BR112019011029B1

BR112019011029B1 - CONTROL SYSTEM FOR AN OVEN, OVEN, AND, METHOD FOR CONTROLING AN OVEN

Info

Publication number: BR112019011029B1
Application number: BR112019011029-1A
Authority: BR
Inventors: Susan Fiona Turner; Neil George Simpson; Mark Ashton Bennett; Peter Drögmöller
Original assignee: Land Instruments International Limited
Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2023-09-19

Abstract

É provido um sistema de controle para um forno. O sistema de controle compreende uma câmera de imagem térmica e uma unidade de controle. A câmera de imagem térmica é configurada para receber radiação térmica a partir de uma pluralidade de posições em um forno e para gerar uma imagem que inclui informação de temperatura para a pluralidade de posições no forno. A unidade de controle é configurada para receber a imagem da câmera de imagem térmica e gerar sinais de controle para o forno usando a imagem.A control system for a furnace is provided. The control system comprises a thermal imaging camera and a control unit. The thermal imaging camera is configured to receive thermal radiation from a plurality of positions in a furnace and to generate an image that includes temperature information for the plurality of positions in the furnace. The control unit is configured to receive the image from the thermal imaging camera and generate control signals for the furnace using the image.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de controle para um forno usando uma câmera de imagem térmica. Em particular, a invenção refere-se a técnicas para melhorar o produto produzido pelo forno e à utilização de energia, eficiência operacional e tempo de vida desse forno.[001] The present invention relates to a control system for an oven using a thermal imaging camera. In particular, the invention relates to techniques for improving the product produced by the furnace and the energy utilization, operational efficiency and lifespan of that furnace.

[002] O vidro é fabricado industrialmente pela adição de matéria- prima em um estado granular, normalmente chamado de “lote”, a uma extremidade de um “tanque de fusão” ou forno. Queimadores são providos acima do lote para fundi-lo, e o produto final flui para fora da outra extremidade do forno. Os fornos também são usados na produção industrial de outros produtos, tais como metais.[002] Glass is manufactured industrially by adding raw material in a granular state, usually called a “batch”, to one end of a “melting tank” or furnace. Burners are provided above the batch to melt it, and the final product flows out the other end of the furnace. Furnaces are also used in the industrial production of other products, such as metals.

[003] Os queimadores normalmente estão localizados nas extremidades ou nas laterais de um forno, para produzir os chamados designs de queimadores finais ou de queima lateral, tanto de ar como de oxi são queimados. Muitas vezes há um arranjo simétrico ou escalonado de queimadores ao longo de ambas as extremidades/lados do forno. Nos fornos a ar regenerativos, os queimadores em cada extremidade/lado são acionados sequencialmente com uma “inversão”, aproximadamente a cada vinte a trinta minutos.[003] Burners are typically located at the ends or sides of a furnace, to produce so-called end or side burning burner designs, both air and oxy are burned. There is often a symmetrical or staggered arrangement of burners along both ends/sides of the oven. In regenerative air furnaces, the burners at each end/side are fired sequentially with a “flip”, approximately every twenty to thirty minutes.

[004] Os fornos têm tradicionalmente termopares ou outros dispositivos discretos de medição de temperatura para medir temperaturas de ponto único. Fornos de ambiente de alta temperatura e agressivos normalmente possuem termopares que são embutidos em paredes refratárias e fornecem indicações de tendências de temperatura. Medições pontuais instantâneas dentro do forno também podem ser determinadas usando um pirômetro manual ou um dispositivo de temperatura de fibra fixa. Estes podem determinar medições de temperatura para uma única posição no forno, mas só podem ser lidas com pouca frequência, quando janelas de acesso podem ser abertas, ou quando não há chama presente durante uma reversão.[004] Furnaces traditionally have thermocouples or other discrete temperature measuring devices to measure single-point temperatures. High temperature and aggressive ambient furnaces typically have thermocouples that are built into refractory walls and provide indications of temperature trends. Instantaneous spot measurements within the furnace can also be determined using a handheld pyrometer or fixed fiber temperature device. These can determine temperature measurements for a single position in the oven, but can only be read infrequently, when access windows can be opened, or when there is no flame present during a reversal.

[005] As medições de emissão do forno são normalmente realizadas na pilha de exaustão ou na chaminé. Embora a medição contínua seja possível, as medições sofrem um atraso significativo devido ao grande volume do forno e às taxas limitadas de fluxo de gás dentro e fora do forno.[005] Furnace emission measurements are typically performed in the exhaust stack or chimney. Although continuous measurement is possible, measurements are significantly delayed due to the large volume of the furnace and limited gas flow rates in and out of the furnace.

[006] Câmeras de imagem térmica e óptica foram introduzidas recentemente para monitorar as condições de temperatura dentro de fornos em tempo real. Câmeras de imagem térmica podem produzir heatmaps para as condições dentro do forno usando radiação infravermelha.[006] Thermal and optical imaging cameras have recently been introduced to monitor temperature conditions inside furnaces in real time. Thermal imaging cameras can produce heatmaps for the conditions inside the oven using infrared radiation.

[007] Verificou-se que o perfil de temperatura em um forno é importante para a qualidade do produto, uso de energia e eficiência operacional. Para o vidro, a temperatura deve idealmente subir até um máximo em um ponto específico ao longo do comprimento do forno, antes de cair novamente em direção ao final da descarga. Isso estabelece correntes de convecção dentro do vidro de modo que elas se elevem no ponto de temperatura máxima, mas o lote tipicamente se funde no vidro na extremidade de carregamento/fusão do forno. A “borbulhagem” ou a parede dos eletrodos ou vertedouros ou a mudança de profundidade é às vezes vista no ponto de temperatura máxima onde o vidro quente das profundidades sobe à superfície. O desvio do hotspot ou posições de fusão em lote indicam perda da qualidade do produto.[007] The temperature profile in an oven has been found to be important for product quality, energy use and operational efficiency. For glass, the temperature should ideally rise to a maximum at a specific point along the length of the furnace, before falling again towards the end of the discharge. This establishes convection currents within the glass so that they rise to the point of maximum temperature, but the batch typically melts into the glass at the charging/melting end of the furnace. “Bubbling” or walling of electrodes or spillways or depth change is sometimes seen at the point of maximum temperature where hot glass from the depths rises to the surface. Deviation from hotspot or batch melt positions indicate loss of product quality.

[008] O perfil de temperatura das paredes e da coroa do forno também é importante. O estresse térmico leva a danos refratários ao redor de pontos quentes ou frios. Compostos corrosivos, tal como o NaOH, podem condensar em áreas frias do forno, portanto, os pontos frios também sofrem ataques químicos. Este é um problema particular em fornos que usam oxi- combustíveis modernos com altas temperaturas de chama que podem produzir até 3,5 vezes o nível percentual de NaOH de misturas ar-combustível.[008] The temperature profile of the furnace walls and crown is also important. Thermal stress leads to refractory damage around hot or cold spots. Corrosive compounds, such as NaOH, can condense in cold areas of the oven, so cold spots also suffer from chemical attack. This is a particular problem in furnaces using modern oxy-fuels with high flame temperatures that can produce up to 3.5 times the percentage level of NaOH from air-fuel mixtures.

[009] Imagens térmicas detalhadas também podem ser usadas para identificar áreas onde as reações químicas dependentes termicamente podem estar ocorrendo. Por exemplo, a maioria dos NOx produzidos em aplicações de fusão de vidro é “NOx térmico” formado em temperaturas superiores a 1600°C (2900°F), com taxa de produção aumentando à medida que a temperatura aumenta ainda mais. Quando imagens da câmera de imagem térmica são comparadas com medições de gases de combustão de um analisador portátil de gases de combustão, é evidente que a porta ou lado do forno com áreas aparentes maiores de temperatura acima de 1600°C tem o maior NOx. Com base na teoria do NOx térmico, quanto maior a temperatura da chama maior a taxa de produção de NOx. Quanto maior a área de alta temperatura, maior a zona de reação. Assim, imagens térmicas em tempo real do forno permitem a rápida identificação de regiões onde podem ocorrer reações químicas sensíveis a temperatura, e a temperatura dessas regiões pode fornecer uma indicação da taxa de reação potencial.[009] Detailed thermal images can also be used to identify areas where thermally dependent chemical reactions may be occurring. For example, most NOx produced in glass melting applications is “thermal NOx” formed at temperatures greater than 1600°C (2900°F), with the rate of production increasing as the temperature increases further. When images from the thermal imaging camera are compared with flue gas measurements from a portable flue gas analyzer, it is evident that the door or side of the furnace with the largest apparent temperature areas above 1600°C has the highest NOx. Based on thermal NOx theory, the higher the flame temperature, the higher the NOx production rate. The larger the high temperature area, the larger the reaction zone. Thus, real-time thermal imaging of the furnace allows rapid identification of regions where temperature-sensitive chemical reactions may occur, and the temperature of these regions can provide an indication of the potential reaction rate.

[0010] Existe um problema nos fornos convencionais, porque pode levar um tempo indesejavelmente longo para responder ou reagir a mudanças na operação. Um objetivo da presente invenção é abordar e mitigar este problema.[0010] There is a problem with conventional ovens because it can take an undesirably long time to respond or react to changes in operation. An object of the present invention is to address and mitigate this problem.

[0011] De acordo com um aspecto da invenção, é provido um sistema de controle para um forno, compreendendo: uma câmera de imagem térmica configurada para receber radiação térmica de uma pluralidade de posições em um forno e para gerar uma imagem que inclui informação de temperatura para a pluralidade de posições no forno; e uma unidade de controle configurada para receber a imagem da câmera de imagem térmica e gerar sinais de controle para o forno usando a imagem.[0011] In accordance with one aspect of the invention, there is provided a control system for a furnace, comprising: a thermal imaging camera configured to receive thermal radiation from a plurality of positions in a furnace and to generate an image that includes information from temperature for the plurality of positions in the oven; and a control unit configured to receive the image from the thermal imaging camera and generate control signals for the furnace using the image.

