JP2021001903A - その粘度に基づく母材または管引抜のための機器及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)Fh+Fp+Fg=0
(2)Fh=−(Fg+Fp)
したがって、保持力Fhは、ストランド110に加えられる重力Fgと引張力Fpとの代数和を求めることによって計算されてもよい。次いで、保持力Fhを計算することによって、形成領域210の有効粘度が求められてもよい。
(3)m=L×A×ρ
(4)Fg=m×g=L×A×ρ×g
ストランド110の断面積A及び密度ρは、特定のプロセス及びガラス材料について、一定であり、あらかじめ決められている。いくつかの実施形態において、断面積Aは、ゲージ410、420で求めてもよい、または確認してもよい。例示的な実施形態において、断面積Aは、約1cm2〜約400cm2の範囲でもよい。シリカガラスストランドの密度ρは典型的に、約2.2g/cm3である。しかしながら、たとえばシリカ以外の材料から作られるガラスストランドのために、より大きい、そしてより小さい断面積及び密度が明確に意図される。管について、断面積Aは管の中空内部を含まないことに留意されたい(たとえば、外径d1及び内径d2を有する管については、A=π[(d1/2)2−(d2/2)2])。ストランドの長さLは、ストランド110が形成される速度を測定すること、または、追跡システム510(図1)を使用してストランド110の端部115の位置を求めることのいずれかによって、求められる。追跡システム510は、カメラ視覚システム、レーザシステム、または、ストランド110の端部115の垂直位置を求める機械的装置を含んでもよい。図2は、追跡システム510を単一の構成部品のみ含むものとして示すが、追跡システム510は、複数の構成部品、たとえば、ストランド110に沿って垂直に配列される一連のカメラを含んでもよい。
(5)|S×A|=|上向き力|=|下向き力|
(6)(上向き力)=Fh−(点より上のストランド重量)=Fh−|x×A×ρ×g|
(7)(上向き力)=Fh+(x×A×ρ×g)。
(8)S×A=Fh+(x×A×ρ×g)
(9)Fh=(S×A)−(x×A×ρ×g)
Claims (23)
- ガラス母材または管の加工プロセスの形成領域の粘度を測定する方法であって、前記加工プロセスは、加熱領域でバルクガラス部材を加熱することと、前記バルクガラス部材の前記形成領域から前記ストランドを引き抜くことと、前記ストランドを引き抜く速度を制御するために引張装置を使用することと、を含み、前記方法は、
形成領域によってストランドに加えられる保持力を計算することと、
前記保持力を前記形成領域の粘度と関連付けることと、
を含む方法。 - 前記保持力が、前記保持力に基づいて前記バルクガラス部材の前記加熱を調整することによって、前記ガラス母材または管の加工プロセスを制御するために使用される、
請求項1に記載の方法。 - 前記保持力を計算することが、
前記ストランドに加えられる重力を求めることと、
前記引張装置によって前記ストランドに加えられる引張力を求めることと、
を含み、
前記保持力と、前記重力と、前記引張力と、の合計がゼロに等しい、
請求項1に記載の方法。 - 前記重力を求めることが、
前記ストランドの長さを求めることと、
前記ストランドの質量を計算することと、
を含む、
請求項3に記載の方法。 - 前記引張装置によって前記ストランドに加えられる前記引張力を求めることが、
前記引張装置に印加される電圧を測定することと、
前記引張装置によって前記ストランドに加えられるトルクを測定することと、
前記電圧及び前記トルクから前記引張力を計算することと、
を含む、
請求項3に記載の方法。 - 前記引張装置によって前記ストランドに加えられる前記引張力を求めることが、前記引張装置に加えられるロードセルの出力を測定することを含む、
請求項3に記載の方法。 - 前記引張装置が、前記ストランドを締め付け、垂直に移動させる把持装置を含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記保持力を計算することが、
前記加熱領域またはその下の点で前記ストランドの応力誘起複屈折を測定することと、
前記測定された応力誘起複屈折に対応する点で前記ストランドに加えられる力の量を求めることと、
前記加熱領域と前記点との間で前記ストランドの前記重量の重力効果に対する前記力の量を補正することによって前記保持力を計算することと、
を含み、
前記点が前記形成帯である場合、補正はゼロである、
請求項1に記載の方法。 - 前記ストランドの前記応力誘起複屈折を測定することが、
