CN108254377A - 一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置及方法 - Google Patents
一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108254377A CN108254377A CN201810060229.2A CN201810060229A CN108254377A CN 108254377 A CN108254377 A CN 108254377A CN 201810060229 A CN201810060229 A CN 201810060229A CN 108254377 A CN108254377 A CN 108254377A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- surface tension
- boiler tube
- float process
- glass sample
- high temp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 1
- 210000003934 vacuole Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
Abstract
本发明公开了一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置及方法，包括管式炉，管式炉的炉管的一端设有进气孔，炉管的另一端设有出气孔，炉管内设有锡槽，锡槽的上方设有可升降的临时垫板，临时垫板用于衬托玻璃样品；成像系统，成像系统设置在管式炉的侧面，用于获取临时垫板上的玻璃样品的轮廓图；图像处理计算系统，图像处理计算系统与成像系统相连接，用于根据轮廓图计算和输出玻璃样品在高温状态下的表面张力数值。本发明将玻璃样品放置在临时垫板上，待锡槽充满锡液后，将玻璃样品放在锡液表面，测量值准确度较高，而且降低了锡液被氧化的风险。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制造的技术领域，尤其涉及一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置。
背景技术
高温熔体表面张力的测试难于常温液体表面张力的测试。自1960年，最大液泡法应用于液体表面张力测试后，产生了一系列的表面张力测试方法，如滴重法、滴体积法、毛细管上升法、静滴法等。其中应用范围广，准确度较高、重复性较好的是静滴法，且该方法具有设备结构简单、样品量少、便于操作等优点。
静滴法又分为悬滴法和座滴法，两者的测试原理基本相同：利用 Young-Laplace方程描述平面上自然形成的液滴形状及液滴表面张力和表面压力的关系，计算表面张力数值。两者的差异在于熔体形成的方式不同。
应用静滴法时，无需使用试样垫板，试样熔化后形成悬垂熔滴，对悬滴的轮廓进行曲线拟合，计算得出熔体表面张力。应用座滴法时，将样品放置在垫板上，样品在高温下逐渐熔化，在自身表面张力和重力的共同作用下成椭球状，对熔滴轮廓进行曲线拟合，计算得出熔体表面张力。
专利CN201828495设计的高温熔体表面张力测试的悬滴形成装置，以及专利TW289661公开的一种玻璃熔体表面张力的测试方法及其悬滴形成方法，两者均采用的是悬滴法测量，专利CN201828495采用的铂铑合金针管形成悬滴的方法，成本高，残余样品清洗困难的缺点，虽然专利TW289661在形成悬滴的方法和残余样品清洗方面进行了改进，但是样品表面张力受接触物的润湿性影响很大，当接触物改变是表面张力会发生改变，而本发明以浮法工艺生产为设计原则，专门针对浮法生产玻璃的表面张力进行测试，真实模拟浮法生产，极大降低了接触物，空气或其他介质对玻璃表面张力的影响，对浮法玻璃生产线的设计具有重要的指导价值，尤其是在锡槽段拉边机数量及其排布方面。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，包括：管式炉，所述管式炉的炉管的一端设有进气孔，所述炉管的另一端设有出气孔，所述炉管内设有锡槽，所述锡槽的上方设有可升降的临时垫板，所述临时垫板用于衬托玻璃样品；成像系统，所述成像系统设置在所述管式炉的侧面，用于获取所述临时垫板上的所述玻璃样品的轮廓图；图像处理计算系统，所述图像处理计算系统与所述成像系统相连接，用于根据所述轮廓图计算和输出所述玻璃样品在高温状态下的表面张力数值。
上述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，保护气系统，所述保护气系统与所述炉管相连接，用于向所述炉管内输送保护气体；控压系统，所述控压系统与所述炉管相连接，用于精确控制所述炉管内的压力。
上述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，所述成像系统包括光源和高速摄像机，所述光源和高速摄像机分别设置在所述炉管的两端。
上述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，所述光源设置在所述出气孔处，所述高速摄像机设置在所述进气孔处。
上述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，所述控压系统包括真空泵和离子泵，所述真空泵和所述离子泵均安装在所述炉管上。
上述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，所述保护气体包括N2、N2-H2、SO2。
上述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，所述临时垫板的材质为铂铑合金。
一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的方法，其中，包括上述的任意一项所述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，所述方法包括：
步骤S1：将制备好的玻璃样品放置于所述临时垫板上；