[0012] De acordo com outro aspecto da invenção, é provido um produto de programa de computador compreendendo instruções executáveis por computador que, quando executadas por um computador, fazem com que o computador realize etapas incluindo: receber radiação térmica em uma câmera de imagem térmica a partir de uma pluralidade de posições em um forno; gerar uma imagem que inclui informação de temperatura para a pluralidade de posições no forno; e gerar sinais de controle para o forno em uma unidade de controle usando a imagem.[0012] According to another aspect of the invention, there is provided a computer program product comprising computer-executable instructions which, when executed by a computer, cause the computer to perform steps including: receiving thermal radiation into a thermal imaging camera from a plurality of positions in an oven; generating an image that includes temperature information for the plurality of positions in the oven; and generating control signals for the oven in a control unit using the image.

[0013] A câmera de imagem térmica é, de preferência, arranjada para gerar uma imagem de grande ângulo do interior do forno, incluindo informação de temperatura para centenas ou milhares de posições, correspondendo a pixels dentro da câmera. De preferência, a câmera de imagem térmica é configurada para visualizar uma pluralidade de regiões do forno. Isso pode incluir qualquer produto, paredes e coroa do forno. Os sinais de controle podem ser para ajustar diferencialmente a temperatura em múltiplas posições dentro do forno.[0013] The thermal imaging camera is preferably arranged to generate a wide-angle image of the interior of the oven, including temperature information for hundreds or thousands of positions, corresponding to pixels within the camera. Preferably, the thermal imaging camera is configured to view a plurality of regions of the oven. This can include any products, walls and kiln crown. The control signals may be to differentially adjust the temperature at multiple positions within the oven.

[0014] A câmera de imagem térmica pode determinar o perfil de temperatura no forno em tempo real. Os sinais de controle podem, portanto, ajustar as propriedades do forno em tempo real. Esse controle de feedback em tempo real pode garantir produtos de alta qualidade em todos os momentos, minimizando o desperdício de produtos e energia. Vários outros termos são usados na técnica para se referir a uma câmera de imagem térmica, como “câmera infravermelha” e “boroscópio de imagem térmica”.[0014] The thermal imaging camera can determine the temperature profile in the oven in real time. The control signals can therefore adjust the furnace properties in real time. This real-time feedback control can ensure high-quality products at all times, minimizing product and energy waste. Various other terms are used in the art to refer to a thermal imaging camera, such as "infrared camera" and "thermal imaging borescope."

[0015] A câmera de imagem térmica e os sinais de controle podem ser usados durante qualquer aquecimento, durante o resfriamento e/ou durante as operações de reparo (tais como a soldagem de cerâmica das paredes refratárias), bem como durante a operação contínua do forno.[0015] The thermal imaging camera and control signals can be used during any heating, during cooling and/or during repair operations (such as ceramic welding of refractory walls), as well as during continuous operation of the oven.

[0016] Uma pluralidade de câmeras de imagem térmica pode ser usada com o forno para prover redundância em caso de mau funcionamento ou fornecer ângulos de visão para diferentes aspectos do forno. Em um exemplo, uma câmera de imagem térmica com uma faixa de temperatura mais baixa pode ser usada durante o aquecimento do forno quando o forno estiver particularmente vulnerável a danos devido a taxas de expansão diferenciais. Em outro exemplo, uma câmera de imagem térmica que é sensível a uma faixa específica de comprimentos de onda pode ser escolhida tanto para imagem quanto para “ver através” dos constituintes da atmosfera do forno ou para imagens mais profundas dentro do produto fundido.[0016] A plurality of thermal imaging cameras can be used with the oven to provide redundancy in the event of a malfunction or to provide viewing angles for different aspects of the oven. In one example, a thermal imaging camera with a lower temperature range may be used during furnace heating when the furnace is particularly vulnerable to damage due to differential expansion rates. In another example, a thermal imaging camera that is sensitive to a specific range of wavelengths may be chosen to either image or “see through” the constituents of the furnace atmosphere or to image deeper within the melt.

[0017] De preferência, a unidade de controle compreende um módulo de compensação de reflexão configurado para identificar e subtrair um componente refletido na radiação recebida de uma posição no forno. Um produto fundido ou parcialmente fundido na base de um forno pode atuar como um refletor eficaz de radiação térmica. Ao subtrair o componente refletido, pode ser possível determinar um componente irradiado, emitido diretamente do produto. Desta forma, pode ser possível determinar uma emissividade e temperatura precisas para o produto. Uma pluralidade de posições do produto pode ser selecionada. A emissividade e o cálculo de temperatura podem ser realizados para cada posição. Alternativamente, o valor de emissividade calculado em uma posição pode ser usado para calcular a temperatura em outras posições em que o produto está no mesmo estágio no processo e provavelmente terá a mesma emissividade.[0017] Preferably, the control unit comprises a reflection compensation module configured to identify and subtract a reflected component in the radiation received from a position in the furnace. A molten or partially molten product at the base of a furnace can act as an effective reflector of thermal radiation. By subtracting the reflected component, it may be possible to determine a radiated component, emitted directly from the product. In this way, it may be possible to determine an accurate emissivity and temperature for the product. A plurality of product positions can be selected. Emissivity and temperature calculation can be performed for each position. Alternatively, the emissivity value calculated at one position can be used to calculate the temperature at other positions where the product is at the same stage in the process and is likely to have the same emissivity.

[0018] O módulo de compensação de reflexão pode opcionalmente selecionar duas posições em um produto no forno, em que as duas posições selecionadas estão substancialmente na mesma temperatura. As duas posições selecionadas podem incluir componentes refletidos que emanam das respectivas posições no forno que estão a temperaturas diferentes. Assim, os componentes refletidos podem ser identificados porque uma quantidade diferente de radiação seria recebida das duas posições selecionadas, apesar do fato de estarem substancialmente na mesma temperatura. Isso pode permitir a identificação e a subtração do componente refletido, para determinar a temperatura real do produto nas duas posições selecionadas. Isto pode ser conseguido calculando a emissividade do produto, que pode ser de vidro.[0018] The reflection compensation module may optionally select two positions on a product in the oven, wherein the two selected positions are at substantially the same temperature. The two selected positions may include reflected components emanating from respective positions in the furnace that are at different temperatures. Thus, the reflected components can be identified because a different amount of radiation would be received from the two selected positions despite the fact that they are substantially the same temperature. This can allow identification and subtraction of the reflected component to determine the actual temperature of the product at the two selected positions. This can be achieved by calculating the emissivity of the product, which may be glass.

[0019] De um modo preferido, a câmera de imagem térmica recebe também radiação térmica irradiada diretamente das respectivas posições no forno que estão a temperaturas diferentes. Isto pode permitir que o módulo de compensação de reflexão subtraia este fluxo irradiado da radiação recebida das posições selecionadas no produto.[0019] Preferably, the thermal imaging camera also receives thermal radiation radiated directly from respective positions in the oven that are at different temperatures. This may allow the reflection compensation module to subtract this radiated flux from the radiation received from selected positions on the product.

[0020] Um dispositivo de detecção de temperatura adicional pode ser provido para receber radiação de uma única posição no forno e determinar uma temperatura para essa posição. A unidade de controle pode então comparar a temperatura determinada para a posição relevante pelo dispositivo de detecção de temperatura e a câmera de imagem térmica, e calibrar a informação de temperatura associada à imagem gerada pela câmera de imagem térmica. Assim, um ajuste pode ser aplicado à temperatura calculada pela câmera de imagem térmica. Isso pode ser particularmente útil quando o material tiver obscurecido a lente da câmera e tiver reduzido a quantidade de radiação recebida, levando a medições incorretas de temperatura. Tal situação não é incomum no ambiente inclemente de um forno.[0020] An additional temperature sensing device may be provided to receive radiation from a single position in the furnace and determine a temperature for that position. The control unit can then compare the temperature determined for the relevant position by the temperature sensing device and the thermal imaging camera, and calibrate the temperature information associated with the image generated by the thermal imaging camera. Thus, an adjustment can be applied to the temperature calculated by the thermal imaging camera. This can be particularly useful when material has obscured the camera lens and reduced the amount of radiation received, leading to incorrect temperature measurements. Such a situation is not uncommon in the harsh environment of a furnace.

[0021] Em um arranjo, o dispositivo de detecção de temperatura é um pirômetro que é concebido para determinar uma temperatura em uma posição única. O dispositivo de detecção de temperatura pode ser montado em uma posição diferente da câmera de imagem térmica para minimizar a probabilidade de que ambos os dispositivos tenham o mesmo tipo de obscurecimento.[0021] In one arrangement, the temperature sensing device is a pyrometer that is designed to determine a temperature at a single position. The temperature sensing device may be mounted in a different position than the thermal imaging camera to minimize the likelihood that both devices will have the same type of obscuration.

