CN103237766A - 熔融玻璃的检查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种熔融玻璃的检查装置，其利用排放管使熔融玻璃流下，并对该正在流下的熔融玻璃进行检查，其中，该熔融玻璃的检查装置包括：摄像单元，其用于以规定的摄像间隔间歇性地对上述正在流下的熔融玻璃进行摄像；图像处理单元，其用于对由上述摄像单元摄像得到的熔融玻璃的图像进行二值化处理；缺陷检测计数单元，其用于根据由上述图像处理单元进行了二值化处理的图像来检测上述熔融玻璃内存在的缺陷并对缺陷计数；和缺陷显示单元，其用于按时间序列显示由上述缺陷检测计数单元计数得到的上述缺陷的计数结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种熔融玻璃的检查装置。
背景技术
作为FPD（Flat Panel Display）用玻璃基板的制造方法，公知有利用浮法和溢流下拉法等的制造方法。利用这些制造方法的玻璃制造装置由熔化槽、成形装置、退火炉及切割装置构成。
专利文献1所公开的玻璃制造装置由熔化槽、搅拌罐、送料管，成形用罐等构成。另外，在搅拌罐中配置有用于搅拌搅拌罐内的熔融玻璃的搅拌器，并且在搅拌罐的底部设有用于排出滞留在搅拌罐的底部的熔融玻璃的排放管。采用该玻璃制造装置，在熔化槽中将玻璃原料熔融成熔融玻璃，使该熔融玻璃从熔化槽流入到搅拌罐。然后，在搅拌罐内利用搅拌器搅拌熔融玻璃从而提高熔融玻璃的均质性，然后，调整温度并经由送料管使熔融玻璃流入成形用罐。
那么，在这种玻璃制造装置中，进行采集始终从排放管排出（流下）的熔融玻璃来检查现在正在制造的熔融玻璃的性状的操作。
检查项目是熔融玻璃内存在的气泡等缺陷、以及从排放管排出的熔融玻璃的流量（质量）。
关于缺陷检查，通过采集微量的熔融玻璃，目视或使用放大镜对熔融玻璃的气泡的数量进行计数，并换算为熔融玻璃的每单位质量的个数从而进行评价。上述缺陷检查是由操作人员每几个小时实施一次，进行一次检查所花费的时间为几十分钟。
另一方面，熔融玻璃的流量测量是在采集几秒钟内流下的熔融玻璃来测量其流量，将该流量换算为每单位时间（24小时）的流量。上述流量测量由操作人员每几个小时实施一次，一次测量所花费的时间为几分钟。由于熔融玻璃始终从排放管抽取，因此能够掌握所抽取的熔融玻璃的流量。掌握所抽取的熔融玻璃的流量，利用该熔融玻璃的流量与已成形的玻璃板的体积的总量，能够掌握从熔化槽流出的熔融玻璃的流量的时间变化（CHANGE overtime）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2007-161566号公报
发明内容
发明要解决的问题
如前所述，以往的熔融玻璃的检查是由操作人员实施的，另外其检查间隔也要几个小时，因而存在无法掌握缺陷数和流量的细微的变动这样的缺点。
本发明是鉴于这种情况而做成的，其目的在于提供一种能够节省人力（日文：省人化）以及能够缩短缺陷数信息统计时间、并且通过缩短检查时间的间隔而能够掌握缺陷数的细微的变动的熔融玻璃的检查装置。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明提供一种熔融玻璃的检查装置，其利用排放管使熔融玻璃流下，并对该正在流下的熔融玻璃进行检查，其中，该熔融玻璃的检查装置包括：摄像单元，其用于以规定的摄像间隔间歇性地对上述正在流下的熔融玻璃进行摄像；图像处理单元，其用于对由上述摄像单元摄像得到的图像进行二值化处理；缺陷检测计数单元，其用于根据由上述图像处理单元进行了二值化处理的图像来检测上述熔融玻璃内存在的缺陷并对缺陷计数；和缺陷显示单元，其用于按时间序列显示由上述缺陷检测计数单元计数得到的上述缺陷的计数结果。
