RU2818997C2 - Installation and method of measuring thickness of walls of glass vessels - Google Patents

Installation and method of measuring thickness of walls of glass vessels Download PDF

Info

Publication number
RU2818997C2
RU2818997C2 RU2022103511A RU2022103511A RU2818997C2 RU 2818997 C2 RU2818997 C2 RU 2818997C2 RU 2022103511 A RU2022103511 A RU 2022103511A RU 2022103511 A RU2022103511 A RU 2022103511A RU 2818997 C2 RU2818997 C2 RU 2818997C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wall
radiation
spectral band
vessel
spectral
Prior art date
Application number
RU2022103511A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022103511A (en
Inventor
Марк ЛЕКОНТ
Пьер-Ив СОЛАНЕ
Original Assignee
Тиама
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тиама filed Critical Тиама
Publication of RU2022103511A publication Critical patent/RU2022103511A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2818997C2 publication Critical patent/RU2818997C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: optics.
SUBSTANCE: invention relates to the technical field of optical control of transparent or transparent vessels or hollow objects having a high temperature. Method of measuring thickness of walls of glass vessels coming out of moulding cavities, in which heat radiation emitted by vessel from diametrically opposite sides of vessel is selected for measurement. Radiation emitted by the vessel in the first spectral band (λ1) in range from 2800 nm to 4000 nm and in the second spectral band (λ2). At the same time measuring: on the first side (I) of the vessel, intensity of radiation emanating from first wall (21), in the first spectral band (λ1) and in the second spectral band (λ2); and on the second side (II) of the vessel, the intensity of the radiation emanating from second wall (22) in the first spectral band (λ1) and in the second spectral band (λ2). Determining the thickness of the first and second walls (22) based on measurements of the intensity of radiation emanating from the first wall, in the first and second spectral bands and from the second wall, in the first and second spectral bands, Note here that the radiation intensity in the first spectral band is taken into account for the radiation emitted by the wall itself and radiation emitted by the other diametrically opposite wall and passing through the said wall with absorption.
EFFECT: high accuracy of determining thickness of walls of glass vessels at high temperature.
13 cl, 9 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к технической области оптического контроля светопроницаемых или прозрачных сосудов или полых объектов, имеющих высокую температуру.The present invention relates to the technical field of optical inspection of translucent or transparent vessels or hollow objects having a high temperature.

В частности, изобретение касается скоростного оптического контроля объектов, таких как еще горячие бутылки или флаконы из стекла, выходящие из производственной или формовочной машины. Таким образом, изобретение относится к контролю объектов в горячем секторе производственной установки.In particular, the invention relates to high-speed optical inspection of objects, such as still hot bottles or glass vials, emerging from a production or molding machine. The invention therefore relates to the monitoring of objects in the hot sector of a production plant.

Классически, после расплавления стекла в печи при температуре около 1600° расплавленное стекло поступает над формовочными машинами через так называемые “доставочные” каналы. Установка содержит также распределитель порций расплавленного стекла или капель пластичного стекла, падающих под действием силы тяжести в каждую заготовочную форму. Таким образом, этот элемент формирует капли стекла, которые распределяются в направлении различных независимых формовочных секций через набор направляющих, называемый направляющими доставки. Формовочная машина, называемая машиной IS, состоит из различных секций, каждая из которых оснащена по меньшей мере одной заготовочной полостью, оборудованной заготовочной формой, и таким же числом отделочных полостей, в каждой из которых находится отделочная форма, в которой сосуды получают свою конечную форму при высокой температуре. В 1, 2, 3 или 4 пустые полости секции поочередно в заранее определенном порядке загружают одну, две, три или четыре капли горячего стекла (около 1200°С), называемые “порцией”. На выходе формовочной машины сосуды, все еще находящиеся при высокой температуре, как правило от 300°С до 600°С, захватываются на уровне их ободка и переносятся таким образом, чтобы образовать ряд на транспортировочном конвейере. Промежуток между сосудами может меняться и задается формовочной машиной в зависимости от ее межосевого расстояния и от диаметров сосудов. Транспортировочный конвейер доставляет сосуды последовательно на разные посты обработки, такие как колпак для напыления средства поверхностной обработки и печь для отжига, называемая лер для отжига.Classically, after melting the glass in a furnace at a temperature of about 1600°, the molten glass flows over the molding machines through the so-called “delivery” channels. The installation also contains a distributor of portions of molten glass or drops of plastic glass falling under the influence of gravity into each blank mold. This element thus forms glass droplets which are distributed towards the various independent molding sections through a set of guides called delivery guides. The forming machine, called the IS machine, consists of various sections, each equipped with at least one blank cavity equipped with a blank mold, and the same number of finishing cavities, each containing a finishing mold, in which the vessels receive their final shape when high temperature. One, two, three or four drops of hot glass (about 1200°C), called a “portion,” are loaded alternately into 1, 2, 3 or 4 empty cavities of the section in a predetermined order. At the exit of the molding machine, the vessels, still at high temperature, typically between 300°C and 600°C, are picked up at their rim level and carried so as to form a row on a conveyor belt. The gap between the vessels can vary and is set by the molding machine depending on its center distance and the diameters of the vessels. The conveyor conveys the vessels sequentially to different processing stations, such as the surface treatment agent spraying hood and the annealing furnace called the annealing lehr.

Формовочный дефект необходимо идентифицировать как можно раньше на выходе формовочной машины до поступления на различные посты обработки, чтобы его можно было исправить как можно раньше в формовочной машине. В частности, необходимо выявить размерные отклонения или деформации сосудов, напрямую связанные с регулировками формовочного процесса, чтобы в случае обнаружения отклонения как можно быстрее скорректировать процесс.The molding defect must be identified as early as possible at the exit of the molding machine before entering the various processing stations so that it can be corrected as early as possible in the molding machine. In particular, it is necessary to identify dimensional deviations or deformations of the vessels that are directly related to the adjustments of the molding process, so that if a deviation is detected, the process can be adjusted as quickly as possible.

Контроль качества таких сосудов позволяет отбраковать те из них, которые имеют дефекты, могущие повлиять на их эстетический вид или, что серьезнее, могущие представлять собой реальную опасность для будущих пользователей. Так, необходимо контролировать качество распределения толщины таких сосудов, чтобы исключить сосуды слишком малой толщины или сосуды с разной толщиной в некоторых зонах, которая может повлиять на механическую прочность.Quality control of such vessels allows us to reject those that have defects that could affect their aesthetic appearance or, more seriously, that could pose a real danger to future users. Thus, it is necessary to control the quality of the thickness distribution of such vessels in order to exclude vessels that are too thin or vessels with different thicknesses in some areas, which could affect the mechanical strength.

Действительно, качество распределения толщины является очень важным параметром, так как толщина может меняться, то есть может быть слишком большой или слишком малой в разных частях сосуда. Этот разброс толщины создает проблему, так как производимые изделия являются потенциально хрупкими. Кроме того, производители стараются изыскать возможность изготавливать облегченные и утоненные стеклянные сосуды, следовательно, необходимо уметь правильно распределить стекло. Известны многие производственные параметры, влияющие на распределение стекла, и их необходимо контролировать. В частности, в качестве известных примеров можно указать следующие параметры:Indeed, the quality of the thickness distribution is a very important parameter, since the thickness can vary, that is, it can be too large or too small in different parts of the vessel. This variation in thickness creates a problem because the products produced are potentially fragile. In addition, manufacturers are trying to find the opportunity to produce lighter and thinner glass vessels, therefore, it is necessary to be able to distribute the glass correctly. Many production parameters are known to affect glass distribution and must be controlled. In particular, the following parameters can be specified as well-known examples:

i) параметры загрузки, которые включают в себя вектор скорости и центровку капли, когда она падает в черновую форму;i) loading parameters, which include the velocity vector and centering of the droplet as it falls into the rough mold;

ii) распределение температуры в капле;ii) temperature distribution in the drop;

iii) охлаждение форм. iii) cooling of molds.

Чтобы правильно воздействовать на производственные параметры, необходимо знать распределение стекла сосудов сразу после формовки.To properly influence production parameters, it is necessary to know the glass distribution of the vessels immediately after molding.

Понятно, что знать распределение толщины значит знать в абсолютном выражении толщину в различных точках сосуда или, если это невозможно, знать в относительном выражении отклонения толщины между различными областями сосуда. Например, бутылка содержит снизу вверх: дно, корпус, соединенный с дном через пятку, затем горловину, соединенную с корпусом через плечо, и, наконец, ободок, предназначенный для заполнения и для закрывания пробкой, колпачком или крышкой. Дефект распределения стекла может наблюдаться, например, вертикально с избытком стекла на дне и утонением на плече. Можно также наблюдать дефекты горизонтального распределения, например, на уровне плеча: больше стекла с одной стороны, чем с противоположной стороны относительно оси. Этот анализ не только минимальных и максимальных значений толщины стекла, но также распределения вертикальных или горизонтальных отклонений, а также места нахождения тонких или толстых зон является исключительно важным, чтобы правильно корректировать процесс.It is clear that to know the thickness distribution means to know in absolute terms the thickness at various points of the vessel or, if this is not possible, to know in relative terms the thickness deviations between different regions of the vessel. For example, a bottle contains from bottom to top: a bottom, a body connected to the bottom through a heel, then a neck connected to the body through a shoulder, and finally a rim designed to be filled and to be closed with a stopper, cap or lid. A glass distribution defect can be observed, for example, vertically with excess glass at the bottom and thinning at the shoulder. Defects in horizontal distribution can also be observed, for example at shoulder level: more glass on one side than on the opposite side relative to the axis. This analysis of not only the minimum and maximum glass thicknesses, but also the distribution of vertical or horizontal deviations, as well as the location of thin or thick zones, is extremely important in order to correctly adjust the process.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

В предшествующем уровне техники известны различные решения, которые используют инфракрасное излучение, испускаемое еще горячими сосудами, и которые были предложены для их контроля на выходе формовочной машины с целью измерения распределения стекла.In the prior art, various solutions are known that use infrared radiation emitted by still hot vessels and which have been proposed to monitor them at the exit of the molding machine in order to measure the glass distribution.

Например, в патенте US 3 535 522 описан способ измерения толщины стекла сосуда, согласно которому измеряют инфракрасное излучение, испускаемое таким сосудом на выходе формовочной машины. Измерение инфракрасного излучения производят, когда сосуд помещают в печь, чтобы получить однородную температуру сосуда с определенным значением. Затем, сосуд, который все еще находится внутри печи, приводят во вращение вокруг вертикальной оси перед оптической осью инфракрасного датчика, который во время одного поворота измеряет излучение, проходящее через стенку, между 2,06 и 2,5 мкм или между 3,56 до 4,06 мкм. Поскольку температура предполагается однородной, благодаря печи, воспринимаемые изменения излучения можно напрямую связать с перепадами толщины. Эта технология не позволяет контролировать сосуды непрерывно и требует манипулирования сосудами, что делает процесс медленным и может привести к деформациям сосудов.For example, US Pat. No. 3,535,522 describes a method for measuring the thickness of the glass of a vessel by measuring the infrared radiation emitted by such a vessel at the exit of a molding machine. The infrared radiation measurement is made when the vessel is placed in an oven to obtain a uniform temperature of the vessel with a certain value. The vessel, still inside the oven, is then rotated about a vertical axis in front of the optical axis of the infrared sensor, which during one rotation measures the radiation passing through the wall between 2.06 and 2.5 µm or between 3.56 and 4.06 µm. Since the temperature is assumed to be uniform due to the furnace, perceived changes in radiation can be directly related to differences in thickness. This technology does not allow continuous monitoring of the vessels and requires manipulation of the vessels, which makes the process slow and can lead to vessel deformations.

В патенте ЕР 0 643 297 описано устройство, позволяющее производить анализ и диагностику в процессе производства стеклянных изделий и содержащее датчик, чувствительный к инфракрасному излучению, испускаемому объектами, выходящими из формовочной машины. Эта система содержит также цифровое устройство обработки, сравнивающее излучение с контрольной математической моделью, чтобы определить отклонения, существующие в распределении стекла, и/или причины, приводящие к присутствию термических напряжений в сосуде. Кроме того, в этом патенте нет никакого указания на средства получения контрольной математической модели.Patent EP 0 643 297 describes a device that allows analysis and diagnostics during the production of glass products and contains a sensor sensitive to infrared radiation emitted by objects emerging from a molding machine. This system also contains a digital processing device that compares the radiation with a reference mathematical model to determine deviations existing in the distribution of glass and/or the reasons leading to the presence of thermal stresses in the vessel. In addition, this patent does not provide any indication of a means of obtaining a control mathematical model.

Следует учитывать, что такое устройство измерения инфракрасного излучения установлено для наблюдения за сосудами, которые движутся по выходному конвейеру ниже по потоку (по направлению движения) формовочной машины, то есть на выходе последней секции, которая находится ближе всего к устройству. На другом конце машины находится, таким образом, секция, расположенная наиболее выше по потоку. Что касается излучения, испускаемого сосудами, то оно зависит от многих параметров, среди которых можно указать распределение материала, а также распределение температуры. Во время перемещения сосудов между секцией и устройством измерения инфракрасного излучения происходит теплопередача за счет излучения и проводимости между различными участками сосуда, которые стремятся к установлению термического равновесия и что можно назвать «спонтанной гомогенизацией» температуры, и общее охлаждение за счет излучения и конвекции, называемое «охлаждением». Термическое состояние сосудов и, следовательно, распределение температуры в материале сосуда во время их выхода из форм в дальнейшем будут называться «исходными условиями». Термическое состояние сосудов в момент их контроля зависит, таким образом, с одной стороны, от указанных исходных условий и, с другой стороны, от спонтанной гомогенизации и от охлаждения во время транспортировки, которые, естественно, различаются в зависимости от расстояния, проходимого сосудом от формовочной секции до поста контроля.It should be taken into account that such an infrared radiation measuring device is installed to monitor the vessels that move along the exit conveyor downstream (in the direction of movement) of the molding machine, that is, at the exit of the last section that is closest to the device. At the other end of the machine there is therefore a section located most upstream. As for the radiation emitted by the vessels, it depends on many parameters, among which we can indicate the distribution of the material, as well as the temperature distribution. As the vessels move between the section and the infrared radiation measuring device, there is heat transfer by radiation and conduction between different sections of the vessel, which tend to establish thermal equilibrium and what can be called "spontaneous homogenization" of temperature, and a general cooling due to radiation and convection, called " cooling." The thermal state of the vessels and, therefore, the temperature distribution in the vessel material during their release from the molds will be referred to as “initial conditions” in the following. The thermal state of the vessels at the time of their control therefore depends, on the one hand, on the specified initial conditions and, on the other hand, on spontaneous homogenization and on cooling during transportation, which naturally differ depending on the distance traversed by the vessel from the molding sections to the control post.

На практике, согласно этому известному патенту, отслеживают изменения излучения, связанные с отклонениями термических напряжений или толщины, но невозможно определить значение напряжения или толщины или даже определить, связано ли изменение излучения с различиями термических напряжений или толщины материала. Следовательно, на практике такую технологию невозможно применить, поскольку инфракрасное излучение зависит от многих параметров, которые перечислены ниже в качестве не ограничительных примеров:In practice, according to this famous patent, changes in radiation associated with variations in thermal stress or thickness are monitored, but it is not possible to determine the value of stress or thickness or even determine whether the change in radiation is associated with differences in thermal stress or thickness of the material. Consequently, such technology cannot be applied in practice, since infrared radiation depends on many parameters, which are listed below as non-limiting examples:

Интенсивность инфракрасного излучения, испускаемого горячими сосудами, в значительной мере зависит от температуры в соответствии с законом Стефана - Больцмана: E = sT<A>4, где Е = общее количество излучения, испускаемого объектом, в (Вт⋅м-2), s = постоянная Стефана - Больцмана = 5.67 × 10-8 Вт⋅м-2⋅К-4, и Т = температура в градусах Кельвина (К).The intensity of infrared radiation emitted by hot vessels depends largely on temperature according to the Stefan-Boltzmann law: E = sT<A>4, where E = total amount of radiation emitted by the object, in (W⋅m -2 ), s = Stefan-Boltzmann constant = 5.67 × 10 -8 W⋅m -2 ⋅K -4 , and T = temperature in degrees Kelvin (K).

Интенсивность инфракрасного излучения, испускаемого горячими сосудами, зависит от характеристик этих горячих сосудов, например, таких как размер, цвет, форма и состав стекла.The intensity of infrared radiation emitted by hot vessels depends on the characteristics of those hot vessels, such as size, color, shape and composition of the glass.

Следует учитывать, что расстояние между инфракрасным датчиком и выходом форм различается от одной формы к другой, следовательно время охлаждения для каждого сосуда является разным, поэтому горячие сосуды имеют разные температуры, когда они проходят перед инфракрасным датчиком. Иначе говоря, интенсивность инфракрасного излучения, измеряемая датчиком, зависит от точки отсчета производственной формы и, в частности, от положения этой формы относительно датчика.Please note that the distance between the infrared sensor and the mold exit varies from one mold to the next, hence the cooling time for each vessel is different, so hot vessels have different temperatures when they pass in front of the infrared sensor. In other words, the intensity of infrared radiation measured by the sensor depends on the reference point of the production mold and, in particular, on the position of this mold relative to the sensor.

На выходе формовочной машины сосуды перемещаются скольжением на конвейер. Следовательно, сосуды располагаются на конвейере по-разному относительно датчика измерения инфракрасного излучения, что приводит к изменению производимых измерений.At the exit of the molding machine, the vessels slide onto a conveyor. Consequently, the vessels are positioned differently on the conveyor relative to the infrared measurement sensor, which leads to changes in the measurements taken.

Условия температуры формовки, а также взаимодействия во время транспортировки сосудов могут меняться в зависимости от производственных условий (начало движения, задержка…) и от окружающих условий (день/ночь, метеоусловия, воздушный поток…).The molding temperature conditions as well as the interactions during the transport of the vessels may vary depending on the production conditions (start of movement, delay...) and on the environmental conditions (day/night, weather conditions, air flow...).

