TW201725184A - 用於製造玻璃的方法及設備 - Google Patents

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Abstract

玻璃製造設備包括玻璃形成器、熱感測器、及處理器,玻璃形成器從大量熔融材料形成玻璃帶,熱感測器經定向以感測玻璃帶的溫度,而處理器經程式化以依據來自熱感測器的感測溫度估計玻璃帶的厚度。製造玻璃的方法包括以下步驟:從大量熔融材料形成玻璃帶,感測玻璃帶的溫度,以及依據感測溫度估計玻璃帶的厚度。

Description

用於製造玻璃的方法及設備
本申請案大致上係關於用於製造玻璃的設備與方法,且更具體而言,係關於從大量熔融材料拉伸玻璃帶的設備與方法。
舉例而言,玻璃片材經常用於顯示應用中,包括液晶顯示器(LCD)、電泳顯示器(EPD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電漿顯示面板(PDP)、或類似物。各種玻璃製造設備與方法可用於產生玻璃帶,而可進一步處理成一或更多個玻璃片材。舉例而言,藉由下拉式、上拉式、浮式、融合式、壓滾式、流孔抽出式或其他玻璃形成技術,玻璃製造設備可形成玻璃帶。
具有仔細控制拉伸成玻璃帶的大量熔融玻璃的流量的期望。將熔融玻璃流維持在可接受熔融玻璃流率的所期望窄範圍內可以促進有利的玻璃帶屬性,例如經減少的應力、所期望的厚度與形狀特徵。用於確定玻璃流的一個可能技術係秤量玻璃帶冷卻之後週期性從玻璃帶分離的玻璃片材。然而,此類技術可能需要特殊處理的程序,並可能損壞玻璃片材,擾亂玻璃生產,或引入其他問題。此外,在將玻璃帶捲繞到玻璃帶的捲軸而非週期性切成玻璃片材的應用中,秤量獨立玻璃片材的程序並不可行。當可隨著時間秤量玻璃帶的捲軸本身時,玻璃帶的捲軸可能需要定位於相對遠離形成玻璃帶的位置。此類遠端秤量玻璃帶的捲軸可能無法提供可接受的反應性,以供控制系統依據從秤量程序取得的資訊,修改熔融玻璃流。此外,在捲繞到捲軸之前,玻璃帶的邊緣部分可能分離。因此,將需要採用秤量分離的邊緣部分以及捲繞玻璃帶的捲軸的複雜程序。此外,可能需要將附加插頁保護層增加到玻璃帶,而亦捲繞到捲軸上。因此,當其他項目亦捲繞到捲軸上時,可能難以確定增加到捲軸的玻璃的流率。因此,為了提供在將玻璃帶捲繞到捲軸的應用中的熔融玻璃流率的精確確定,利用不需要玻璃帶的重量量測的技術有益於確定流率。此外,為了增強控制系統的反應性,利用從大量熔融材料拉伸玻璃帶相對不久之後所取得的資訊有益於確定玻璃流率。仍進一步,附加或可替代地,可能存在精確確定玻璃帶的滾花或其他不規則邊緣部分的厚度的方式,而難以利用在一些實施例中可用於確定玻璃帶的中央部分的厚度的雷射量測程序取得。
本發明之技術允許不秤量玻璃帶或從玻璃帶分離的玻璃片材而估計熔融玻璃流。此外,可藉由從大量熔融玻璃拉伸玻璃帶相對不久之後量測玻璃帶的特徵以實現估計熔融玻璃流,更特定言之,在玻璃帶完全冷卻至環繞玻璃帶的空氣的環境溫度之前。在拉伸玻璃帶之後相對不久估計熔融玻璃流可使用此資訊增加控制系統的反應性,以修改熔融玻璃的上游流動。這樣,本發明之技術可輔助將玻璃流維持於可接受玻璃流率的相對窄範圍內。
一個可能技術係在拉伸玻璃帶相對不久之後確定玻璃流率,以確定玻璃帶的厚度。厚度資訊以及帶寬與帶速可用於計算熔融玻璃形成玻璃帶的體積流率。此外,亦可藉由熔融玻璃的密度乘以體積流率而確定熔融玻璃形成玻璃帶的質量流率。
在一些實施例中,例如使用包括厚度感測器(例如,雷射感測器、雷射計)的各種技術,可取得玻璃帶的中央部分的厚度。然而,拉伸玻璃帶的處理可能滾花玻璃帶的相對邊緣部分。因此,因為玻璃帶的邊緣部分的滾花表面在雷射束透過玻璃帶時可能散射雷射束,可能難以使用厚度感測器確定滾花邊緣部分的厚度。此外,無法準確確定玻璃帶的滾花邊緣部分的厚度可能顯著影響熔融材料形成玻璃帶的流率的估計。舉例而言,玻璃帶的邊緣部分通常會比玻璃帶的中央部分相對較厚,而因此可在估計熔融材料形成玻璃帶的流率時成為熔融材料的流率的計算的顯著部分。
在進一步實施例中,本發明闡述用於估計玻璃帶的二個相對邊緣部分(例如滾花邊緣部分)中之至少一者的厚度的技術。至少一個邊緣部分的估計厚度可用於更準確地估計熔融材料形成玻璃帶的整體流動。在進一步實施例中,至少一個相對邊緣部分的估計厚度可用於確定玻璃帶的邊緣部分的屬性(例如應力)及/或其他部分的屬性。在更進一步實施例中,可單獨或組合使用用於估計玻璃帶的二個相對邊緣部分(例如,滾花邊緣部分)中之至少一者的厚度的技術,以估計玻璃帶的中央部分的厚度。
本文提供用於估計玻璃帶的厚度的技術以及估算熔融玻璃形成玻璃帶的流率(例如,體積流率、質量流率)的技術,玻璃帶的厚度包括玻璃帶的邊緣部分的厚度與玻璃帶的中央部分的厚度。以下呈現本發明之簡化總結,以提供實施方式中所述的一些示例性實施例之基本理解。
在一個實施例中,玻璃製造設備可包括玻璃形成器,以從大量熔融材料形成玻璃帶。玻璃製造設備可進一步包括熱感測器與處理器,熱感測器經定向以感測玻璃帶的溫度,而處理器經程式化以依據來自熱感測器的感測溫度估計玻璃帶的厚度。
在另一實施例中,玻璃製造設備可包括控制器,控制器依據玻璃帶的估計厚度操作玻璃形成器。
在另一實施例中,熱感測器可包括紅外感測器。
在另一實施例中,熱感測器可包括熱相機,熱相機經定向以感測玻璃帶在複數個位置的相應溫度,而複數個位置中之每一者可對應於熱相機的至少一個像素。
在另一實施例中,熱感測器可定向於以感測玻璃帶在沿著橫向於拉伸方向的第一路徑的複數個位置的相應溫度。處理器可經程式化以依據來自熱感測器的相應感測溫度估計玻璃帶在複數個位置中之每一者的相應厚度。
在另一實施例中,第一路徑可沿著玻璃帶的整個寬度橫向延伸,而處理器可經程式化以依據來自熱感測器的相應感測溫度估計玻璃帶在沿著玻璃帶的整個寬度的複數個位置中之每一者的相應厚度。