采用本发明，首先，利用摄像单元以规定的摄像间隔间歇性地对正在从排放管流下的熔融玻璃进行摄像。为了掌握上述熔融玻璃内存在的缺陷数的细微的变动，优选上述摄像间隔在1秒以下。接着，利用图像处理单元对由摄像单元摄像得到的图像进行二值化处理。在上述被二值化处理后的图像中，气泡等缺陷被识别为白色图像、熔融玻璃被识别为黑色图像。接着，缺陷检测计数单元根据上述被二值化处理后的图像来检测熔融玻璃内存在的缺陷并对缺陷计数。即，缺陷检测计数单元在上述被二值化处理后的图像中检测作为缺陷的白色图像，将白色图像的个数作为缺陷的个数来计数。然后，将在缺陷检测计数单元计数得到的缺陷的计数结果按时间序列显示在缺陷显示单元上。
因而，采用本发明，通过在对从排放管流下的熔融玻璃的检查中使用摄像单元从而能够节省人力。另外，利用图像处理单元和缺陷检测计数单元，能够缩短缺陷数信息统计时间。而且，由于能够缩短检查时间的间隔，因此，能够掌握缺陷数的细微的变动。此时，由于缺陷的计数结果按时间序列显示在缺陷显示单元上，因此，能够使上述计数结果可视化，因而，能够容易地掌握缺陷数的细微的变动
优选的是，本发明包括：移动量计算单元，其根据由上述图像处理单元进行了二值化处理的多个图像之中的、任意的图像和在时间上与该任意的图像相邻的图像这两个图像来计算出上述缺陷的移动量；流速计算单元，其用由上述移动量计算单元获得的上述缺陷的移动量除以上述摄像间隔，从而计算出上述正在流下的熔融玻璃的流速；流量计算单元，其用由上述流速计算单元获得的上述流速乘以与上述正在流下的熔融玻璃的流下方向正交的方向上的熔融玻璃的截面积，再乘以上述正在流下的熔融玻璃的比重，从而计算出上述正在流下的熔融玻璃的每单位时间的流量；和流量显示单元，其用于按时间序列显示由上述流量计算单元计算出的上述流量。
采用本发明，首先，移动量计算单元根据由图像处理单元进行了二值化处理的图像之中的、任意的图像和在时间上与该任意的图像相邻的图像这两个图像来计算出缺陷的移动量。接着，流速计算单元用上述缺陷的移动量除以摄像间隔之后，计算出正在从排放管流下的熔融玻璃的流速。接着，流量计算单元用上述流速乘以上述正在流下的熔融玻璃的流下方向上的截面积，再乘以熔融玻璃的比重，计算出上述正在流下的熔融玻璃的每单位时间的流量。而且，流量显示单元按时间序列显示上述正在流下的熔融玻璃的流量。由此，本发明能够缩短从排放管流下的熔融玻璃的流量的信息统计时间，因此，能够掌握流量的细微的变动。
优选的是，本发明包括缺陷个数计算单元，该缺陷个数计算单元根据由上述缺陷检测计数单元计数得到的上述缺陷的个数和由上述流量计算单元计算出的上述流量来计算出上述正在流下的熔融玻璃的每单位流量的上述缺陷的个数。
采用本发明，能够利用缺陷个数计算单元计算出从排放管流下的熔融玻璃的每单位流量的缺陷的个数。由此，能够实时地确认现在正在制造的熔融玻璃的品质。
优选的是，本发明包括：亮度测量单元，其根据由上述摄像单元摄像得到的熔融玻璃的图像来测量上述正在流下的熔融玻璃的亮度；和亮度显示单元，其用于按时间序列显示由上述亮度测量单元测量得到的上述亮度。
采用本发明，亮度测量单元根据由摄像单元摄像得到的图像测量从排放管流下的熔融玻璃的亮度。而且，亮度显示单元按时间序列显示熔融玻璃的亮度。由此，能够实时地确认从排放管流下的熔融玻璃的亮度的变动。
优选的是，本发明的上述正在流下的熔融玻璃是在熔化槽中制造的熔融玻璃的一部分。
本发明的排放管设于熔化槽的底部和位于熔化槽与成形装置之间的熔融玻璃的输送管的底部中的至少任一方，在熔化槽中制造的熔融玻璃始终从该排放管被抽取，并利用本发明的熔融玻璃的检查装置进行检查。
发明的效果
采用如上所述那样的本发明的熔融玻璃的检查装置，能够节省人力和缩短缺陷数的信息统计时间，并且能够缩短检查时间的间隔，因此，能够掌握缺陷数的细微的变动。
附图说明
图1是浮法的玻璃制造装置的概略剖视图。
图2是表示电子摄像机的摄像间隔的时序图。
