CN209605993U - 玻璃钢化表面应力在线实时测试装置 - Google Patents
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Abstract
玻璃钢化表面应力在线实时测试装置，包括固定支架、红外温度测试仪、PLC控制系统、计算机和玻璃冷却炉，固定支架的下侧面四周分别对应固定连接在玻璃冷却炉的顶部四周，固定支架的中部沿长度方向设有水平横梁，红外温度测试仪沿水平横梁的长度方向排列设有若干个，各个红外温度测试仪均安装在水平横梁的下侧面，各个红外温度测试仪的测试探头均正对玻璃冷却炉设置，各个红外温度测试仪均与PLC控制系统通过数据传输线连接，PLC控制系统安装在固定支架的侧部，PLC控制系统与计算机通过数据传输线连接。本实用新型能够在玻璃钢化过程中测量玻璃的表面应力，实现钢化玻璃表面应力在生产环节的高效测量，并提高钢化玻璃的合格率，节省人力物力。
Description
技术领域
本实用新型涉及玻璃应力检测技术领域，具体的说，涉及一种玻璃钢化表面应力在线实时测试装置。
背景技术
据国家统计局数据显示，2017年我国的钢化玻璃累计产量为53633.1万平方米，2018年截止11月钢化玻璃累计产量为43264.3万平方米。市场对于钢化玻璃的需求巨大，这使得我们必须采取更为高效的生产方式，这样才能满足市场的需求。钢化玻璃的表面应力值是其出厂时最重要的数据，然而这个工作需要大量的人力物力投入。
钢化玻璃的表面应力测量以接触式测量仪器为主，主流的测试仪器是GASP钢化玻璃表面应力测试仪，该装置基于一种光弹性测量原理，通过光穿过玻璃表面来换算。操作员滴一滴测试溶剂在玻璃上，确保光学接触。GASP置于液体上，穿过棱镜的光与玻璃表面形成一临界角。通过GASP的目镜可以观测到，也出现与角度相关的十字准线。读出角度，然后参考随机的角度应力换算表，即可换算出应力值，角度越大，应力值越大。然而这种测量方法对于钢化玻璃的生产厂家而言十分繁琐，厂家生产出来的钢化玻璃需要额外的测量工作以保证钢化玻璃质量，这样的工作不仅消耗的额外的人力物力，同时也降低了钢化玻璃的生产效率;另外在钢化玻璃出炉后再进行测量工作只能起到筛选的作用，不能在钢化玻璃的生产过程中及时观测钢化玻璃的表面应力，从而及时调整玻璃的钢化参数，保证钢化玻璃表面应力合格。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述现有技术中的不足之处，提供了一种玻璃钢化表面应力在线实时测试装置，以便在玻璃钢化过程中测量玻璃的表面应力，实现钢化玻璃表面应力在生产环节的高效测量，并提高钢化玻璃的合格率，节省人力物力。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
玻璃钢化表面应力在线实时测试装置，包括固定支架、红外温度测试仪、PLC控制系统、计算机和玻璃冷却炉，固定支架为水平设置的四方形框架结构，固定支架的下侧面四周分别对应固定连接在玻璃冷却炉的顶部四周，固定支架的中部沿长度方向设有水平横梁，红外温度测试仪沿水平横梁的长度方向排列设有若干个，各个红外温度测试仪均安装在水平横梁的下侧面，各个红外温度测试仪的测试探头均正对玻璃冷却炉设置，各个红外温度测试仪均与PLC控制系统通过数据传输线连接，PLC控制系统安装在固定支架的侧部，PLC控制系统与计算机通过数据传输线连接。
红外温度测试仪的测量范围是-40～1000℃。
玻璃冷却炉包括炉体，炉体为长方体框架结构，炉体的上部和下部分别沿炉体长度方向等间距排列水平固定安装有若干冷风箱，各个冷风箱的长度方向与炉体的长度方向垂直，上部的冷风箱与下部的冷风箱分别一一上下对应，上部的冷风箱和下部的冷风箱之间形成平行于水平横梁的冷却通道，炉体的中部沿长度方向均匀转动安装有若干输送辊，各个输送辊均水平设置在冷却通道内，上部的冷风箱底部敞口，下部的冷风箱顶部敞口，各个红外温度测试仪分别对应设在上部的相邻两个冷风箱之间的间隔正上方。