在另一實施例中,熱感測器可經定向以感測玻璃帶在沿著拉伸方向的複數個第二路徑的複數個位置的的相應溫度變化,而複數個第二路徑中之每一者可相交於第一路徑。處理器可經程式化以依據來自熱感測器的玻璃帶在沿著第一路徑的複數個位置的相應感測溫度以及來自熱感測器的玻璃帶在沿著複數個第二路徑的相應感測溫度變化,而估計玻璃帶在沿著第一路徑的複數個位置中之每一者的相應厚度。
在另一實施例中,第一路徑可沿著玻璃帶的整個寬度橫向延伸。處理器可經程式化以依據玻璃帶在沿著第一路徑的複數個位置的相應感測溫度以及玻璃帶在沿著複數個第二路徑的相應感測溫度變化,而估計玻璃帶在沿著玻璃帶的整個寬度的複數個位置中之每一者的相應厚度。
在另一實施例中,熱感測器可經定向以感測玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的溫度。處理器可經程式化以依據玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的感測溫度,估計玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的厚度。
在另一實施例中,玻璃製造設備可進一步包括厚度感測器,以感測玻璃帶的中央部分的厚度。熱感測器可進一步經定向以感測玻璃帶的中央部分的溫度。處理器可經程式化以依據玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的感測溫度、玻璃帶的中央部分的感測溫度、及玻璃帶的中央部分的感測厚度,估計玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的厚度。
在一些實施例中,厚度感測器可包括雷射感測器。
在另一實施例中,製造玻璃的方法可包括以下步驟:從大量熔融材料形成玻璃帶,感測玻璃帶的溫度,以及依據感測溫度估計玻璃帶的厚度。
在另一實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:依據玻璃帶的估計厚度操作玻璃形成器。
在另一實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:依據玻璃帶的估計厚度,調整大量熔融材料的流率。
在另一實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:依據玻璃帶的估計厚度,調整熔融材料的溫度。
在另一實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:依據玻璃帶的估計厚度,調整拉輥組件。
在另一實施例中,感測玻璃帶的溫度的步驟可包括感測玻璃帶在沿著橫向於玻璃帶的拉伸方向的第一路徑的複數個位置的相應溫度,而估計玻璃帶的厚度的步驟可包括依據相應感測溫度估計玻璃帶在複數個位置中之每一者的相應厚度。
在另一實施例中,第一路徑可沿著玻璃帶的整個寬度橫向延伸,而估計玻璃帶的厚度的步驟可包括依據相應感測溫度估計玻璃帶在沿著玻璃帶的整個寬度的複數個位置中之每一者的厚度。
在另一實施例中,感測玻璃帶的溫度的步驟可包括感測玻璃帶在沿著拉伸方向的複數個第二路徑的複數個位置的相應溫度變化。複數個第二路徑中之每一者可相交於第一路徑,而估計玻璃帶的厚度的步驟可包括依據玻璃帶在沿著第一路徑的複數個位置的相應感測溫度以及玻璃帶在沿著複數個第二路徑的相應感測溫度變化,而估計玻璃帶在沿著第一路徑的複數個位置中之每一者的厚度。
在另一實施例中,第一路徑可沿著玻璃帶的整個寬度橫向延伸,而估計玻璃帶的厚度的步驟可包括依據玻璃帶在沿著第一路徑的複數個位置的相應感測溫度以及玻璃帶在沿著複數個第二路徑的相應感測溫度變化,而估計玻璃帶在沿著玻璃帶的整個寬度的複數個位置中之每一者的厚度。
在另一實施例中,製造玻璃的方法可包括以下步驟:從大量熔融材料形成玻璃帶。玻璃帶可包括二個相對邊緣部分與中央部分,中央部分設置於二個相對邊緣部分之間。該方法可進一步包括以下步驟:感測玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的溫度。該方法可再進一步包括以下步驟:依據玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的感測溫度,估計玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的厚度。
在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:感測玻璃帶的中央部分的厚度,以及感測玻璃帶的中央部分的溫度。估計玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的厚度之步驟可依據玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的感測溫度、玻璃帶的中央部分的感測溫度、及玻璃帶的中央部分的感測厚度。
在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:依據玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的感測溫度、玻璃帶的中央部分的感測溫度、及玻璃帶的中央部分的感測厚度,估計玻璃帶在沿著玻璃帶的整個寬度的厚度。
在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:依據玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的估計厚度,操作玻璃形成器。
在另一實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:依據玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的估計厚度,調整大量熔融材料的流率。