[0022] O dispositivo de detecção de temperatura pode ser configurado para receber radiação em (pelo menos) dois comprimentos de onda e para determinar uma temperatura para a posição relevante com base na quantidade relativa de radiação recebida nos dois comprimentos de onda. Um pirômetro de comprimento de onda duplo pode medir a temperatura corretamente, apesar do obscurecimento parcial, porque o efeito de qualquer obscurecimento na temperatura é diferente nos diferentes comprimentos de onda. O pirômetro de comprimento de onda duplo pode ser usado para calibrar efetivamente a medição de temperatura da posição relevante dentro da imagem térmica, e o fator necessário para compensar o obscurecimento naquele ponto também pode ser aplicado ao restante da imagem térmica. Em certas modalidades, a câmera de imagem térmica pode ser capaz de receber radiação em mais de um comprimento de onda, o que significa que a câmera de imagem térmica pode ser capaz de se autocalibrar, sem a necessidade de outro dispositivo de detecção de temperatura, como um pirômetro.[0022] The temperature sensing device may be configured to receive radiation in (at least) two wavelengths and to determine a temperature for the relevant position based on the relative amount of radiation received in the two wavelengths. A dual wavelength pyrometer can measure temperature correctly despite partial obscuration because the effect of any obscuration on temperature is different at different wavelengths. The dual wavelength pyrometer can be used to effectively calibrate the temperature measurement of the relevant position within the thermal image, and the factor required to compensate for obscuration at that point can also be applied to the remainder of the thermal image. In certain embodiments, the thermal imaging camera may be capable of receiving radiation at more than one wavelength, meaning that the thermal imaging camera may be capable of self-calibrating without the need for another temperature sensing device. like a pyrometer.

[0023] A unidade de controle pode ser configurada para comparar a imagem a uma imagem previamente coletada para detectar uma mudança na temperatura ou na posição. As imagens podem ser geradas em pontos sucessivos no tempo e as imagens comparadas às imagens anteriores pelo sistema de controle para determinar qualquer movimento, velocidade, mudanças de temperatura e taxas de mudança. Vantajosamente, isto permite que um histórico das condições experimentadas pelo produto durante a formação seja compilado para fins de qualidade. Ele permite taxas anormais de mudança e degradação lenta de materiais ou instrumentação, tais como termopares a serem identificados. Imagens de pontos sucessivos no tempo podem ser usadas para registrar as condições ou identificar mudanças de temperatura anômalas durante a operação contínua, durante o aquecimento ou resfriamento do forno ou durante as operações de manutenção.[0023] The control unit may be configured to compare the image to a previously collected image to detect a change in temperature or position. Images can be generated at successive points in time and the images compared to previous images by the control system to determine any movement, speed, temperature changes, and rates of change. Advantageously, this allows a history of the conditions experienced by the product during forming to be compiled for quality purposes. It allows abnormal rates of change and slow degradation of materials or instrumentation such as thermocouples to be identified. Images of successive points in time can be used to record conditions or identify anomalous temperature changes during continuous operation, during furnace heating or cooling, or during maintenance operations.

[0024] Os pontos sucessivos no tempo podem estar em qualquer intervalo do intervalo entre quadros sucessivos até um intervalo de um ano. Medições regulares podem ser feitas em intervalos de tempo fixos ou de acordo com eventos do forno. Por exemplo, para um forno de vidro regenerativo, seria possível gravar a imagem de temperatura nas duas primeiras reversões após a meia noite todos os dias. Em alguns aspectos, mais de 300.000 pontos de dados de temperatura podem ser coletados em cada ponto sucessivo no tempo.[0024] The successive points in time can be at any interval from the interval between successive frames up to an interval of one year. Regular measurements can be taken at fixed time intervals or according to furnace events. For example, for a regenerative glass furnace, it would be possible to record the temperature image for the first two reversals after midnight every day. In some respects, more than 300,000 temperature data points can be collected at each successive point in time.

[0025] O uso de uma câmera de imagem térmica significa que um forno pode ser monitorado por longos períodos. Assim, a unidade de controle pode ser configurada para gerar sinais de controle que mudam a operação do forno por longos períodos de tempo. O uso desses sinais de controle pode prolongar a vida útil do forno ou pode ser usado para fornecer melhor tempo de manutenção.[0025] The use of a thermal imaging camera means that a furnace can be monitored for long periods. Thus, the control unit can be configured to generate control signals that change the operation of the furnace over long periods of time. Using these control signals can extend the life of the furnace or can be used to provide better maintenance time.

[0026] De acordo com ainda outro aspecto da invenção, é provido um método para controlar um forno, o método compreendendo as etapas de: receber radiação térmica em uma câmera de imagem térmica a partir de uma pluralidade de posições em um forno; gerar uma imagem que inclui informação de temperatura para a pluralidade de posições no forno e gerar sinais de controle para o forno em uma unidade de controle utilizando a imagem. O método pode ainda compreender a etapa de controlar o forno de acordo com os sinais de controle gerados na unidade de controle.[0026] According to yet another aspect of the invention, there is provided a method for controlling a furnace, the method comprising the steps of: receiving thermal radiation into a thermal imaging camera from a plurality of positions in a furnace; generating an image that includes temperature information for the plurality of positions in the oven and generating control signals for the oven in a control unit using the image. The method may further comprise the step of controlling the furnace according to control signals generated in the control unit.

[0027] Desta maneira, o forno pode ser controlado de acordo com a temperatura na pluralidade de posições. Ajustes podem ser feitos para propriedades do forno, tais como os queimadores, e/ou taxa de rendimento. Isso pode melhorar a qualidade do produto final e a taxa de produção, maximizar a vida útil do forno e minimizar o uso de energia e as emissões.[0027] In this way, the oven can be controlled according to the temperature in a plurality of positions. Adjustments can be made to furnace properties, such as burners, and/or yield rate. This can improve final product quality and production rate, maximize furnace life, and minimize energy use and emissions.

[0028] De preferência, os sinais de controle são para ajustar a temperatura no forno. A temperatura no forno pode ser ajustada controlando o comprimento da chama e/ou a mistura combustível/oxigênio ou ar. As chamas também podem ser controladas para obter um controle preciso na temperatura em diferentes posições no forno. O controle preciso do perfil de temperatura pode ser importante para otimizar a qualidade do produto, bem como o uso de energia, a eficiência operacional e a vida útil desse forno.[0028] Preferably, the control signals are for adjusting the temperature in the oven. The temperature in the furnace can be adjusted by controlling the flame length and/or the fuel/oxygen or air mixture. The flames can also be controlled to get precise control over the temperature at different positions in the oven. Accurate control of the temperature profile can be important for optimizing product quality, as well as energy use, operational efficiency, and the lifespan of this oven.

[0029] Em algumas modalidades, a unidade de controle é adicionalmente configurada para identificar posições em que a temperatura excede (alta ou baixa) um valor predeterminado. Isso pode indicar um estado em que podem ocorrer danos à infraestrutura ou perda de qualidade do produto. O sinal de controle pode ser usado para fornecer mais ou menos aquecimento, conforme necessário.[0029] In some embodiments, the control unit is further configured to identify positions at which the temperature exceeds (high or low) a predetermined value. This may indicate a state in which infrastructure damage or loss of product quality may occur. The control signal can be used to provide more or less heat as needed.

[0030] Os sinais de controle podem ser usados para controlar a reversão de queimadores. A reversão dos queimadores pode, portanto, ocorrer no momento mais apropriado de acordo com o estado em tempo real do forno, em vez de simplesmente em intervalos de tempo regulares. A reversão de queimadores pode ser sinalizada pela unidade de controle quando a câmera de imagem térmica indica que a temperatura em uma determinada posição ou pluralidade de posições atingiu um valor predeterminado ou um valor máximo, ou onde a proporção de posições acima desse valor predeterminado atingiu um limite predeterminado. A posição particular pode estar relacionada com qualquer área ou múltiplas áreas da imagem para desencadear a inversão com base nas temperaturas da parede, coroa, produto e/ou chama.[0030] Control signals can be used to control burner reversal. Burner reversal can therefore occur at the most appropriate time according to the real-time state of the furnace, rather than simply at regular time intervals. Burner reversal may be signaled by the control unit when the thermal imaging camera indicates that the temperature at a particular position or plurality of positions has reached a predetermined value or a maximum value, or where the proportion of positions above that predetermined value has reached a predetermined limit. The particular position can be related to any area or multiple areas of the image to trigger inversion based on wall, crown, product and/or flame temperatures.

[0031] Os sinais de controle podem ser para ajustar a taxa de introdução do produto bruto, tipicamente referido como “lote”. O controle em tempo real do rendimento do produto foi considerado importante para otimizar a qualidade do produto, o uso de energia e a eficiência operacional. Em alguns aspectos, o método pode ainda compreender a identificação de regiões de lote na imagem e rastrear o movimento do lote com base na informação de temperatura.[0031] The control signals may be to adjust the rate of introduction of the raw product, typically referred to as a “batch”. Real-time control of product yield was considered important for optimizing product quality, energy use and operational efficiency. In some aspects, the method may further comprise identifying batch regions in the image and tracking batch movement based on temperature information.

[0032] A unidade de controle pode compreender um módulo de identificação de lotes configurado para identificar o lote na imagem da câmera de imagem térmica. Desta forma, uma temperatura pode ser determinada para o lote. O módulo de identificação do lote pode identificar posições na imagem onde há lote e evitar o uso de dados dessas posições na geração de sinais de controle relacionados à temperatura do vidro fundido.[0032] The control unit may comprise a batch identification module configured to identify the batch in the thermal imaging camera image. In this way, a temperature can be determined for the batch. The batch identification module can identify positions in the image where there is a batch and avoid using data from these positions in generating control signals related to the temperature of the molten glass.

[0033] De preferência, o módulo de identificação de lotes pode ser configurado para determinar a velocidade do lote identificado. A câmera de imagem térmica pode gerar imagens em pontos sucessivos no tempo, de tal modo que as informações de temperatura obtidas nos pontos sucessivos no tempo podem ser integradas para rastrear o movimento do lote. Isso pode ser usado para determinar sua velocidade.[0033] Preferably, the batch identification module can be configured to determine the speed of the identified batch. The thermal imaging camera can generate images at successive points in time, such that temperature information obtained at successive points in time can be integrated to track batch movement. This can be used to determine your speed.