红外温度测试仪共设有7个，第一个红外温度测试仪设在靠近冷却通道进口处上方水平横梁的下侧面，其余6个红外温度测试仪均匀排列分布在水平横梁的下侧面。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体地说，本实用新型利用高温玻璃在淬冷时温度与表面应力之间的函数关系，在不接触玻璃的条件下，红外温度测试仪实时测试玻璃在淬冷过程中的表面温度，保证了测量的及时性，PLC控制系统将红外温度测试仪测量的玻璃表面温度值实时传至计算机，计算机整理玻璃表面温度计算出相应的表面应力值，从而发现玻璃表面应力随玻璃表面温度的变化趋势，工作人员根据表面应力的变化及时调玻璃钢化的参数，从而提高玻璃钢化的合格率，同时也为玻璃的表面应力测量提供了新的方法，提高钢化玻璃生产效率，经济高效。
本实用新型的玻璃钢化表面应力在线实时测试装置能够在玻璃钢化过程中测量玻璃的表面应力，实现钢化玻璃表面应力在生产环节的高效测量，并提高钢化玻璃的合格率，节省人力物力。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型中固定支架、红外温度测试仪和PLC控制系统的连接示意图。
图3是本实用新型中玻璃冷却炉的结构示意图。
图4是本实用新型的工作示意图。
图5是本实用新型的俯视图。
图6是本实用新型中玻璃板块的温度采集位置示意图一。
图7是玻璃板块的温度采集位置示意图二。
图中：1.固定支架；2.红外温度测试仪；3.PLC控制系统；4.计算机；5.水平横梁；6.炉体；7.冷风箱；8.输送辊；9.冷却通道；10.玻璃板块；11.温度采集位置。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
如图1-图7所示，玻璃钢化表面应力在线实时测试装置，包括固定支架1、红外温度测试仪2、PLC控制系统3、计算机4和玻璃冷却炉，固定支架1为水平设置的四方形框架结构，固定支架1的下侧面四周分别对应固定连接在玻璃冷却炉的顶部四周，固定支架1的中部沿长度方向设有水平横梁5，红外温度测试仪2沿水平横梁5的长度方向排列设有若干个，各个红外温度测试仪2均安装在水平横梁5的下侧面，各个红外温度测试仪2的测试探头均正对玻璃冷却炉设置，各个红外温度测试仪2均与PLC控制系统3通过数据传输线连接，PLC控制系统3安装在固定支架1的侧部，PLC控制系统3与计算机4通过数据传输线连接。
红外温度测试仪2的测量范围是-40～1000℃。
玻璃冷却炉包括炉体6，炉体6为长方体框架结构，炉体6的上部和下部分别沿炉体6长度方向等间距排列水平固定安装有若干冷风箱7，各个冷风箱7的长度方向与炉体6的长度方向垂直，上部的冷风箱7与下部的冷风箱7分别一一上下对应，上部的冷风箱7和下部的冷风箱7之间形成平行于水平横梁5的冷却通道9，炉体6的中部沿长度方向均匀转动安装有若干输送辊8，各个输送辊8均水平设置在冷却通道9内，上部的冷风箱7底部敞口，下部的冷风箱7顶部敞口，各个红外温度测试仪2分别对应设在上部的相邻两个冷风箱7之间的间隔正上方。玻璃冷却炉是现有技术，而且是成熟的设备，它的具体构造和工作过程不再赘述。图4中上下两个箭头的方向是冷风进入冷风箱7的方向。
红外温度测试仪2共设有7个，第一个红外温度测试仪2设在靠近冷却通道9进口处上方水平横梁5的下侧面，其余6个红外温度测试仪2均匀排列分布在水平横梁5的下侧面。
玻璃钢化表面应力在线实时测试方法，包括以下步骤：
第一步：玻璃板块10表面温度数据采集程序设定
①温度采集的时间设置为25～30s(玻璃板块10进入玻璃冷却炉淬冷的时间，即从玻璃板块10进入玻璃冷却炉到离开玻璃冷却炉的这段时间)；
②温度采集位置11设置两个，分别为玻璃板块10上侧面中部在长度方向的1/4处和1/2处或者为玻璃板块10上侧面中部在长度方向的1/3处和2/3处；
第二步：安装红外温度测试仪2；
第三步：安装及调整PLC控制系统3
①将PLC控制系统3通过数据传输线与7个红外温度测试仪2相连接；