步骤S2：通过所述保护气系统向所述炉管内通入保护气体，并通过所述控压系统调整所述炉管内的压力；
步骤S3：向所述锡槽内灌入锡液，打开所述管式炉的加热开关；
步骤S4：通过可升降的所述临时垫板将所述玻璃样品缓缓放置在锡液表面；
步骤S5：所述玻璃样品受热软化，所述光源将所述玻璃样品的外轮廓投影至所述高速摄像机；
步骤S6：所述高速摄像机获取所述玻璃样品的轮廓图，并将所述轮廓图发送至所述图像处理计算系统；
步骤S7：所述图像处理计算系统识别所述轮廓图，标记所述轮廓图的外轮廓的坐标，进行拟合，并通过Laplace-Young方程计算所述玻璃样品的表面张力。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
(1)本发明将玻璃样品放置在临时垫板上，待锡槽充满锡液后，将玻璃样品放在锡液表面，测量值准确度较高，而且降低了锡液被氧化的风险。
(2)本发明可明确测量处于锡液表面的高温玻璃不同条件下的表面张力数值，波动范围小、重现性好。
(3)本发明可用于测量高达1700℃玻璃的表面张力，装置结构简单，易操作。
附图说明
图1是本发明的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置的示意图。
附图中：1、管式炉；11、炉管；12、进气孔；13、出气孔；2、锡槽；3、临时垫板；41、光源；42、高速摄像机；5、图像处理计算系统；6、水泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1是本发明的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置的示意图，请参见图1所示，示出了一种较佳实施例的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，包括：管式炉1，管式炉1的炉管11的一端设有进气孔12，炉管11的另一端设有出气孔13，炉管11内设有锡槽2，锡槽2用于盛放锡液。锡槽2的上方设有可升降的临时垫板3，临时垫板3用于衬托玻璃样品。通过临时垫板3向下运动将样品玻璃放置在锡槽2的锡液液面上。
此外，作为一种较佳的实施例，测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置还包括：成像系统，成像系统设置在管式炉1的侧面，用于获取临时垫板 3上的玻璃样品的轮廓图。
另外，作为一种较佳的实施例，测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置还包括：图像处理计算系统5，图像处理计算系统5与成像系统相连接，用于根据轮廓图计算和输出玻璃样品在高温状态下的表面张力数值。
进一步，作为一种较佳的实施例，测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置还包括：保护气系统(图中未示出)，保护气系统与炉管11相连接，用于向炉管11内输送保护气体。通过保护通入气体尽量避免锡液被氧化。
更进一步，作为一种较佳的实施例，测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置还包括：控压系统(图中未示出)，控压系统与炉管11相连接，用于精确控制炉管11内的压力。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，请继续参见图1所示，成像系统包括光源41 和高速摄像机42，光源41和高速摄像机42分别设置在炉管11的两端。
本发明的进一步实施例中，光源41设置在出气孔13处，高速摄像机42 设置在进气孔12处。
本发明的进一步实施例中，控压系统包括真空泵和离子泵，真空泵和离子泵均安装在炉管11上，用于精确控制炉管11的压力。
本发明的进一步实施例中，锡槽2为类浮法锡槽装置，作为玻璃样品的载物台。
本发明的进一步实施例中，光源41为LED背光源，高速摄像机42为 CCD工业相机。
本发明的进一步实施例中，保护气体包括N2、N2-H2、SO2。保护气体可以为上述若干种气体或其组合。
本发明的进一步实施例中，临时垫板3的材质为铂铑合金。
本发明的进一步实施例中，出气孔13处还设有水泵6。
下面说明本发明的使用方法：
步骤S1：将制备好的玻璃样品放置于临时垫板上3；
步骤S2：通过保护气系统向炉管11内通入保护气体，并通过控压系统调整炉管11内的压力；
步骤S3：向锡槽2内灌入锡液，打开管式炉1的加热开关；
步骤S4：通过可升降的临时垫板3将玻璃样品缓缓放置在锡液表面；
步骤S5：玻璃样品受热软化，光源41将玻璃样品的外轮廓投影至高速摄像机42；
步骤S6：高速摄像机42获取玻璃样品的轮廓图，并将轮廓图发送至图像处理计算系统5；
步骤S7：图像处理计算系统5识别轮廓图，标记轮廓图的外轮廓的坐标，进行拟合，并通过Laplace-Young方程计算玻璃样品的表面张力。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其特征在于，包括：
管式炉，所述管式炉的炉管的一端设有进气孔，所述炉管的另一端设有出气孔，所述炉管内设有锡槽，所述锡槽的上方设有可升降的临时垫板，所述临时垫板用于衬托玻璃样品；
成像系统，所述成像系统设置在所述管式炉的侧面，用于获取所述临时垫板上的所述玻璃样品的轮廓图；
图像处理计算系统，所述图像处理计算系统与所述成像系统相连接，用于根据所述轮廓图计算和输出所述玻璃样品在高温状态下的表面张力数值。
2.根据权利要求1所述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其特征在于，
保护气系统，所述保护气系统与所述炉管相连接，用于向所述炉管内输送保护气体；
控压系统，所述控压系统与所述炉管相连接，用于精确控制所述炉管内的压力。
3.根据权利要求2所述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其特征在于，所述成像系统包括光源和高速摄像机，所述光源和高速摄像机分别设置在所述炉管的两端。