在另一實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:依據玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的估計厚度,調整熔融材料的溫度。
在另一實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:依據玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的估計厚度,調整拉輥組件。
在任何實施例中,處理器可經程式化以估計玻璃帶的厚度(t ),及/或方法可估計玻璃帶的厚度(t ),如下列關係函數:或如下列關係函數:在上述關係中:v 代表沿著拉伸方向的玻璃帶的速度;ρ代表玻璃帶的材料的密度;Cp 代表玻璃帶的材料的熱容量;y 代表拉伸方向的坐標;T 代表玻璃帶的感測溫度;h 代表玻璃帶的對流熱傳遞係數;Ta 代表玻璃帶的環境與輻射環境的溫度;ε代表玻璃帶的輻射率;σ代表斯蒂芬-玻茲曼常數;k 代表對流熱傳遞係數的可選擇校正項。
在任何實施例中,處理器可經程式化以估計對流熱傳遞係數(h ),及/或方法可估計對流熱傳遞係數(h ),如下列關係函數:或如下列關係函數:在上述關係中:τ代表玻璃帶的感測厚度;v 代表沿著拉伸方向的玻璃帶的速度;ρ代表玻璃帶的材料的密度;Cp 代表玻璃帶的材料的熱容量;y 代表拉伸方向的坐標;T 代表玻璃帶的感測溫度;h 代表玻璃帶的對流熱傳遞係數;Ta 代表玻璃帶的環境與輻射環境的溫度;ε代表玻璃帶的輻射率;σ代表斯蒂芬-玻茲曼常數;k 代表對流熱傳遞係數的可選擇校正項。
在任何實施例中,處理器可經程式化以估計對流熱傳遞係數的校正項(k ),及/或方法可估計對流熱傳遞係數的校正項(k ),若提供對流熱傳遞係數的校正項(k ),則在下列範圍內:其中,τ代表玻璃帶的感測厚度;T 代表玻璃帶的感測溫度;c 代表玻璃帶的材料的熱傳導係數;x 代表橫向於拉伸方向的坐標。
應瞭解,上述一般描述與以下詳細描述二者皆描述本發明的實施例,並且意欲提供用於理解所敘述及請求的實施例之本質及特性之概述或框架。包括附隨圖式以提供對實施例的進一步理解,且附隨圖式併入本說明書中並構成本說明書的一部分。圖式說明本發明的各種實施例,且與描述一同用於解釋其原理及操作。
現參照圖示本發明之示例性實施例的隨附圖式,以下將更充分描述設備及方法。在圖式各處儘可能使用相同的元件符號以指稱相同或相似的部件。然而,本發明可以用許多不同形式實現,且不應視為受限於本文所記載的實施例。
本發明之各種玻璃製造設備與方法可用於產生玻璃帶,而玻璃帶可進一步經處理成為一或更多個玻璃片材。舉例而言,藉由下拉式、上拉式、浮式、融合式、壓滾式、流孔抽出式或其他玻璃形成技術,玻璃製造設備可形成玻璃帶。藉由實施例之方式,描述且圖示示例性下拉式設備與方法,儘管在進一步實施例中可使用其他玻璃製造技術。
1 示意性圖示示例性玻璃製造設備101 ,玻璃製造設備101 包括玻璃形成器102 ,以拉伸玻璃帶103 。為了說明之目的,包括玻璃形成器102 的玻璃製造設備101 係圖示為融合下拉式設備,儘管可在進一步實施例中提供其他玻璃製造裝置,如上拉式、浮式、壓滾式、流孔抽出式等。如圖所示,玻璃製造設備101 可包括熔融容器105 ,熔融容器105 經定向以接收來自儲存倉109 的批次材料107 。可藉由馬達113 所提供動力的批次輸送裝置111 而引入批次材料107 。可選擇的控制器115 可經操作以啟動馬達113 ,以將批次材料107 之期望量引入熔融容器105 中,如箭頭117 所指示。玻璃熔融探針119 可用於量測豎管123 內的熔融材料121 之位準,並經由通訊線路125 將量測資訊傳送至控制器115
玻璃製造設備101 亦可包括澄清容器127 ,澄清容器127 位於熔融容器105 的下游,並經由第一連接導管129 耦接至熔融容器105 。在一些實施例中,可經由第一連接導管129 將熔融材料121 從熔融容器105 重力饋送至澄清容器127 。舉例而言,重力可作用以驅動熔融材料121 從熔融容器105 穿過第一連接導管129 的內部通路到澄清容器127 。在澄清容器127 中,可藉由各種技術從熔融材料121 移除氣泡。
玻璃製造設備101 可進一步包括混合腔室131 ,混合腔室131 可位於澄清容器127 的下游。混合腔室131 可用於提供熔融材料121 的均勻組合物,藉此減少或消除可能存在於離開澄清容器127 的熔融材料121 中的不均勻的線(cord)。如圖所示,澄清容器127 可經由第二連接導管135 耦接到混合腔室131 。在一些實施例中,可經由第二連接導管135 將熔融材料121 從澄清容器127 重力饋送至混合腔室131 。舉例而言,重力可作用以驅動熔融材料121 從澄清容器127 穿過第二連接導管135的內部通路到混合腔室131
玻璃製造設備101 可進一步包括輸送容器133 ,輸送容器133 可位於混合腔室131 的下游。輸送容器133 可調節饋送到玻璃形成器140 的熔融材料121 。舉例而言,輸送容器133 可作為累加器及/或流量控制器,以調整及提供到玻璃形成器140 的熔融材料121 的一致流量。如圖所示,混合腔室131 可經由第三連接導管137 耦接到輸送容器133 。在一些實施例中,可經由第三連接導管137 將熔融材料121 從混合腔室131 重力饋送至輸送容器133 。舉例而言,重力可作用以驅動熔融材料121 從混合腔室131 穿過第三連接導管137 的內部通路到輸送容器133
如圖進一步所示,輸送管139 可定位以將熔融材料121 提供到玻璃製造設備101 的玻璃形成器140 。如下面更充分論述,玻璃形成器140 可將離開成形容器143 的根部209 的熔融材料121 拉伸成為玻璃帶103 。在所示實施例中,成形容器143 可設置入口141 ,入口141 經定向以從輸送容器133 的輸送管139 接收熔融材料121