②将PLC控制系统3固定于玻璃冷却炉的右侧；
第四步：计算机4安装与程序设定
①将计算机4与PLC控制系统3相连接；
②打开红外温度测试仪2、PLC控制系统3和计算机4，输入玻璃板块10表面温度数据采集程序和玻璃板块10表面应力计算程序；
第五步：在线测试玻璃表面应力。
第二步的具体步骤是：
①将固定支架1固定于玻璃冷却炉的顶部；
②将7个红外温度测试仪2沿水平横梁5的长度方向排列垂直安装在水平横梁5的下侧面，其中第一个红外温度测试仪2设置在靠近冷却通道9进口处上方的水平横梁5的下侧面，第一个红外温度测试仪2距离加热炉最近，其余的6个红外温度测试仪2均匀分布在玻璃冷却炉的正上方，且不能被冷风箱7所遮挡。
第五步的具体步骤是：
①打开风冷钢化玻璃器械；
②玻璃板块10放入加热炉中加热并开始钢化；
③玻璃板块10在加热足够高温后从加热炉中出来，再进入玻璃冷却炉中冷却，其余的6个红外温度测试仪2开始对玻璃表面温度进行实时采集；
④冷却25～30s玻璃板块10冷却至10～20℃时，将玻璃板块10从冷却炉中取出，计算机4输出钢化后的玻璃表面应力和相关数据。
需要着重指出的是，本实用新型中涉及到的PLC控制系统3、计算机4和红外温度测试仪2均为已知硬件，市场上均可以购置，其具体构造及型号不再赘述。上述已知硬件中分别内置有已知软件实现各自的功能。本实用新型所实现的功能是由选择的硬件设备及其相互之间的连接关系带来的，不需要进行程序控制上的改进，即不需要设计新的软件。
本实用新型利用高温玻璃在淬冷时温度与表面应力之间的函数关系，在不接触玻璃的条件下，红外温度测试仪2实时测试玻璃在淬冷过程中的表面温度，保证了测量的及时性，PLC控制系统3将红外温度测试仪2测量的玻璃表面温度值实时传至计算机4，计算机4整理玻璃表面温度计算出相应的表面应力值，从而发现玻璃表面应力随玻璃表面温度的变化趋势，工作人员根据表面应力的变化及时调玻璃钢化的参数，从而提高玻璃钢化的合格率，同时也为玻璃的表面应力测量提供了新的方法，提高钢化玻璃生产效率，经济高效。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.玻璃钢化表面应力在线实时测试装置，其特征在于：包括固定支架、红外温度测试仪、PLC控制系统、计算机和玻璃冷却炉，固定支架为水平设置的四方形框架结构，固定支架的下侧面四周分别对应固定连接在玻璃冷却炉的顶部四周，固定支架的中部沿长度方向设有水平横梁，红外温度测试仪沿水平横梁的长度方向排列设有若干个，各个红外温度测试仪均安装在水平横梁的下侧面，各个红外温度测试仪的测试探头均正对玻璃冷却炉设置，各个红外温度测试仪均与PLC控制系统通过数据传输线连接，PLC控制系统安装在固定支架的侧部，PLC控制系统与计算机通过数据传输线连接。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢化表面应力在线实时测试装置，其特征在于：红外温度测试仪的测量范围是-40～1000℃。
3.根据权利要求1所述的玻璃钢化表面应力在线实时测试装置，其特征在于：玻璃冷却炉包括炉体，炉体为长方体框架结构，炉体的上部和下部分别沿炉体长度方向等间距排列水平固定安装有若干冷风箱，各个冷风箱的长度方向与炉体的长度方向垂直，上部的冷风箱与下部的冷风箱分别一一上下对应，上部的冷风箱和下部的冷风箱之间形成平行于水平横梁的冷却通道，炉体的中部沿长度方向均匀转动安装有若干输送辊，各个输送辊均水平设置在冷却通道内，上部的冷风箱底部敞口，下部的冷风箱顶部敞口，各个红外温度测试仪分别对应设在上部的相邻两个冷风箱之间的间隔正上方。
4.根据权利要求1所述的玻璃钢化表面应力在线实时测试装置，其特征在于：红外温度测试仪共设有7个，第一个红外温度测试仪设在靠近冷却通道进口处上方水平横梁的下侧面，其余6个红外温度测试仪均匀排列分布在水平横梁的下侧面。
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