4.根据权利要求3所述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其特征在于，所述光源设置在所述出气孔处，所述高速摄像机设置在所述进气孔处。
5.根据权利要求2所述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其特征在于，所述控压系统包括真空泵和离子泵，所述真空泵和所述离子泵均安装在所述炉管上。
6.根据权利要求2所述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其特征在于，所述保护气体包括N2、N2-H2、SO2。
7.根据权利要求2所述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其特征在于，所述临时垫板的材质为铂铑合金。
8.一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的方法，其特征在于，包括权利要求2至7中任意一项所述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，所述方法包括：
步骤S1：将制备好的玻璃样品放置于所述临时垫板上；
步骤S2：通过所述保护气系统向所述炉管内通入保护气体，并通过所述控压系统调整所述炉管内的压力；
步骤S3：向所述锡槽内灌入锡液，打开所述管式炉的加热开关；
步骤S4：通过可升降的所述临时垫板将所述玻璃样品缓缓放置在锡液表面；
步骤S5：所述玻璃样品受热软化，所述光源将所述玻璃样品的外轮廓投影至所述高速摄像机；
步骤S6：所述高速摄像机获取所述玻璃样品的轮廓图，并将所述轮廓图发送至所述图像处理计算系统；
步骤S7：所述图像处理计算系统识别所述轮廓图，标记所述轮廓图的外轮廓的坐标，进行拟合，并通过Laplace-Young方程计算所述玻璃样品的表面张力。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810060229.2A CN108254377A (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810060229.2A CN108254377A (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108254377A true CN108254377A (zh) | 2018-07-06 |
Family
ID=62727049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810060229.2A Pending CN108254377A (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108254377A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112162079A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-01 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种无人值守式熔体热物性参数的测试系统装置及测试方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1591016A (zh) * | 2003-03-21 | 2005-03-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种在线测量高温熔体表面张力、接触角和密度的装置 |
| US7369240B1 (en) * | 2006-07-20 | 2008-05-06 | Litesentry Corporation | Apparatus and methods for real-time adaptive inspection for glass production |
| CN101308077A (zh) * | 2008-06-17 | 2008-11-19 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种测量中低温熔体表面张力、密度和润湿性的装置和方法 |
| CN101555093A (zh) * | 2008-04-08 | 2009-10-14 | 杨德宁 | 一种浮法生产精细三维图案玻璃的装置及工艺方法 |
| CN201828495U (zh) * | 2010-10-28 | 2011-05-11 | 宝山钢铁股份有限公司 | 高温熔体表面张力测试的悬滴形成装置 |
| CN104155217A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-11-19 | 天津大学 | 高温高压界面张力测量装置及测试方法 |
| RU2613592C1 (ru) * | 2015-11-09 | 2017-03-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ и устройство для определения плотности и поверхностного натяжения металлических расплавов |
| CN107228857A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-10-03 | 武汉理工大学 | 一种判断玻璃形成的方法 |
-
2018
- 2018-01-22 CN CN201810060229.2A patent/CN108254377A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1591016A (zh) * | 2003-03-21 | 2005-03-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种在线测量高温熔体表面张力、接触角和密度的装置 |