[0034] Rastrear o movimento do lote pode envolver a previsão do movimento do lote. A previsão do movimento do lote pode basear-se na informação da temperatura em uma pluralidade de posições. Os sinais de controle podem ser usados para ajustar a temperatura em uma ou mais posições no forno para controlar o movimento do lote. Alternativamente ou adicionalmente, eles podem ser usados para controlar a introdução do lote.[0034] Tracking batch movement may involve predicting batch movement. Batch movement prediction can be based on temperature information at a plurality of positions. Control signals can be used to adjust the temperature at one or more positions in the oven to control batch movement. Alternatively or additionally, they can be used to control batch introduction.

[0035] A partir da análise da distribuição de temperatura do produto, as correntes de convecção podem ser identificadas como trajetos de regiões mais quentes para as mais frias. Essas correntes de convecção definem o movimento em tempo real do lote. Isso pode ser usado para controlar o carregador de lote, como mencionado acima, para direcionar o lote para a corrente convectiva ideal para maximizar a mistura, o tempo de residência e, portanto, a qualidade do produto. Alternativamente, a unidade de controle pode ajustar ou alternar entre os queimadores para alterar o padrão de fluxo convectivo e direcionar o movimento do lote.[0035] From the analysis of the temperature distribution of the product, convection currents can be identified as paths from warmer to colder regions. These convection currents define the real-time movement of the batch. This can be used to control the batch loader, as mentioned above, to direct the batch to the optimal convective current to maximize mixing, residence time, and therefore product quality. Alternatively, the control unit can adjust or switch between burners to change the convective flow pattern and direct batch movement.

[0036] Identificar e controlar as correntes convectivas pode ser útil na redução de danos, bem como na determinação das propriedades do produto. Devido ao efeito Marangoni, há desgaste contínuo do contato de vidro refratário do banho de vidro do forno. Verificou-se também que as regiões de arrefecimento excessivo podem causar um desgaste acrescido. Ser capaz de rastrear o movimento do lote e controlar o fluxo convectivo pode ajudar a reduzir esse efeito indesejado.[0036] Identifying and controlling convective currents can be useful in reducing damage, as well as determining product properties. Due to the Marangoni effect, there is continuous wear of the refractory glass contact of the furnace glass bath. It was also found that regions of excessive cooling can cause increased wear. Being able to track batch movement and control convective flow can help reduce this unwanted effect.

[0037] De acordo com outro aspecto da invenção, é provido um forno para receber e fundir o lote para formar um produto, o forno compreendendo: uma câmara; um dispensador de lote ou carregador para introduzir o lote na câmara; pelo menos um queimador para o lote de fusão introduzido na câmara; e o sistema de controle como definido acima. O forno pode ser especificamente designado para a produção de vidro ou pode ser adequado para outros produtos, tais como metais.[0037] According to another aspect of the invention, an oven is provided for receiving and melting the batch to form a product, the oven comprising: a chamber; a batch dispenser or loader for introducing the batch into the chamber; at least one burner for the melt batch introduced into the chamber; and the control system as defined above. The furnace may be specifically designed for glass production or may be suitable for other products such as metals.

[0038] De preferência, o forno compreende um primeiro queimador ou arranjo de queimadores ao longo de um primeiro lado da câmara e um segundo queimador ou arranjo de queimadores ao longo do segundo lado do queimador. Os sinais de controle podem, de preferência, alternar entre o funcionamento do primeiro lado e do segundo lado dos queimadores, com base na imagem recebida da câmera de imagem térmica. Desta forma, a inversão do forno pode ser controlada dinamicamente de acordo com as condições térmicas em tempo real.[0038] Preferably, the oven comprises a first burner or arrangement of burners along a first side of the chamber and a second burner or arrangement of burners along the second side of the burner. The control signals may preferably switch between operating the first side and the second side of the burners based on the image received from the thermal imaging camera. In this way, the furnace inversion can be dynamically controlled according to real-time thermal conditions.

[0039] A unidade de controle pode alternar entre a operação dos queimadores de primeiro e segundo lados quando a temperatura em uma posição no forno atinge um valor predeterminado, ou um valor máximo. A posição pode ser uma posição predeterminada. A posição predeterminada pode ser qualquer região do forno ou regenerador. A detecção desta condição pode levar à reversão do forno para garantir uma ótima qualidade do produto, uso de energia, emissões e tempo de vida do ativo.[0039] The control unit can switch between operation of the first and second side burners when the temperature at a position in the oven reaches a predetermined value, or a maximum value. The position may be a predetermined position. The predetermined position can be any region of the furnace or regenerator. Detection of this condition can lead to furnace rollback to ensure optimal product quality, energy use, emissions and asset lifespan.

[0040] Em alguns casos, os sinais de controle podem alternar e controlar o perfil de combustível para queimadores individuais. Isso pode estar dentro de um conjunto estendido de queimadores. Desta forma, ajustes mais precisos no perfil de temperatura dentro do forno são possíveis.[0040] In some cases, control signals can switch and control the fuel profile for individual burners. This may be within an extended set of burners. In this way, more precise adjustments to the temperature profile inside the oven are possible.

[0041] Em alguns aspectos, a reversão ou ajuste individual dos controles do queimador pode ser para controlar o movimento do lote dentro do forno em tempo real. Por exemplo, quando uma região fria é detectada, o queimador mais próximo da região fria pode ser alternado para garantir que o lote se afaste da região fria.[0041] In some aspects, individual reversal or adjustment of burner controls may be to control batch movement within the oven in real time. For example, when a cold region is detected, the burner closest to the cold region can be switched to ensure the batch moves away from the cold region.

[0042] O método pode compreender adicionalmente a identificação de posições ou o número ou proporção de posições dentro de uma região onde a temperatura excede um valor predeterminado. Muitas reações químicas são termicamente sensíveis (dependentes), de modo que seu volume de reação potencial pode ser observado dentro de uma imagem térmica. A reação química pode envolver a formação de compostos desejáveis ou a formação de subprodutos indesejados, como o NOx.[0042] The method may further comprise identifying positions or the number or proportion of positions within a region where the temperature exceeds a predetermined value. Many chemical reactions are thermally sensitive (dependent), so their potential reaction volume can be observed within a thermal image. The chemical reaction may involve the formation of desirable compounds or the formation of unwanted byproducts such as NOx.

[0043] Em um exemplo, posições com temperaturas acima de um valor predeterminado de pelo menos 1600°C, e tipicamente acima de 1800°C, podem ser usadas como um indicador em tempo real da taxa de formação de NOx. Neste caso, os sinais de controle podem ser usados para alternar entre os queimadores de primeiro e segundo lados, ou reduzir a temperatura ou o comprimento da chama de um ou mais queimadores individuais, ajustando o perfil de combustível ou a velocidade a esse queimador.[0043] In one example, positions with temperatures above a predetermined value of at least 1600°C, and typically above 1800°C, can be used as a real-time indicator of the rate of NOx formation. In this case, the Control signals can be used to switch between first and second side burners, or reduce the temperature or flame length of one or more individual burners, adjusting the fuel profile or speed for that burner.

[0044] De acordo com um outro aspecto, é provido um sistema de controle para um forno, compreendendo: uma câmera de imagem térmica configurada para receber radiação térmica de uma pluralidade de posições em um forno, para gerar imagens que incluem informação de temperatura para a pluralidade de posições no forno; uma unidade de controle configurada para analisar as informações de temperatura para determinar posições que exibem temperatura anômala e gerar sinais de controle para fazer com que um alarme indique que a temperatura anômala foi detectada.[0044] According to another aspect, there is provided a control system for a furnace, comprising: a thermal imaging camera configured to receive thermal radiation from a plurality of positions in a furnace, to generate images that include temperature information for the plurality of positions in the oven; a control unit configured to analyze temperature information to determine positions exhibiting anomalous temperature and generate control signals to cause an alarm to indicate that the anomalous temperature has been detected.

[0045] Ainda em um outro aspecto, é provido um produto de programa de computador compreendendo instruções executáveis de computador que, quando executadas por um computador, fazem com que o computador realize etapas incluindo: receber radiação térmica em uma câmera de imagem térmica a partir de uma pluralidade de posições em um forno; gerar uma imagem que inclui informação de temperatura para a pluralidade de posições no forno; analisar as informações de temperatura para determinar as posições que exibem temperatura anômala; e gerar sinais de controle para fazer com que um alarme indique que a temperatura anômala foi detectada.[0045] In yet another aspect, there is provided a computer program product comprising computer executable instructions that, when executed by a computer, cause the computer to perform steps including: receiving thermal radiation into a thermal imaging camera from from a plurality of positions in an oven; generating an image that includes temperature information for the plurality of positions in the oven; analyze temperature information to determine positions that exhibit anomalous temperature; and generating control signals to cause an alarm to indicate that the anomalous temperature has been detected.

[0046] Vantajosamente, isto permite a detecção de regiões que estão operando a uma temperatura fora da faixa tipicamente desejada. Isso pode permitir que o operador tome as ações apropriadas. A temperatura anômala em alguns aspectos pode indicar preocupações com a qualidade do produto e, em outros, pode indicar danos ou o potencial de danos ao forno. As ações apropriadas podem incluir qualquer ajuste nas condições de operação do forno (tais como configurações do queimador), envio do produto atual para a quarentena e inspeção de qualidade em um estágio subsequente e atividades de manutenção do forno. O sistema de alarme pode ser usado durante a operação contínua, durante o aquecimento ou resfriamento do forno, ou durante o trabalho de reparo.[0046] Advantageously, this allows the detection of regions that are operating at a temperature outside the typically desired range. This may allow the operator to take appropriate action. Anomalous temperature in some aspects may indicate product quality concerns and in others may indicate damage or the potential for damage to the oven. Appropriate actions may include any adjustment to furnace operating conditions (such as burner settings), sending current product to quarantine and quality inspection at a subsequent stage, and furnace maintenance activities. The alarm system can be used during continuous operation, while heating or cooling the furnace, or during repair work.