图3A是表示按时间序列显示在监测器上的缺陷的个数的曲线图。
图3B是表示按时间序列显示在监测器上的流量的曲线图。
图3C是表示按时间序列显示在监测器上的亮度的曲线图。
图4的（A）和图4的（B）是表示为了计算出熔融玻璃的流量而使用的气泡的移动图像的说明图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的熔融玻璃的检查装置的优选的实施方式。
图1是浮法的玻璃制造装置12的概略剖视图。玻璃制造装置12包括熔化槽14和作为成形装置的成形池（日文：バス）16，熔化槽14和成形池16经由用于输送熔融玻璃的输送管18连结。由此，由熔化槽14制造出的熔融玻璃G经过输送管18供给到成形池16。此外，还可以在熔化槽14与成形池16之间配置用于对熔融玻璃内存在的气泡进行脱泡从而澄清熔融玻璃的澄清槽。
熔化槽14利用通过燃烧燃料获得的火焰的热量，或者利用电热获得的高温，例如，在无碱玻璃的情况下利用大约在1500℃以上的高温来熔融玻璃原料，从而制造熔融玻璃G。在熔化槽14制造出的熔融玻璃G经由在熔化槽14的下游侧壁面20开口的放出口22放出至输送管18。
玻璃板利用以下方法制造。
首先，将玻璃原料连续地投入到熔化槽14，以与玻璃原料的物理性质相对应的温度对其进行加热从而将其熔化，并利用对流使其循环。这样地使熔融玻璃G在熔化槽14内循环，从而能够提高熔融玻璃G的脱泡效率。另外，在熔化槽14中，由于使包含在熔融玻璃G内的气泡上浮到熔融玻璃G的表面从而使熔融玻璃G脱泡，因此，放出口22在下游侧壁面20的底部24的附近开口，从而极力地使包含气泡的熔融玻璃G不流出到输送管18。
在成形池16内积存有熔融锡26，向成形池16的上游侧的熔融锡26的表面供给熔融玻璃G。供给到成形池16的上游侧的熔融锡26的熔融玻璃G在熔融锡26的表面上扩展并成为板状，从而成形为规定的板厚。成形为板状的熔融玻璃G被向成形池16的下游侧拉拽，并从成形池16的下游侧输入到退火炉（未图示），在退火炉中冷却至常温。冷却后的带状的平板玻璃利用配置于退火炉的后阶段的切割装置切割，从而成为预期大小的无碱玻璃板。以上为无碱玻璃板的制造方法。
在输送管18的底部沿着铅垂方向连结有排放管28。该排放管28由直管的排出管30和节流孔32构成。从该排出管28始终抽取经过输送管18的熔融玻璃G的一部分。即，熔融玻璃G的一部分始终从排出管28的节流孔32流下。
实施方式的熔融玻璃的检查装置10是用于对正在从排放管28流下的熔融玻璃G1进行检查的装置。该检查装置10包括电子摄像机（摄像单元）34、图像处理部（图像处理单元）36、运算部（缺陷检测计数单元、移动量计算单元、流速计算单元、流量计算单元、缺陷个数计算单元、亮度测量单元）38及监测器（缺陷显示单元、流量显示单元、亮度显示单元）40。
电子摄像机34用于以规定的摄像间隔间歇性地对正在从排放管28流下的熔融玻璃G1进行摄像。图2是表示电子摄像机34的摄像间隔的时序图。如图2所示，摄像时刻的触发以Trg1、Trg2设定，将从Trg1到Trg2的触发设定T1设定为35msec，将从Trg1到接下来的Trg1的触发设定T2（一个周期）设定为1000msec。另外，电子摄像机34的快门速度设定为1/1500sec。因而，电子摄像机34设定为在一秒内获得两张熔融玻璃G1的图像。此外，触发设定T2并不限定于将一个周期设成一秒这样的设定，为了掌握缺陷数的细微的变动，优选为将一个周期设成一秒以内。另外，从Trg1到Trg2的触发设定T1也不限定于35msec。如下所述，与熔融玻璃G1一起自由落下的气泡（缺陷）的移动量根据在上述Trg1、Trg2时刻摄像得到的两张图像计算出。因此，考虑电子摄像机34的视场宽度、分辨率等，优选摄像间隔设定为容易计算气泡的移动量。