Поскольку излучение, рассматриваемое в ЕР 0 643 297, является сквозным излучением, то воспринимаемым излучением является излучение двух комбинированных стенок.Since the radiation considered in EP 0 643 297 is through radiation, the perceived radiation is the radiation of two combined walls.

Из всего вышесказанного вытекает, что на инфракрасное излучение влияют многие параметры, поэтому такой патент не дает решения для измерения распределения толщины стекла для сосудов при высокой температуре. В этом патенте раскрыто лишь отслеживание отклонений в распределении стекла, при условии, что оператор убеждается, что отклонения излучения связаны с толщиной. Оцениваются только относительные значения толщины или термических напряжений между различными областями сосудов или между различными сосудами и за короткие периоды времени. Решение по этому патенту не позволяет измерять по абсолютной величине толщину стекла сосудов в любой момент производства измерений.From the above, it follows that infrared radiation is influenced by many parameters, so this patent does not provide a solution for measuring the thickness distribution of glass for vessels at high temperature. This patent discloses only monitoring deviations in glass distribution, provided that the operator ensures that the radiation deviations are related to thickness. Only the relative values of thickness or thermal stress between different regions of vessels or between different vessels and over short periods of time are assessed. The solution to this patent does not allow measuring the thickness of the glass of vessels in absolute value at any time during the measurement.

Согласно варианту осуществления, в этом патенте предусмотрено применение оптического датчика, позволяющего снимать изображения стеклянных изделий, чтобы получать информацию об отклонениях и/или о распределении стекла. Данные сравнивают с данными, полученными при помощи датчика, чувствительного к инфракрасному излучению, чтобы можно было скорректировать критерии, в соответствии с которыми были проанализированы данные, полученные от датчика, чувствительного к инфракрасному излучению. Хотя применение этого варианта осуществления позволяет корректировать используемые критерии, он не позволяет устранить вышеупомянутые недостатки, связанные с методом, описанным в этом патенте. Таким образом, это решение не позволяет измерять толщину стекла ни по относительной величине, ни по абсолютной величине и, следовательно, определять распределение толщины на протяженной зоне и тем более на всем сосуде.According to an embodiment, this patent provides for the use of an optical sensor that allows images of glass products to be taken to obtain information about the deviations and/or distribution of the glass. The data is compared with data obtained from the infrared sensor so that the criteria by which the data from the infrared sensor were analyzed can be adjusted. Although the use of this embodiment makes it possible to adjust the criteria used, it does not eliminate the above-mentioned disadvantages associated with the method described in this patent. Thus, this solution does not make it possible to measure the thickness of the glass either in relative value or in absolute value and, therefore, to determine the thickness distribution over an extended area, and especially over the entire vessel.

В патенте ЕР 1 020 703 предложено измерять толщину стекла сосуда при помощи инфракрасного излучения, при этом измеряют первую интенсивность указанного излучения в первой спектральной полосе, в которой излучение испускается материалом между двумя крайними поверхностями сосуда, наружной и внутренней. Первая спектральная полоса, сигнал которой зависит одновременно от температуры стекла и от толщины, предпочтительно составляет от 0.4 до 1.1 микрон. Способ состоит также в измерении второй интенсивности указанного излучения во второй спектральной полосе, в которой излучение в основном испускается полностью только наружной поверхностью сосуда. Согласно этому патенту, вторая спектральная полоса, в которой излучение зависит только от температуры, соответствующей поверхностному излучению, предпочтительно составляет от 4.8 до 5 микрон. Согласно способу, толщину сосуда между внутренней и наружной поверхностями определяют как комбинированную функцию указанных измеряемых первой и второй интенсивностей. Иначе говоря, толщину и температуру определяют на основании двух измерений излучения, производимых в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе.Patent EP 1 020 703 proposes to measure the thickness of the glass of a vessel using infrared radiation, measuring the first intensity of said radiation in the first spectral band in which the radiation is emitted by the material between the two outer surfaces of the vessel, the outer and the inner. The first spectral band, the signal of which depends both on the temperature of the glass and on the thickness, is preferably from 0.4 to 1.1 microns. The method also consists in measuring a second intensity of said radiation in a second spectral band, in which the radiation is mainly emitted entirely only from the outer surface of the vessel. According to this patent, the second spectral band, in which the emission depends only on the temperature corresponding to the surface radiation, is preferably from 4.8 to 5 microns. According to the method, the thickness of the vessel between the inner and outer surfaces is determined as a combined function of said first and second measured intensities. In other words, thickness and temperature are determined based on two radiation measurements taken in the first spectral band and in the second spectral band.

Согласно варианту выполнения, представленному на фиг. 3, в этом патенте предложено равномерно распределить по окружности сосуда четыре камеры, измеряющие излучение во второй спектральной полосе, в которой излучение зависит только от температуры, и пирометр, измеряющий излучение в первой спектральной полосе, сигнал которой зависит одновременно от температуры стекла и от толщины.According to the embodiment shown in FIG. 3, this patent proposes to evenly distribute four chambers around the circumference of the vessel, measuring radiation in the second spectral band, in which radiation depends only on temperature, and a pyrometer measuring radiation in the first spectral band, the signal of which depends simultaneously on the temperature of the glass and on the thickness.

Таким образом, выяснилось, что точное вычисление толщины возможно только для одной точки, измеряемой пирометром и камерой. В результате получают отношение, чтобы узнать толщину в зависимости от температуры. Другие точки, измеряемые другими камерами, лишь оцениваются путем экстраполяции при предположении, что толщина зависит от температуры согласно локальной математический модели, полученной в одном месте сосуда. Предположение, что толщина определяется измерением температуры, является ошибочным, если только сосуды не являются однородными по температуре во время формовки, иначе говоря, если исходные условия температуры не являются одинаковыми для всей бутылки.Thus, it turned out that accurate calculation of thickness is possible only for one point measured by a pyrometer and a camera. As a result, a ratio is obtained to find out the thickness as a function of temperature. Other points measured by other cameras are only estimated by extrapolation, assuming that the thickness depends on temperature according to a local mathematical model obtained at one place in the vessel. The assumption that thickness is determined by temperature measurement is erroneous unless the vessels are temperature uniform during molding, that is, unless the initial temperature conditions are the same throughout the bottle.

Дополнительно следует отметить, что в первой спектральной полосе излучение сосуда по отношению к точке измерения пирометра включает в себя излучение так называемой передней стенки, находящейся со стороны точки измерения, зависящее от ее толщины и от ее температуры, а также излучение противоположной стенки, называемой задней стенкой, которое испускается внутрь сосуда и проходит через переднюю стенку. Это «заднее излучение» сочетается с «передним излучением» наблюдаемой напрямую поверхности. «Передняя стенка» лишь частично поглощает излучение в первой спектральной полосе. Таким образом, воспринимаемое излучение зависит от толщины обеих стенок и от температуры обеих стенок. Иначе говоря, измерение излучения передней стенки не позволяет измерить ее толщину, так как на излучение влияет задняя.Additionally, it should be noted that in the first spectral band, the radiation of the vessel in relation to the pyrometer measurement point includes radiation from the so-called front wall, located on the side of the measurement point, depending on its thickness and its temperature, as well as radiation from the opposite wall, called the rear wall , which is emitted into the vessel and passes through the front wall. This "back emission" is combined with the "front emission" of the directly observed surface. The “front wall” only partially absorbs radiation in the first spectral band. Thus, the perceived radiation depends on the thickness of both walls and on the temperature of both walls. In other words, measuring the radiation from the front wall does not allow one to measure its thickness, since the radiation is affected by the rear wall.

Наконец, способ, описанный в этом патенте, предназначен для измерения толщины стекла сосуда, принадлежащего к ограниченному семейству оттенков окраски. Однако существует потребность в возможности измерения толщины сосудов из стекла с более значительным числом оттенков окраски.Finally, the method described in this patent is intended to measure the thickness of glass of a vessel belonging to a limited family of color shades. However, there is a need to be able to measure the thickness of glass vessels with a greater number of color shades.

Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention

Изобретение призвано устранить недостатки известных технологий и предложить новый способ для точного измерения толщины стенок сосудов из стекла при высокой температуре, выходящих из формовочных полостей, с учетом влияния излучения одной части стенки на другую часть стенки.The invention is intended to overcome the shortcomings of known technologies and to provide a new method for accurately measuring the wall thickness of high temperature glass vessels emerging from molding cavities, taking into account the effect of radiation from one part of the wall to another part of the wall.

Изобретение призвано также предложить способ точного измерения толщины стенки сосудов из стекла, имеющих разные оттенки окраски.The invention is also intended to provide a method for accurately measuring the wall thickness of glass vessels having different shades of color.

Для решения этой задачи способ измерения толщины сосудов из стекла при высокой температуре, выходящих из формовочных полостей, содержит этапы, на которых:To solve this problem, a method for measuring the thickness of high temperature glass vessels emerging from molding cavities comprises the steps of:

- выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом от диаметрально противоположных первой стороны и второй стороны сосуда, таким образом, чтобы учитывать излучение, испускаемое первой стенкой сосуда, находящейся с первой стороны, и диаметрально противоположной второй стенкой сосуда, находящейся со второй стороны;- select for measurement the radiation emitted by the vessel from the diametrically opposite first side and the second side of the vessel, in such a way as to take into account the radiation emitted by the first wall of the vessel, located on the first side, and the diametrically opposite second wall of the vessel, located on the second side;

- выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом в первой спектральной полосе в диапазоне от 2 800 нм до 4 000 нм и во второй спектральной полосе, причем эти две спектральные полосы являются разными, и их выбирают таким образом, чтобы:- select for measurement the radiation emitted by the vessel in the first spectral band in the range from 2800 nm to 4000 nm and in the second spectral band, and these two spectral bands are different and are selected in such a way that:

. во-первых, коэффициент поглощения излучения стеклом был разным в двух спектральных полосах при температуре сосудов;. firstly, the absorption coefficient of radiation by glass was different in two spectral bands at the temperature of the vessels;

. и, во-вторых, по меньшей мере в первой спектральной полосе коэффициент поглощения излучения стеклом был таким, чтобы выполнялись условия:. and, secondly, at least in the first spectral band, the absorption coefficient of radiation by the glass was such that the following conditions were met:

* измеряемое излучение с первой стороны сосуда, исходящее от первой стенки, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой, и излучения, испускаемого второй стенкой и проходящего с поглощением через первую стенку, при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок;* the measured radiation from the first side of the vessel, emanating from the first wall, is the sum of the radiation emitted by the first wall, and the radiation emitted by the second wall and passing with absorption through the first wall, while the specified combined radiation depends on the thickness and temperature of the first and second walls;

* и измеряемое излучение со второй стороны сосуда, исходящее от второй стенки, является суммой излучения, испускаемого второй стенкой, и излучения, испускаемого первой стенкой и проходящего с поглощением через вторую стенку, при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок;* and the measured radiation from the second side of the vessel, emanating from the second wall, is the sum of the radiation emitted by the second wall, and the radiation emitted by the first wall and passing with absorption through the second wall, and the specified combined radiation depends on the thickness and temperature of the first and second walls ;

- одновременно измеряют с первой стороны сосуда интенсивность излучения, исходящего от первой стенки, в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе, и со второй стороны сосуда интенсивность излучения, исходящего от второй стенки, в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе;- simultaneously measuring from the first side of the vessel the intensity of radiation emanating from the first wall, in the first spectral band and in the second spectral band, and from the second side of the vessel the intensity of radiation emanating from the second wall, in the first spectral band and in the second spectral band;

- и определяют по меньшей мере толщину первой стенки и второй стенки на основании измерения интенсивности излучения, исходящего от первой стенки в первой и второй спектральных полосах и от второй стенки в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, испускаемое стенкой, и излучение, проходящее с поглощением и испускаемое диаметрально противоположной другой стенкой.- and determine at least the thickness of the first wall and the second wall based on the measurement of the intensity of radiation emanating from the first wall in the first and second spectral bands and from the second wall in the first and second spectral bands, taking into account in the intensity of the radiation in the first spectral band the radiation emitted wall, and radiation passing through absorption and emitted by the diametrically opposite other wall.

Кроме того, заявленный способ может иметь в комбинации по меньшей мере один и/или другой из следующих дополнительных признаков:In addition, the claimed method may have in combination at least one and/or other of the following additional features:

- во второй спектральной полосе коэффициент поглощения излучения стеклом отличается от коэффициента поглощения в первой спектральной полосе и является таким, что излучение, измеренное, во-первых, с первой стороны сосуда, исходящее от первой стенки, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой, и излучения, испускаемого второй стенкой и проходящего через первую стенку, и, во-вторых, со второй стороны сосуда, исходящее от второй стенки, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой и проходящего через вторую стенку, при этом комбинированное излучение зависит от толщины стенок и от температуры стенок;- in the second spectral band, the absorption coefficient of radiation by glass differs from the absorption coefficient in the first spectral band and is such that the radiation measured, firstly, from the first side of the vessel, emanating from the first wall, is the sum of the radiation emitted by the first wall and the radiation , emitted by the second wall and passing through the first wall, and, secondly, from the second side of the vessel, emanating from the second wall, is the sum of the radiation emitted by the first wall and passing through the second wall, the combined radiation depending on the thickness of the walls and on the temperature walls;

- определяют также температуру первой стенки и второй стенки на основании измерений интенсивности излучения первой стенки в первой и второй спектральных полосах и второй стенки в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, проходящее с поглощением и исходящее от стенки, находящейся с другой стороны.- the temperature of the first wall and the second wall is also determined based on measurements of the radiation intensity of the first wall in the first and second spectral bands and of the second wall in the first and second spectral bands, taking into account in the radiation intensity in the first spectral band the radiation passing through absorption and emanating from the wall, located on the other side.

Изобретение призвано также предложить способ для точного измерения толщины стенки стеклянных сосудов при высокой температуре для широкого диапазона оттенков окраски стекла, включая белое стекло.The invention is also intended to provide a method for accurately measuring the wall thickness of glass containers at high temperatures for a wide range of glass colors, including white glass.

Эта задача решается при помощи способа, согласно которому выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом в первой спектральной полосе в диапазоне, составляющем от 3 000 нм до 4 000 нм.This problem is solved by a method in which the radiation emitted by the vessel in a first spectral band in the range of 3,000 nm to 4,000 nm is selected for measurement.

Кроме того, заявленный способ может иметь в комбинации по меньшей мере один и/или другой из следующих дополнительных признаков:In addition, the claimed method may have in combination at least one and/or other of the following additional features:

- во второй спектральной полосе коэффициент поглощения излучения стеклом является таким, что излучение, измеренное, во-первых, с первой стороны сосуда, исходящее от первой стенки, является излучением, испускаемым только поверхностью первой стенки, и, во-вторых, со второй стороны сосуда, исходящее от второй стенки, является излучением, испускаемым только поверхностью второй стенки, при этом излучение зависит только от температуры;- in the second spectral band, the absorption coefficient of radiation by glass is such that the radiation measured, firstly, from the first side of the vessel, emanating from the first wall, is radiation emitted only by the surface of the first wall, and, secondly, from the second side of the vessel , emanating from the second wall, is radiation emitted only by the surface of the second wall, and the radiation depends only on temperature;

- определяют температуру первой стенки и второй стенки на основании соответственно измерений интенсивности излучения первой стенки во второй спектральной полосе и второй стенки во второй спектральной полосе;- determine the temperature of the first wall and the second wall based on, respectively, measurements of the radiation intensity of the first wall in the second spectral band and the second wall in the second spectral band;

- выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом во второй спектральной полосе в диапазоне, составляющем от 1 100 нм до 2 600 нм;- select for measurement the radiation emitted by the vessel in the second spectral band in the range from 1,100 nm to 2,600 nm;

- выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом во второй спектральной полосе в диапазоне, превышающем 4 500 нм и предпочтительно превышающем 5 000 нм;- selecting for measurement the radiation emitted by the vessel in the second spectral band in the range exceeding 4500 nm and preferably exceeding 5000 nm;

- одновременно измеряют излучение при помощи по меньшей мере двух инфракрасных двухспектральных камер, каждая из которых выдает для каждого сосуда по меньшей мере два инфракрасных изображения излучения стенки сосуда, находящегося в ее поле наблюдения.- radiation is simultaneously measured using at least two infrared dual-spectrum cameras, each of which produces for each vessel at least two infrared images of the radiation of the vessel wall located in its field of observation.

Изобретением предложена также установка для точного измерения толщины стеклянных стенок сосудов.The invention also provides a device for accurately measuring the thickness of glass walls of vessels.