[0047] O alarme pode ser qualquer alarme de temperatura baixa, um alarme de alta temperatura ou um alarme de temperatura para indicar que a temperatura está dentro ou fora de intervalos predeterminados. Os alarmes podem ser disparados comparando a temperatura em uma posição a um máximo, mínimo ou intervalos de valores de limite predeterminado. Os alarmes também podem ser disparados por diferenças de temperatura entre posições dentro da imagem ou por diferenças de temperatura entre posições na imagem e fontes alternativas de medição de temperatura, tais como termopares. Pode haver diferentes alarmes para indicar diferentes regimes de temperatura detectados.[0047] The alarm can be any low temperature alarm, a high temperature alarm, or a temperature alarm to indicate that the temperature is within or outside predetermined ranges. Alarms can be triggered by comparing the temperature at a position to a predetermined maximum, minimum or threshold value ranges. Alarms can also be triggered by temperature differences between positions within the image or by temperature differences between positions in the image and alternative temperature measurement sources such as thermocouples. There may be different alarms to indicate different temperature regimes detected.

[0048] As modalidades da invenção são agora descritas, a título de exemplo, com referência aos desenhos, nos quais: a figura 1 é uma vista esquemática de um forno e um sistema de controle em uma modalidade da presente invenção; a figura 2 é uma vista em perspectiva de uma câmera de imagem térmica para utilização em uma modalidade da presente invenção; a figura 3 é um exemplo de uma imagem de um forno de extremidade queimada produzido por uma câmera de imagem térmica para utilização em uma modalidade da presente invenção;[0048] Embodiments of the invention are now described, by way of example, with reference to the drawings, in which: figure 1 is a schematic view of an oven and a control system in an embodiment of the present invention; Figure 2 is a perspective view of a thermal imaging camera for use in an embodiment of the present invention; Figure 3 is an example of an image of a burnt end furnace produced by a thermal imaging camera for use in an embodiment of the present invention;

[0049] A figura 1 é uma vista esquemática de um forno 10 e de uma unidade de controle 12. O forno 10 inclui carregadores de lotes 14 para carregar ou dispensar lotes, ou produto bruto, em uma extremidade do forno. Queimadores laterais 16, 18 são providos em ambos os lados do forno 10. Os queimadores laterais 16 em um lado do forno 10 são projetados para serem queimados por cerca de vinte minutos, após os quais há uma inversão e os queimadores laterais 18 por outro lado são queimados. Uma saída de produto 20 é provida na extremidade oposta do forno 10 para os carregadores de lote 14. Em uso, o lote é introduzido pelos carregadores de lote e é fundido pelos queimadores laterais 16, 18. Os queimadores laterais 16, 18 são controlados para criar um perfil de temperatura desejado no forno 10 que tipicamente atinge a temperatura de pico 75 a 80% do caminho ao longo de um forno de recipiente. Outros fornos para vidro de maior qualidade terão a temperatura de pico mais próxima dos carregadores 14. O perfil de temperatura então diminui do seu máximo para a saída do produto 20.[0049] Figure 1 is a schematic view of an oven 10 and a control unit 12. The oven 10 includes batch loaders 14 for loading or dispensing batches, or raw product, at one end of the oven. Side burners 16, 18 are provided on both sides of the oven 10. The side burners 16 on one side of the oven 10 are designed to be burned for about twenty minutes, after which there is an inversion and the side burners 18 on the other side are burned. A product outlet 20 is provided at the opposite end of the furnace 10 to the batch chargers 14. In use, the batch is introduced through the batch chargers and is melted by the side burners 16, 18. The side burners 16, 18 are controlled to create a desired temperature profile in the oven 10 that typically reaches the peak temperature 75 to 80% of the way along a container oven. Other higher quality glass furnaces will have the peak temperature closer to loaders 14. The temperature profile then decreases from its maximum towards product exit 20.

[0050] O forno 10 inclui uma câmera de imagem térmica 22 situada em uma parede terminal, oposta aos carregadores de lote 14. Uma câmera de imagem térmica 22 é mostrada na figura 2. Esta câmera é conhecida comercialmente como o Boroscópio NIR, produzido pela Land Instruments International Ltd. A câmera de imagem térmica 22 foi concebida para produzir uma imagem de alta resolução do interior do forno 10, com mais de 300.000 pixels e um campo de visão de 90°. A imagem de alta resolução produzida pela câmera de imagem térmica inclui informações de temperatura para cada pixel, correspondendo a posições individuais dentro do forno 10.[0050] The oven 10 includes a thermal imaging camera 22 situated on an end wall, opposite the batch loaders 14. A thermal imaging camera 22 is shown in figure 2. This camera is known commercially as the NIR Borescope, produced by Land Instruments International Ltd. The thermal imaging camera 22 is designed to produce a high-resolution image of the interior of the furnace 10, with over 300,000 pixels and a 90° field of view. The high-resolution image produced by the thermal imaging camera includes temperature information for each pixel corresponding to individual positions within the oven 10.

[0051] Na modalidade da figura 1, existe uma única câmera com uma vista longitudinal de volta para os carregadores 14, a fim de monitorar a linha de lote. Em outras modalidades, a câmera pode ser instalada em outras paredes ou dentro da coroa do forno, ou podem ser utilizadas múltiplas câmeras. O campo de visão nem sempre pode ser de 90° e o instrumento pode não estar necessariamente alinhado perpendicularmente à sua montagem. Em algumas modalidades, a câmera de imagem térmica pode ser móvel. O arranjo das câmeras de imagem térmica pode ser tal que a temperatura possa ser medida em todo o forno, conforme necessário.[0051] In the embodiment of figure 1, there is a single camera with a longitudinal view back to the loaders 14, in order to monitor the batch line. In other embodiments, the camera may be installed on other walls or within the kiln crown, or multiple cameras may be used. The field of view may not always be 90° and the instrument may not necessarily be aligned perpendicular to its mount. In some embodiments, the thermal imaging camera may be movable. The arrangement of the thermal imaging cameras can be such that the temperature can be measured throughout the oven as required.

[0052] O forno 10 também inclui um pirômetro de comprimento de onda duplo 24 que também se situa na parede terminal, oposto aos carregadores de lote 14, mas desviado da câmera de imagem térmica 22. O pirômetro de comprimento de onda duplo 24 está arranjado para apontar para uma posição específica no forno 10, que pode ser o produto na base do forno 10, ou em uma das paredes. O pirômetro de comprimento de onda duplo 24 pode ser utilizado para determinar a temperatura no forno, analisando a proporção de radiação recebida nos dois comprimentos de onda. A temperatura determinada pelo pirômetro de comprimento de onda duplo 24 é, portanto, largamente não afetada por qualquer obscurecimento que possa desenvolver-se no dispositivo.[0052] Furnace 10 also includes a dual wavelength pyrometer 24 which is also located on the end wall, opposite the batch carriers 14, but offset from the thermal imaging camera 22. The dual wavelength pyrometer 24 is arranged to point to a specific position in the oven 10, which may be the product at the base of the oven 10, or on one of the walls. The dual wavelength pyrometer 24 can be used to determine the temperature in the furnace by analyzing the proportion of radiation received at the two wavelengths. The temperature determined by the dual wavelength pyrometer 24 is therefore largely unaffected by any obscuration that may develop in the device.

[0053] Os carregadores de lote 14, os queimadores laterais 16, 18, a câmera de imagem térmica 22 e o pirômetro de comprimento de onda duplo 24 estão ligados à unidade de controle 12. Em uso, a câmera de imagem térmica 22 gera uma imagem térmica de alta resolução em tempo real do interior da câmera. forno 10, incluindo informação de temperatura para cada ponto na imagem, e envia isto para a unidade de controle 12. A unidade de controle 12 processa a imagem utilizando um ou mais processadores comparando-a com um perfil de temperatura ideal. A unidade de controle 12 determina as diferenças entre os perfis de temperatura reais no forno 10 detectados pela câmera de imagem térmica 22 e o perfil de temperatura ideal e gera sinais de controle para o forno 10. Os sinais de controle podem ser enviados para os queimadores laterais 16, 18 para alterar as condições no forno 10 e para reduzir as diferenças entre o perfil de temperatura real e o perfil de temperatura ideal. Um processo iterativo em tempo real é realizado até que o perfil de temperatura real corresponda ao perfil de temperatura ideal.[0053] The batch chargers 14, the side burners 16, 18, the thermal imaging camera 22 and the dual wavelength pyrometer 24 are connected to the control unit 12. In use, the thermal imaging camera 22 generates a Real-time, high-resolution thermal imaging of the inside of the camera. oven 10, including temperature information for each point in the image, and sends this to the control unit 12. The control unit 12 processes the image using one or more processors by comparing it to an ideal temperature profile. The control unit 12 determines the differences between the actual temperature profiles in the oven 10 detected by the thermal imaging camera 22 and the ideal temperature profile and generates control signals for the oven 10. The control signals can be sent to the burners sides 16, 18 to change conditions in the oven 10 and to reduce differences between the actual temperature profile and the ideal temperature profile. A real-time iterative process is carried out until the actual temperature profile matches the ideal temperature profile.

[0054] A unidade de controle 12 é mostrada separadamente da câmera de imagem térmica 22. Em algumas modalidades, a unidade de controle 12 pode ser embutida na câmera de imagem térmica 22. A unidade de controle 12 pode ser implementada em um computador ou qualquer outro dispositivo de computação local ou remoto. A unidade de controle 12 pode ser utilizada para registar imagens térmicas e comparar essas imagens com imagens anteriores para deduzir movimento, velocidade, mudanças de temperatura e taxa de variação. A unidade de controle 12 gera os sinais para controlar o forno e os alarmes para avisar o pessoal de potenciais problemas.[0054] The control unit 12 is shown separately from the thermal imaging camera 22. In some embodiments, the control unit 12 may be embedded in the thermal imaging camera 22. The control unit 12 may be implemented in a computer or any other local or remote computing device. The control unit 12 can be used to record thermal images and compare these images with previous images to deduce movement, speed, temperature changes and rate of change. The control unit 12 generates the signals to control the furnace and the alarms to warn personnel of potential problems.