而且，优选电子摄像机34配置为与熔融玻璃G1的流下方向呈角度θ地倾斜。熔融玻璃G1内存在的气泡追随熔融玻璃G1的流动而沿着流下方向延伸，容易变形为细长形状。在后述的二值化处理中，难以识别熔融玻璃G1内存在的细长形状的气泡。在电子摄像机34的设置方向相对于熔融玻璃G1的流下方向倾斜的情况下，即使是细长形状的气泡，在后述的二值化处理中也能够容易地识别气泡。
而且，优选电子摄像机34利用冷却装置（未图示）冷却。由于玻璃制造装置12的周围为高温，因此，有可能会由该温度导致电子摄像机34损坏。因而，利用冷却装置冷却电子摄像机34，从而能够防止由高温导致的损坏。
图像处理部36在获得利用电子摄像机34摄像得到的熔融玻璃G1的图像时，立即对上述图像进行二值化处理。在二值化处理后的图像中，将气泡等缺陷识别为白色图像，将熔融玻璃识别为黑色图像。接着，根据在图像处理部36进行了二值化处理而成的图像，运算部38对熔融玻璃G1内存在的缺陷进行检测并对缺陷计数。即，运算部38对二值化处理后的图像中的作为缺陷图像的白色图像进行检测，并将白色图像的个数作为缺陷的个数来进行计数。而且，由运算部38计数得到的缺陷的计数结果如图3A所示那样按时间序列显示于监测器40。
图3A是表示按时间序列显示于监测器40的缺陷的个数N的曲线图。图3A的曲线图的纵轴表示缺陷的个数N，横轴表示经过时间t。
采用图3A，表示有表示了缺陷个数的两条曲线A、B。表示两条曲线A、B的理由在于：运算部38检测白色图像的大小，按照规定尺寸进行区分地显示缺陷个数。将缺陷的尺寸细致地区别的情况时表示三条以上的曲线，另外，仅显示缺陷总数的情况时表示一条曲线图。
因而，采用实施方式的熔融玻璃的检查装置10，通过使用电子摄像机34而能够节省人力。另外，利用图像处理部36和运算部38能够缩短缺陷数信息统计时间。而且，由于能够缩短检查时间的间隔，因此，能够掌握缺陷数的细微的变动。此时，由于缺陷的计数结果按时间序列显示于监测器40，因此，能够将该计数结果可视化，因而，能够容易地掌握缺陷数的细微的变动。
另一方面，运算部38除了上述的缺陷计数功能之外，还具有计算熔融玻璃G1的流量的功能。图4的（A）和图4的（B）是表示为了计算出熔融玻璃G1的流量而使用的气泡的移动图像的说明图。
即，运算部38根据由图像处理部36进行了二值化处理的图像中的、利用图4的（A）和图4的（B）表示的任意的图像和在时间上与该任意的图像相邻的图像这两个图像，计算出气泡B的移动量（落下量）S。图4的（A）是在图2的Trg1时刻摄像得到的熔融玻璃G1的图像，图4的（B）是在图2的Trg2时刻摄像得到的熔融玻璃G1的图像。
接着，运算部38用气泡B的移动量S除以摄像间隔（35msec），计算出从排放管28流下的熔融玻璃G1的流速Ｖ。接着，运算部38用上述流速Ｖ乘以与从排放管28流下的熔融玻璃G1的流下方向正交的方向上的熔融玻璃G1的截面积，再乘以从排放管28流下的熔融玻璃G1的比重，从而计算出从排放管28流下的熔融玻璃G1的每单位时间（24小时）的熔融玻璃G1的流量（ton/day）。
然后，运算部38将由运算部38计算出的流量结果按时间序列显示在监测器40上。图3B是表示按时间序列显示在监测器40上的流量F的曲线图。图3B的曲线图的纵轴表示流量F，横轴表示经过时间t。
由此，由于实施方式的熔融玻璃的检查装置10能够缩短熔融玻璃G1的流量的信息统计时间，因此，能够掌握流量的细微的变动。
此外，运算所使用的熔融玻璃G1的截面积是根据图4的图像所表示的熔融玻璃G1的最大半径r1和最小半径r2计算出的平均截面积。
而且，运算部38根据由运算部38计数得到的气泡个数和由运算部38计算得到的熔融玻璃G1的流量，计算出从排放管28流下的熔融玻璃G1的每单位流量的气泡的个数。由此，能够实时地确认正在熔化槽14制造的熔融玻璃G的品质。
