 mm vindue ved kanten af ​​båndet. I praksis, hvis du skal arbejde tæt på afskæringen, skal du angive det tyndeste vindue, det mekaniske design vil tåle, og bruge besparelsen på en bedre karakter.

Infrared Heaters: Why the Quartz Envelope Is Not a Filter

Den største industrielle anvendelse af det infrarøde og glasparringen er det infrarøde kvartsvarmerør, og det virker, fordi kappen er gennemsigtig for den stråling, den omslutter. A carbon fibre filament running at around 1,200 K radiates most strongly near 2.4 micrometres by Wien's displacement law. A nickel-chromium element at a similar temperature behaves comparably. A tungsten filament in a halogen-filled tube runs hotter, near 2,800 K, and peaks closer to 1 micrometre. Alle tre sidder behageligt inde i transmissionsvinduet på kvartskonvolutten, så rørvæggen absorberer meget lidt af den energi, den genererer.

Det er ikke en triviel detalje. Hvis konvolutten absorberede sit eget output, ville røret opvarme sig selv i stedet for emnet, effektiviteten ville kollapse, og væggen ville blive blød. Quartz undgår alle tre fejltilstande på én gang, og det tilføjer et blødgøringspunkt over 1.600 °C og en termisk udvidelseskoefficient omkring 0,55 × 10⁻⁶ pr. kelvin, hvorfor en varmelegeme kan sprøjtes med koldt vand i en produktionslinje uden at gå i stykker.

Transparente kvarts infrarøde varmerør Gennemsigtigt kvartsrør tilbyder direkte infrarød transmission til fokuseret opvarmning, hurtig reaktion og modstand mod termisk stød; nyttig, hvor tæt filamentbillede og høj effektivitet betyder noget. Se produkt →

Gennemsigtige, mælkeagtige og dopede kuverter

Transparent kvarts giver den højeste direkte transmission og et stramt filamentbillede, som passer til fokuseret opvarmning, termoformning og halvlederhurtig termisk behandling. Mælkeagtig eller uigennemsigtig kvarts spreder strålingen, blødgør hot spots og producerer en mere jævn fordeling over et bredt mål, hvilket normalt er at foretrække til tørreovne, malingshærdning og madopvarmning.

Doteret kvartsrør tilføjer en tredje mulighed ved at flytte, hvor konvolutten absorberer. Et rør doteret for at reducere ultraviolet emission reducerer ozondannelse og beskytter varmefølsomme produkter, mens det velkendte røde eller rubinrøde rør synligt filtrerer korte bølgelængder uden at blokere det infrarøde output. For lampeproducenter er dette ofte forskellen mellem at bestå og ikke bestå en emissionsspecifikation.

Matchende emitter til belastning

Bølgelængdetilpasning betyder mere, end de fleste købere forventer. Vandbaserede belægninger, papir og tekstiler absorberer kraftigt omkring 3 mikrometer, så mellembølgede kulstofemittere overfører varme effektivt. Tynde polymerfilm og PET-præforme absorberer godt i området 1 til 2 mikrometer, hvilket favoriserer kortbølgede halogenlamper. Klar plast, der ser gennemsigtig ud for øjet, kan stadig absorbere kraftigt i det nær-infrarøde, og netop derfor virker infrarød svejsning og krympefitting overhovedet.

Vi stiller normalt tre spørgsmål, før vi anbefaler en kuvert: Hvad er målmaterialet, hvilken temperatur skal det nå, og hvor ensartet skal resultatet være. Disse tre svar indsnævrer valget af emitter, rørdiameter, vægtykkelse og overfladefinish langt hurtigere end et datablad vil.

Infrarøde vinduer og skuebriller til varme processer

Et vindue, der kigger ind i et 1.000 °C kammer, skal udføre tre opgaver på én gang: forblive gennemsigtigt ved den operationelle bølgelængde, overleve den termiske gradient og holde procesatmosfæren, hvor den hører hjemme. Quartz håndterer alle tre bedre end de fleste alternativer, men kun hvis det mekaniske design understøtter det.