センサと偏光光源との間にストランドを設置することと、
前記偏光光源から前記ストランド上に偏光を発することと、
前記センサによって前記ストランドを通る前記偏光の透過の程度を測定することと、
を含む、
請求項8に記載の方法。 - 前記ストランドが、前記点で前記ガラスストランドのほぼアニール温度である、
請求項8に記載の方法。 - ガラスの細長い部材を製作する方法であって、前記方法は、
ある温度で加熱領域におけるバルクガラス部材を加熱することと、
前記バルクガラス部材の形成領域で前記バルクガラス部材からストランドを引き抜くことと、
前記ストランドを前記バルクガラス部材から引き抜く速度を制御するために引張装置を使用することと、
前記形成領域によって前記ストランドに加えられる保持力を計算することと、
前記保持力が、前記形成領域の所望の粘度に基づく所望の保持力と等しいかどうかを判定することと、
前記保持力が前記所望の保持力と等しくない場合に前記加熱領域の前記温度を調整することと、
を含む方法。 - 前記保持力を計算することが、
前記ストランドの長さを求めることと、前記ストランドの質量を計算することとによって、前記ストランドに加えられる重力を求めることと、
前記引張装置によって前記ストランドに加えられる引張力を求めることと、
を含み、
前記保持力と、前記重力と、前記引張力と、の合計がゼロに等しい、
請求項11に記載の方法。 - 前記引張装置によって前記ストランドに加えられる前記引張力を求めることが、
前記引張装置に印加される電圧を測定することと、
前記引張装置によって前記ストランドに加えられるトルクを測定することと、
前記電圧及び前記トルクから前記引張力を計算することと、
を含む、
請求項12に記載の方法。 - 前記引張装置によって前記ストランドに加えられる前記引張力を求めることが、前記引張装置に加えられるロードセルの出力を測定することを含む、
請求項12に記載の方法。 - 前記引張装置が、前記ストランドを締め付け、垂直に移動させる把持装置を含む、
請求項11に記載の方法。 - 前記保持力を計算することが、
前記加熱領域またはその下の点で前記ストランドの応力誘起複屈折を測定することと、
前記測定された応力誘起複屈折に対応する点で前記ストランドに加えられる力の量を求めることと、
前記加熱領域と前記点との間で前記ストランドの前記重量の重力効果に対する前記力の量を補正することによって前記保持力を計算することと、
を含み、
前記点が前記形成帯である場合、補正はゼロである、
請求項11に記載の方法。 - 前記ストランドの前記応力誘起複屈折を測定することが、
センサと偏光光源との間に前記ストランドを設置することと、
前記偏光光源から前記ストランド上に偏光を発することと、
前記センサによって前記ストランドを通る前記偏光の透過の程度を測定することと、
を含む、
請求項16に記載の方法。 - ガラス母材または管の加工プロセスの形成領域の粘度を測定するための機器であって、前記加工プロセスは、バルクガラス部材を加熱することと、前記バルクガラス部材からストランドを引き抜くことと、前記ストランドを引き抜く速度を制御するために引張装置を使用することと、を含み、前記システムは、
バルクガラス部材を加熱するための加熱帯であって、形成領域が前記加熱帯にまたは 前記加熱帯直下にある加熱帯と、
引張装置によってストランドに加えられる力を求めるためのシステムと、
前記ストランドの重量及び長さに基づいて前記ストランドの重量を求めるためのシステムと、
を備える機器。 - 前記引張装置によって前記ストランドに加えられる力を求めるためのシステムが、前記引張装置のモータに印加される電圧を測定するための電圧計であり、
前記電圧が前記引張装置によって前記ストランドに加えられる前記力と相関している可能性がある、
請求項18に記載の機器。 - 前記引張装置によって前記ストランドに加えられる前記力を求めるためのシステムが、前記引張装置に取り付けられる1つまたは複数のロードセルである、
請求項18に記載の機器。 - 前記引張装置が、前記ストランドを締め付け、垂直に移動させる把持装置を含む、
請求項18に記載の機器。 - 前記ストランドの前記重量を求めるためのシステムが、
カメラ視覚システム、
レーザシステム、または、
前記ストランドの端部の垂直位置を求める機械的装置、
を備える、
請求項18に記載の機器。 - 前記ストランドの前記重量を求めるためのシステムが、前記ストランドの速度を測定し、前記ストランドの前記速度に基づいて前記ストランドの長さを求めるためのシステムを備える、
請求項18に記載の機器。
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