而且，运算部38能够根据由电子摄像机34摄像得到的熔融玻璃G1的图像，测量从排出管28流下的熔融玻璃G1的亮度。而且，运算部38将由运算部38测量得到的亮度按时间序列显示在监测器40上。
图3C是表示按时间序列显示在监测器40上的亮度L的曲线图。图3C的曲线图的纵轴表示亮度L，横轴表示经过时间t。由此，能够实时地确认熔融玻璃G1的亮度的变动。
在此，由于电子摄像机34不使用照明装置地对熔融玻璃G1进行摄像，因此，能够准确地测量熔融玻璃G1的亮度。若熔融玻璃G1的亮度变化，则能够掌握熔融玻璃G1的品质的变化，或电子摄像机的状态的变化。因而，根据亮度的变化，能够变更玻璃制造装置的作业条件、或者能够形成电子摄像机的检修的基准。
此外，在实施方式中，例示了使用成形池16的玻璃制造装置12，但并不限定于此，还能够应用于其他的制造方法例如平拉法（日文：リドロー）、狭缝下拉法、溢流下拉法及提拉法等的玻璃制造装置。
参照特定的实施方式详细地说明了本发明，但能够不脱离本发明的范围和精神地施加各种修改、变更对本领域技术人员来说是显而易见的。
本申请基于2010年12月1日申请的日本专利申请2010-268061，该申请的内容作为参照编入到本说明书中。
附图标记说明
G、熔融玻璃；G1、熔融玻璃；10、检查装置；12、玻璃制造装置；14、熔化槽；16、成形池；18、输送管；20、下游侧壁面；22、放出口；24、底部；26、熔融锡；28、排放管；30、排出管；32、节流孔；34、电子摄像机；36、图像处理部；38、运算部；40、监测器。
Claims (5)
1.一种熔融玻璃的检查装置，其利用排放管使熔融玻璃流下，并对该正在流下的熔融玻璃进行检查，其中，
该熔融玻璃的检查装置包括：
摄像单元，其用于以规定的摄像间隔间歇性地对上述正在流下的熔融玻璃进行摄像；
图像处理单元，其用于对由上述摄像单元摄像得到的熔融玻璃的图像进行二值化处理；
缺陷检测计数单元，其用于根据由上述图像处理单元进行了二值化处理的图像来检测上述熔融玻璃内存在的缺陷并对缺陷计数；和
缺陷显示单元，其用于按时间序列显示由上述缺陷检测计数单元计数得到的上述缺陷的计数结果。
2.根据权利要求1所述的熔融玻璃的检查装置，其中，
该熔融玻璃的检查装置包括：
移动量计算单元，其根据由上述图像处理单元进行了二值化处理的多个图像之中的、任意的图像和在时间上与该任意的图像相邻的图像这两个图像来计算出上述缺陷的移动量；
流速计算单元，其用由上述移动量计算单元获得的上述缺陷的移动量除以上述摄像间隔，从而计算出上述正在流下的熔融玻璃的流速；
流量计算单元，其用由上述流速计算单元获得的上述流速乘以与上述正在流下的熔融玻璃的流下方向正交的方向上的熔融玻璃的截面积，再乘以上述正在流下的熔融玻璃的比重，从而计算出上述正在流下的熔融玻璃的每单位时间的流量；和
流量显示单元，其用于按时间序列显示由上述流量计算单元计算出的上述流量。
3.根据权利要求2所述的熔融玻璃的检查装置，其中，
该熔融玻璃的检查装置包括缺陷个数计算单元，该缺陷个数计算单元根据由上述缺陷检测计数单元计数得到的上述缺陷的个数和由上述流量计算单元计算出的上述流量来计算出上述正在流下的熔融玻璃的每单位流量的上述缺陷的个数。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的熔融玻璃的检查装置，其中，
该熔融玻璃的检查装置包括：
亮度测量单元，其根据由上述摄像单元摄像得到的熔融玻璃的图像来测量上述正在流下的熔融玻璃的亮度；和
亮度显示单元，其用于按时间序列显示由上述亮度测量单元测量得到的上述亮度。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的熔融玻璃的检查装置，其中，
上述正在流下的熔融玻璃是在熔化槽中制造的熔融玻璃的一部分。
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