Overvej et typisk ovnskueglas. Processiden sidder ved 900 °C, ydersiden ved 60 °C, og kameraet eller pyrometeret ser igennem ved 1,5 mikrometer. A 5 mm low-OH quartz disc handles the optical requirement easily. Fejltilstanden er næsten aldrig transmission; den er ved at montere. Hvis vinduet er fastspændt stift på begge sider, vil differensudvidelsen mellem kvartsen og en rustfri stålflange knække det, fordi kvarts udvider sig langt mindre end metallet omkring det. Vi anbefaler en blød pakning, et flydende sæde og en klar specifikation af, hvilken flade der er varm.

Rensning er den anden designbeslutning. Et kvartsvindue i en sodfyldt eller kondenserende atmosfære mister transmission fra overfladeaflejringer længe før selve glasset nedbrydes. En tangentiel luft- eller nitrogenrensning på tværs af procesfladen holder overfladen klar og afkøler den som en bonus. Hvor rensegas ikke er tilgængelig, opnår et let positivt tryk inde i kabinettet ofte det samme resultat.

Kvartsvinduer med høj renhed til optisk og termisk brug Kvartsvindue med høj renhed passer til højtemperatur, termisk stabil optisk visning; overveje udrensnings- og bredbåndsantirefleksbehov, hvor transmissionstab betyder noget. Se produkt →

Tykkelse, belægninger og overfladekvalitet

Ubelagt smeltet silica mister omkring 3 til 4 procent pr. overflade til Fresnel-refleksion i det nær-infrarøde. To overflader, fire procent og et yderligere tab inde i materialet: Et nominelt fremragende vindue kan levere 90 procent i stedet for 96 procent, før processen overhovedet begynder. Antirefleksbelægninger genvinder det meste af det, men kun på tværs af det bånd, de er designet til, så en bredbåndsspecifikation er vigtig, når sensoren fejer bølgelængde.

Dimensionstolerancer er også værd at angive eksplicit. Et vindue specificeret til ±0,05 mm på tykkelse og 40/20 ridsegrave på overfladekvalitet koster mere end et universalemne på ±0,2 mm, og de fleste skueglasapplikationer har ikke brug for den tættere kvalitet. Omvendt vil et laservindue, der stille og roligt erstatter en kommerciel polering med en laserkvalitetsfinish, lide af spredning og, ved høj effekt, af lokal opvarmning.

Kantkvalitet fortjener en omtale, fordi det er her, de fleste brud starter. En slebet og skrå kant modstår skår under håndtering og reducerer risikoen for, at en revne forplanter sig ind i åbningen under termisk cykling.

Infrarød optisk kvarts: Hvad JGS3 køber dig, og hvad det koster

Infrarød-kvalitet smeltet silica, almindeligvis refereret til under JGS3-betegnelsen, er det, vi leverer, når en kunde har brug for brugbar transmission ud til ca. 3,5 mikrometer. Hydroxyl content is held below about 10 parts per million, which removes the 2.73 micrometre absorption band that limits UV-grade material.

JGS3 optiske kvartsplader i infrarød kvalitet JGS3 optisk kvartsplade dækker 0,26–3,5 µm og undgår 2,7 µm hydroxylabsorptionsbåndet; nyttig til infrarød transmission, hvor UV-området er mindre kritisk. Se produkt →

Afvejningerne er værd at forstå, før du specificerer det. Fjernelse af hydroxyl flytter den ultraviolette afskæring til længere bølgelængder, typisk ud over 250 nanometer, så en infrarød kvalitet er et dårligt valg til en UV-lampe konvolut. Det koster også mere end UV-kvalitetsmateriale, fordi smelte- og konsolideringsprocessen er mere krævende, og det er mere følsomt i den forstand, at en leverandør faktisk skal måle hydroxyl i stedet for at antage det.

