CN113405944A - 一种玻璃液粘度监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种玻璃液粘度监测装置及方法，所述玻璃液粘度监测装置包括澄清池、搅拌器、电机、信号采集器和数据处理器。所述澄清池内承载玻璃液；所述搅拌器一端延伸至所述澄清池内；所述电机与所述搅拌器的另一端连接；所述信号采集器电性连接于所述电机；所述数据处理器电性连接于所述信号采集器。通过本发明提供一种玻璃液粘度监测装置及方法，能够实现玻璃液粘度实时监测。

Description

一种玻璃液粘度监测装置及方法

技术领域

本发明涉及玻璃加工技术领域，特别是涉及一种玻璃液粘度监测装置及方法。

背景技术

在玻璃的生产过程中，目前只用了温度控制系统，但是，在玻璃熔融过程中，其玻璃化学组成的变化、池炉通道的气氛状态、水的含量、各工序的温度等因素都可导致玻璃高温粘度的变化。到目前，所有这些变化都不能进行测定，因而也不可能加以补偿和修正，而玻璃的高温粘度是玻璃的重要物理性能之一，对控制生产、提高产量、稳定质量具有重要现实意义。目前国内大多数玻璃企业不能及时测定玻璃液粘度或多采用人工检测方法测定玻璃液粘度，采用人工在线测定玻璃高温粘度时，每次抽样检测的周期较长，致使所得粘度值严重滞后于即时的实际粘度而无法准确控制产品的最终粘度，很大程度地影响了玻璃产品质量。人工方法测定玻璃高温粘度不仅费时费工，而且计算公式复杂且不确定，误差较大，制约玻璃产品质量控制不能进行实时监测。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种玻璃液粘度监测装置及方法，用于解决现有技术中在玻璃生产的过程中，因为人工检测玻璃液的粘度，致使粘度值严重滞后于即时的实际粘度，因无法准确及时的控制产品的最终粘度，而影响玻璃产品质量的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种玻璃液粘度监测装置，其包括：

澄清池，其内承载玻璃液；

搅拌器，一端延伸至所述澄清池内；

电机，与所述搅拌器连接；

信号采集器，电性连接于所述电机；

数据处理器，电性连接于所述信号采集器。

在本发明的一个实施例中，所述澄清池的外围在至少包裹一层保温层。

在本发明的一个实施例中，在所述澄清池的开口处设置有第一保温板和第二保温板，所述第一保温板覆盖所述开口，所述第二保温板覆盖所述第一保温板。

在本发明的一个实施例中，所述第一保温板和所述第二保温板上设置有通孔，搅拌器能穿过所述通孔进入所述澄清池。

在本发明的一个实施例中，所述电机通过链条驱动所述搅拌器转动。

在本发明的一个实施例中，所述澄清池一侧，设置有支架，所述电机和所述搅拌器固定连接于所述支架。

在本发明的一个实施例中，所述搅拌器包括：

第一连接杆，一端固定在所述支架上；

第二连接杆，一端与所述第一连接杆的另一端连接；

叶片，与所述第二连接杆的另一端连接。

在本发明的一个实施例中，所述第二连接杆的材料为铂铑合金。

为实现上述目的，本发明还提供一种玻璃液粘度监测方法，所述玻璃液粘度监测方法的步骤包括：

采集搅拌器空载时，所述电机的第一转速；

采集搅拌器工作时，所述电机的第二转速；

通过所述第一转速和第二转速，获取所述玻璃液粘度。

在本发明的一个实施例中，所述通过所述第一转速和第二转速，获取所述玻璃液粘度，包括：

通过数据转换器，将所述第一转速和所述第二转速作差值输出，获取差值输出信号；；

通过终端设备接收所述差值输出信号，获取玻璃液的粘度并显示。

如上所述，本发明提供一种玻璃液粘度监测装置及方法，电机带动搅拌器在澄清池内旋转搅拌玻璃液，模拟粘度感应器，通过信号采集器采集搅拌器空载时电机的所述第一转速和采集搅拌器工作时电机的所述第二转速，将所述第一转速和所述第二转速传输至数据处理器中，通过数据拟合计算显示，实现实时监测高温玻璃液的粘度变化。解决现有技术中在玻璃生产的过程中，因为人工检测玻璃液的粘度，致使粘度值严重滞后于即时的实际粘度，因无法准确及时的控制产品的最终粘度，而影响玻璃产品质量的问题。并且本发明检测精度高、重复性好，有效的提高玻璃产品的质量，操作简单、自动化程度高，且不影响澄清池使用，无需对澄清池进行技术改造，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种玻璃液粘度监测装置的连接示意图。