Для решения этой задачи установка для измерения толщины стенок стеклянных сосудов при высокой температуре, выходящих из формовочных полостей и перемещаемых по переносной траектории, содержит:To solve this problem, an installation for measuring the wall thickness of glass vessels at high temperatures emerging from the molding cavities and moving along a portable path contains:

- по меньшей мере первую и вторую инфракрасные двухспектральные камеры, расположенные диаметрально противоположно с двух сторон от траектории сосудов, чтобы учитывать излучение, испускаемое первой стенкой сосуда, находящейся с первой стороны сосуда, и второй стенкой сосуда, находящейся с диаметрально противоположной второй стороны, при этом каждая камера выдает два инфракрасных изображения излучения стенки сосуда, находящейся в ее поле наблюдения, в первой спектральной полосе в диапазоне, составляющем от 2 800 нм до 4 000 нм, и во второй спектральной полосе, причем эти две полосы являются разными, и их выбирают таким образом, чтобы:- at least first and second infrared dual-spectrum cameras located diametrically opposite on both sides of the vessel trajectory to take into account the radiation emitted by the first wall of the vessel located on the first side of the vessel, and the second wall of the vessel located on the diametrically opposite second side, wherein each camera produces two infrared images of radiation from the wall of a vessel within its field of view, in a first spectral band in the range from 2800 nm to 4000 nm, and in a second spectral band, the two bands being different and selected as such in such a way that:

во-первых, коэффициент поглощения излучения стеклом был разным в двух спектральных полосах при температуре сосудов;firstly, the absorption coefficient of radiation by glass was different in two spectral bands at the temperature of the vessels;

и, во-вторых, по меньшей мере в первой спектральной полосе коэффициент поглощения излучения стеклом был таким, что:and, secondly, at least in the first spectral band, the absorption coefficient of radiation by glass was such that:

* измеряемое излучение с первой стороны сосуда, исходящее от первой стенки, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой, и излучения, испускаемого второй стенкой и проходящего с поглощением через первую стенку, при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок;* the measured radiation from the first side of the vessel, emanating from the first wall, is the sum of the radiation emitted by the first wall, and the radiation emitted by the second wall and passing with absorption through the first wall, while the specified combined radiation depends on the thickness and temperature of the first and second walls;

* и измеряемое излучение со второй стороны сосуда, исходящее от второй стенки, является суммой излучения, испускаемого второй стенкой, и излучения, испускаемого первой стенкой и проходящего с поглощением через вторую стенку, при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок;* and the measured radiation from the second side of the vessel, emanating from the second wall, is the sum of the radiation emitted by the second wall, and the radiation emitted by the first wall and passing with absorption through the second wall, and the specified combined radiation depends on the thickness and temperature of the first and second walls ;

- систему для управления работой инфракрасных двухспектральных камер таким образом, чтобы снимать одновременно первой камерой два изображения, измеряющих интенсивность излучения первой стенки в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе, и второй камерой - два изображения, измеряющих интенсивность излучения второй стенки в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе;- a system for controlling the operation of infrared dual-spectral cameras in such a way that the first camera simultaneously takes two images measuring the radiation intensity of the first wall in the first spectral band and in the second spectral band, and the second camera - two images measuring the radiation intensity of the second wall in the first spectral band and in the second spectral band;

- и вычислительное устройство, выполненное с возможностью определять по меньшей мере толщину первой стенки и второй стенки, анализируя два изображения, дающие соответственно измерения интенсивности излучения, исходящего от первой стенки в первой и второй спектральных полосах, и два изображения второй стенки в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, испускаемое одной стенкой, и излучение, проходящее с поглощением и исходящее от стенки, находящейся с другой стороны.- and a computing device configured to determine at least the thickness of the first wall and the second wall by analyzing two images providing respectively measurements of the intensity of radiation emanating from the first wall in the first and second spectral bands, and two images of the second wall in the first and second spectral bands bands, taking into account in the radiation intensity in the first spectral band the radiation emitted by one wall, and the radiation passing through absorption and emanating from the wall located on the other side.

Кроме того, согласно варианту выполнения, заявленная установка может включать в себя:In addition, according to an embodiment, the claimed installation may include:

- инфракрасную двухспектральную камеру, которая содержит:- infrared dual-spectrum camera, which contains:

- делитель пучков, ниже по потоку, от которого лучи делятся на два отдельных выходных пучка;- a beam splitter, downstream, from which the beams are divided into two separate output beams;

- ниже по потоку от делителя пучков - два отдельных датчика или два участка датчика, расположенные в одной плоскости или двух плоскостях изображения, принимающие, каждый, один из двух отдельных выходных пучков, при этом первый датчик или первый участок датчика принимает первый пучок излучения в первой спектральной полосе, и второй датчик или второй участок датчика принимает второй пучок излучения во второй спектральной полосе;- downstream from the beam splitter - two separate sensors or two sensor sections located in one plane or two image planes, each receiving one of two separate output beams, the first sensor or the first sensor section receiving the first beam of radiation in the first spectral band, and a second sensor or second sensor portion receives a second beam of radiation in the second spectral band;

- при этом первый и второй пучки формируются выше по потоку или ниже по потоку от делителя при помощи объектива, формирующего за счет оптического сопряжения на каждой плоскости изображения оптическое изображение сосуда соответственно в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе;- in this case, the first and second beams are formed upstream or downstream from the divider using a lens, which, due to optical conjugation on each image plane, forms an optical image of the vessel, respectively, in the first spectral band and in the second spectral band;

- при этом первый и/или второй пучки фильтруются оптическим фильтром или оптическими фильтрами, выбирающими соответственно первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.- in this case, the first and/or second beams are filtered by an optical filter or optical filters, selecting the first spectral band and the second spectral band, respectively.

Согласно другому варианту выполнения, инфракрасная двухспектральная камера содержит:According to another embodiment, the infrared dual-spectrum camera contains:

- объектив, формирующий за счет оптического сопряжения на плоскости датчика оптическое изображение поля, через которое проходит сосуд;- a lens that, due to optical coupling on the sensor plane, forms an optical image of the field through which the vessel passes;

- два отдельных линейных участка датчика с их вертикальными опорными линиями, расположенными таким образом, чтобы при перемещении сосуда в поле объектива получать сканируемое изображение при помощи каждого из двух линейных участков датчика;- two separate linear sections of the sensor with their vertical reference lines, located in such a way that when the vessel moves in the field of the lens, a scanned image is obtained using each of the two linear sections of the sensor;

- при этом первый линейный участок датчика принимает первый участок пучка излучения в первой спектральной полосе;- in this case, the first linear section of the sensor receives the first section of the radiation beam in the first spectral band;

- при этом второй участок датчика принимает второй участок пучка излучения во второй спектральной полосе;- in this case, the second section of the sensor receives the second section of the radiation beam in the second spectral band;

- по меньшей мере один оптический фильтр, расположенный на пути световых пучков, чтобы выбирать первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.- at least one optical filter located in the path of the light beams to select the first spectral band and the second spectral band.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Фиг. 1 - общий вид сверху установки согласно изобретению, подходящей для измерения толщины стеклянной стенки сосуда, выходящего из формовочной машины.Fig. 1 is a general top view of an apparatus according to the invention suitable for measuring the thickness of the glass wall of a vessel emerging from a molding machine.

Фиг. 2 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип излучения сосуда относительно точек измерения, находящихся с каждой стороны сосуда, в первой спектральной полосе.Fig. 2 is a schematic view illustrating the radiation principle of a vessel with respect to measurement points located on each side of the vessel in the first spectral band.

Фиг. 3 - вид, иллюстрирующий тепловое излучение абсолютно черного тела.Fig. 3 is a view illustrating the thermal radiation of a completely black body.

Фиг. 4 - вид, иллюстрирующий тепловое излучение стеклянного тела.Fig. 4 is a view illustrating thermal radiation of a glass body.

Фиг. 5 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип излучения сосуда относительно точек измерения, находящихся с каждой стороны сосуда, во второй спектральной полосе.Fig. 5 is a schematic view illustrating the radiation principle of a vessel with respect to measurement points located on each side of the vessel in the second spectral band.

Фиг. 6 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип излучения сосуда относительно точек измерения, находящихся с каждой стороны сосуда, во второй спектральной полосе, чувствительной только к температуре поверхности стеклянной стенки.Fig. 6 is a schematic view illustrating the principle of radiation of a vessel with respect to measurement points located on each side of the vessel, in a second spectral band sensitive only to the surface temperature of the glass wall.

Фиг. 7 - схематичный вид примера двухспектральной инфракрасной камеры, используемой в рамках изобретения.Fig. 7 is a schematic view of an example of a dual-spectrum infrared camera used in the context of the invention.

Фиг. 8 - схематичный вид другого примера двухспектральной инфракрасной камеры, используемой в рамках изобретения.Fig. 8 is a schematic view of another example of a dual-spectrum infrared camera used in connection with the invention.

Фиг. 9 - схематичный вид еще одного примера двухспектральной инфракрасной камеры, используемой в рамках изобретения.Fig. 9 is a schematic view of another example of a dual-spectrum infrared camera used in connection with the invention.

Описание вариантов осуществления изобретенияDescription of Embodiments of the Invention

В описании изобретения используются первая спектральная полоса λ1 и вторая спектральная полоса λ2. Спектральная полоса λ является интервалом длины волы с центром на каком-либо значении. Согласно изобретению или его вариантов, каждую рабочую спектральную полосу выбирают в специфических диапазонах длин волн, которые являются более широкими интервалами длин волны. Это значит, что интервал длин волн для каждой рабочей спектральной полосы входит в конкретный диапазон длин волн.In the description of the invention, the first spectral band λ1 and the second spectral band λ2 are used. The spectral band λ is an interval of wavelength centered on some value. According to the invention or variants thereof, each operating spectral band is selected in specific wavelength ranges, which are broader wavelength ranges. This means that the wavelength range for each operating spectral band falls within a specific wavelength range.

На фиг. 1 показана заявленная установка 1, позволяющая контролировать в горячем состоянии стеклянные сосуды 2, например, такие как бутылки или флаконы, с целью измерения толщины стеклянной стенки этих сосудов. Установка 1 расположена таким образом, чтобы обеспечивать контроль сосудов 2, выходящих из производственной или формовочной машины 3 любого известного типа. На выходе формовочной машины сосуды 2 имеют высокую температуру, как правило, составляющую от 300°С до 700°С.In fig. 1 shows the inventive installation 1, which makes it possible to control glass vessels 2, such as bottles or flasks, in a hot state, in order to measure the thickness of the glass wall of these vessels. The installation 1 is arranged in such a way as to provide control of the vessels 2 emerging from a production or molding machine 3 of any known type. At the exit of the molding machine, the vessels 2 have a high temperature, typically ranging from 300°C to 700°C.

Формовочная машина 3 классически содержит ряд полостей 4, каждая из которых обеспечивает формовку сосуда 2. Как известно, сосуды 2, сформованные машиной 3, последовательно укладываются на выходной конвейер 5, образуя ряд сосудов. Конвейер 5 транспортирует сосуды 2 в виде ряда по поступательной траектории F, чтобы доставлять их последовательно на различные посты обработки.The forming machine 3 classically contains a number of cavities 4, each of which provides the formation of a vessel 2. As is known, the vessels 2 formed by the machine 3 are sequentially stacked on the output conveyor 5, forming a row of vessels. The conveyor 5 transports the vessels 2 in a row along a translational path F in order to deliver them sequentially to various processing stations.

Согласно предпочтительному, но не ограничительному признаку изобретения, заявленная установка 1 находится как можно ближе к формовочной машине 3 таким образом, чтобы выходной конвейер 5 обеспечивал последовательное перемещение сосудов 2 при высокой температуре перед этой установкой 1 контроля. Как правило, установка 1 расположена между выходом формовочной машины 3 и лером 6 для отжига, предпочтительно перед блоком обработки поверхности, обычно образующим первый из постов обработки после формовки.According to a preferred, but not limiting, feature of the invention, the inventive installation 1 is located as close as possible to the molding machine 3 so that the output conveyor 5 ensures the sequential movement of the vessels 2 at high temperature in front of this control installation 1. Typically, the installation 1 is located between the outlet of the molding machine 3 and the annealing lehr 6, preferably in front of the surface treatment unit, which usually forms the first of the post-forming processing stations.

Заявленная установка 1 содержит по меньшей мере первую инфракрасную двухспектральную камеру 11 и вторую инфракрасную двухспектральную камеру 12, расположенные диаметрально противоположно с двух сторон от траектории F поступательного движения сосудов. Каждая инфракрасная двухспектральная камера 11, 12 выполнена с возможностью выдавать получаемые изображения инфракрасного излучения стенки сосуда, находящегося в ее поле наблюдения. Каждая инфракрасная двухспектральная камера 11, 12 выдает для каждого сосуда 2 по меньшей мере одно первое изображение, полученное из инфракрасного излучения, принятого в первой спектральной полосе λ1, и по меньшей мере одно второе изображение, полученное из инфракрасного излучения, принятого во второй спектральной полосе λ2. Спектральная полоса обозначает интервал длин волн. Характеристики спектральных полос λ1, λ2 будут уточнены ниже в дальнейшем тексте описания.The claimed installation 1 contains at least a first infrared dual-spectral camera 11 and a second infrared dual-spectral camera 12, located diametrically opposite on both sides of the trajectory F of the translational movement of the vessels. Each infrared dual-spectrum camera 11, 12 is configured to produce images of infrared radiation from the wall of a vessel located in its field of observation. Each infrared dual-spectrum camera 11, 12 outputs for each vessel 2 at least one first image obtained from infrared radiation received in the first spectral band λ1 and at least one second image obtained from infrared radiation received in the second spectral band λ2 . A spectral band denotes a range of wavelengths. The characteristics of the spectral bands λ1, λ2 will be clarified below in the further text of the description.

Согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 1, заявленная установка 1 содержит также вторую пару 13, 14 инфракрасных двухспектральных камер. Эти инфракрасные двухспектральные камеры 13, 14 этой второй пары тоже расположены диаметрально противоположно с двух сторон от траектории F поступательного движения сосудов. Например, инфракрасные двухспектральные камеры 11, 12 первой пары расположены таким образом, что их оси наблюдения находятся под углом 45° относительно траектории F поступательного движения. Точно так же, инфракрасные двухспектральные камеры 13, 14 второй пары расположено под углом 45° относительно траектории F поступательного движения таким образом, что оси наблюдения инфракрасных двухспектральных камер 11-14 попарно смещены на 90°. Разумеется, такое расположение инфракрасных двухспектральных камер не является ограничительным. Для адаптации к неблагоприятным условиям промежутка между движущимися сосудами углы между четырьмя осями наблюдения могут быть адаптированы, например, по следующим значениям: 30°, 150°, 30°, 150°.According to the embodiment shown in FIG. 1, the claimed installation 1 also contains a second pair 13, 14 of infrared dual-spectrum cameras. These infrared dual-spectral cameras 13, 14 of this second pair are also located diametrically opposite on both sides of the trajectory F of the forward movement of the vessels. For example, the infrared dual-spectral cameras 11, 12 of the first pair are located in such a way that their observation axes are at an angle of 45° relative to the translational trajectory F. In the same way, the infrared dual-spectral cameras 13, 14 of the second pair are located at an angle of 45° relative to the translational trajectory F in such a way that the observation axes of the infrared dual-spectral cameras 11-14 are shifted in pairs by 90°. Of course, this arrangement of infrared dual-spectrum cameras is not restrictive. To adapt to unfavorable spacing conditions between moving vessels, the angles between the four observation axes can be adapted, for example, to the following values: 30°, 150°, 30°, 150°.

Изобретение может также работать с использованием трех инфракрасных двухспектральных камер с осями под углом 120°. В этом случае будет считаться, что поле каждой камеры поделено на два участка, при этом каждый участок поля содержит изображение сектора в 60° цилиндрического сосуда. Каждый участок поля одной камеры является противоположным к участку поля другой камеры.The invention can also be operated using three infrared dual-spectrum cameras with axes at an angle of 120°. In this case, it will be considered that the field of each camera is divided into two sections, with each section of the field containing an image of a 60° sector of a cylindrical vessel. Each section of the field of one chamber is opposite to the section of the field of the other chamber.

Наконец, изобретение можно осуществлять с числом камер более четырех при соблюдении принципа получения инфракрасных двухспектральных изображений с точки зрения всех стенок.Finally, the invention can be implemented with more than four cameras, while respecting the principle of obtaining infrared dual-spectral images from the point of view of all walls.

Заявленная установка 1 содержит систему 15 для управления работой инфракрасных двухспектральных камер таким образом, чтобы считывать изображения К1, К2, выдаваемые инфракрасными двухспектральными камерами, в соответствии со способом, который будет описан подробно ниже. Заявленная установка 1 содержит также вычислительное устройство 16, выполненное с возможностью определять толщину стеклянной стенки сосуда, анализируя изображения К1, К2, выдаваемые инфракрасными двухспектральными камерами 11-14.The claimed installation 1 contains a system 15 for controlling the operation of infrared dual-spectral cameras so as to read images K 1 , K 2 produced by the infrared dual-spectral cameras, in accordance with a method that will be described in detail below. The claimed installation 1 also contains a computing device 16, configured to determine the thickness of the glass wall of the vessel by analyzing images K 1 , K 2 produced by infrared dual-spectral cameras 11-14.

В рамках настоящей заявки вычислительное устройство 16 представляет собой компьютерный блок, который, как известно, может содержать, в частности, микропроцессор, шины входа/выхода данных, память, соединения с компьютерной сетью и/или экран. Вычислительное устройство может быть компьютерным блоком, специально предназначенным для установки измерения толщины стенок, или может использоваться также другими элементами линии производства сосудов. Например, речь может идти о центральном блоке управления линии или о его части. Среди входов-выходов, разумеется, следует указать средства считывания инфракрасных изображений. В качестве памяти можно указать средства запоминания цифровых инфракрасных изображений. Микропроцессор выполнен с возможностью исполнять программы, предусмотренные для реализации алгоритмов, осуществляющих заявленный способ.As used herein, computing device 16 is a computer unit, which is known to include, among others, a microprocessor, data input/output buses, memory, computer network connections, and/or a screen. The computing device may be a computer unit specifically designed for the wall thickness measurement unit, or may also be used by other elements of the vessel production line. For example, we can talk about a central line control unit or a part thereof. Among the inputs and outputs, of course, one should include means for reading infrared images. The memory can be specified as a means of storing digital infrared images. The microprocessor is configured to execute programs designed to implement algorithms that implement the claimed method.