Hvor vi ser JGS3 tjene sin pris: Optiske vinduer til 2 til 3 mikrometer fiberlasere, gasabsorptionsceller til metan- og vanddampføling, beskyttende vinduer over afkølede mellembølgedetektorer og referenceoptik, der ikke må drive med fugtoptagelse. Hvor det går til spilde: vinduer med synligt lys, UV-hærdningsudstyr og generel ovnobservation på 1 mikrometer, hvor en billigere kvalitet yder identisk.

Kvalitetsegenskaber, der betyder lige så meget som transmission

An infrared optical path is affected by more than the transmission curve. Bobler og faste indeslutninger spreder lys og fungerer under høj effekt som hot spots, der kan skade frø. Striae, den svage kompositoriske bånd efterladt af smeltning, forvrænger bølgefronter og betyder enormt til billeddannelse eller interferometri, men næppe overhovedet for en simpel måling af strålingsoverførsel. Index homogeneity matters for large apertures and barely for a 10 mm disc.

Vores råd er at angive ansøgningen frem for et generisk krav om "bedste kvalitet". En leverandør kan derefter foreslå en bobleklasse, striae-klasse og overfladespecifikation, der matcher opgaven, og du slipper for at betale for interferometrisk homogenitet i en del, der kun skal lede varme ind i et kammer.

Når glas er det forkerte svar: termisk billeddannelse gennem et vindue

Thermal cameras are the most frequent source of infrared and glass confusion, and the honest answer is that quartz cannot solve the problem. Et langbølget termisk kamera, der opererer mellem 8 og 14 mikrometer, ser glas som en uigennemsigtig overflade med en emissivitet omkring 0,9, så det rapporterer glassets temperatur, korrigeret efter hvad glasset reflekterer. In a workshop, that reflection is people and lighting, which is why thermal images of windows look like mirrors.

The usual fixes are all legitimate, and none of them involve quartz:

• Open a clear aperture and measure through the hole, accepting the airflow that comes with it.
• Brug et vinduesmateriale, der virkelig transmitterer i båndet 8 til 14 mikrometer, såsom germanium, zinkselenid eller et chalcogenidglas, og accepter dets omkostninger og dets termiske begrænsninger.
• Brug i stedet et kortbølget infrarødt kamera, der opererer mellem cirka 0,9 og 1,7 mikrometer, hvor kvarts er gennemsigtigt, og højtemperaturmålinger stadig er mulige.
• Measure the exterior surface with a contact sensor or a properly emissivity-corrected pyrometer working at a shorter wavelength.

The short-wave option is the one most often overlooked. Til ovn- og ovnarbejde over 700 °C kan et kortbølgekamera bag et kvartsvindue være et bedre teknisk svar end et dyrt langbølgekamera bag et eksotisk vindue, fordi den kortere bølgelængde også reducerer følsomheden over for emissivitetsfejl og over for overfladeforurening.

Glas foran et kamera er ikke automatisk en dårlig idé; glas valgt til det forkerte bånd er. Når du beskriver målingen til en leverandør af kvartsglas, så giv kameraets spektralbånd frem for ordet "termisk", fordi "termisk" alene peger en ansvarlig leverandør mod det forkerte materiale.

Specifikationsfejl, vi ser gentagne gange

De fleste problemer med infrarødt glas afgøres på indkøbsordren, måneder før noget bliver leveret. Det er de tilbagevendende, i nogenlunde hyppighed.

1. Angivelse af en karakter ved navn uden en bølgelængde. "Quartz glass" describes a family, not a performance level. Angiv driftsbåndet og den acceptable transmission på dette bånd.
2. Glemte hydroxylindhold. Ethvert krav ud over 2,5 mikrometer bør angive en OH-grænse, for eksempel under 10 ppm, og bør spørge, hvordan det er verificeret.
3. Ignorerer tykkelsen. Transmission nær båndkanten er eksponentiel i tykkelse. Two suppliers quoting the same grade at different thicknesses are quoting different performance.
4. At antage, at belægning altid hjælper. An anti-reflection coating optimised for 1 micrometre will hurt at 3 micrometres. Angiv belægningsbåndet, eller lad det være.
5. Design af en stiv montering. Kvarts udvider sig med ca. en femtedel af hastigheden af ​​rustfrit stål; forskellen skal gå et sted. Brug kompatible siddepladser.
6. Med udsigt over udrensningen. Et perfekt specificeret vindue i en snavset atmosfære bliver ubrugelig i et skift. Planlæg gasstrømmen på designstadiet.
7. At bedømme kvaliteten efter øjet. En del, der ser fejlfri ud, kan være den forkerte kvalitet, og en del med en synlig boble kan være helt acceptabel til en strålevarmeapplikation. Inspicer mod specifikationen, ikke mod intuition.