[0055] O pirômetro de comprimento de onda duplo 24 pode ser utilizado para calibrar as medições de temperatura pela câmera de imagem térmica 22. Verificou-se que a câmera de imagem térmica 22 pode ficar obscurecida pelos materiais no forno 10. A unidade de controle 12 pode comparar a temperatura determinada pelo pirômetro de comprimento de onda duplo 24 para uma posição específica e a temperatura para a mesma posição determinada pela câmera de imagem térmica 22. A unidade de controle 12 pode então aplicar um fator de calibração a todas as medições da câmera de imagem térmica 22 para corrigir quaisquer efeitos de obscurecimento adversos.[0055] The dual wavelength pyrometer 24 can be used to calibrate temperature measurements by the thermal imaging camera 22. It has been found that the thermal imaging camera 22 can become obscured by materials in the oven 10. The control unit 12 can compare the temperature determined by the dual wavelength pyrometer 24 for a specific position and the temperature for the same position determined by the thermal imaging camera 22. The control unit 12 can then apply a calibration factor to all measurements of the 22 thermal imaging camera to correct for any adverse obscuration effects.

[0056] Em outras modalidades, pode ser utilizado um pirômetro de comprimento de onda único. Para ser eficaz, o pirômetro de comprimento de onda único teria de ser montado separadamente da câmera de imagem térmica 22 em uma posição em que é improvável que ocorra obscurecimento. Ainda em outra modalidade, a própria câmera de imagem térmica pode ser capaz de detectar radiação em dois comprimentos de onda térmicos; isto pode permitir que a câmera de imagem térmica 22 se autocalibre para diminuir ou remover os efeitos negativos do obscurecimento.[0056] In other embodiments, a single wavelength pyrometer may be used. To be effective, the single wavelength pyrometer would have to be mounted separately from the thermal imaging camera 22 in a position where obscuration is unlikely to occur. In yet another embodiment, the thermal imaging camera itself may be capable of detecting radiation at two thermal wavelengths; this may allow the thermal imaging camera 22 to self-calibrate to lessen or remove the negative effects of obscuration.

[0057] Uma imagem térmica é compilada de uma matriz de medidas de radiação infravermelha coletadas pelos pixels individuais do detector. A temperatura de cada pixel é determinada a partir da radiação coletada pela aplicação da Lei de Planck, que define a radiação dos corpos negros como uma função do comprimento de onda e da temperatura. Para a maioria dos objetos reais, a emissão é menos eficiente do que a de um corpo negro, e a radiação emitida é reduzida por um fator conhecido como emissividade da superfície. Para medições de temperatura precisas, a emissividade da superfície deve ser conhecida ou calculada dentro da câmera de imagem térmica 22 ou da unidade de controle 12.[0057] A thermal image is compiled from an array of infrared radiation measurements collected by the individual pixels of the detector. The temperature of each pixel is determined from the radiation collected by applying Planck's Law, which defines blackbody radiation as a function of wavelength and temperature. For most real objects, the emission is less efficient than that of a blackbody, and the emitted radiation is reduced by a factor known as surface emissivity. For accurate temperature measurements, the surface emissivity must be known or calculated within the thermal imaging camera 22 or control unit 12.

[0058] A unidade de controle 12 inclui um módulo de compensação de reflexão 26 que pode identificar e subtrair um componente refletido na radiação recebida do produto na base do forno 10. A figura 3 é um exemplo de uma imagem de forno de extremidade queimada produzida pela câmera de imagem térmica 22 mostrando o interior do forno 10. Neste exemplo, o forno é de extremidade queimada e os queimadores 16 estão posicionados por baixo das portas provendo ar e escape preaquecidos. O vidro fundido 11 é provido na base do forno 10.[0058] The control unit 12 includes a reflection compensation module 26 that can identify and subtract a reflected component in the radiation received from the product at the base of the furnace 10. Figure 3 is an example of a burnt-end furnace image produced by the thermal imaging camera 22 showing the interior of the oven 10. In this example, the oven is fired end and the burners 16 are positioned under the doors providing preheated air and exhaust. The molten glass 11 is provided in the base of the furnace 10.

[0059] A câmera de imagem térmica 22 recebe radiação térmica de uma primeira área 1 e de uma segunda área 2 na superfície do vidro fundido 11. Além disso, a câmera de imagem térmica 22 recebe radiação térmica de uma terceira área 3 em uma parede terminal do forno 10 e uma quarta área 4 na parede alvo do regenerador do lado de escape. A geometria do forno 10 é tal que a radiação da terceira área 3 é recebida na câmera de imagem térmica 22, tanto direta como indiretamente, a título de reflexão. A radiação da terceira área 3 reflete-se na primeira área 1 e depois é recebida na câmera de imagem térmica 22. Assim, a radiação recebida na câmera de imagem térmica 22 a partir da primeira área 1 inclui um componente irradiado do vidro fundido 11 e um componente refletido que é originalmente da terceira área 3. Da mesma forma, a radiação recebida na câmera de imagem térmica 22 a partir da segunda área 2 inclui um componente irradiado do vidro fundido 11 e um componente refletido que é originalmente da quarta área 4. As proporções relativas dos componentes refletidos e irradiados podem ser determinadas com base na emissividade εg e refletividade rg do vidro.[0059] The thermal imaging camera 22 receives thermal radiation from a first area 1 and a second area 2 on the surface of the molten glass 11. Additionally, the thermal imaging camera 22 receives thermal radiation from a third area 3 on a wall furnace terminal 10 and a fourth area 4 on the target wall of the exhaust side regenerator. The geometry of the oven 10 is such that radiation from the third area 3 is received in the thermal imaging camera 22, both directly and indirectly, by way of reflection. Radiation from the third area 3 is reflected in the first area 1 and then received in the thermal imaging camera 22. Thus, the radiation received in the thermal imaging camera 22 from the first area 1 includes a component radiated from the molten glass 11 and a reflected component that is originally from the third area 3. Likewise, the radiation received at the thermal imaging camera 22 from the second area 2 includes a component radiated from the molten glass 11 and a reflected component that is originally from the fourth area 4. The relative proportions of the reflected and radiated components can be determined based on the emissivity εg and reflectivity rg of the glass.

[0060] A primeira e segunda áreas 1, 2 estão no mesmo ponto ao longo do comprimento do forno 10 e estão suficientemente próximas da sua temperatura Tg e emissividade εg são praticamente idênticas. Um pixel visualizando um ponto dentro da primeira área 1 receberia radiação R1 onde R1 = εg.f (Tg) + (1- εg).f (T3) (1) onde a função f (T) é baseada na aplicação da lei de Planck para modelar a radiação de uma superfície à temperatura T, mas também inclui parâmetros específicos do instrumento que limitam a quantidade daquela radiação que é coletada por aquele pixel da câmera de imagem térmica 22. É geralmente aplicado como uma tabela de consulta dentro da câmera 22 em vez de uma equação.[0060] The first and second areas 1, 2 are at the same point along the length of the furnace 10 and are sufficiently close to their temperature Tg and emissivity εg are practically identical. A pixel viewing a point within the first area 1 would receive radiation R1 where R1 = εg.f (Tg) + (1- εg).f (T3) (1) where the function f (T) is based on the application of the law of Planck to model radiation from a surface at temperature T, but also includes instrument-specific parameters that limit the amount of that radiation that is collected by that pixel of the thermal imaging camera 22. It is generally applied as a look-up table within the camera 22 instead of an equation.

[0061] Um pixel visualizando um ponto dentro da segunda área 2 receberia radiação R2 onde R2 = εg.f (Tg) + (1- εg).f (T4) (2)[0061] A pixel viewing a point within the second area 2 would receive radiation R2 where R2 = εg.f (Tg) + (1- εg).f (T4) (2)

[0062] Assim, a emissividade do vidro pode ser calculada pelo módulo de compensação de reflexão 26 subtraindo a equação (2) de (1) e rearranjando para dar: [0062] Thus, the emissivity of the glass can be calculated by the reflection compensation module 26 subtracting equation (2) from (1) and rearranging to give:

[0063] T3 e T4 são conhecidos, a partir de medições diretas das terceira e quarta áreas 3, 4. As terceira e quarta áreas 3, 4 são especificamente selecionadas como áreas que provavelmente não terão a mesma temperatura. Neste exemplo, a temperatura do carregador de lote 14 na quarta área 4 é provavelmente inferior à temperatura da terceira área 3 em uma parede de extremidade do forno.[0063] T3 and T4 are known from direct measurements of the third and fourth areas 3, 4. The third and fourth areas 3, 4 are specifically selected as areas that are unlikely to have the same temperature. In this example, the temperature of the batch loader 14 in the fourth area 4 is probably lower than the temperature of the third area 3 at an end wall of the furnace.

[0064] A emissividade do vidro pode ser calculada de acordo com a equação (3). A temperatura verdadeira do vidro pode então ser derivada pelo módulo de compensação de reflexão 26 na unidade de controle 12 substituindo a emissividade de vidro pelas equações (1) ou (2).[0064] The emissivity of the glass can be calculated according to equation (3). The true temperature of the glass can then be derived by the reflection compensation module 26 in the control unit 12 by substituting the glass emissivity with equations (1) or (2).