2 係為沿著 1 之線2-2 玻璃製造設備101 之剖面透視圖。如圖所示,成形容器143 可包括成形楔201 ,成形楔201 包括在成形楔201 之相反兩端之間延伸的一對向下傾斜匯聚表面部分203205 。該對向下傾斜匯聚表面部分203205 沿著拉伸方向207 匯聚,以形成根部209 。拉伸平面211 延伸穿過根部209 ,其中可沿著拉伸平面211 於拉伸方向207 拉伸玻璃帶103 。如圖所示,拉伸平面211 可以對分根部209 ,儘管在進一步實施例中,可相對於根部209 以其他定向延伸拉伸平面211
參照 2 ,在一個實施例中,熔融玻璃121 可流入成形容器143 之凹槽200 中。然後,熔融材料121 可同時流過相應堰202a202b ,並向下流過相應堰202a202b 的外表面204a204b 。然後,各別熔融材料流沿著成形楔201 的向下傾斜匯聚表面部分203205 流至成形容器143 之根部209 ,在根部209 處,該等流匯聚並融合成為玻璃帶103 。然後,可在拉伸平面211 中沿著拉伸方向207 將玻璃帶103 融合拉離根部209
如圖所示,可利用第一主表面213 與第二主表面215 從根部209 拉伸玻璃帶103 ,第一主表面213 與第二主表面215 中之每一者具有對應於玻璃帶103 的寬度「W 」的寬度。如圖所示,第一主表面213 與第二主表面215 可以面向相反方向,並具有定義於第一主表面213 與第二主表面215 之間的玻璃帶103 的中央部分219 之厚度217 。玻璃帶103 的中央部分219 的厚 217 可以基本上與垂直於拉伸方向207 的玻璃帶103 的中央部分219 的橫向寬度157 相同。此外,隨著玻璃帶103 拉伸,玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 可以基本上維持相同,而使得玻璃帶103 的中央部分219 具有沿著玻璃帶103 的中央部分219 的整個區域的一致厚度217 。在一些實施例中,玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 可以小於或等於約1毫米(mm),例如約50微米(μm)至約750 μm、例如約100 μm至約700 μm、例如約200 μm至約600 μm、例如約300 μm至約500 μm。
在一些實施例中,用於融合拉伸玻璃帶103 的玻璃製造設備101 亦可包括至少一個邊緣輥組件149a149b 。每一圖示邊緣輥組件149a149b 可以彼此相同,儘管在進一步實施例中可使用不同的邊緣輥組件配置。如 2 所示,每一邊緣輥組件149a149b 可包括一對邊緣輥221 ,其中玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b (見 1 )的相應一者係夾持於每一對邊緣輥221 之間。如 1 所示,第一邊緣輥組件149a (具有一對邊緣輥221 )可相關聯於玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 的第一邊緣部分223a 。如 1 進一步所示,第二邊緣輥組件149b (具有一對邊緣輥221 )可相關聯於玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 的第二邊緣部分223b 。在所示實施例中,邊緣輥221 可自由旋轉,儘管在其他實施例中,邊緣輥221 可以是從動輥(例如,由一或更多個馬達驅動)。
隨著將玻璃帶103 拉離成形楔201 的根部209 ,可將玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 中之每一者拉伸穿過相應對的邊緣輥221 。每一對邊緣輥221 可提供玻璃帶103 的相應的相對邊緣部分223a223b 的適當精加工。實際上,利用相應對的邊緣輥221 的相對邊緣部分223a223b 的邊緣輥精加工可提供從成形楔201 2 圖示一者)的每一端部的各別邊緣引導器225 的相對表面拉出的熔融玻璃的相對邊緣部分223a223b 的所期望邊緣特性與適當融合。如 12 所示,該等對的邊緣輥221 的至少一個或二個邊緣輥可包括滾花表面227 ,而可精加工玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 的每一者的一或二個相對表面,隨著利用每一邊緣輥組件149a149b 的該等對的邊緣輥221 精加工邊緣部分223a223b ,相應滾花表面229 壓入玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的玻璃表面。
1 所示,玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 可以基本上彼此相同,儘管在進一步實施例中,邊緣部分223a223b 可具有不同配置。如圖所示,玻璃帶103 的中央部分219 可設置於玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 之間。在一些實施例中,玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 可各自具有較玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 更大的厚度401 (見 4 )。在一個實施例中,厚度401 可大於或等於1 mm,約1 mm至約2 mm,儘管在進一步實施例中可提供其他厚度。舉例而言,厚度401 可在約0.1 mm至約0.3 mm之間,在約0.3 mm至約2 mm之間,在約0.1 mm至約0.6 mm之間,或約0.3 mm至約0.7 mm之間,及其所有子範圍之間。