Компьютерный анализ цифровых изображений дает результат контроля, который может включать в себя бинарный результат (правильно/неправильно, присутствует/отсутствует, соответствует/не соответствует, …) и/или качественный и даже количественный результат, например, в виде одного или нескольких измерений. Таким образом, результат контроля может включать в себя не только минимальные и максимальные значения толщины стекла, но также распределение и вертикальные или горизонтальные отклонения, а также место нахождения тонких или толстых зон, что имеет значение для корректировки процесса. Кроме определения распределения или картографии толщины, то есть распределения материала в контролируемом сосуде, результат контроля может также включать в себя картографии температуры сосудов, разметку областей сильных термических напряжений, когда наблюдаются локально сильные перепады температур. Этот анализ может также включать в себя обнаружение дефектов внешнего вида или состава, таких как присутствие включений, пузырьки, складки или трещины на поверхности, или геометрических или размерных дефектов, таких как косое горлышко, отклонения наружных размеров.Computer analysis of digital images produces an inspection result that may include a binary result (correct/incorrect, present/absent, pass/fail, ...) and/or a qualitative and even quantitative result, for example, in the form of one or more measurements. Thus, the inspection result may include not only the minimum and maximum values of glass thickness, but also the distribution and vertical or horizontal deviations, as well as the location of thin or thick zones, which has implications for process adjustments. In addition to determining the distribution or thickness mapping, that is, the distribution of material in the controlled vessel, the control result may also include temperature mapping of the vessels, marking areas of high thermal stress when locally large temperature differences are observed. This analysis may also include the detection of defects in appearance or composition, such as the presence of inclusions, bubbles, folds or cracks on the surface, or geometric or dimensional defects, such as slanted neck, deviations in external dimensions.

Среди выходов вычислительного устройства можно предусмотреть линии связи в направлении любой системы контроля производственной машины, чтобы корректировать отклонения процесса в зависимости от осуществляемых измерений.Among the outputs of the computing device, communication lines can be provided towards any control system of the production machine in order to correct process deviations depending on the measurements taken.

Нижеследующее описание представлено только с учетом первой пары инфракрасных двухспектральных камер 11, 12, но это описание можно применить также для второй пары инфракрасных двухспектральных камер. Первая инфракрасная двухспектральная камера 11 расположена с первой стороны I от сосуда 2, тогда как вторая инфракрасная двухспектральная камера 12 расположена с диаметрально противоположной второй стороны II от сосуда.The following description is presented only with regard to the first pair of infrared dual-spectrum cameras 11, 12, but this description can also be applied to the second pair of infrared dual-spectrum cameras. The first infrared dual-spectrum camera 11 is located on the first side I of the vessel 2, while the second infrared dual-spectrum camera 12 is located on the diametrically opposite second side II of the vessel.

Учитывая, что каждый сосуд 2 содержит стеклянную стенку, имеющую форму тела вращения или цилиндрическую форму, диаметрально противоположное расположение инфракрасных двухспектральных камер 11, 12 по отношению к сосуду предполагает, что для каждой точки измерения сосуд 2 имеет так называемую переднюю стенку и так называемую заднюю стенку, при этом передняя и задняя стенки для одной инфракрасной двухспектральной камеры соответствуют задней и передней стенкам для другой камеры. В примере, представленном, в частности, на фиг. 2, каждый сосуд 2 содержит условно первую стенку 21, находящуюся с первой стороны I сосуда, то есть ближе всего к первой инфракрасной двухспектральной камере 11, и вторую стенку 22, находящуюся с диаметрально противоположной второй стороны II, то есть ближе всего ко второй инфракрасной двухспектральной камере 12. Таким образом, каждая инфракрасная двухспектральная камера 11, 12 учитывает излучение, испускаемое передней стенкой сосуда, и, возможно, излучение, испускаемое задней стенкой сосуда и прошедшее через переднюю стенку.Considering that each vessel 2 contains a glass wall having the shape of a body of revolution or a cylindrical shape, the diametrically opposed arrangement of the infrared dual-spectral cameras 11, 12 with respect to the vessel implies that for each measurement point the vessel 2 has a so-called front wall and a so-called back wall , with the front and rear walls for one infrared dual-spectrum camera corresponding to the back and front walls for the other camera. In the example shown in particular in FIG. 2, each vessel 2 contains conventionally a first wall 2 1 located on the first side I of the vessel, that is, closest to the first infrared dual-spectral camera 11, and a second wall 2 2 located on the diametrically opposite second side II, that is, closest to the second infrared dual-spectrum camera 12. Thus, each infrared dual-spectrum camera 11, 12 takes into account the radiation emitted by the front wall of the vessel, and possibly the radiation emitted by the rear wall of the vessel and transmitted through the front wall.

Согласно изобретению, каждая инфракрасная двухспектральная камера 11, 12 выдает для каждого сосуда по меньшей мере два инфракрасных изображения излучения сосуда, находящегося в ее поле наблюдения, одно из которых К1 в первой спектральной полосе λ1 и другое К2 во второй спектральной полосе λ2. Эту первую спектральную полосу λ1 и эту вторую спектральную полосу λ2 выбирают в зависимости от описанного ниже принципа измерения.According to the invention, each infrared dual-spectral camera 11, 12 produces for each vessel at least two infrared images of the radiation of the vessel located in its field of observation, one of which is K 1 in the first spectral band λ1 and the other K 2 in the second spectral band λ2. This first spectral band λ1 and this second spectral band λ2 are selected depending on the measurement principle described below.

Прежде всего необходимо учесть, что первая спектральная полоса λ1 и вторая спектральная полоса λ2 являются разными или отдельными, то есть не имеют ни одного общего значения. Согласно другому признаку, поглощение излучения стеклом отличается в двух спектральных полосах при температуре сосудов 2.First of all, it is necessary to take into account that the first spectral band λ1 and the second spectral band λ2 are different or separate, that is, they do not have any common meaning. According to another characteristic, the absorption of radiation by glass differs in two spectral bands at vessel temperature 2.

Ниже для напоминания приведена теория теплового излучения. В дальнейшем тексте описания для упрощения излучение будет считаться инфракрасным излучением, воспринимаемом в телесном угле наблюдателем, наблюдающим излучающее тело, например, тепловой камеры, наблюдающей сосуд.Below is the theory of thermal radiation as a reminder. In the following text of the description, for the sake of simplicity, radiation will be considered infrared radiation perceived in the solid angle by an observer observing the radiating body, for example, a thermal camera observing a vessel.

Как показано на фиг. 3, тепловое излучение Rсn абсолютно черного тела на данной длине волны и при данной температуре, соответственно λ и Т, выражается следующим образом:As shown in FIG. 3, the thermal radiation R сn of an absolutely black body at a given wavelength and at a given temperature, λ and T, respectively, is expressed as follows:

[Уравнение 1][Equation 1]

Согласно определению абсолютно черного тела, коэффициент излучения ε при тепловом равновесии равен коэффициенту поглощению α:According to the definition of a black body, the emissivity ε at thermal equilibrium is equal to the absorption coefficient α:

[Уравнение 2][Equation 2]

1 = ε = α1 = ε = α

Для стеклянной стенки (серое тело) выражение воспринимаемого общего излучения М (общее воспринимаемое излучение), показанного на фиг. 4, записывают следующим образом:For a glass wall (gray body), the expression of the perceived total radiation M (total perceived radiation) shown in Fig. 4 is written as follows:

[Уравнение 3][Equation 3]

M = R + ρ + Tr,M = R + ρ + Tr,

где R является тепловым излучением, ρ является отраженным излучением, и Tr является пропускаемым излучением.where R is thermal radiation, ρ is reflected radiation, and Tr is transmitted radiation.

В рабочей спектральной области, то есть для интервалов длин волн, воспринимаемых датчиками в соответствии с изобретением, отраженное излучение считается ничтожным по отношению к интенсивности излучения, испускаемого сосудом. В дальнейшем поток, воспринимаемый при отражении, будет считаться нулевым, F=ρ=0.In the operating spectral region, that is, for the wavelength ranges perceived by the sensors according to the invention, the reflected radiation is considered negligible in relation to the intensity of the radiation emitted by the vessel. In the future, the flux perceived during reflection will be considered zero, F=ρ=0.

[Уравнение 4][Equation 4]

M = R + TrM = R + Tr

Для полупрозрачного тела учитывают закон Бера - Ламберта, определяющий коэффициент поглощения α излучения А в зависимости от толщины е, через которую проходит излучение АО.For a translucent body, the Beer-Lambert law is taken into account, which determines the absorption coefficient α of radiation A depending on the thickness e through which the radiation A O passes.

[Уравнение 5][Equation 5]

Tr = τ × AO = (1 - α) × AO,Tr = τ × A O = (1 - α) × A O ,

где АО является падающим излучением, и τ является коэффициентом пропускания.where A O is the incident radiation, and τ is the transmittance.

[Уравнение 6][Equation 6]

ε(λ,Т,е) = α(λ,Т,е) = (1 - ) = (1 - τ(λ,Т,е),ε(λ,Т,е) = α(λ,Т,е) = (1 - ) = (1 - τ(λ,Т,е),

где μ(λТ) является коэффициентом поглощения (в мм-1) при данной длине волны λ и при данной температуре Т (в К). На практике μ(λТ) является коэффициентом поглощения, интегрированным по узкой полосе длин волн, центрованной на длине волны λ.where μ(λT) is the absorption coefficient (in mm -1 ) at a given wavelength λ and at a given temperature T (in K). In practice, μ(λT) is the absorption coefficient integrated over a narrow band of wavelengths centered on wavelength λ.

В дальнейшем зависимостями коэффициента излучения и коэффициента поглощения от температуры можно пренебрегать в области условий применения, то есть при температурах стекла и для выбранных интервалов длин волн.In the following, the dependence of the emissivity and absorption coefficient on temperature can be neglected in the field of application conditions, that is, at glass temperatures and for selected wavelength intervals.

Излучение R, испускаемое стеклянной стенкой толщиной е и с температурой Т при данной длине волны λ, записывают следующим образом:Radiation R emitted by a glass wall of thickness e and temperature T at a given wavelength λ is written as follows:

[Уравнение 7][Equation 7]

R(λ,Т,е) = ε(λ,е) × Rcn(λ,Т),R(λ,Т,е) = ε(λ,е) × R cn (λ,Т),

где коэффициент излучения стенки выражается уравнением [6]:where the wall emissivity is expressed by the equation [6]:

[Уравнение 8][Equation 8]

ε(λ,е) = 1 - ε(λ,е) = 1 -

Применение теории теплового излучения в соответствии с изобретением для сосуда заставляет учитывать обе стеклянные стенки. Действительно, например, для рассматриваемой точки измерения с первой стороны первой стенки сосуда принимаемое излучение сосуда включает в себя излучение первой стенки, находящейся со стороны точки измерения, к которому добавляется излучение противоположной второй стенки, которое испускается внутрь сосуда и которое проходит через первую стенку. Таким образом, как показано на фиг. 2, воспринимаемое излучение первой стенки 21 толщиной е1 и с температурой Т1 сосуда в первой спектральной полосе λ1, чувствительное к толщине и температуре, включает в себя тепловое излучение R(λ1, T1, e1) указанной стенки и пропускаемое излучение τ(λ1, e1)⋅R(λ1, T2, e2), которое является тепловым излучением R(λ1, T2, e2) второй стенки 22 толщиной е2 и с температурой Т2, по меньшей мере частично поглощаемым стенкой 21, т.е. с коэффициентом пропускания τ(λ1, e1). Аналогично, воспринимаемое излучение второй стенки 22 толщиной е2 и с температурой Т2 сосуда в первой спектральной полосе λ1, чувствительное к толщине и температуре, включает в себя тепловое излучение R(λ1, T2, e2) указанной стенки и пропускаемое излучение τ(λ1, e2)⋅R(λ1, T1, e1), которое является тепловым излучением R(λ1, T2, e2) первой стенки 21 толщиной е1 и с температурой Т1, по меньшей мере частично поглощаемым стенкой 22, то есть с коэффициентом пропускания τ(λ1, e2). Здесь пропускания τ (λ1, e1) и τ (λ1, e2) при длине волны λ1 зависят от толщины проходимой стенки по уравнению [6] при ничтожном влиянии температуры.The application of the theory of thermal radiation in accordance with the invention for a vessel forces both glass walls to be taken into account. Indeed, for example, for the considered measurement point on the first side of the first wall of the vessel, the received radiation of the vessel includes the radiation of the first wall located on the side of the measurement point, to which is added the radiation of the opposite second wall, which is emitted into the vessel and which passes through the first wall. Thus, as shown in FIG. 2, perceived radiation of the first wall 2 1 with thickness e1 and with temperature T1 of the vessel in the first spectral band λ1, sensitive to thickness and temperature, includes thermal radiation R(λ1, T1, e1) of the specified wall and transmitted radiation τ(λ1, e1)⋅R( λ1, T2, e2), which is the thermal radiation R(λ1, T2, e2) of the second wall 2 2 of thickness e2 and with temperature T2, at least partially absorbed by the wall 2 1 , i.e. with transmittance τ(λ1, e1). Likewise, perceived radiation of the second wall 2 2 with thickness e2 and with temperature T2 of the vessel in the first spectral band λ1, sensitive to thickness and temperature, includes thermal radiation R(λ1, T2, e2) of the specified wall and transmitted radiation τ(λ1, e2)⋅R( λ1, T1, e1), which is the thermal radiation R(λ1, T2, e2) of the first wall 2 1 of thickness e1 and with temperature T1, at least partially absorbed by the wall 2 2 , that is, with transmittance τ(λ1, e2) . Here, transmissions τ (λ1, e1) and τ (λ1, e2) at wavelength λ1 depend on the thickness of the wall being passed through according to equation [6] with a negligible influence of temperature.

Аналогично, как показано на фиг. 5, во второй спектральной полосе λ2, чувствительной к толщине и температуре, воспринимаемое излучение первой стенки 21 толщиной е1 и с температурой Т1 сосуда включает в себя тепловое излучение, испускаемое указанной стенкой на длине волны λ2, то есть R(λ2, T1, e1), и излучение τ(λ2, e1)⋅R(λ2, T2, e2) второй стенки 22 толщиной е2 и с температурой Т2, по меньшей мере частично поглощаемое стенкой 21, то есть с пропусканием τ(λ2, e1). Аналогично, воспринимаемое излучение второй стенки 22 толщиной е2 и с температурой Т2 сосуда во второй спектральной полосе λ2, чувствительной к толщине и температуре, включает в себя излучение R(λ2, T2, e2) указанной стенки и излучение τ(λ2, e2)‧R(λ2, T1, e1) первой стенки 21 толщиной е1 и с температурой Т1, по меньшей мере частично поглощаемое стенкой 22, то есть с пропусканием τ(λ2, e2).Likewise, as shown in FIG. 5, in the second spectral band λ2, sensitive to thickness and temperature, the perceived radiation the first wall 2 1 with thickness e1 and with temperature T1 of the vessel includes thermal radiation emitted by said wall at wavelength λ2, that is, R(λ2, T1, e1), and radiation τ(λ2, e1)⋅R(λ2, T2 , e2) of the second wall 2 2 with thickness e2 and with temperature T2, at least partially absorbed by wall 2 1 , that is, with transmission τ(λ2, e1). Likewise, perceived radiation second wall 2 2 with thickness e2 and with temperature T2 of the vessel in the second spectral band λ2, sensitive to thickness and temperature, includes radiation R(λ2, T2, e2) of the specified wall and radiation τ(λ2, e2)‧R(λ2, T1, e1) of the first wall 2 1 with thickness e1 and temperature T1, at least partially absorbed by wall 2 2 , that is, with transmission τ(λ2, e2).

С учетом вышеупомянутой теории теплового излучения можно записать следующие уравнения:Taking into account the above theory of thermal radiation, the following equations can be written:

[9] = R(λ1,T1,e1) + τ(λ1,e1)⋅R(λ1,T2,e2);[9] = R(λ1,T1,e1) + τ(λ1,e1)⋅R(λ1,T2,e2);

[10] = R(λ1,T2,e2) + τ(λ1,e2)⋅R(λ1,T1,e1);[10] = R(λ1,T2,e2) + τ(λ1,e2)⋅R(λ1,T1,e1);

[11] = R(λ2,T1,e1) + τ(λ2,e1)⋅R(λ2,T2,e2);[eleven] = R(λ2,T1,e1) + τ(λ2,e1)⋅R(λ2,T2,e2);

[12] = R(λ2,T2,e2) + τ(λ2,e2)⋅R(λ2,T1,e1).[12] = R(λ2,T2,e2) + τ(λ2,e2)⋅R(λ2,T1,e1).

Эти уравнения [9], [10], [11] и [12] относятся к излучениям, рассматриваемым с двух сторон от сосуда, а именно для двух стенок соответственно толщиной е1 и е2 и при температуре Т1 и Т2, разделенных воздушным слоем. Следует напомнить, что коэффициент излучения должен быть разным для длин волн λ1 и λ2, иначе со всей очевидностью система имела бы только два уравнения вместо четырех.These equations [9], [10], [11] and [12] relate to radiation considered from two sides of the vessel, namely for two walls, respectively, with thicknesses e1 and e2 and at temperatures T1 and T2, separated by an air layer. It should be recalled that the emissivity must be different for wavelengths λ1 and λ2, otherwise the system would obviously have only two equations instead of four.

Изобретение отталкивается от того, что четыре уравнения [9]-[12] позволяют определить четыре неизвестные, а именно для двух стенок толщину е1, е2 и температуру Т1 и Т2 соответственно на основании четырех измерений излучения , , и , выдаваемых средствами измерения, такими как инфракрасные двухспектральные камеры, наблюдающие горячие сосуды. Как было указано выше, уравнения получены на основании законов Планка для излучения и Бера-Ламберта для пропускания. Изначальное знание сосудов и материала или методов идентификации параметров или калибровки позволяет точно определить эти уравнения для заданного производства сосудов.The invention is based on the fact that four equations [9]-[12] make it possible to determine four unknowns, namely, for two walls, the thickness e1, e2 and the temperature T1 and T2, respectively, based on four radiation measurements , , And , produced by measuring instruments such as infrared dual-spectrum cameras observing hot vessels. As stated above, the equations are derived based on Planck's laws for radiation and Beer-Lambert's laws for transmission. Initial knowledge of the vessels and material or parameter identification or calibration methods allows these equations to be accurately determined for a given vessel production.