图2为本申请实施例提供的一种玻璃液粘度监测装置的连接示意图。

图3为本申请实施例提供的一种玻璃液粘度监测方法的工作流程图。

图4位本申请实施例提供的一种玻璃液粘度监测方法的工作流程图。

图5位本申请实施例提供的一种玻璃液粘度监测方法的工作流程图。

图6位本申请实施例提供的一种玻璃液粘度监测方法的工作流程图。

元件标号说

100-支架 501-第一保温板

101-第一支架 502-第二保温板

102-第二支架 534-保温层

200-电机 503-第一保温层

201-电机驱动轴 504-第二保温层

300-搅拌器 600-信号采集器

301-第一连接杆 790-数据处理器

302-第二连接杆 700-数据转换器

303-叶片 900-终端装置

400-链条 800-信号线

500-澄清池

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

在玻璃的生产过程中，玻璃高温粘度是衡量玻璃液澄清均化程度的一个重要指标，同时也是判定玻璃欠点的依据。但由于技术上的原因，人工方法测定玻璃高温粘度不仅费时费工，而且计算公式复杂且不确定，误差较大，制约玻璃产品质量控制，且检测周期长，使检测的粘度值严重滞后于实时的实际粘度。本发明的目的在于提供一种玻璃液粘度监测装置，从而克服玻璃在生产过程中粘度不能实时监控的缺点，对控制生产、提高产量、稳定质量具有重要现实意义。

请参阅图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，所述一种玻璃液粘度监测装置包括澄清池500、搅拌器300、电机200、信号采集器600和数据处理器790，其中，数据处理器790包括数据转换器700和终端装置900。澄清池500内放置玻璃液，搅拌器300一端固定连接在支架100上，另一端延伸至澄清池500内，用于搅拌玻璃液。电机200与搅拌器300连接，为保证搅拌器300在澄清池500内转动提供动力。信号采集器600电性连接于电机200，用于采集电机200的转速和电流，信号采集器600还电性连接于数据转换器700，用于向数据转换器700传输电机200的转速和电流。数据转换器700与信号采集器600连接，在保证电流值不变的情况下，计算电机200的转速并输出。终端装置900与数据转换器700连接，将数据转换器700输出值进行拟合计算，进而获取玻璃液的粘度变化，从而实现实时监测玻璃液粘度。

请参阅图1所示，在本发明的一个实施例中，在澄清池500的外围包裹一层保温层534。保温层534由第一保温层503和第二保温层504组成。第一保温层503包裹第二保温层504 和澄清池500。第一保温层503的使用材料例如为氧化铝毯，氧化铝毯具有优异的高温稳定性和良好的强度和高模量，并且还有较好的耐化学性，能够超高耐温1600℃。第二保温层504 设置在第一保温层503和澄清池500之间。第二保温层504的使用材料必须满足隔热、性能稳定和热稳定性高，能够适应高温环境下密封，例如耐火棉，耐火棉是高温环境密封、填充及隔热的理想材料。保温层534具有保温隔热的作用。

请参阅图1所示，在本发明的一个实施例中，在澄清池500的开口处设置有第一保温板 501和第二保温板502，第一保温板501覆盖所述开口，第二保温板502覆盖第一保温板501。且第一保温板501和第二保温板502上都设置有通孔，使搅拌器300能穿过所述通孔，进入澄清池内，搅拌玻璃液。第一保温板501和第二保温板502进一步对玻璃液温度进行保温，避免散热过快，也防止了异物掉进玻璃液中。

请参阅图1所示，在本发明的一个实施例中，在澄清池500的一旁，设置有支架100，支架100呈“厂”字形设置。第一支架101竖直的固定在澄清池500的一旁的地面上，为支架100提供支撑力。第二支架101顺着第一支架101竖直的方向，与第一支架101横向连接，延伸至澄清池500的上方。

请参阅图1所示，在本发明的一个实施例中，搅拌器300包括第一连接杆301、第二连接杆302和叶片303。第一连接杆301一端通过轴承固定在第二支架102上，另一端与第二连接杆302连接。第一连接杆301与第二连接杆302通过法兰连接，使第一连接杆301或第二连接杆302需要维修时，便于更换，且稳定性好。因为第一连接杆301不直接接触高温的玻璃液，所有第一连接杆301的实用材料为实心不锈钢，而第二连接杆302由于要接触玻璃液，所以第二连接杆302的实用材料为铂铑合金，铂铑合金热熔点高，降低了搅拌器300的使用成本。第二连接杆302一端与第一连接杆301连接，另一端与叶片303固定连接。叶片 303的形状呈片状，搅拌器300为了更准确的间接测量玻璃液的粘度，感应玻璃液对搅拌器 300的阻力，使叶片303的数量仅为1个，且叶片303中部内凹。搅拌器300一端固定在第二支架102上，另一端穿过第一保温板501和第二保温板502延伸至澄清池500内部，搅拌玻璃液。