4 圖示玻璃帶103 的第二邊緣部分223b 的代表特徵,並理解玻璃帶103 的第一邊緣部分223a 可以相同或相似於玻璃帶103 的第二邊緣部分223b 。如 4 所示,玻璃帶103 的第二邊緣部分223b 可包括能在玻璃帶103 的第二邊緣部分223b 的寬度403 上變化的厚度401 。舉例而言,厚度401 可在玻璃帶103 的第二邊緣部分223b 的滾花表面229 的峰值與谷值之間變化。此外,平均厚度可在玻璃帶103 的第二邊緣部分223b 的寬度403 上變化。這樣一來,玻璃帶103 的每一邊緣部分223a223b 可視為具有能包括跨越玻璃帶103 的各別邊緣部分223a223b 的寬度403 的厚度分佈的唯一厚度軌跡。
12 進一步所示,玻璃製造設備101 可進一步包括用於玻璃帶103 的每一各別邊緣部分223a223b 的第一與第二拉輥組件151a151b ,以促使在拉伸平面211 之拉伸方向207 中的玻璃帶103 的拉取。每一圖示拉輥組件151a151b 可以彼此相同,儘管在進一步實施例中可使用不同的拉輥組件配置。如第2圖所示,每一拉輥組件151a151b 可包括一對拉輥153 ,其中玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b (見 1 )的相應一者係夾持於每一對拉輥153 之間。如 1 所示,第一拉輥組件151a (具有一對拉輥153 )可相關聯於玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 的第一邊緣部分223a 。如 1 進一步所示,第二拉輥組件151b (具有一對拉輥153 )可相關聯於玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 的第二邊緣部分223b 。在所示實施例中,該對拉輥153 可由一或更多個馬達155 驅動。
隨著將玻璃帶103 拉離成形楔201 的根部209 ,可將玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 中之每一者拉伸穿過相應對的拉輥153 。可由馬達155 驅動該對拉輥153 ,以提供玻璃帶103 內的適當張力,而因此以合適速率促進玻璃帶103 的拉伸,以提供所期望玻璃帶屬性,包括玻璃帶103 的厚度。玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 的滾花表面229 可以增加玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 的摩擦係數,而因此在拉輥153 與玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 之間提供適當吸引。這樣一來,可減少或防止拉輥153 與玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 的滾花表面229 之間的滑動,以對玻璃帶103 提供精確及一致的拉力。
因此,玻璃帶103 的滾花表面229 可幫助玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 的細加工,並增加相對邊緣部分223a223b 的表面與拉輥153 之間的摩擦。然而,玻璃帶103 的滾花表面229 會複雜化依據玻璃帶103 的厚度的熔融玻璃流的計算。舉例而言,厚度感測器159 (例如,雷射感測器、雷射計、或其他合適的感測器)可用於確定玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 。實際上,玻璃帶103 的中央部分219 可包括玻璃帶103 的非接觸原始主表面213215 。玻璃帶103 的原始主表面213215 可提供用於反射光的理想表面,以允許玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 的量測。然而,隨著利用量測裝置(例如,雷射)遇到玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 的滾花表面229 的特徵時,滾花表面229 可能擴散或以其他方式干擾,玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 的滾花表面229 的量測可能是困難的。
參照 1 ,玻璃帶103 的寬度「W 」與玻璃帶103 的厚度的乘積可確定玻璃帶103 的總截面積(Aoverall )。亦可量測在拉伸方向207 拉伸的玻璃帶103 的速度「S 」。因此,形成玻璃帶103 的熔融玻璃121的總體積流率(Voverall )可計算為(Voverall )=(S )×(Aoverall ),而形成玻璃帶103 的熔融玻璃121 的總質量流率可計算為(moverall )=(ρ )×(Voverall ),其中(ρ )代表形成玻璃帶103 的熔融材料121 的密度。同樣地,玻璃帶103 的中央部分219 的寬度157 與玻璃帶103 的中央部分219 的量測厚度217 的乘積可確定玻璃帶103 的中央部分219 的截面積(Acentral )。形成玻璃帶103 的的中央部分219 的熔融玻璃121 的體積流率可計算為(Vcentral )=(S )×(Acentral ),而形成玻璃帶103 的中央部分219 的熔融玻璃121 的質量流率可計算為(mcentral )=(ρ )×(Vcentral )。