| US7369240B1 (en) * | 2006-07-20 | 2008-05-06 | Litesentry Corporation | Apparatus and methods for real-time adaptive inspection for glass production |
| CN101555093A (zh) * | 2008-04-08 | 2009-10-14 | 杨德宁 | 一种浮法生产精细三维图案玻璃的装置及工艺方法 |
| CN101308077A (zh) * | 2008-06-17 | 2008-11-19 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种测量中低温熔体表面张力、密度和润湿性的装置和方法 |
| CN201828495U (zh) * | 2010-10-28 | 2011-05-11 | 宝山钢铁股份有限公司 | 高温熔体表面张力测试的悬滴形成装置 |
| CN104155217A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-11-19 | 天津大学 | 高温高压界面张力测量装置及测试方法 |
| RU2613592C1 (ru) * | 2015-11-09 | 2017-03-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ и устройство для определения плотности и поверхностного натяжения металлических расплавов |
| CN107228857A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-10-03 | 武汉理工大学 | 一种判断玻璃形成的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张朝宗 等: "《玻璃生产展望 第十一届国际玻璃会议论文集》", 轻工业出版社, pages: 151 - 160 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112162079A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-01 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种无人值守式熔体热物性参数的测试系统装置及测试方法 |
| CN112162079B (zh) * | 2020-09-09 | 2022-07-01 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种无人值守式熔体热物性参数的测试系统装置及测试方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3200971A (en) | Apparatus and method for controlling liquid level | |
| US8919149B2 (en) | Glass melting method, system, and apparatus | |
| CN104053634B (zh) | 通过拉伸制备圆柱形玻璃构件的方法 | |
| CN104132870A (zh) | 表面张力和表面面积粘性测定装置 | |
| CN110286065A (zh) | 一种测量高温熔体表面张力的测量装置 | |
| CN108254377A (zh) | 一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置及方法 | |
| CN207779911U (zh) | 一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置 | |
| CN111308574A (zh) | 一种炼钢连铸过程中耐材堵塞的检测装置和方法 | |
| US20030056539A1 (en) | Automated method and device for manufacturing a glass-blow N object | |
| CN105738348A (zh) | 用于激光诱导击穿光谱系统的耐高温浸入式探头 | |
| KR20200008174A (ko) | 압밀 제어 방법 | |
| US4565561A (en) | Method of and apparatus for analyzing atmosphere of a furnace | |
| CN103776515A (zh) | 动态液位高度测量装置及方法和闭环控制系统及方法 | |
| CN106442228A (zh) | 一种高温熔体最大气泡法测表面张力的装置 | |
| US10974986B2 (en) | Alkali-free glass substrate | |
| CN106746749A (zh) | 光纤固化炉氧气浓度控制方法及装置 | |
| CN204422134U (zh) | 一种测量tft液晶玻璃窑炉炉压的装置 | |
| CN106830637A (zh) | 一种玻璃热收缩测试标记的制作方法 | |
| JP2012021827A (ja) | 鋼材の表面温度測定装置及び表面温度測定方法並びに鋼材の製造方法 | |
| CN104907515B (zh) | 一种基于倾斜摄影的液位控制系统及液位测量方法 | |
| CN111872338A (zh) | 板坯结晶器流场形态的判定方法 | |
| CN204700260U (zh) | 一种基于倾斜摄影的液位控制系统 | |
| CN113358186A (zh) | 液位测量装置 | |
| JP2001089165A (ja) | フロート板ガラスの製造方法 | |
| JPH06628A (ja) | 金属溶湯面の検出方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180706 |