Для облегчения осуществления изобретения применяют упрощение уравнений, что позволяет проще идентифицировать параметры и обеспечивает более быстрые вычисления в реальном времени во время применения способа при помощи вычислительного устройства, анализирующего инфракрасные изображения. Таким образом, в дальнейшем будут определены упрощенные функции коэффициента излучения черного тела и коэффициентов пропускания и поглощения вокруг рабочих точек, то есть для выбранных спектральных полос, для спектрального пропускания стекла, для температурного диапазона сосудов на выходе формовочной машины, то есть от 300 до 700°С, для диапазона измеряемой толщины, например, от 0,5 до 5 мм.To facilitate the implementation of the invention, simplification of the equations is used, which allows easier identification of parameters and allows for faster real-time calculations during application of the method using a computing device that analyzes infrared images. Thus, in the following, simplified functions of the black body emissivity and the transmittance and absorption coefficients around the operating points will be determined, that is, for the selected spectral bands, for the spectral transmittance of the glass, for the temperature range of the vessels at the outlet of the molding machine, that is, from 300 to 700° C, for a range of measured thickness, for example from 0.5 to 5 mm.

В соответствии с уравнением [7] излучение, испускаемое стенкой, то есть собственное излучение стеклянной стенки, является следующим:According to equation [7], the radiation emitted by the wall, that is, the intrinsic radiation of the glass wall, is as follows:

[Уравнение 13][Equation 13]

R(λ1, T1, e1) = ε(λ1, e1) × Rcn(λ1,T1).R(λ1, T1, e1) = ε(λ1, e1) × R cn (λ1, T1).

Согласно изобретению и в соответствии с уравнением [8], коэффициент излучения ε в первой спектральной полосе λ1 является функцией толщины полупрозрачного тела. Следовательно, этот коэффициент излучения отличается от 1. При измеряемых значениях толщины стенки (например, 0,5-5 мм) с коэффициентом излучения для первой спектральной полосы λ1 сближается аффинная функция толщины, параметры которой можно идентифицировать путем измерения и калибровки.According to the invention and in accordance with equation [8], the emissivity ε in the first spectral band λ1 is a function of the thickness of the translucent body. Consequently, this emissivity differs from 1. For measured values of wall thickness (for example, 0.5-5 mm), the affine thickness function approaches the emissivity for the first spectral band λ1, the parameters of which can be identified by measurement and calibration.

[Уравнение 14][Equation 14]

ε(е1) = (а ⋅ е1 + b)ε(е1) = (a ⋅ e1 + b)

с коэффициентами а, b, зависящими от длины волны λ1.with coefficients a, b depending on the wavelength λ1.

Излучение абсолютно черного тела будет описано при помощи функции G(λ1,T), более простой, чем уравнение [1]. Для рабочей длины волны λ1, в частности, для рабочей спектральной полосы, центрованной по λ1, G(λ1, T)=G1(T) является только функцией температуры. G(T) является упрощенной моделью излучения абсолютно черного тела для спектральной полосы λ1, полученной на основании закона Планка, например, является полиномиальной, степенной или экспоненциальной функцией. На практике, эта функция G1 учитывает всю схему считывания и, в частности, спектральную чувствительность датчика и пропускание оптических компонентов, расположенных между сосудом и датчиком. Параметры функции G1, например, коэффициенты полинома, показатель степени, коэффициент экспоненты и т.д., определяют соответствующим образом, в частности, экспериментальным путем в фазе калибровки измерительного устройства в соответствии с изобретением. Разумеется, для второй длины волны λ точно так же определяют G(λ2, T)=G2(T).Blackbody radiation will be described using the function G(λ1,T), which is simpler than equation [1]. For the operating wavelength λ1, in particular for the operating spectral band centered on λ1, G(λ1, T)=G1(T) is only a function of temperature. G(T) is a simplified model of blackbody radiation for the spectral band λ1, derived from Planck's law, for example, is a polynomial, power or exponential function. In practice, this G1 function takes into account the entire sensing circuit and, in particular, the spectral sensitivity of the sensor and the transmittance of the optical components located between the vessel and the sensor. The parameters of the function G1, for example the coefficients of the polynomial, the exponent, the exponential coefficient, etc., are determined accordingly, in particular experimentally in the calibration phase of the measuring device according to the invention. Of course, for the second wavelength λ G(λ2, T)=G2(T) is determined in exactly the same way.

Упрощенную модель для излучения R, испускаемого стеклянной стенкой на заданной длине волны или для заданной спектральной полосы вокруг длины волны λ1, можно теперь записать следующим образом:A simplified model for the radiation R emitted by a glass wall at a given wavelength or for a given spectral band around wavelength λ1 can now be written as follows:

[Уравнение 15] R(λ1, T1, e1) = R(T1, e1) = (a ⋅ e1 + b) × G1(T1)[Equation 15] R(λ1, T1, e1) = R(T1, e1) = (a ⋅ e1 + b) × G1(T1)

В этом выражении параметры или постоянные G1(T) и коэффициенты а и b можно определить экспериментальным путем или априорно, зная, в частности, состав стекла. Разумеется, излучение этой же стенки для длины волны λ2, а также излучение другой стенки толщиной е2 с температурой Т2 можно записать точно так же, а именно:In this expression, the parameters or constants G1(T) and coefficients a and b can be determined experimentally or a priori, knowing, in particular, the composition of the glass. Of course, the radiation of the same wall for wavelength λ2, as well as the radiation of another wall of thickness e2 with temperature T2, can be written in exactly the same way, namely:

[Уравнение 15][Equation 15]

R(λ1, T1, e1) = R(T1, e1) = (a ⋅ e1 + b) × G1(T1)R(λ1, T1, e1) = R(T1, e1) = (a ⋅ e1 + b) × G1(T1)

[Уравнение 16][Equation 16]

R(λ1, T2, e2) = R(T2, e2) = (a ⋅ e2 + b) × G1(T2)R(λ1, T2, e2) = R(T2, e2) = (a ⋅ e2 + b) × G1(T2)

[Уравнение 17][Equation 17]

R(λ2, T1, e1) = R(T1, e1) = (c ⋅ e1 + d) × G2(T1)R(λ2, T1, e1) = R(T1, e1) = (c ⋅ e1 + d) × G2(T1)

[Уравнение 18][Equation 18]

R(λ2, T2, e2) = R(T2, e2) = (c ⋅ e2 + d) × G2(T2)R(λ2, T2, e2) = R(T2, e2) = (c ⋅ e2 + d) × G2(T2)

Коэффициент пропускания τ излучения, исходящего от задней стенки, через переднюю стенку толщиной е=е1 или е2, линеаризуют в следующем уравнении [19], используя, в частности, уравнения [6] и [14], вокруг рабочей точки, определяемой заданной температурой, первой спектральной полосой, центрованной вокруг первой длины волны λ1, и для диапазона измеряемых толщин.The transmittance τ of radiation emanating from the rear wall through the front wall of thickness e = e1 or e2 is linearized in the following equation [19], using, in particular, equations [6] and [14], around the operating point determined by the given temperature, the first spectral band centered around the first wavelength λ1, and for the range of thicknesses measured.

[Уравнение 19][Equation 19]

τ(λ1, e) = е-μ(λ1)е = 1 - а = 1 - ε(е) = 1 - (а ⋅ е +b)τ(λ1, e) = e -μ(λ1)e = 1 - a = 1 - ε(e) = 1 - (a ⋅ e +b)

Точно так же, для второй спектральной полосы, центрованной вокруг λ2, ослабление излучения, исходящего от передней стенки, через заднюю стенку выражается как:Similarly, for the second spectral band centered around λ2, the attenuation of radiation emanating from the front wall through the back wall is expressed as:

[Уравнение 20][Equation 20]

τ(λ2, e) = е-μ(λ2)е = 1 - а = 1 - ε(е) = 1 - (с ⋅ е +d)τ(λ2, e) = e -μ(λ2)e = 1 - a = 1 - ε(e) = 1 - (c ⋅ e +d)

Коэффициенты а и b, с и d получают посредством калибровки или определяют заранее при помощи любого соответствующего метода. Они зависят от рабочей точки, в частности, от выбранных длин волны λ1 и λ2 и от зоны температуры контролируемых сосудов и от диапазона измеряемых толщин.The coefficients a and b, c and d are obtained by calibration or determined in advance using any suitable method. They depend on the operating point, in particular on the selected wavelengths λ1 and λ2 and on the temperature zone of the vessels being monitored and on the range of thicknesses being measured.

Для длины волны λ1 излучение соответствует общему излучению первой стенки, к которому добавляется излучение второй стенки, измененное из-за поглощения первой стенкой. Следовательно, его можно выразить следующим образом:For wavelength λ1 radiation corresponds to the total radiation of the first wall, to which is added the radiation of the second wall, modified due to absorption by the first wall. Therefore, it can be expressed as follows:

[Уравнение 21][Equation 21]

= (а ⋅ е1 + b) × G1(T1) + (1 - (a ⋅ e1 + b)) × (а ⋅ е2 + b) × G1(T2) = (a ⋅ e1 + b) × G1(T1) + (1 - (a ⋅ e1 + b)) × (a ⋅ e2 + b) × G1(T2)

Точно так же, излучение соответствует общему излучению второй стенки, к которому добавляется излучение первой стенки, измененное из-за поглощения второй стенкой. Следовательно, его можно выразить следующим образом:Likewise, radiation corresponds to the total radiation of the second wall, to which is added the radiation of the first wall, modified due to absorption by the second wall. Therefore, it can be expressed as follows:

[Уравнение 22][Equation 22]

= (а ⋅ е2 + b) × G1(T2) + (1 - (a ⋅ e2 + b)) × (а ⋅ е1 + b) × G1(T1) = (a ⋅ e2 + b) × G1(T2) + (1 - (a ⋅ e2 + b)) × (a ⋅ e1 + b) × G1(T1)

Точно так же, для длины волны λ2 излучение N12 соответствует общему излучению первой стенки, к которому добавляется излучение второй стенки, измененное из-за поглощения первой стенкой. Следовательно, N12 можно записать как:Similarly, for wavelength λ2, the radiation N 12 corresponds to the total radiation of the first wall, to which is added the radiation of the second wall, modified due to absorption by the first wall. Therefore, N 12 can be written as:

[Уравнение 23][Equation 23]

= (c ⋅ е1 + d) × G2(T1) + (1 - (c ⋅ e1 + d)) × (c ⋅ е2 + d) × G2(T2) = (c ⋅ e1 + d) × G2(T1) + (1 - (c ⋅ e1 + d)) × (c ⋅ e2 + d) × G2(T2)

Точно так же можно выразить :In exactly the same way one can express :

[Уравнение 24][Equation 24]

= (c ⋅ е2 + d) × G2(T2) + (1 - (c ⋅ e2 + d)) × (c ⋅ е1 + d) × G2(T1) = (c ⋅ e2 + d) × G2(T2) + (1 - (c ⋅ e2 + d)) × (c ⋅ e1 + d) × G2(T1)

В этом первом варианте изобретения, если вторую спектральную полосу λ2 выбирают таким образом, что коэффициент излучения, хотя и отличается от коэффициента излучения при первой спектральной полосе λ1, зависит от толщины, и в этом случае уравнения [9], [10], [11] и [12] можно заменить соответственно уравнениями [21], [22], [23] и [24].In this first embodiment of the invention, if the second spectral band λ2 is selected such that the emissivity, although different from the emissivity of the first spectral band λ1, depends on the thickness, in which case the equations [9], [10], [11] ] and [12] can be replaced by equations [21], [22], [23] and [24] respectively.

Дополнительно следует учитывать следующие положения, в частности, с учетом характеристик, которые имеют сосуды 2, выходящие из формовочной машины.In addition, the following provisions must be taken into account, in particular taking into account the characteristics that the vessels 2 exiting the molding machine have.

Так, необходимо отметить, что в определенном диапазоне длины волны коэффициент излучения стекла очень мало чувствителен к температуре стенки, которая меняется от 300 до 700°С. Для этого определенного диапазона длин волн коэффициент поглощения (следовательно, и коэффициент излучения) не зависит от температуры, или же этой зависимостью можно пренебречь. Таким образом, только коэффициент спектрального поглощения μ связывает поглощение с толщиной и точно так же связывает коэффициент излучения с толщиной.Thus, it should be noted that in a certain wavelength range, the emissivity of glass is very little sensitive to the wall temperature, which varies from 300 to 700°C. For this particular wavelength range, the absorption coefficient (and therefore the emissivity) does not depend on temperature, or this dependence can be neglected. Thus, only the spectral absorption coefficient μ relates absorption to thickness and in the same way relates emissivity to thickness.

Согласно признаку изобретения, первую спектральную полосу λ1 выбирают в диапазоне длин волн, в котором коэффициент излучения стекла не зависит от температуры. Это позволяет применить уравнения [7] и [8].According to a feature of the invention, the first spectral band λ1 is selected in the wavelength range in which the emissivity of the glass does not depend on temperature. This allows us to apply equations [7] and [8].

Кроме того, для спектральной полосы, определенной в диапазоне, превышающем 4500 нм и предпочтительно превышающем 5000 нм, коэффициент излучения стекла очень близок к 1, то есть приближенно можно считать равным 1. Для этой спектральной полосы излучение подобно излучению абсолютно черного тела. Согласно предпочтительному варианту выполнения, вторую спектральную полосу λ2 выбирают в диапазоне длин волн, в котором излучение не зависит от толщины, в котором наблюдаемая стенка не пропускает излучение от противоположной стороны, иначе говоря, в этом диапазоне длин волн стекло является непрозрачным. Отсюда можно вывести выражения для излучения, воспринимаемого в этой спектральной полосе, для каждой стороны стенки, то есть:Moreover, for a spectral band defined in the range greater than 4500 nm and preferably greater than 5000 nm, the emissivity of glass is very close to 1, that is, approximately equal to 1. For this spectral band, the radiation is similar to that of a black body. According to a preferred embodiment, the second spectral band λ2 is selected in the wavelength range in which the radiation does not depend on the thickness, in which the observed wall does not transmit radiation from the opposite side, in other words, in this wavelength range the glass is opaque. From this we can derive expressions for the radiation perceived in this spectral band for each side of the wall, that is:

[Уравнение 25][Equation 25]

N1 = R(λ2, T1, e1) = G(T1)N 1 = R(λ2, T1, e1) = G(T1)

[Уравнение 26][Equation 26]

N2 = R(λ2, T2, e2) = G(T2)N 2 = R(λ2, T2, e2) = G(T2)

Следовательно, в этом варианте уравнения [9], [10], [11] и [12] можно заменить соответственно уравнениями [21], [22], [25] и [26]. Этот вариант с использованием длины волны, при которой излучение не зависит от толщины, упрощает вычисления, чтобы решить систему из 4 уравнений с 4 неизвестными, поскольку неизвестные Т1 и Т2, то есть температуры двух стенок, вытекают непосредственно из уравнений [21] и [22].Therefore, in this version, equations [9], [10], [11] and [12] can be replaced by equations [21], [22], [25] and [26], respectively. This option, using a wavelength at which the radiation is independent of thickness, simplifies the calculations to solve a system of 4 equations with 4 unknowns, since the unknowns T1 and T2, that is, the temperatures of the two walls, follow directly from equations [21] and [22 ].

Согласно изобретению, первую спектральную полосу λ1 выбирают таким образом, чтобы в первой спектральной полосе поглощение излучения стеклом было таким, что:According to the invention, the first spectral band λ1 is selected in such a way that in the first spectral band the absorption of radiation by the glass is such that:

- излучение, измеряемое с первой стороны сосуда 2, исходящее от первой стенки 21, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой 21, и излучения, испускаемого второй стенкой 22 и проходящего с поглощением через первую стенку 21, таким образом, что указанное комбинированное излучение зависит от толщины и от температуры первой и второй стенок,- radiation measured from the first side of the vessel 2, emanating from the first wall 2 1 , is the sum of the radiation emitted by the first wall 2 1 , and the radiation emitted by the second wall 2 2 and passing with absorption through the first wall 2 1 , such that the specified the combined radiation depends on the thickness and temperature of the first and second walls,

- и излучение, измеряемое со второй стороны сосуда 2, исходящее от второй стенки 22, является суммой излучения, испускаемого второй стенкой 22, и излучения, испускаемого первой стенкой 21 и проходящего с поглощением через вторую стенку 22, таким образом, что указанное комбинированное излучение зависит от толщины и от температуры первой и второй стенок.- and the radiation measured from the second side of the vessel 2, emanating from the second wall 2 2 , is the sum of the radiation emitted by the second wall 2 2 , and the radiation emitted by the first wall 2 1 and passing with absorption through the second wall 2 2 , such that this combined radiation depends on the thickness and temperature of the first and second walls.

Необходимо отметить, что изобретением предложено измерять инфракрасное излучение в первой спектральной полосе λ1, в которой интенсивность излучения зависит от толщины стеклянной стенки и от температуры поверхности стенки. Согласно изобретению, первую спектральную полосу λ1 выбирают таким образом, чтобы коэффициент излучения зависел от толщины стенки, то есть был дальше от 1, но все же достаточно высоким, чтобы измерять достаточное количество излучение. Кроме того, это коэффициент излучения должен мало меняться в зависимости от оттенка стекла. Таким образом, эту первую спектральную полосу λ1 выбирают таким образом, чтобы коэффициент излучения менялся, например, от (приблизительно) 0,3 до 0,7 для белого стекла, когда толщина меняется от 1 до 5 мм, при температуре стекла в окрестности 450°С, более широко - в диапазоне от 300 до 700°С. Необходимо отметить, что у стекла зеленого или янтарного цвета при такой же толщине и такой же температуре коэффициент излучения колеблется вокруг таких же значений.It should be noted that the invention proposes to measure infrared radiation in the first spectral band λ1, in which the radiation intensity depends on the thickness of the glass wall and the temperature of the wall surface. According to the invention, the first spectral band λ1 is chosen so that the emissivity depends on the wall thickness, that is, it is further from 1, but still high enough to measure a sufficient amount of radiation. In addition, this emissivity should vary little depending on the shade of the glass. Thus, this first spectral band λ1 is chosen such that the emissivity varies, for example, from (approximately) 0.3 to 0.7 for white glass, when the thickness varies from 1 to 5 mm, at a glass temperature in the vicinity of 450° C, more widely - in the range from 300 to 700°C. It should be noted that for glass of green or amber color at the same thickness and the same temperature, the emissivity fluctuates around the same values.