本發明亦提供用於估計玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 的厚度401 的技術,而不用直接量測玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 的厚度401 (例如,利用雷射)。玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的估計厚度401 可促進形成玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的熔融玻璃121 的流率(例如,體積流率、質量流率)的相對準確估計。實際上,玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的寬度403 與玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的估計厚度401 的乘積可確定玻璃帶103 的第一邊緣部分223a的估計截面積(Aedge1 )與玻璃帶103 的第二邊緣部分223b 的估計截面積(Aedge2 )。因此,玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 中之每一者的體積流率可計算為(Vedge1 )=(S )×(Aedge1 )以及(Vedge2 )=(S )×(Aedge2 ),而形成玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的熔融玻璃121 的質量流率可計算為(medge1 )=(ρ )×(Vedge1 )以及(medge2 )=(ρ )×(Vedge2 )。
因此,形成玻璃帶103 的熔融玻璃121 的總體積流率(Voverall )可計算為(Voverall )=(Vcentral )+(Vedge1 )+(Vedge2 ),而形成玻璃帶103的熔融玻璃121 的總質量流率可計算為(moverall )=(ρ )×(Voverall )。在一些實施例中,若玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的截面積基本上相同(例如,(Aedge )=(Aedge1 )=(Aedge2 )),則邊緣部分中之一者的體積流率可加倍,而使得(Voverall )=(Vcentral )+(2Vedge )。當如上所述可以容易地量測或以其他方式確定玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的寬度403 時,因為在一些實施例中,由厚度感測器159 產生的雷射光可能由玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的滾花表面229擴散,玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的厚度可能難以確定。在一些實施例中,可藉由假設(Vedge )係為玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 的一定百分比(例如,大於玻璃帶103 的中央部分219 的量測厚度217 的一定百分比),而估計(Vedge )。然而,對於一些應用而言,這些估計技術可能無法如以下 5 所論述而提供足夠精確等級。
在跨玻璃帶103 的整個寬度「W 」的玻璃帶103 的厚度為均勻的實施例中,玻璃帶103 上的單一位置的玻璃帶103 的厚度的單一量測或單一估計可以精確代表跨玻璃帶103 的整個寬度「W 」的玻璃帶103 的厚度。然而,在一些實施例中,跨玻璃帶103 的整個寬度「W 」的玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的厚度401 以及玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 能夠變化,並亦能在玻璃帶103 上的不同高度變化(例如沿著玻璃帶103 的拉伸方向207 )。因此,在一些實施例中,本發明提供玻璃帶103 的厚度的更準確估計,而熔融玻璃121 的流率的更準確估計用於產生玻璃帶103 。即使在玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 可能包括滾花表面229 的應用中,以及在玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的厚度401 與玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 可以跨玻璃帶103 的寬度「W 」變化及/或在玻璃帶103 上的不同高度(例如,沿著玻璃帶103 的拉伸方向207 )變化的應用中亦可能成真。
因此,在一些實施例中,可在玻璃帶103 上的複數個離散位置估計玻璃帶103 的厚度。在一些實施例中,增加能夠估計玻璃帶103 的厚度的複數個離散位置的數目可改善估計的精度。本發明之方法與設備係理解為包括在玻璃帶103 上的任何數量的離散位置(包括單一位置與複數個位置)的玻璃帶103 的厚度的估計。因此,玻璃帶103 的厚度的估計的離散的任何細化級別係在本發明的範圍內,並且除非另有說明,不應由於本文所述特定實施例而受限制。