[0065] A imagem da câmera de imagem térmica 22 inclui uma quinta área 5 que está dentro de uma chama gerada por um queimador 16 e uma sexta área 6 que está em uma superfície do vidro fundido, perto do queimador 16. A chama em si pode ser usada como a área quente refletida no vidro juntamente com uma área mais fria da parede refletida no vidro para calcular a emissividade e a temperatura do vidro pelo método explicado acima, em vez de usar uma área de parede mais quente e mais fria.[0065] The image from thermal imaging camera 22 includes a fifth area 5 that is within a flame generated by a burner 16 and a sixth area 6 that is on a surface of the molten glass, close to the burner 16. The flame itself can be used as the hot area reflected in the glass together with a cooler wall area reflected in the glass to calculate the emissivity and temperature of the glass by the method explained above, instead of using a hotter and colder wall area.

[0066] O cálculo da temperatura usando o valor de emissividade calculado para múltiplos pontos no vidro permite que um perfil de temperatura unidimensional ou um mapa térmico bidimensional seja derivado. Correntes de convecção na superfície do vidro podem ser identificadas como caminhos de áreas de alta a áreas de baixa temperatura. Estes, por sua vez, podem ser usados para prever o fluxo em lote conforme descrito abaixo.[0066] Calculating temperature using the emissivity value calculated for multiple points on the glass allows a one-dimensional temperature profile or two-dimensional heat map to be derived. Convection currents on the glass surface can be identified as paths from areas of high temperature to areas of low temperature. These, in turn, can be used to predict batch flow as described below.

[0067] O ponto de borbulhamento pode ser detectado pela unidade de controle 12 como um hotspot no perfil de temperatura ao longo das paredes refratárias ou no teto, ou (usando o valor de emissividade do vidro) ao longo do comprimento do vidro. Se as medições de temperatura forem feitas pela câmera de imagem térmica 22 no ponto de borbulhamento na superfície do vidro, elas serão de vidro que subiu recentemente devido às correntes convectivas dentro do vidro e, portanto, indicam a temperatura do vidro no fundo do forno 10.[0067] The bubbling point can be detected by the control unit 12 as a hotspot in the temperature profile along the refractory walls or ceiling, or (using the emissivity value of the glass) along the length of the glass. If temperature measurements are taken by the thermal imaging camera 22 at the bubbling point on the surface of the glass, they will be of glass that has recently risen due to convective currents within the glass and therefore indicate the temperature of the glass at the bottom of the oven 10 .

[0068] Os sinais de controle podem ser implementados no forno 10, ajustando a distribuição de combustível e, opcionalmente, o comprimento da chama a partir dos queimadores 16, 18, temporização da chama e/ou a mistura de combustível/oxigênio. As chamas de queimadores individuais também podem ser controladas para alterar a temperatura em diferentes posições no forno 10. As temperaturas de chama no forno 10 podem ser controladas desta maneira, a fim de reduzir as emissões de NOx e controlar reações químicas dependentes termicamente, conforme descrito abaixo. Além disso, os sinais de controle podem ser utilizados para controlar a inversão dos queimadores 16, 18 de acordo com o estado real do forno 10 medido pela câmera de imagem térmica 22. A reversão dos queimadores 16, 18 pode ser realizada quando a temperatura a uma posição predeterminado no forno 10 atinge um valor predeterminado, ou um valor máximo.[0068] Control signals can be implemented in the furnace 10, adjusting the fuel distribution and, optionally, the flame length from the burners 16, 18, flame timing and/or the fuel/oxygen mixture. The flames of individual burners may also be controlled to change the temperature at different positions in the furnace 10. Flame temperatures in the furnace 10 may be controlled in this manner in order to reduce NOx emissions and control thermally dependent chemical reactions as described. below. Furthermore, the control signals can be used to control the reversal of the burners 16, 18 according to the actual state of the furnace 10 measured by the thermal imaging camera 22. The reversal of the burners 16, 18 can be carried out when the temperature at a predetermined position in the oven 10 reaches a predetermined value, or a maximum value.

[0069] A unidade de controle 12 pode ser utilizada para determinar problemas no forno 10 que podem requerer atenção ou manutenção. Por exemplo, a câmera de imagem térmica 22 pode detectar áreas de superaquecimento onde há risco de dano refratário. Igualmente, a câmera de imagem térmica 22 pode detectar uma posição na imagem que é consistentemente mais fria do que o esperado; isto pode ser indicativo de uma falha na parede do forno 10 neste ponto, o que pode requerer mudanças nas condições de operação, geração de um alarme e/ou manutenção.[0069] The control unit 12 can be used to determine problems in the oven 10 that may require attention or maintenance. For example, the thermal imaging camera 22 can detect areas of overheating where there is a risk of refractory damage. Likewise, the thermal imaging camera 22 can detect a position in the image that is consistently cooler than expected; this may be indicative of a failure in the furnace wall 10 at this point, which may require changes in operating conditions, generation of an alarm and/or maintenance.

[0070] A câmera de imagem térmica 22 pode ser usada durante o aquecimento inicial do forno 10. Durante o aquecimento é importante assegurar que diferentes regiões do forno 10 aqueçam à mesma velocidade. Caso contrário, é possível que as tensões térmicas possam causar danos. A unidade de controle 12 pode ser operada para comparar o aquecimento em tempo real do forno 10 com um mapa de calor ideal para gerar sinais de controle para os queimadores 16, 18 que otimizam o funcionamento.[0070] The thermal imaging camera 22 can be used during the initial heating of the oven 10. During heating it is important to ensure that different regions of the oven 10 heat at the same rate. Otherwise, it is possible that thermal stresses could cause damage. The control unit 12 can be operated to compare the real-time heating of the oven 10 with an ideal heat map to generate control signals for the burners 16, 18 that optimize operation.

[0071] A câmera de imagem térmica 22 pode ser instalada antes do forno ter sido inicialmente levado à sua temperatura de funcionamento. Em alguns casos, pode ser instalada uma câmera de imagem térmica de faixa de temperatura especial mais baixa que seja capaz de medir a temperatura a partir de condições ambientais. Por exemplo, este pode ser um Arc Imager comercialmente disponível da Land Instruments Ltd. A faixa de temperatura da câmera de baixa temperatura pode estar entre 0 e 500°C, ou entre 100°C e 1000°C. Esta câmera de baixa temperatura pode ser removida quando a temperatura do forno atingir sua faixa mais alta de temperatura. A faixa de temperatura da câmera de imagem térmica usada no forno durante a operação pode ter um regime de temperatura operacional mais alto, dependendo das temperaturas do processo. Para fornos de fusão de vidro, e outros fornos aquecidos por chama, são desejáveis regimes de temperatura de pelo menos 1600°C ou mais preferencialmente até pelo menos 1800°C.[0071] The thermal imaging camera 22 may be installed before the oven is initially brought to its operating temperature. In some cases, a special lower temperature range thermal imaging camera may be installed that is capable of measuring temperature from environmental conditions. For example, this may be a commercially available Arc Imager from Land Instruments Ltd. The temperature range of the low temperature camera may be between 0 and 500°C, or between 100°C and 1000°C. This low temperature chamber can be removed when the oven temperature reaches its highest temperature range. The temperature range of the thermal imaging camera used in the furnace during operation may have a higher operating temperature regime depending on process temperatures. For glass melting furnaces, and other flame-heated furnaces, temperature regimes of at least 1600°C or more preferably up to at least 1800°C are desirable.

[0072] A unidade de controle 12 pode determinar quando a temperatura em uma ou mais posições na parede ou coroa do forno está abaixo do ponto de condensação de compostos voláteis tais como hidróxido de sódio NaOH presente na atmosfera do forno. Garantir que a temperatura não fique abaixo desse ponto de condensação volátil pode ajudar a evitar danos refratários.[0072] The control unit 12 can determine when the temperature at one or more positions on the furnace wall or crown is below the dew point of volatile compounds such as sodium hydroxide NaOH present in the furnace atmosphere. Ensuring the temperature does not fall below this volatile dew point can help prevent refractory damage.

[0073] A unidade de controle 12 também pode ser utilizada para identificar regiões necessárias para reparação de soldadura de cerâmica e para subsequentemente confirmar a conclusão e/ou a integridade da reparação. Vantajosamente, a imagem térmica pode ser usada durante o processo de soldagem, onde uma imagem óptica pode ser obscurecida pela atmosfera nessas condições.[0073] The control unit 12 can also be used to identify regions required for ceramic welding repair and to subsequently confirm the completion and/or integrity of the repair. Advantageously, thermal imaging can be used during the welding process, where an optical image may be obscured by the atmosphere under these conditions.

[0074] O sistema de controle 12 pode ser utilizado para determinar quando a qualidade do vidro foi comprometida. Por exemplo, a temperatura de fusão pode ser muito alta ou muito fria para formação de vidro ideal. O perfil térmico pode ter se movido ou a linha de lote excedeu um ponto crítico. Um alarme pode ser acionado para indicar que a qualidade do produto pode ter sido comprometida. Vantajosamente, isso permite que o equipamento de inspeção ou os operadores sejam mobilizados para resolver os problemas, e/ou permite que as condições de operação sejam ajustadas automaticamente. Isso também pode levar a que o produto específico seja colocado em quarentena para inspeção adicional.[0074] Control system 12 can be used to determine when glass quality has been compromised. For example, the melting temperature may be too high or too cold for ideal glass formation. The thermal profile may have moved or the batch line has exceeded a critical point. An alarm may be triggered to indicate that product quality may have been compromised. Advantageously, this allows inspection equipment or operators to be mobilized to resolve problems, and/or allows operating conditions to be adjusted automatically. This may also lead to the specific product being quarantined for further inspection.