Кроме того, эту первую спектральную полосу λ1 выбирают таким образом, чтобы получить пропускание излучения, исходящего от задней стороны, с поглощением его передней стороной. Действительно, это обеспечивает то, что в уравнениях [10] и [11] коэффициенты пропускания соответственно τ(λ1, е1) = е-μ(λ1)е1 и τ(λ1, е2) = е-μ(λ1)е2 не равны 1, следовательно ослабление не является нулевым. Нулевое ослабление не соответствовало бы нормальному сосуду. При нулевом ослаблении было бы невозможно измерить сумму толщины е1 + е2 двух стенок, не дифференцируя обе стенки. С другой стороны, если поглощение является полным е-μ(λ1)е1 = 0 или е-μ(λ1)е1 = 0, это значит, что стекло является непрозрачным в первой спектральной полосе. В этом случае в этой первой спектральной полосе можно было бы измерять только температуру поверхности передней стенки, независимо от толщины.Moreover, this first spectral band λ1 is selected in such a way as to obtain transmission of radiation emanating from the rear side with absorption by the front side. Indeed, this ensures that in equations [10] and [11] the transmittance coefficients, respectively τ(λ1, e1) = e -μ(λ1)e1 and τ(λ1, e2) = e -μ(λ1)e2, are not equal 1, hence the attenuation is not zero. Zero attenuation would not correspond to a normal vessel. At zero attenuation, it would be impossible to measure the sum of the thicknesses e1 + e2 of the two walls without differentiating the two walls. On the other hand, if the absorption is complete e -μ(λ1)e1 = 0 or e -μ(λ1)e1 = 0, this means that the glass is opaque in the first spectral band. In this case, only the surface temperature of the front wall could be measured in this first spectral band, regardless of thickness.

Следует отметить, что излучение, испускаемое сосудом в первой спектральной полосе λ1, можно выбрать в диапазоне от 1100 нм до 2600 нм. Однако этот диапазон подходит для сосудов из стекла зеленого цвета или янтарного цвета, но не для сосудов из белого стекла, так как в этом диапазоне коэффициент излучения белого (прозрачного) стекла является очень низким.It should be noted that the radiation emitted by the vessel in the first spectral band λ1 can be selected in the range from 1100 nm to 2600 nm. However, this range is suitable for green or amber colored glass vessels, but not for white glass vessels, since in this range the emissivity of white (transparent) glass is very low.

Согласно изобретению, первую спектральную полосу λ1 выбирают в диапазоне от 2 800 нм до 4 000 нм и предпочтительно от 3 000 нм до 4 000 нм. Эту первую предпочтительную спектральную полосу выбирают, чтобы работать с большим числом оттенков стекла, включая белое стекло.According to the invention, the first spectral band λ1 is selected in the range from 2800 nm to 4000 nm and preferably from 3000 nm to 4000 nm. This first preferred spectral band is selected to handle a wide range of glass shades, including white glass.

Как было указано выше, вторую спектральную полосу λ2 выбирают таким образом, чтобы поглощение излучения стеклом отличалось от поглощения излучения в первой спектральной полосе λ1. Можно напомнить, что для выбранной первой спектральной полосы λ1 коэффициент излучения меняется от 0,3 до 0,7. Согласно первому варианту выполнения, представленному на фиг. 5, вторую спектральную полосу λ2 тоже выбирают таким образом, что излучение, измеряемое, во-первых, с первой стороны сосуда, исходящее от первой стенки 21, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой 21, и излучения, испускаемого второй стенкой 22 и проходящего через первую стенку, и, во-вторых, со второй стороны сосуда, исходящее от второй стенки 22, является суммой излучения, испускаемого второй стенкой 22, и излучения, испускаемого первой стенкой 21 и проходящего через вторую стенку 22, при этом комбинированное излучение зависит от толщины стенок и от температуры стенок.As stated above, the second spectral band λ2 is chosen in such a way that the absorption of radiation by the glass differs from the absorption of radiation in the first spectral band λ1. It can be recalled that for the selected first spectral band λ1, the emissivity varies from 0.3 to 0.7. According to the first embodiment shown in FIG. 5, the second spectral band λ2 is also chosen in such a way that the radiation measured, firstly, from the first side of the vessel, emanating from the first wall 2 1 , is the sum of the radiation emitted by the first wall 2 1 , and the radiation emitted by the second wall 2 2 and passing through the first wall, and, secondly, from the second side of the vessel, emanating from the second wall 2 2 , is the sum of the radiation emitted by the second wall 2 2 , and the radiation emitted by the first wall 2 1 and passing through the second wall 2 2 , in this case, the combined radiation depends on the wall thickness and the wall temperature.

Согласно этому первому варианту выполнения, излучение, испускаемое сосудом во второй спектральной полосе λ2, выбирают в диапазоне от 1 100 нм до 2 500 нм. В этом варианте пропускание является высоким, и коэффициент излучения может быть низким для некоторых стекол, как правило, ниже 0,1 при толщине стекла от 1 до 5 мм при 450°С. Поскольку инфракрасный сигнал является ограниченным, точность измерения толщины может быть недостаточной для этих оттенков цвета стекла.According to this first embodiment, the radiation emitted by the vessel in the second spectral band λ2 is selected in the range from 1100 nm to 2500 nm. In this embodiment, the transmittance is high and the emissivity can be low for some glasses, typically below 0.1 for glass thicknesses of 1 to 5 mm at 450°C. Because the infrared signal is limited, thickness measurement accuracy may not be sufficient for these glass color shades.

Согласно второму предпочтительному варианту выполнения, представленному на фиг. 6, вторую спектральную полосу λ2 выбирают таким образом, чтобы поглощение излучения стеклом было таким, что излучение, измеряемое, во-первых, с первой стороны I сосуда, исходящее от первой стенки 21, является излучением, испускаемым только поверхностью первой стенки 21, и, во-вторых, со второй стороны II сосуда, исходящее от второй стенки 22, является излучением, испускаемым только поверхностью второй стенки, при этом указанное излучение зависит только от температуры.According to a second preferred embodiment shown in FIG. 6, the second spectral band λ2 is chosen in such a way that the absorption of radiation by the glass is such that the radiation measured, firstly, from the first side I of the vessel, emanating from the first wall 2 1 , is radiation emitted only by the surface of the first wall 2 1 . and, secondly, from the second side of the II vessel, emanating from the second wall 2 2 , is radiation emitted only by the surface of the second wall, and said radiation depends only on temperature.

Таким образом, излучение , испускаемое первой стенкой сосуда во второй спектральной полосе, является чувствительным только к температуре поверхности. Точно так же, излучение , испускаемое второй стенкой сосуда во второй спектральной полосе, является чувствительным только к температуре поверхности.Thus, the radiation , emitted by the first wall of the vessel in the second spectral band, is sensitive only to the surface temperature. Likewise, radiation , emitted by the second wall of the vessel in the second spectral band, is sensitive only to the surface temperature.

Согласно этому предпочтительному варианту выполнения, вторую спектральную полосу λ2 выбирают в диапазоне, превышающем 4 500 нм и предпочтительно превышающем 5 000 нм. Вторую спектральную полосу λ2 выбирают таким образом, чтобы коэффициент излучения был близок к 1, то есть близок к коэффициенту излучения абсолютно черного тела. Это значит, что поглощение излучения стеклом в этой спектральной полосе является сильным, поэтому излучательная способность превышает, например, 0,9. Излучение N1, N2, воспринимаемое во второй спектральной полосе λ2 для первой стороны и для второй стороны, достаточно убедительно представлено законом Планка или аппроксимирующей функцией в соответствии с изобретением G(T1) и G(T2), что выражается уравнениями [25] и [26].According to this preferred embodiment, the second spectral band λ2 is selected in the range greater than 4500 nm and preferably greater than 5000 nm. The second spectral band λ2 is chosen so that the emissivity is close to 1, that is, close to the emissivity of a black body. This means that the absorption of radiation by glass in this spectral band is strong, so the emissivity exceeds, for example, 0.9. The radiation N1, N2 perceived in the second spectral band λ2 for the first side and for the second side is quite convincingly represented by Planck’s law or the approximating function in accordance with the invention G(T1) and G(T2), which is expressed by equations [25] and [26 ].

Согласно этому предпочтительному варианту выполнения, предпочтительно одновременно со второй спектральной полосой λ2, выбранной в диапазоне, превышающем 4 500 нм и предпочтительно превышающем 5 000 нм, выбирают первую спектральную полосу λ1 в диапазоне, составляющем от 2 800 нм до 4 000 нм и предпочтительно от 3 000 нм до 4 000 нм. Таким образом, чтобы произвести измерения или получить изображения в двух спектральных полосах λ1 и λ2, можно использовать одну и ту же технологию датчика типа средневолнового ИК датчика (MWIR - Medium Wave InfraRed), предпочтительно без охлаждения. В данном случае охлаждаемый датчик обозначает средневолновые ИК датчики или длинноволновые ИК датчики, выпускаемые компаниями SOFRADIR или LYNRED и оснащенные охлаждающими системами криогенного типа. Действительно, не охлаждаемый датчик стоит намного меньше, чем охлаждаемый датчик, он является более надежным. Разумеется, камеры средневолнового ИК диапазона в рамках изобретения оснащены средствами защиты от излучения (охлаждаемые экран, окно, закрытая камера) и средствами охлаждения и/или рассеяния тепла, например, такими как водяные контуры, принудительное вентилирование, элементы с эффектом Пельтье, тепловые трубы, радиаторы и т.д.According to this preferred embodiment, preferably simultaneously with the second spectral band λ2 selected in the range greater than 4500 nm and preferably greater than 5000 nm, the first spectral band λ1 is selected in the range from 2800 nm to 4000 nm and preferably from 3 000 nm to 4,000 nm. Thus, to make measurements or obtain images in two spectral bands λ1 and λ2, the same sensor technology such as Medium Wave InfraRed (MWIR) can be used, preferably without cooling. In this case, cooled sensor refers to medium wave IR sensors or long wave IR sensors manufactured by SOFRADIR or LYNRED and equipped with cryogenic cooling systems. Indeed, an uncooled sensor costs much less than a cooled sensor and is more reliable. Of course, mid-wave IR cameras within the scope of the invention are equipped with radiation protection means (cooled screen, window, closed chamber) and means of cooling and/or heat dissipation, for example, such as water circuits, forced ventilation, Peltier effect elements, heat pipes, radiators, etc.

Как правило, первую спектральную полосу λ1 выбирают в диапазоне, составляющем от 3 000 нм до 4000 нм, и вторую спектральную полосу λ2 выбирают в диапазоне, превышающем 4 500 нм. Предпочтительно первую спектральную полосу λ1 выбирают с центром около значения длины волны порядка 3600 нм, тогда как вторую спектральную полосу λ2 выбирают с центром около значения длины волны порядка 4700 нм.Typically, the first spectral band λ1 is selected in the range of 3000 nm to 4000 nm, and the second spectral band λ2 is selected in the range greater than 4500 nm. Preferably, the first spectral band λ1 is selected to be centered around a wavelength of about 3600 nm, while the second spectral band λ2 is selected to be centered around a wavelength of about 4700 nm.

Согласно изобретению, система 15 управляет инфракрасными двухспектральными камерами 11-14 таким образом, чтобы измерять с первой стороны I сосуда интенсивность излучения, исходящего от первой стенки 21, в первой спектральной полосе λ1 и одновременно во второй спектральной полосе λ2 и со второй стороны II сосуда интенсивность излучения, исходящего от второй стенки 22, в первой спектральной полосе λ1 и одновременно во второй спектральной полосе λ2. Таким образом, для каждого сосуда 2, согласно изобретению, производят по меньшей мере два измерения интенсивности излучения, принимаемого от двух противоположных стенок, в первой спектральной полосе и по меньшей мере два измерения интенсивности излучения двух противоположных стенок во второй спектральной полосе. Согласно предпочтительному отличительному признаку, в качестве измерения излучения, согласно изобретению, получают одномерные или двухмерные изображения стенок сосудов. Таким образом, инфракрасные двухспектральные камеры 11, 14 выдают, каждая, для каждого сосуда по меньшей мере два инфракрасных изображения излучения стенки сосуда, находящегося в ее поле наблюдения. Согласно варианту выполнения, обе инфракрасные двухспектральные камеры 11, 12 выдают для каждого сосуда по меньшей мере два изображения инфракрасного излучения в первой спектральной полосе и по меньшей мере два изображения инфракрасного излучения во второй спектральной полосе. Согласно другому варианту выполнения с применением четырех инфракрасных двухспектральных камер, можно получить восемь изображений инфракрасного излучения, чтобы отобразить в двух спектральных полосах стенку сосуда в ее совокупности. В этом случае наблюдаемое поле является таким, что каждая камера измеряет по меньшей мере четверть окружности сосуда.According to the invention, the system 15 controls the infrared dual-spectral cameras 11-14 in such a way as to measure, from the first side I of the vessel, the intensity of radiation emanating from the first wall 2 1 in the first spectral band λ1 and simultaneously in the second spectral band λ2 and from the second side II of the vessel the intensity of radiation emanating from the second wall 2 2 in the first spectral band λ1 and simultaneously in the second spectral band λ2. Thus, for each vessel 2 according to the invention, at least two measurements of the radiation intensity received from two opposite walls are made in a first spectral band and at least two measurements of the radiation intensity of two opposite walls in a second spectral band. According to a preferred feature, one-dimensional or two-dimensional images of vessel walls are obtained as radiation measurements according to the invention. Thus, the infrared dual-spectrum cameras 11, 14 each produce, for each vessel, at least two infrared images of the radiation of the vessel wall located in its field of observation. According to an embodiment, both infrared dual-spectral cameras 11, 12 produce for each vessel at least two infrared images in the first spectral band and at least two infrared images in the second spectral band. According to another embodiment, using four infrared dual-spectrum cameras, eight infrared images can be obtained to image the entire vessel wall in two spectral bands. In this case, the observed field is such that each chamber measures at least a quarter of the circumference of the vessel.

Можно предусмотреть также увеличение перекрывания обзоров при помощи трех пар противоположных двухспектральных камер. В целом, можно предусмотреть любое расположение камер в зависимости от формы сосудов и от расстояния между ними, чтобы полностью наблюдать окружность сосудов, независимо от того, характеризуется ли их форма круглым горизонтальным плоским сечением (корпус в виде конуса или простого цилиндра) или прямоугольным, многоугольным и т.д. сечением, в соответствии с практикой специалистов в данной области или, в частности, в зависимости от конструкции систем онлайнового контроля в холодном секторе.It is also possible to provide for increased view overlap by using three pairs of opposing dual-spectrum cameras. In general, it is possible to provide any arrangement of cameras depending on the shape of the vessels and the distance between them, in order to completely observe the circumference of the vessels, regardless of whether their shape is characterized by a round horizontal flat section (cone or simple cylinder body) or a rectangular, polygonal etc. cross-section, in accordance with the practice of specialists in the field or, in particular, depending on the design of online control systems in the cold sector.

Согласно другому признаку изобретения, вычислительное устройство 16 позволяет определять по меньшей мере толщину е1 первой стенки 21 и толщину е2 второй стенки 22 на основании измерений интенсивности излучения, исходящего от первой стенки 21 в первой и второй спектральных полосах и от второй стенки 22 в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, испускаемое стенкой, и излучение, пропускаемое с поглощением, от диаметрально противоположной другой стенки.According to another feature of the invention, the computing device 16 makes it possible to determine at least the thickness e1 of the first wall 2 1 and the thickness e2 of the second wall 2 2 based on measurements of the intensity of radiation emanating from the first wall 2 1 in the first and second spectral bands and from the second wall 2 2 in the first and second spectral bands, taking into account in the radiation intensity in the first spectral band the radiation emitted by the wall and the radiation transmitted with absorption from the diametrically opposite other wall.

Таким образом, определяют толщину е1 первой стенки 21 и толщину е2 второй стенки 22 на основании четырех измерений интенсивности излучения в соответствии с общими уравнениями [9], [10], [11] и [12] и, в частности, с их упрощениями [21], [22], [23] и [24] или [21], [22], [25] и [26], когда вторую длину волны выбирают таким образом, чтобы коэффициент излучения был близок к 1. Эту систему четырех уравнений с четырьмя неизвестными решают в линеаризованных версиях, а также, в случае необходимости, при помощи более сложных моделей, чтобы повысить точность измерения.Thus, the thickness e1 of the first wall 2 1 and the thickness e2 of the second wall 2 2 are determined based on four measurements of the radiation intensity in accordance with the general equations [9], [10], [11] and [12] and, in particular, with their simplifications [21], [22], [23] and [24] or [21], [22], [25] and [26], when the second wavelength is chosen so that the emissivity is close to 1. This a system of four equations in four unknowns is solved in linearized versions, and also, if necessary, using more complex models to improve the accuracy of the measurement.

Согласно предпочтительному варианту выполнения, в котором вторая спектральная полоса λ2 зависит только от температуры, значения толщины и, возможно, температуры определяют при помощи системы уравнений [21], [22], [25] и [26].According to the preferred embodiment, in which the second spectral band λ2 depends only on temperature, the thickness and possibly temperature values are determined using the system of equations [21], [22], [25] and [26].