1-2 示意性圖示,玻璃製造設備101 可包括定向以感測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 的厚度感測器159160 。厚度感測器159160 可包括固體探針,固體探針接觸玻璃帶103 的主表面213215 ,以量測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 。在這些實施例中,探針可由潤滑材料或其他材料形成,以最小化或防止對玻璃帶103 的主表面213215 的原始品質的接觸損傷。在進一步實施例中,厚度感測器159160 可包括感測器,以感測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 ,而不利用固體物件接觸玻璃帶103 的主表面213215 。舉例而言,厚度感測器159160 可採用流體(如氣體),依據來自衝擊玻璃帶103 的主表面213215 的流體串流的反饋(例如,壓力反饋),以感測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 。在進一步實施例中,厚度感測器159160 可包括聲學探針,以藉由讓聲波在玻璃帶103 的主表面213215 上彈跳,感測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217
12 示意性圖示,在又一實施例中,厚度感測器159160 可包括所示雷射感測器。可根據本發明之實施例結合包括合適的雷射感測器的各種其他感測器,以發射至少一個雷射束,以與玻璃帶103 的至少一個主表面213215 互相作用,以量測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 。在一個實施例中,如 2 中示意性圖示,厚度感測器159 可發射朝向玻璃帶103 的雷射束231 。雷射束231 可以在位置233 (由 2 所示之「+」標記)處接觸玻璃帶103 的第一主表面213 。雷射束231 的一部分可從玻璃帶103 的第一主表面213 反射回到厚度感測器159 。雷射束231 的另一部分可穿透過玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 ,並亦可從玻璃帶103 的第二主表面215 反射,而回到厚度感測器159 。然後,依據從雷射束231 的反射部分取得的資訊,厚度感測器159 可計算玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217
在一些實施例中,厚度感測器159160 可為靜態,並可以在玻璃帶103 的特定空間位置處感測的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 。在一些實施例中,在玻璃帶103 的特定空間位置處感測的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 可用於跨玻璃帶103 的中央部分219 的橫向寬度157 的一部分的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 的估計,或用於跨玻璃帶103 的中央部分219 的整個橫向寬度157 的玻璃帶103 的中央部分219的厚度217 的估計。在其他實施例中,可安裝複數個靜態厚度感測器159160 (例如在框架上),以在玻璃帶103 上的相應複數個空間位置處感測玻璃帶103 的中央部分219 的相應複數個厚度217 。在一些實施例中,在玻璃帶103 的相應複數個空間位置處感測的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 可用於跨玻璃帶103 的中央部分219 的橫向寬度157 的一部分的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 的估計,或用於跨玻璃帶103 的中央部分219 的整個橫向寬度157 的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 的估計。舉例而言,在一些實施例中,在玻璃帶103 的相應複數個空間位置處感測的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 可以平均化、外插、及數值操控,以估計跨玻璃帶103 的中央部分219 的橫向寬度157 的一部分的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 。附加或可替代地,在一些實施例中,在玻璃帶103 的相應複數個空間位置處感測的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 可以平均化、外插、及數值操控,以估計跨玻璃帶103 的中央部分219 的整個橫向寬度157 的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217
在其他實施例中,厚度感測器159160 可以橫跨玻璃帶103 的寬度「W」(例如,跨玻璃帶103 的中央部分219 的橫向寬度157 ),以感測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 。在一些實施例中,單一厚度感測器159160 或複數個厚度感測器159160 可安裝於機械軌道(未圖示)上,以將厚度感測器159160 或複數個厚度感測器159160 來回移動於玻璃帶103 的中央部分219 的橫向寬度157 ,以重複感測玻璃帶103 的中央部分219 的複數個厚度217 。隨著玻璃帶103 在拉伸方向207 拉伸,厚度感測器159160 可感測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 ,並因此可在沿著玻璃帶103 的拉伸方向207 的複數個橫截面高度感測跨玻璃帶103 的中央部分219 的橫向寬度157 的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 。在一些實施例中,在玻璃帶103 的相應複數個空間位置處感測的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 可以平均化、外插、及數值操控,以估計跨玻璃帶103 的中央部分219 的橫向寬度157 的一部分或整個橫向寬度157 的玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217