[0075] A unidade de controle 12 pode ser utilizada para indicar a taxa de reação de reações químicas termicamente sensíveis. A unidade de controle 12 pode identificar posições onde a temperatura está acima de uma temperatura limite predeterminada. Pode ainda calcular o número ou proporção de tais posições dentro de uma ou mais regiões dentro da imagem ou dentro da imagem inteira. Se o valor limite predeterminado for a temperatura acima da qual ocorre uma reação química, o número ou proporção de posições acima dessa temperatura indica o volume de reação potencial. Usando o conhecimento das concentrações de reação e reagente, ou da calibração anterior, uma taxa de produção provável para os produtos da reação química pode ser calculada. A unidade de controle 12 pode também realizar uma análise mais detalhada, em que a temperatura de cada posição e as diferentes taxas de reação a diferentes temperaturas são consideradas. Nesse caso, um valor limite inicial pode não ser necessário ou pode ser usado apenas para reduzir o número de pixels envolvidos no cálculo.[0075] The control unit 12 can be used to indicate the reaction rate of thermally sensitive chemical reactions. The control unit 12 can identify positions where the temperature is above a predetermined threshold temperature. It can also calculate the number or proportion of such positions within one or more regions within the image or within the entire image. If the predetermined threshold value is the temperature above which a chemical reaction occurs, the number or proportion of positions above that temperature indicates the potential reaction volume. Using knowledge of reaction and reactant concentrations, or from previous calibration, a likely production rate for the chemical reaction products can be calculated. The control unit 12 can also perform a more detailed analysis, in which the temperature of each position and the different reaction rates at different temperatures are considered. In this case, an initial threshold value may not be necessary or may only be used to reduce the number of pixels involved in the calculation.

[0076] As taxas de reação termicamente dependentes podem ser estimadas dentro de uma faixa de temperatura, ou abaixo de um limite de temperatura, por exemplo, no caso em que a concentração de reagente pode ser reduzida por reações de temperatura mais altas. Em algumas modalidades, a taxa de reação seria usada para indicar a taxa de produção de produtos desejáveis de uma reação química. Em outras modalidades a taxa de reação seria utilizada para indicar a taxa de produção de subprodutos indesejados, tal como NOx. Neste caso, a temperatura limite seria pelo menos 1600oC.[0076] Thermally dependent reaction rates can be estimated within a temperature range, or below a temperature limit, for example, in the case where the reactant concentration can be reduced by higher temperature reactions. In some embodiments, the reaction rate would be used to indicate the rate of production of desirable products from a chemical reaction. In other embodiments the reaction rate would be used to indicate the rate of production of unwanted by-products, such as NOx. In this case, the limiting temperature would be at least 1600oC.

[0077] A unidade de controle 12 também compreende um módulo de identificação de lote 28. O módulo de identificação de lote 28 é configurado para identificar regiões sólidas de lote na superfície do produto fundido 11. O lote sólido está a uma temperatura mais baixa do que o produto fundido 11 e portanto, a unidade de controle pode descontar essas regiões ao gerar sinais de controle para o forno 10.[0077] The control unit 12 also comprises a batch identification module 28. The batch identification module 28 is configured to identify solid batch regions on the surface of the melt 11. The solid batch is at a lower temperature than than the molten product 11 and therefore, the control unit can discount these regions when generating control signals for the furnace 10.

[0078] O módulo de identificação do lote é configurado para verificar se a fusão do lote está ocorrendo em condições aceitáveis. Por exemplo, se um lote sólido for identificado em posições indesejáveis dentro do forno, os sinais de controle do forno podem ser gerados e os alarmes podem ser acionados.[0078] The batch identification module is configured to verify that batch merging is occurring under acceptable conditions. For example, if a solid batch is identified in undesirable positions within the oven, oven control signals can be generated and alarms can be triggered.

[0079] O módulo de identificação de lote 28 também é configurado para rastrear o movimento de lote, calcular sua velocidade, direção de movimento e aceleração com base na mudança de posição desde as imagens anteriores e prever o movimento futuro. A previsão de movimento futuro usa o parâmetro de movimento atual do lote e as correntes convectivas dentro do vidro e do forno calculadas conforme descrito acima. As configurações atuais e planejadas do forno também podem ser consideradas no cálculo. Se o movimento previsto indicar movimento do lote além dos limites requeridos, ou fusão ou mistura subideal, sinais de controle podem ser gerados para ajustar o perfil de temperatura e, assim, as correntes de convecção e a fusão do lote no forno.[0079] The batch identification module 28 is also configured to track the batch movement, calculate its speed, direction of movement, and acceleration based on the change in position from previous images, and predict future movement. The future movement prediction uses the current batch movement parameter and the convective currents within the glass and furnace calculated as described above. Current and planned furnace settings can also be considered in the calculation. If the predicted movement indicates batch movement beyond required limits, or suboptimal melting or mixing, control signals can be generated to adjust the temperature profile and thus the convection currents and batch melting in the oven.

[0080] Em algumas modalidades, a unidade de controle 12 pode ser configurada para corrigir a vista em perspectiva da câmera de imagem térmica 22 de modo que a distância, velocidade, aceleração, tamanho, volume, perfis térmicos e mapas calculados como descrito acima estão no mundo real e não na imagem coordenada. Neste caso, é necessário ter conhecimento da posição de montagem e formato do forno.[0080] In some embodiments, the control unit 12 may be configured to correct the perspective view of the thermal imaging camera 22 so that the distance, speed, acceleration, size, volume, thermal profiles and maps calculated as described above are in the real world and not in the coordinated image. In this case, it is necessary to know the mounting position and shape of the oven.

Claims

1. Control system for a furnace, characterized in that it comprises: a thermal imaging camera (22) configured to receive thermal radiation from a plurality of positions in a furnace and to generate an image that includes temperature information for the plurality of positions in the oven; and, a control unit (12) configured to receive the image from the thermal imaging camera (22) and generate control signals for the oven using the image, wherein the control unit (12) comprises a reflection compensation module (26) configured to identify and subtract a reflected component in the radiation received from a position in the furnace.

2. The control system of claim 1, wherein the control signals comprise instructions for adjusting the temperature in the oven; and/or, comprise instructions for different temperature adjustments in one or more positions within the oven; and/or comprise instructions for adjusting batch introduction.

3. Control system according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the control unit (12) is configured to compare the image to a previously collected image to detect a change in temperature or position.

4. Control system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the reflection compensation module (26) is configured to select two positions on a product in the oven, wherein the two selected positions are substantially at the same temperature and where the two selected positions include reflected components emanating from respective positions in the oven that are at different temperatures.

5. Control system according to claim 4, characterized by the fact that the reflection compensation module (26) is configured to calculate the emissivity of the product, and preferably the reflection compensation module (26) is configured to use the emissivity of the product to calculate the temperature of the product.

6. Control system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises an additional temperature sensing device (24) configured to receive radiation from a single position in the oven and to determine a temperature for that position , wherein the control unit (12) is configured to compare the temperature determined for the relevant position by the temperature sensing device (24) and the thermal imaging camera (22), and to calibrate the temperature information associated with the image generated by the thermal imaging camera (22), and optionally the temperature sensing device (24) is configured to receive radiation at at least two wavelengths and to determine a temperature for the relevant position based on the amount of radiation received at at least two wavelengths.

7. Control system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the control unit (12) comprises a batch identification module (28) configured to identify the batch in the thermal imaging camera image (22) and preferably the batch identification module (28) is configured to determine the speed of the identified batch; and/or, the batch identification module (28) is configured to track batch movement, wherein tracking batch movement preferably involves predicting batch movement, and preferably predicting batch movement is based on the temperature information at a plurality of positions.

8. The control system of claim 7, wherein the control signals are for adjusting the temperature at one or more positions in the oven to control batch movement or to control batch introduction.

9. Control system according to claim 7, characterized by the fact that the control unit (12) is configured to identify anomalous batch temperatures or anomalous batch locations and generate control signals to highlight quality problems with the batch .

10. Control system according to any one of claims 1 to 9, characterized by the fact that the control unit (12) is configured to identify anomalous temperatures and differential temperatures in the oven, the anomalous temperatures and differential temperatures indicative of thermal stresses , damage or increased likelihood of damage, and preferably the control signals are generated to change the temperature profile in the furnace or alert operators to prevent or mitigate damage during heating and/or furnace maintenance activities.

11. Control system according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the control unit (12) is further configured to identify a position or plurality of positions where the temperature reaches a predetermined value that indicates the potential for a thermally dependent chemical reaction, wherein preferably the control unit (12) is configured to predict the production rate of the chemical reaction from the number of positions where the temperature exceeds the predetermined value, wherein preferably the prediction is based on temperature of each position and knowledge of the reaction rate as a function of temperature, where preferably the chemical reaction is the formation of an unwanted by-product, where preferably the chemical reaction is the production of NOX and the predetermined value is at least 1600° C, wherein preferably the control signals are to adjust the temperature in the oven, based on identified positions where the temperature exceeds the predetermined value.

12. Furnace (10) for receiving and melting batches to form a product, characterized by the fact that it comprises: a chamber; a batch dispenser for introducing the batch into the chamber; at least one burner (16, 18) for melting the batch introduced into the chamber; and the control system as defined in any one of claims 1 to 11.

13. Oven (10) according to claim 12, characterized in that it comprises a first burner (16) or arrangement of burners on a first side of the chamber and a second burner (18) or arrangement of burners on the second side of the chamber. burner, wherein the control signals comprise instructions to switch between the first side and second side burners based on the image received from the thermal imaging camera (22), and preferably the control signals comprise instructions to switch between the burners of the first (16) and second (18) sides when the temperature at a predetermined position or plurality of positions reaches a predetermined value, or comprise instructions for controlling the fuel and oxygen profile for at least one of the burners (16, 18) when the temperature at a predetermined position or plurality of positions reaches a predetermined value.

14. Method for controlling an oven (10), characterized in that it comprises the steps of: receiving thermal radiation into a thermal imaging camera (22) from a plurality of positions in an oven (10); generating an image that includes temperature information of the plurality of positions in the oven (10); identifying and subtracting a reflected component in the radiation received from a position in the furnace (10), in a reflection compensation module (26) of a control unit (12); and, generating control signals for the oven (10) in the control unit (12) using the image.