请参阅图1所示，在本发明的一个实施例中，电机200固定在第二支架102上，并与固定在第二支架102上的第一连接杆302保持一定的距离。在电机驱动轴201上，设置有链条400。链条400一端与电机驱动轴201连接，另一端设置在第一连接杆301与第二连接302法兰连接部位。当电机驱动轴201转动的时候，带动链条400转动，进而使搅拌器300在链条的带动下，在澄清池500中搅拌玻璃液。为保证后续计算玻璃液粘度值的准确性，电机200 为恒定速率的直流电机。

请参阅图2所示，在本发明的一个实施例中，信号采集器600一方面与电机200连接，用于采集输入电机200的电流和电机200的转速，另一方面与数据转换器700连接，向数据转换器700传输输入电机200的电流和电机200的转速。在保持输入电机200的电流不变的情况下，信号采集器600分别采集电机200空载状态下和有载状态下两次电机200的转速。信号采集器600首先采集电机200在空载状态下，电机200的转速为第一转速，将信号采集器600在电机200空载状态下，采集到的所述第一转速，传输数据转换器700内。由于在空载状态下，且电机200为恒定速率的直流电机，输入电机200的电流保持不变，所以可将空载状态下的信号采集器600采集到的电流和所述第一转速，作为一固定参数，设置数据转换器700内，为后续计算玻璃液粘度做准备。其次信号采集器600采集电机200在有负载状态下，电机200的转速为第二转速，传输至数据转换器700内。所述电机200在有负载状态下是指电机驱动轴201转动时，通过链条400带动搅拌器300在澄清池500内搅拌玻璃液。在本发明另一实施例中，电机驱动轴201直接与搅拌器300连接，带动与搅拌器300转动。此时，电机驱动轴201的转速间接反应玻璃液的粘度。最后在电机驱动轴201工作时，信号采集器600采集的电机200的所述第二转速的传输至数据转换器700中。信号采集器600为一个霍尔传感器。

请参阅图2所示，在本发明的一个实施例中，数据转换器700电性连接于信号采集器600 相连，将信号采集器600采集到的电机200的所述第一转速和所述第二转速，传递至数据转换器700内，在保持电机200的输入电流不变的情况下，将电机200的所述第一转速和所述第二转速作差值输出。数据转换器700另一方面与终端设备900通过信号线连接，数据转换器700将处理后的所述电机200的转速差传输至终端设备900中。

请参阅图2所示，在本发明的一个实施例中，终端设备900与数据转换器700相连，接收所述电机200的转速差，通过拟合计算获取玻璃液的粘度，并实时的显示出来。需要说明的是，本发明的前提是玻璃化学组成是固定的，且所述的玻璃化学组成参数是已知的。终端设备900例如可以是计算机。

本发明提供一种玻璃液粘度监测方法，请参阅图3所示，为实施例提供的一种玻璃液粘度监测方法工作流程图。所述玻璃液粘度监测方法的步骤包括：

S1、采集搅拌器300空载时，电机200的第一转速。

S2、采集搅拌器300工作时，电机200的第二转速。

S3、通过所述第一转速和所述第二转速，获取所述玻璃液粘度。

在步骤S1中，电机200的所述第一转速是指电机驱动轴201转动时，带动链条400转动，通过链条400传动带动搅拌器300，在没有玻璃液的澄清池500中转动时的转速，信号采集器600采集电机200的所述第一转速和第一电流，并将所述第一转速和所述第一电流设置在数据转换器700内。在步骤S2中，电机200的所述第二转速是指电机驱动轴201转动时，带动链条400转动，通过链条400传动进而使搅拌器300旋转搅拌玻璃液时的转速，信号采集器600采集电机200的所述第二转速和第二电流。在步骤S3中，将信号采集器600采集到的所述第一转速和所述第二转速，传输至数据转换器700，且所述第一电流和所述第二电流相等，通过数据转换器700将两次所述电机的转速作差值输出，终端设备900接收数据转换器 700的输出数据，通过终端设备900进行拟合，获取玻璃液的粘度并显示。