Each of these is cheap to fix at the quotation stage and expensive to fix after delivery. En fem minutters samtale om bølgelængde, tykkelse, temperatur og atmosfære forhindrer næsten dem alle.

Sådan køber du: Hvad en kvartsglasproducent skal fortælle dig

At købe infrarød kvarts er ikke kompliceret, men det belønner en leverandør, der besvarer spørgsmål med mål frem for adjektiver. Uanset om du har at gøre med en producent direkte, en regional leverandør eller en grossist, der håndterer flere produktlinjer, bør de samme ti punkter fremgå af det tekniske svar.

1. En målt transmissionskurve for den tilbudte kvalitet i den tilbudte tykkelse, ikke en katalogfigur kopieret fra et generisk datablad. En Fourier-transformation infrarød måling tager minutter og afgør de fleste argumenter.
2. En angivet hydroxylværdi og den metode, der bruges til at opnå det, normalt fra absorptionsbåndet nær 2,73 mikrometer.
3. Boble- og inklusionsklasse udtrykt i en anerkendt karakterordning frem for som "høj kvalitet".
4. Striae og homogenitet information hvor billeddannelse eller interferometri er involveret.
5. Dimensionstolerancer for tykkelse, diameter, fladhed og parallelitet, plus målemetoden.
6. Overfladespecifikation in scratch-dig terms, with the polish grade named.
7. Belægningsdetaljer , including design wavelength, bandwidth, incidence angle and expected transmission gain.
8. Termiske grænser og anbefalede rampehastigheder , including the maximum gradient across the part.
9. Pakning og sporbarhed , fordi et 300 mm vindue, der ankommer tilhugget, er et totalt tab uanset dets optiske kvalitet.
10. Prøve- og leveringstidspolitik , især for en første artikel, der skal testes i selve armaturet.

Det hjælper også at vide, hvad en leverandør skal spørge dig om. If a quotation arrives without a single question about wavelength, thickness or temperature, the price is probably based on a guess. Vores egen forespørgselsformular beder bevidst om operationsbåndet først, fordi det afgør, om vi citerer et UV-kvalitetsrør, en infrarød-kvalitetsplade eller en mælkeagtig konvolut.

Brugerdefinerede størrelser, små partier og genbestillinger

Most infrared projects start as a one-off and become a scheduled part. Spørg tidligt, om leverandøren kan holde et smelteparti til genbestillinger, om tegningen vil blive opbevaret med den målte transmission vedhæftet, og hvordan en ændring af karakter vil blive kommunikeret. Disse svar betyder mere end et par procent på den første faktura, når du er seks måneder i produktion, og en ny batch opfører sig lidt anderledes.

Til specialfremstilling, hvad enten det betyder et trinvindue, en boret åbningsplade, en kuppelformet kuvert eller en flangeforsynet sigteport, er den praktiske rute at sende en tegning med det optiske krav markeret på den. Dimensioner alene fortæller sjældent, hvad delen faktisk skal gøre.

Hvor disse produkter er i vores sortiment

To indgangspunkter dækker det meste af det infrarøde arbejde beskrevet ovenfor. Den første er vores brugerdefinerede vinduesfabrikationsservice, som håndterer åbninger, borede plader, trinprofiler og antirefleksbelægningskoordinering til skueglas og instrumentvinduer. Den anden er serien med infrarøde varmeapparater, som dækker gennemsigtige, mælkeagtige og kulfiberelementkonstruktioner til industrielt varmeudstyr.