Можно напомнить, что для этого предпочтительного варианта выполнения инфракрасное излучение измеряют, во-первых, в первой спектральной полосе, в которой интенсивность излучения зависит от толщины стенки и от температуры поверхности, и, во-вторых, во второй спектральной полосе, в которой интенсивность излучения зависит только от температуры поверхности. Таким образом, информацию о температуре можно «вычесть из сигнала».It may be recalled that for this preferred embodiment, the infrared radiation is measured, firstly, in a first spectral band, in which the radiation intensity depends on the wall thickness and on the surface temperature, and, secondly, in a second spectral band, in which the radiation intensity depends only on the surface temperature. In this way, temperature information can be “subtracted from the signal.”

На основании четырех независимых измерений излучения и, учитывая в первой спектральной полосе влияние противоположной стороны на излучение, воспринимаемое для каждой стороны, можно вывести толщину е1 первой стороны, толщину е2 второй стороны, температуру Т1 первой стороны и температуру Т2 второй стороны. Для осуществления этого вычисления используют математическую модель, связывающую четыре измерения излучения и четыре конечных измерения, то есть два измерения толщины и два измерения температуры.Based on four independent radiation measurements and taking into account in the first spectral band the influence of the opposite side on the radiation perceived for each side, the thickness e1 of the first side, the thickness e2 of the second side, the temperature T1 of the first side and the temperature T2 of the second side can be derived. To carry out this calculation, a mathematical model is used that relates four radiation dimensions and four finite dimensions, that is, two thickness dimensions and two temperature dimensions.

Эта математическая модель может быть эмпирической или аналитической. Она может работать только при некоторых рабочих условиях, позволяющих зафиксировать постоянные и линеаризовать модель. Разумеется, упрощения, произведенные на уравнениях [15] и [19], не являются существенными для изобретения, они просто позволяют легче и дешевле производить вычисления. Разумеется, аналитическая модель может быть более сложной и обеспечивать более точные результаты измерения, учитывая состав, средние температуры или форму сосудов. Математическая модель может включать в себя также геометрическую модель, которая может описывать трехмерную геометрию сосуда и может иметь в качестве характеристик распределение толщины стекла и распределение температуры. Например, для простого изделия конусного типа поверхность корпуса будет конусом, каждая точка которого имеет значение толщины в мм и температуру в Кельвинах (К).This mathematical model can be empirical or analytical. It can only work under certain operating conditions that allow the constants to be fixed and the model to be linearized. Of course, the simplifications made on equations [15] and [19] are not essential for the invention, they simply make calculations easier and cheaper. Of course, the analytical model can be more complex and provide more accurate measurement results, taking into account the composition, average temperatures or shape of the vessels. The mathematical model may also include a geometric model, which may describe the three-dimensional geometry of the vessel and may have as characteristics a glass thickness distribution and a temperature distribution. For example, for a simple cone-type product, the surface of the body will be a cone, each point of which has a thickness value in mm and a temperature in Kelvin (K).

Как следует из описания, заявленная установка 1 содержит инфракрасные двухспектральные камеры 11-14. Хотя для реализации изобретения при помощи неплоских изображений можно применять неплоские датчики изображений, в описании предполагаются плоские датчики, и сформированное изображение в целом обозначает плоское изображение объекта или сцены, в данном случае по меньшей мере части стенки сосуда.As follows from the description, the claimed installation 1 contains infrared dual-spectral cameras 11-14. Although non-planar image sensors can be used to implement the invention using non-planar images, in the description, planar sensors are assumed, and the generated image generally refers to a planar image of an object or scene, in this case at least part of the wall of a vessel.

Когда используют несколько датчиков на каждую камеру, то существует несколько способов их соединения. В дальнейшем тексте выражения «выше по потоку» и «ниже по потоку» уточняют положение оптических элементов, помещаемых на собираемых и обрабатываемых пучках излучения в направлении прохождения света, исходящего от сосуда, чтобы достичь датчика.When multiple sensors are used for each camera, there are several ways to connect them. In the following text, the expressions “upstream” and “downstream” specify the position of the optical elements placed on the collected and processed radiation beams in the direction of passage of light emanating from the vessel to reach the sensor.

Согласно первому варианту изобретения, инфракрасная двухспектральная камера содержит, как показано, например, на фиг. 7, 8:According to a first embodiment of the invention, the infrared dual-spectrum camera comprises, as shown, for example, in FIG. 7, 8:

- делитель 20 пучков, ниже по потоку от которого лучи делятся на два отдельных выходных пучка;- a 20 beam splitter, downstream of which the beams are divided into two separate output beams;

- ниже по потоку от делителя 20 пучков - два отдельных датчика 21, 22 (фиг. 7) или два участка датчика (фиг. 8), расположенные в одной плоскости или двух плоскостях изображения, принимающие, каждый, один из двух отдельных выходных пучков, при этом первый датчик или первый участок датчика принимает первый пучок излучения в первой спектральной полосе, и второй датчик или второй участок датчика принимает второй пучок излучения во второй спектральной полосе;- downstream from the beam splitter 20 - two separate sensors 21, 22 (Fig. 7) or two sensor sections (Fig. 8), located in one plane or two image planes, each receiving one of two separate output beams, wherein the first sensor or first sensor section receives a first radiation beam in the first spectral band, and the second sensor or second sensor section receives a second radiation beam in the second spectral band;

- при этом первый и второй пучки формируются выше по потоку или ниже по потоку от делителя 20 при помощи объектива 23, формирующего за счет оптического сопряжения на каждой плоскости изображения, то есть на каждом датчике или участке датчика оптическое изображение К1, К2 сосуда соответственно в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе;- in this case, the first and second beams are formed upstream or downstream from the divider 20 using a lens 23, which forms, due to optical coupling on each image plane, that is, on each sensor or sensor section, an optical image K1, K2 of the vessel, respectively, in the first spectral band and in the second spectral band;

- при этом первый и/или второй пучки фильтруются оптическим фильтром или оптическими фильтрами, например, типа полосового пропускающего фильтра 25, 26, выбирающими соответственно первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.- in this case, the first and/or second beams are filtered by an optical filter or optical filters, for example, such as a bandpass filter 25, 26, selecting the first spectral band and the second spectral band, respectively.

Указанные по меньшей мере два отдельных датчика 21, 22 (фиг. 7) или участки датчика (фиг. 8) выдают, каждый, от каждого сосуда цифровое изображение, соответствующее преобразованию оптических изображений К1, К2 излучения М или N, воспринимаемого по меньшей мере в двух разных полосах инфракрасных длин волн.These at least two separate sensors 21, 22 (Fig. 7) or sensor sections (Fig. 8) each produce, from each vessel, a digital image corresponding to the conversion of optical images K1, K2 of radiation M or N, perceived at least in two different bands of infrared wavelengths.

Делитель 20 пучков является, например, призмой, пластиной или делительным кубом. Этот оптический компонент отклоняет входной оптический пучок в два выходных оптических пучка в двух разных направлениях.The beam divider 20 is, for example, a prism, a plate or a dividing cube. This optical component deflects the input optical beam into two output optical beams in two different directions.

Линейный участок датчика представляет собой линию расположенных в ряд фоточувствительных элементов. Считывание линейного участка датчика дает только одну линию цифрового изображения. Поэтому во время контроля движущихся сосудов, как известно, считывают последовательные линии цифрового изображения, чтобы при помощи простого и известного метода сканирования воспроизвести двухмерное изображение сосуда, проходящего через плоское поле линейного участка датчика. (Примечание: плоское поле = образованное линией датчика и оптическим центром = поле типа веера). Разумеется, вектор перемещения или движения не является параллельным направлению линейного участка датчика. На рынке существуют линейные датчики, содержащие только одну линию фоточувствительных элементов. Существуют также датчики, содержащие несколько линий расположенных рядом друг с другом фоточувствительных элементов и выдающие в качестве сигнала только линии цифрового изображения, представляющие собой комбинации информации разных линий. Наконец, можно управлять матричным датчиком таким образом, чтобы считывать только одну или две или несколько линий цифрового изображения от отдельных линий датчика и чтобы на основании этих отдельных расположенных рядом линий цифрового изображения в течение времени получать путем сканирования одно или два или несколько двухмерных изображений движущегося сосуда, разделенных во времени и соответствующих разным положениям. Иначе говоря, матричный датчик можно использовать как один или два или несколько линейных датчиков, он выдает линии цифрового изображения в зависимости от времени. Понятие линейного участка датчика охватывает оба метода.The linear section of the sensor is a line of photosensitive elements arranged in a row. Reading the linear portion of the sensor produces only one line of the digital image. Therefore, during the monitoring of moving vessels, it is known that successive lines of a digital image are read in order to, using a simple and known scanning method, reproduce a two-dimensional image of the vessel passing through the flat field of the linear section of the sensor. (Note: flat field = formed by the sensor line and optical center = fan-type field). Of course, the displacement or movement vector is not parallel to the direction of the linear section of the sensor. There are linear sensors on the market that contain only one line of photosensitive elements. There are also sensors that contain several lines of photosensitive elements located next to each other and produce as a signal only the lines of a digital image, which are combinations of information from different lines. Finally, it is possible to control the matrix sensor so as to read only one or two or a few digital image lines from individual sensor lines and so that, based on these individual adjacent digital image lines, one or two or more two-dimensional images of the moving vessel are obtained by scanning over time , separated in time and corresponding to different positions. In other words, a matrix sensor can be used as one or two or more line sensors, it produces digital image lines depending on time. The concept of a linear sensor section covers both methods.

Согласно второму варианту изобретения, инфракрасная двухспектральная камера содержит, как показано на фиг. 9:According to a second embodiment of the invention, the dual-spectrum infrared camera comprises, as shown in FIG. 9:

- объектив 23, формирующий за счет оптического сопряжения на плоскости датчика оптическое изображение К3 поля, через которое проходит сосуд;- lens 23, which, due to optical coupling on the sensor plane, forms an optical image K3 of the field through which the vessel passes;

- два отдельных линейных участка 41, 42 датчика с их вертикальными опорными линиями s1, s2, расположенными таким образом, чтобы при перемещении сосуда в поле объектива 23 получать сканируемое изображение при помощи каждого из двух линейных участков датчика;- two separate linear sections 41, 42 of the sensor with their vertical reference lines s 1 , s 2 , located in such a way that when the vessel moves in the field of the lens 23, a scanned image is obtained using each of the two linear sections of the sensor;

- при этом первый линейный участок 41 датчика принимает первый участок 31 пучка излучения в первой спектральной полосе;- in this case, the first linear section 41 of the sensor receives the first section 31 of the radiation beam in the first spectral band;

- при этом второй участок 42 датчика принимает второй участок 32 пучка излучения во второй спектральной полосе;- in this case, the second section 42 of the sensor receives the second section 32 of the radiation beam in the second spectral band;

- по меньшей мере один оптический фильтр 45, расположенный на пути световых пучков между объективом и двумя линейными участками 41, 42 датчика, чтобы выбирать первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.- at least one optical filter 45 located in the path of the light beams between the lens and two linear sections 41, 42 of the sensor to select the first spectral band and the second spectral band.

Следует отметить, что в этой версии нет необходимости в делителе 20 пучков.It should be noted that in this version there is no need for a 20 beam divider.

Таким образом, после того как сосуд пересек поле объектива 23, он прошел через поле каждого из двух линейных участков датчика. Путем сканирования получают два двухмерных изображения сосуда на двух выбранных длинах волн.Thus, after the vessel has crossed the field of the lens 23, it has passed through the field of each of the two linear sections of the sensor. By scanning, two two-dimensional images of the vessel are obtained at two selected wavelengths.

В предпочтительном варианте выполнения используют только один двухмерный датчик 43, расположенный сзади по меньшей мере одного оптического фильтра, перекрывающего только часть датчика, как показано на фиг. 9. В другом варианте в плоскости изображения располагают два линейных датчика.In the preferred embodiment, only one two-dimensional sensor 43 is used, located behind at least one optical filter covering only a portion of the sensor, as shown in FIG. 9. In another embodiment, two linear sensors are placed in the image plane.

Разумеется, в этом втором варианте во время движения сосуда в поле объектива 23 его двухмерное изображение может в данный момент формироваться частично на первом участке и частично на втором участке датчика 41, 42.Of course, in this second embodiment, during the movement of the vessel in the field of the lens 23, its two-dimensional image can currently be formed partially in the first section and partially in the second section of the sensor 41, 42.

Во всех вариантах можно использовать два оптических фильтра, чтобы выбирать эти две спектральные полосы. В качестве оптических фильтров предпочтительно используют полосовые пропускающие фильтры.In all embodiments, two optical filters can be used to select these two spectral bands. Bandpass filters are preferably used as optical filters.

Понятно, что необходим по меньшей мере один фильтр, только если оба участка датчика выполнены по одной технологии, то есть каждый из них характеризуется одинаковым ответом или одинаковой собственной спектральной чувствительностью.It is clear that at least one filter is necessary only if both sections of the sensor are made using the same technology, that is, each of them is characterized by the same response or the same intrinsic spectral sensitivity.

Согласно предпочтительному варианту, в котором вторую спектральную полосу λ2 выбирают в диапазоне, превышающем 4 500 нм и предпочтительно превышающем 5 000 нм, а первую спектральную полосу λ1 - в диапазоне, составляющем от 2 800 нм до 4 000 нм и предпочтительно от 3 000 нм до 4 000 нм, в качестве датчика или датчиков можно использовать один или два датчика типа средневолнового ИК датчика (MWIR - Medium Wave InfraRed), которые не требуют никакой системы охлаждения, как было указано выше. Это позволяет реализовать варианты, представленные на фиг. 8 и 9, содержащие только один датчик. Для реализации вариантов, содержащих два датчика, как показано на фиг. 7, использование двух датчиков одной технологии упрощает осуществление, в частности, оба датчика могут иметь одинаковое разрешение для одного поля и могут быть синхронизированы при помощи общих и упрощенных средств управления.According to a preferred embodiment, wherein the second spectral band λ2 is selected in a range greater than 4500 nm and preferably greater than 5000 nm, and the first spectral band λ1 is selected in a range of from 2800 nm to 4000 nm and preferably from 3000 nm to 4000 nm, one or two sensors of the Medium Wave InfraRed (MWIR) type can be used as a sensor or sensors, which do not require any cooling system, as mentioned above. This makes it possible to implement the options presented in Fig. 8 and 9, containing only one sensor. To implement variants containing two sensors, as shown in FIG. 7, the use of two sensors of the same technology simplifies the implementation, in particular, both sensors can have the same resolution for the same field and can be synchronized using common and simplified controls.

Датчик или датчики, включенные в каждую инфракрасную двухспектральную камеру, выполнены, например, на основе PbSe на 196 или 300°К или могут быть микроболометрами.The sensor or sensors included in each infrared dual-spectrum camera are, for example, 196 or 300°K PbSe or may be microbolometers.

Разумеется, изобретение не ограничивается описанными выше вариантами выполнения двухспектральной камеры.Of course, the invention is not limited to the dual-spectrum camera embodiments described above.

Claims (37)