请参阅图4所示，在本发明的有一个实施例中，S1、采集搅拌器300空载时，电机200的第一转速，包括：

S11、清空澄清池。

S12、将电机200接入第一电流，电机驱动轴201转动。

S13、通过信号采集器600，采集电机驱动轴201的转速。

在步骤S13中，电机驱动轴201的转速为第一转速。且在此过程中，信号采集器600实时采集电机200的电流，保证电机200的输入电流稳定。

请参阅图5所示，在本发明的有一个实施例中，S2、采集搅拌器300工作时，电机200的第二转速，包括：

S21、将电机200接入第二电流，电机驱动轴201转动。

在步骤S22中，所述第二电流与所述第一电流大小相同。且电机驱动轴201接入第二电流后，电机驱动轴201转动，通过链条400带动搅拌器300旋转搅拌玻璃液。

S22、通过信号采集器600，采集电机驱动轴201的转速。

在步骤S22中，电机驱动轴201的转速为第二转速，且在此过程中，信号采集器600实时采集电机200的电流，保证电机200的输入电流稳定。

请参阅图6所示，在本发明的有一个实施例中，S3、通过所述第一转速和第二转速，获取所述玻璃液粘度，包括：

S31、通过数据转换器700进行信号转换。

在步骤S31中，在保持所述第一电流与所述第二电流相等的情况下，通过数据转换器700，将电机200的所述第一转速和所述第二转速作差值输出。

S32、通过终端装置900进行数据拟合，获取玻璃液粘度。

在步骤S32中，首先玻璃化学组成是固定的，且所述的玻璃化学组成是已知的。终端设备900接收数据转换器700的输出数据，通过数据转换器700进行拟合计算，获取玻璃液的粘度并显示。

如上所述，本发明提供一种玻璃液粘度监测装置及方法，电机200通过链条400带动搅拌器300在澄清池500内旋转搅拌玻璃液，模拟粘度感应器，通过信号采集器600采集搅拌器300空载时电机200的所述第一转速和所述第一电流以及采集搅拌器300工作时电机200 的所述第二转速和所述第二电流，在保证所述第一电流与所述第二电流相等的情况下，将所述第一转速和所述第二转速传输至数据处理器790中，通过数据拟合计算显示，实现实时监测高温玻璃液的粘度变化。解决现有技术中在玻璃生产的过程中，因为人工检测玻璃液的粘度，致使粘度值严重滞后于即时的实际粘度，因无法准确及时的控制产品的最终粘度，而影响玻璃产品质量的问题。并且本发明检测精度高、重复性好，有效的提高玻璃产品的质量，操作简单、自动化程度高，且不影响澄清池使用，无需对澄清池进行技术改造，成本低。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种玻璃液粘度监测装置，其特征在于，包括：

澄清池，其内承载玻璃液；

搅拌器，一端延伸至所述澄清池内；

电机，与所述搅拌器连接；

信号采集器，电性连接于所述电机；

数据处理器，电性连接于所述信号采集器。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃液粘度监测装置，其特征值在于，所述澄清池的外围至少包裹一层保温层。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃液粘度监测装置，其特征值在于，在所述澄清池的开口处设置有第一保温板和第二保温板，所述第一保温板覆盖所述开口，所述第二保温板覆盖所述第一保温板。

4.根据权利要求3所述的一种玻璃液粘度监测装置，其特征值在于，所述第一保温板和所述第二保温板上设置有通孔，搅拌器能穿过所述通孔进入所述澄清池。

5.根据权利要求1所述的一种玻璃液粘度监测装置，其特征值在于，所述电机通过链条驱动所述搅拌器转动。

6.根据权利要求1所述的一种玻璃液粘度监测装置，其特征值在于，所述澄清池一侧，设置有支架，所述电机和所述搅拌器固定连接于所述支架。

7.根据权利要求6所述的一种玻璃液粘度监测装置，其特征值在于，所述搅拌器包括：

第一连接杆，一端固定在所述支架上；

第二连接杆，一端与所述第一连接杆的另一端连接；

叶片，与所述第二连接杆的另一端连接。

8.根据权利要求7所述的一种玻璃液粘度监测装置，其特征值在于，所述第二连接杆的材料为铂铑合金。

9.一种玻璃液粘度监测方法，其特征值在于，采用如权利要求1至权利要求6任意所述的一种玻璃液粘度监测装置，其至少包括：

采集搅拌器空载时，所述电机的第一转速；

采集搅拌器工作时，所述电机的第二转速；

通过所述第一转速和所述第二转速，获取所述玻璃液粘度。

10.根据权利要求7所述的一种玻璃液粘度监测方法，其特征在于，通过所述第一转速和第二转速，获取所述玻璃液粘度，包括：

通过数据转换器，将所述第一转速和所述第二转速作差值输出，获取差值输出信号；

通过终端设备接收所述差值输出信号，获取玻璃液的粘度并显示。

Images