Begge sider ligger sammen med det bredere katalog af rør, stænger, plader, digler og laboratorieartikler, så en enkelt forespørgsel kan normalt dække en hel samling i stedet for en enkelt komponent.

FAQ: Infrarød og glas

Passer infrarødt gennem glas?

Noget af det gør, og mængden afhænger helt af bølgelængde. Ordinary window glass passes near-infrared light below about 2.5 micrometres reasonably well and blocks almost everything beyond 5 micrometres. Fused quartz udvider brugbar transmission til ca. 3,5 mikrometer i lav-hydroxyl kvaliteter. In the 8 to 14 micrometre thermal band, conventional glass is effectively opaque.

Hvorfor kan et termisk kamera ikke se gennem et vindue?

Fordi kameraet arbejder i det langbølgede infrarøde, hvor glas absorberer i stedet for transmitterer. Kameraet aflæser derfor selve glasoverfladen, som udsender kraftigt og også reflekterer omgivelserne. At pege et termisk kamera mod et vindue producerer normalt et billede af kameraoperatørens egen varme, der reflekteres tilbage.

Er kvartsglas det samme som infrarødt glas?

Ikke ligefrem. Quartz glass is a family of fused silica products, and only some members of that family are optimised for infrared work. Materiale af infrarød kvalitet er kendetegnet ved et meget lavt hydroxylindhold, som fjerner absorptionsbånd, der begrænser UV-silica ud over 2,5 mikrometer.

Which grade should I choose for a 2 to 3 micrometre process?

Below 2.5 micrometres, a standard UV-grade fused silica generally performs well and costs less. Mellem 2,5 og 3,5 mikrometer, specificer en lav-hydroxyl infrarød kvalitet med hydroxyl under omkring 10 ppm, og hold vinduet så tyndt, som det mekaniske design tillader.

Blokerer et tykkere vindue mere infrarødt?

Yes, and the effect is exponential rather than proportional, especially near the edge of the transmission window. A window that performs acceptably at 3 mm can lose a large fraction of its signal at 8 mm at the same wavelength. Thickness is an optical variable, not only a mechanical one.

Kan belægninger forbedre infrarød transmission?

Antirefleksbelægninger kan genvinde det meste af de omkring 3 til 4 procent tabt ved hver ubelagt overflade, men kun inden for det bånd, de er designet til. A coating optimised for visible light will usually degrade performance at 3 micrometres, so the design wavelength must be stated on the drawing.

Hvad er den højeste temperatur et kvartsvindue kan tåle?

Sammensmeltet kvarts blødgør over 1.600 °C og bruges rutinemæssigt kontinuerligt omkring 1.100 °C, men den praktiske grænse for et vindue er normalt den termiske gradient henover det og monteringsmetoden frem for materialets blødgøringspunkt. Gradvis opvarmning, eftergivende siddepladser og endda fastspænding betyder mere end overskriften.

Infrared and glass is one of those topics where a little precision early saves a great deal of expense later. Fysikken er stabil, materialemulighederne er velforståede, og fejltilstandene er næsten alle forudsigelige: en grad valgt efter vane frem for efter bølgelængde, et vindue designet uden en kompatibel montering, en varmekuvert specificeret uden at overveje, hvor jævnt varmen skal lande, eller et termisk kamera bedt om at se gennem et materiale, der absorberer præcis det bånd, det afhænger af.

Hvis du er på det stadie, hvor du skitserer en del i stedet for at bestille en, er det mest nyttige, du kan gøre, at beskrive processen i klare vendinger: hvad der opvarmes eller måles, ved hvilken temperatur, ved hvilken bølgelængde, gennem hvilken atmosfære, og hvor længe delen skal holde. Disse fem svar indsnævrer valget af kvalitet, tykkelse, overfladefinish og belægning hurtigere end nogen specifikationstabel, og de giver en producent nok til at citere noget, der stadig vil fungere på butiksgulvet om et år fra nu.