1. Способ измерения толщины стенок сосудов (2) из стекла при высокой температуре, выходящих из формовочных полостей, содержащий этапы, на которых:1. A method for measuring the wall thickness of glass vessels (2) at high temperatures emerging from molding cavities, comprising the steps of: - выбирают для измерения тепловое излучение, испускаемое сосудом (2) с диаметрально противоположных сторон сосуда - первой стороны (I) и второй стороны (II), таким образом, чтобы учитывалось тепловое излучение, испускаемое первой стенкой (21) сосуда, находящейся с первой стороны, и тепловое излучение, испускаемое диаметрально противоположной второй стенкой (22) сосуда, находящейся со второй стороны;- select for measurement the thermal radiation emitted by the vessel (2) from diametrically opposite sides of the vessel - the first side (I) and the second side (II), so that the thermal radiation emitted by the first wall (2 1 ) of the vessel located on the first side is taken into account sides, and thermal radiation emitted by the diametrically opposite second wall (2 2 ) of the vessel located on the second side; - при этом выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом (2) в первой спектральной полосе (λ1) в диапазоне от 2800 нм до 4000 нм и во второй спектральной полосе (λ2), причем указанные две спектральные полосы являются разными, и их выбирают таким образом, чтобы:- in this case, the radiation emitted by the vessel (2) in the first spectral band (λ1) in the range from 2800 nm to 4000 nm and in the second spectral band (λ2) is selected for measurement, and these two spectral bands are different and are selected in this way , to: коэффициент поглощения излучения стеклом был разным в двух спектральных полосах при температуре сосудов; иthe absorption coefficient of radiation by glass was different in two spectral bands at the temperature of the vessels; And по меньшей мере в первой спектральной полосе (λ1) коэффициент поглощения излучения стеклом был таким, что:at least in the first spectral band (λ1), the absorption coefficient of radiation by glass was such that: излучение, которое измеряется с первой стороны (I) сосуда, исходящее от первой стенки (21), является суммой излучения, испускаемого первой стенкой (21), и излучения, испускаемого второй стенкой (22) и проходящего с поглощением через первую стенку (21), при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок (21, 22); иthe radiation that is measured from the first side (I) of the vessel, emanating from the first wall (2 1 ), is the sum of the radiation emitted by the first wall (2 1 ), and the radiation emitted by the second wall (2 2 ) and passing through absorption through the first wall (2 1 ), while the specified combined radiation depends on the thickness and temperature of the first and second walls (2 1 , 2 2 ); And излучение, которое измеряется со второй стороны (II) сосуда, исходящее от второй стенки (22), является суммой излучения, испускаемого второй стенкой (22), и излучения, испускаемого первой стенкой (21) и проходящего с поглощением через вторую стенку (22), при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок (21, 22);the radiation that is measured from the second side (II) of the vessel, emanating from the second wall (2 2 ), is the sum of the radiation emitted by the second wall (2 2 ), and the radiation emitted by the first wall (2 1 ) and passing with absorption through the second wall (2 2 ), while the specified combined radiation depends on the thickness and temperature of the first and second walls (2 1 , 2 2 ); - одновременно измеряют: с первой стороны (I) сосуда - интенсивность излучения, исходящего от первой стенки (21), в первой спектральной полосе (λ1) и во второй спектральной полосе (λ2); и со второй стороны (II) сосуда - интенсивность излучения, исходящего от второй стенки (22), в первой спектральной полосе (λ1) и во второй спектральной полосе (λ2); и- simultaneously measure: on the first side (I) of the vessel - the intensity of radiation emanating from the first wall (2 1 ), in the first spectral band (λ1) and in the second spectral band (λ2); and on the second side (II) of the vessel - the intensity of radiation emanating from the second wall (2 2 ), in the first spectral band (λ1) and in the second spectral band (λ2); And - определяют по меньшей мере толщину первой стенки и толщину второй стенки (22) на основании измерений интенсивности излучения, исходящего от первой стенки, в первой и второй спектральных полосах и от второй стенки - в первой и второй спектральных полосах, при этом, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе наличие излучения, испускаемого самой стенкой, и излучения, испускаемого другой диаметрально противоположной стенкой и проходящего с поглощением через указанную стенку.- determine at least the thickness of the first wall and the thickness of the second wall (2 2 ) based on measurements of the intensity of radiation emanating from the first wall in the first and second spectral bands and from the second wall in the first and second spectral bands, while taking into account radiation intensity in the first spectral band, the presence of radiation emitted by the wall itself, and radiation emitted by another diametrically opposite wall and passing with absorption through the specified wall. 2. Способ по п. 1, в котором во второй спектральной полосе (λ2) коэффициент поглощения излучения стеклом отличается от коэффициента поглощения в первой спектральной полосе (λ1) и является таким, что излучение, измеренное с первой стороны (I) сосуда, исходящее от первой стенки (21), является суммой излучения, испускаемого первой стенкой (21), и излучения, испускаемого второй стенкой (22) и проходящего через первую стенку (21), а излучение, измененное со второй стороны (II) сосуда, исходящее от второй стенки (22), является суммой излучения, испускаемого второй стенкой (22), и излучения, испускаемого первой стенкой (21) и проходящего через вторую стенку, при этом комбинированное излучение зависит от толщины стенок и от температуры стенок.2. The method according to claim 1, in which in the second spectral band (λ2) the absorption coefficient of radiation by glass differs from the absorption coefficient in the first spectral band (λ1) and is such that the radiation measured from the first side (I) of the vessel emanating from the first wall (2 1 ), is the sum of the radiation emitted by the first wall (2 1 ), and the radiation emitted by the second wall (2 2 ) and passing through the first wall (2 1 ), and the radiation changed from the second side (II) of the vessel , emanating from the second wall (2 2 ), is the sum of the radiation emitted by the second wall (2 2 ), and the radiation emitted by the first wall (2 1 ) and passing through the second wall, with the combined radiation depending on the thickness of the walls and on the temperature of the walls . 3. Способ по п. 1 или 2, в котором определяют также температуру (Т1) первой стенки (21) и второй стенки (22) на основании измерений интенсивности излучения первой стенки (21) в первой и второй спектральных полосах и второй стенки (22) в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, проходящее с поглощением и исходящее от стенки, находящейся с другой стороны.3. The method according to claim 1 or 2, in which the temperature (T 1 ) of the first wall (2 1 ) and the second wall (2 2 ) is also determined based on measurements of the radiation intensity of the first wall (2 1 ) in the first and second spectral bands and the second wall (2 2 ) in the first and second spectral bands, taking into account in the radiation intensity in the first spectral band the radiation passing through absorption and emanating from the wall located on the other side. 4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом в первой спектральной полосе (λ1) в диапазоне, составляющем от 3000 нм до 4000 нм.4. Method according to any one of paragraphs. 1-3, in which the radiation emitted by the vessel in the first spectral band (λ1) in the range of 3000 nm to 4000 nm is selected for measurement. 5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором во второй спектральной полосе (λ2) коэффициент поглощения излучения стеклом является таким, что излучение, измеренное с первой стороны (I) сосуда, исходящее от первой стенки (21), является излучением, испускаемым только поверхностью первой стенки (21), а излучение, измеренное со второй стороны (II) сосуда, исходящее от второй стенки (22), является излучением, испускаемым только поверхностью второй стенки (22), при этом излучение зависит только от температуры.5. Method according to any one of paragraphs. 1-4, in which in the second spectral band (λ2) the absorption coefficient of radiation by glass is such that the radiation measured from the first side (I) of the vessel emanating from the first wall (2 1 ) is radiation emitted only by the surface of the first wall ( 2 1 ), and the radiation measured from the second side (II) of the vessel, emanating from the second wall (2 2 ), is the radiation emitted only by the surface of the second wall (2 2 ), and the radiation depends only on temperature. 6. Способ по п. 5, в котором температуру (Т1, Т2) первой стенки и второй стенки определяют на основании соответственно измерений интенсивности излучения первой стенки (21) во второй спектральной полосе (λ2) и второй стенки (22) во второй спектральной полосе (λ2).6. The method according to claim 5, in which the temperature (T 1 , T 2 ) of the first wall and the second wall is determined based on, respectively, measurements of the radiation intensity of the first wall (2 1 ) in the second spectral band (λ2) and the second wall (2 2 ) in the second spectral band (λ2). 7. Способ по любому из пп. 1-4, в котором выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом во второй спектральной полосе (λ2) в диапазоне, составляющем от 1100 нм до 2600 нм.7. Method according to any one of paragraphs. 1-4, in which the radiation emitted by the vessel in the second spectral band (λ2) in the range from 1100 nm to 2600 nm is selected for measurement. 8. Способ по п. 5 или 6, в котором выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом во второй спектральной полосе (λ2) в диапазоне, превышающем 4500 нм и предпочтительно превышающем 5000 нм.8. The method according to claim 5 or 6, in which the radiation emitted by the vessel in the second spectral band (λ2) in the range greater than 4500 nm and preferably greater than 5000 nm is selected for measurement. 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором одновременно измеряют излучение при помощи по меньшей мере двух инфракрасных двухспектральных камер (11, 12-13, 14), каждая из которых выдает для каждого сосуда по меньшей мере два инфракрасных изображения излучения стенки сосуда, находящегося в ее поле наблюдения.9. The method according to any of the previous paragraphs, in which the radiation is simultaneously measured using at least two infrared dual-spectral cameras (11, 12-13, 14), each of which produces for each vessel at least two infrared images of the radiation of the vessel wall, in her field of observation. 10. Установка для измерения толщины стенок стеклянных сосудов (2) при высокой температуре, выходящих из формовочных полостей (4) и перемещаемых по переносной траектории (F), содержащая:10. An installation for measuring the wall thickness of glass vessels (2) at high temperatures emerging from the molding cavities (4) and moving along a portable path (F), containing: - по меньшей мере первую (11) и вторую (12) инфракрасные двухспектральные камеры, расположенные диаметрально противоположно друг другу с двух сторон от траектории (F) сосудов, чтобы учитывать тепловое излучение, испускаемое первой стенкой (21) сосуда (2), находящейся с первой стороны (I) сосуда, и второй стенкой (22) сосуда, находящейся с диаметрально противоположной второй стороны, при этом каждая камера (11, 12) выдает два изображения инфракрасного излучения стенки сосуда, находящейся в ее поле наблюдения, в первой спектральной полосе (λ1) в диапазоне, составляющем от 2800 нм до 4000 нм, и во второй спектральной полосе (λ2), причем эти две спектральные полосы являются разными, и выбраны таким образом, чтобы выполнялись следующие условия:- at least the first (11) and second (12) infrared dual-spectral cameras located diametrically opposite to each other on both sides of the trajectory (F) of the vessels in order to take into account the thermal radiation emitted by the first wall (2 1 ) of the vessel (2), located on the first side (I) of the vessel, and the second wall (2 2 ) of the vessel, located on the diametrically opposite second side, with each camera (11, 12) producing two images of infrared radiation of the vessel wall located in its field of observation, in the first spectral band (λ1) in the range from 2800 nm to 4000 nm, and in the second spectral band (λ2), the two spectral bands being different, and selected so that the following conditions are met: коэффициент поглощения излучения стеклом разный в двух спектральных полосах (λ1, λ2) при температуре сосудов; иthe absorption coefficient of radiation by glass is different in two spectral bands (λ1, λ2) at the temperature of the vessels; And по меньшей мере в первой спектральной полосе (λ1) коэффициент поглощения излучения стеклом такой, что:at least in the first spectral band (λ1) the absorption coefficient of radiation by glass is such that: излучение, измеряемое с первой стороны (I) сосуда, исходящее от первой стенки (21), является суммой излучения, испускаемого первой стенкой (21), и излучения, испускаемого второй стенкой (22) и проходящего с поглощением через первую стенку (21), при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок; иthe radiation measured from the first side (I) of the vessel, emanating from the first wall (2 1 ), is the sum of the radiation emitted by the first wall (2 1 ), and the radiation emitted by the second wall (2 2 ) and passing with absorption through the first wall ( 2 1 ), while the specified combined radiation depends on the thickness and temperature of the first and second walls; And излучение, измеряемое со второй стороны (II) сосуда, исходящее от второй стенки (22), является суммой излучения, испускаемого второй стенкой (22), и излучения, испускаемого первой стенкой (21) и проходящего с поглощением через вторую стенку (22), при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок (21, 22);the radiation measured from the second side (II) of the vessel, emanating from the second wall (2 2 ), is the sum of the radiation emitted by the second wall (2 2 ), and the radiation emitted by the first wall (2 1 ) and passing with absorption through the second wall ( 2 2 ), while the specified combined radiation depends on the thickness and temperature of the first and second walls (2 1 , 2 2 ); - систему (15) для управления работой инфракрасных двухспектральных камер (11, 12) таким образом, чтобы снимать одновременно первой камерой (11) два изображения, измеряющих интенсивность излучения первой стенки (21) в первой спектральной полосе (λ1) и во второй спектральной полосе (λ2), и второй камерой (12) - два изображения, измеряющих интенсивность излучения второй стенки (22) в первой спектральной полосе (λ1) и во второй спектральной полосе (λ2); и- a system (15) for controlling the operation of infrared dual-spectral cameras (11, 12) in such a way that the first camera (11) simultaneously takes two images that measure the radiation intensity of the first wall (2 1 ) in the first spectral band (λ1) and in the second spectral band band (λ2), and the second camera (12) - two images measuring the radiation intensity of the second wall (2 2 ) in the first spectral band (λ1) and in the second spectral band (λ2); And - вычислительное устройство (16), выполненное с возможностью определять по меньшей мере толщину (е1, е2) первой стенки (21) и второй стенки (22), анализируя два изображения, дающие соответственно измерения интенсивности излучения, исходящего от первой стенки (21) в первой (λ1) и второй (λ2) спектральных полосах, и два изображения второй стенки в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, испускаемое стенкой, и излучение, проходящее с поглощением и исходящее от стенки, находящейся с другой стороны.- a computing device (16) configured to determine at least the thickness (e 1 , e 2 ) of the first wall (2 1 ) and the second wall (2 2 ) by analyzing two images, respectively giving measurements of the intensity of radiation emanating from the first wall (2 1 ) in the first (λ1) and second (λ2) spectral bands, and two images of the second wall in the first and second spectral bands, taking into account in the radiation intensity in the first spectral band the radiation emitted by the wall, and the radiation passing through absorption and outgoing from the wall on the other side. 11. Установка по п. 10, отличающаяся тем, что инфракрасная двухспектральная камера (11-14) содержит:11. Installation according to claim 10, characterized in that the infrared dual-spectral camera (11-14) contains: - делитель (20) пучков, ниже по потоку от которого лучи делятся на два отдельных выходных пучка;- beam divider (20), downstream of which the beams are divided into two separate output beams; - ниже по потоку от делителя (20) пучков - два отдельных датчика (21, 22) или два участка датчика, расположенные в одной плоскости или двух плоскостях изображения, принимающие, каждый, один из двух отдельных выходных пучков, при этом первый датчик или первый участок датчика принимает первый пучок излучения в первой спектральной полосе, и второй датчик или второй участок датчика принимает второй пучок излучения во второй спектральной полосе;- downstream from the beam splitter (20) - two separate sensors (21, 22) or two sensor sections located in one plane or two image planes, each receiving one of two separate output beams, with the first sensor or the first a sensor portion receives a first beam of radiation in a first spectral band, and a second sensor or second sensor section receives a second beam of radiation in a second spectral band; - при этом первый и второй пучки формируются выше по потоку или ниже по потоку от делителя (20) при помощи объектива (23), формирующего за счет оптического сопряжения на каждой плоскости изображения оптическое изображение (К1, К2) сосуда соответственно в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе;- in this case, the first and second beams are formed upstream or downstream from the divider (20) using a lens (23), which, due to optical conjugation on each image plane, forms an optical image (K1, K2) of the vessel, respectively, in the first spectral band and in the second spectral band; - при этом первый и/или второй пучки фильтруются оптическим фильтром или оптическими фильтрами (25, 26), выбирающими соответственно первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.- in this case, the first and/or second beams are filtered by an optical filter or optical filters (25, 26), selecting the first spectral band and the second spectral band, respectively. 12. Установка по п. 10, отличающаяся тем, что каждая инфракрасная двухспектральная камера содержит:12. Installation according to claim 10, characterized in that each infrared dual-spectrum camera contains: - объектив (23), формирующий за счет оптического сопряжения на плоскости датчика оптическое изображение (К3) поля, через которое проходит сосуд;- lens (23), which, due to optical coupling on the sensor plane, forms an optical image (K3) of the field through which the vessel passes; - два отдельных линейных участка (41, 42) датчика с их вертикальными опорными линиями (s1, s2), расположенными таким образом, чтобы при перемещении сосуда в поле объектива (23) получать сканируемое изображение при помощи каждого из двух линейных участков датчика;- two separate linear sections (41, 42) of the sensor with their vertical reference lines (s 1 , s 2 ), located in such a way that when the vessel moves in the field of the lens (23), a scanned image is obtained using each of the two linear sections of the sensor; - при этом первый линейный участок (41) датчика принимает первый участок (31) пучка излучения в первой спектральной полосе;- in this case, the first linear section (41) of the sensor receives the first section (31) of the radiation beam in the first spectral band; - второй участок (42) датчика принимает второй участок (32) пучка излучения во второй спектральной полосе;- the second section (42) of the sensor receives the second section (32) of the radiation beam in the second spectral band; - по меньшей мере один оптический фильтр (45), расположенный на пути световых пучков, чтобы выбирать первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.- at least one optical filter (45) located in the path of the light beams to select the first spectral band and the second spectral band. 13. Установка по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что оптический фильтр или оптические фильтры (25, 26, 45), предназначенные для выбора первой спектральной полосы в диапазоне, составляющем от 2800 нм до 4000 нм, и второй спектральной полосы в диапазоне, превышающем 4500 нм и предпочтительно превышающем 5000 нм.13. Installation according to claim 11 or 12, characterized in that the optical filter or optical filters (25, 26, 45) designed to select the first spectral band in the range from 2800 nm to 4000 nm, and the second spectral band in the range greater than 4500 nm and preferably greater than 5000 nm.
RU2022103511A 2019-07-12 2020-07-10 Installation and method of measuring thickness of walls of glass vessels RU2818997C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR1907877 2019-07-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022103511A RU2022103511A (en) 2023-08-14
RU2818997C2 true RU2818997C2 (en) 2024-05-08

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841138A (en) * 1995-12-21 1998-11-24 Wagner International Ag Method of an apparatus for nondestructuve workpiece testing
RU2243501C2 (en) * 1999-01-12 2004-12-27 Оуэнс-Броквэй Гласс Контейнер Инк. Method and device for measuring thickness of glass vessel wall
CN104395693A (en) * 2012-03-27 2015-03-04 Msc&Sgcc公司 Method and installation for measuring the glass distribution in containers
EP2873652A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-20 Emhart Glass S.A. Utilization of wall thickness measurement in combination with thermal imaging of containers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841138A (en) * 1995-12-21 1998-11-24 Wagner International Ag Method of an apparatus for nondestructuve workpiece testing
RU2243501C2 (en) * 1999-01-12 2004-12-27 Оуэнс-Броквэй Гласс Контейнер Инк. Method and device for measuring thickness of glass vessel wall
CN104395693A (en) * 2012-03-27 2015-03-04 Msc&Sgcc公司 Method and installation for measuring the glass distribution in containers
EP2873652A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-20 Emhart Glass S.A. Utilization of wall thickness measurement in combination with thermal imaging of containers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7464689B2 (en) Apparatus and method for measuring wall thickness of multiple glass containers
US6188079B1 (en) Measurement of hot container wall thickness
US9803974B2 (en) Method and installation for measuring the glass distribution in containers
CN108474739B (en) Optical method for measuring the thickness of a coating deposited on a substrate
EP1525469B1 (en) Analytical system and method for measuring and controlling a production process
EP0643297B1 (en) Analytical system for analyzing, monitoring, diagnosing and/or controlling a process for manufacturing packaging glass products in which the analysis takes place directly after the glass-shaping process
Moylan et al. Infrared thermography for laser-based powder bed fusion additive manufacturing processes
WO2011137264A1 (en) Thermal imaging of molded objects
US10495445B2 (en) Glass container inspection system
RU2818997C2 (en) Installation and method of measuring thickness of walls of glass vessels
US20050002438A1 (en) Temperature measuring method and apparatus
US20210041233A1 (en) Method for Measuring the Wall Thickness of a Hollow Glass Article
Becker et al. In-situ monitoring of the Laser Powder Bed Fusion build process via bi-chromatic optical tomography
Zhang et al. Research and Application of Temperature Monitoring and Error Correction System for High-Strength Steel Hot Stamping Parts
NL2028215B1 (en) Method of inspecting hollow glass products of glass product material
JP2022529222A (en) Non-contact temperature sensor
EP1071932B1 (en) Method and device for imaging measurements and use of measured information in process control
WO2008103458A1 (en) Precision thermometry with background illumination