玻璃製造設備101 可進一步包括至少一個熱感測器161163 ,以感測玻璃帶103 的溫度(例如,絕對溫度、溫度差、由物體反射的紅外輻射、由物體吸收的紅外輻射、及任何其他熱特性)。如下面更充分論述的,在一些實施例中,亦可依據玻璃帶103 的溫度估計玻璃帶103 的厚度。因此,熱感測器161163 將在本文中描述為感測溫度,其中應理解為感測溫度可包括絕對溫度、溫度差、由物體反射的紅外輻射、由物體吸收的紅外輻射、及溫度或有關溫度的任何其他熱特性中之任何一或更多者。在一些實施例中,至少一個熱感測器161163 可感測玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的溫度與玻璃帶103 的中央部分219 的溫度。至少一個熱感測器161163 可包括各種感測器。在圖示實施例中,熱感測器161163 可包括相同的感測器,儘管可在進一步實施例中提供不同的感測器。這樣,第一熱感測器161 的描述可以等同地適用於第二熱感測器163 。在一個實施例中,如 1-4 所示,熱感測器161163 可包括至少一個紅外感測器(例如,熱相機),以捕捉紅外圖像。在其他實施例中,熱感測器161163 可包括高溫計、高溫計陣列、紅外掃描器、紅外掃描器陣列、或任何其他合適的熱感測器中之任何一或更多者。
可根據本發明的實施例監測各種溫度。舉例而言,溫度可包括對應於玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 上的一或更多個點的一或更多個坐標位置的單一點(例如,像素)的溫度,及/或對應於玻璃帶103 的中央部分219 上的一或更多個點的一或更多個坐標位置的單一點(例如,像素)的溫度。舉例而言,點450 x, y 在第4圖識別為對應於玻璃帶103 上的位置的坐標位置(例如x, y)的單一點(例如,像素)的溫度的代表。此外,溫度可包括對應於玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 上與玻璃帶103 的中央部分219 上的坐標位置(例如x, y)的複數個點中之任何一或更多者的溫度,複數個點在 4 中圖示為點450 x, y 450 x, y+1 450 x, y+2 、...450 x, y+k 450 x, y-1 450 x, y-2 、...450 x, y-k 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y 450 x+j, y+k ;及450 x+j, y-k
參照 4 ,在另一實施例中,熱感測器161163 可經定向以在沿著拉伸方向207 的複數個第二路徑465i 465ii 465iii ...465i+n 的複數個位置(例如,點450 x, y 450 x, y+1 450 x, y+2 、...450 x, y+k 450 x, y-1 450 x, y-2 、...450 x, y-k 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y 450 x+j, y+k ;及450 x+j, y-k )感測玻璃帶103 的相應溫度變化(dT/ dy)。如圖所示,複數個第二路徑465i465ii465iii 、...465i+n 中之每一者可以與第一路徑460 相交,而處理器165 可經程式化以依據在沿著第一路徑460 的複數個位置(例如,點450 x, y 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y )的來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的相應感測溫度以及在沿著複數個第二路徑465i465ii465iii 、...465i+n 的複數個位置(例如,點450 x, y 450 x, y+1 450 x, y+2 、...450 x, y+k 450 x, y-1 450 x, y-2 、...450 x, y-k 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y 450 x+j, y+k ;及450 x+j, y-k 的來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的相應感測溫度變化(dT/dy),估計沿著第一路徑460 的複數個位置(例如,點450 x, y 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y )之每一者的玻璃帶103 的相應厚度(例如,厚度217 、厚度401 )。在另一實施例中,第一路徑460 可橫向沿著玻璃帶103 的整個寬度「W 」延伸,而處理器165可經程式化以依據在沿著第一路徑460 的複數個位置(例如,點450 x, y 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y )的玻璃帶103 的相應感測溫度以及在沿著複數個第二路徑465i465ii465iii 、...465i+n 的複數個位置(例如,點450 x, y 450 x, y+1 450 x, y+2 、...450 x, y+k 450 x, y-1 450 x, y-2 、...450 x, y-k 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y 450 x+j, y+k ;及450 x+j, y-k 的玻璃帶103 的相應感測溫度變化(dT/dy),估計沿著玻璃帶103 的整個寬度「W 」的複數個位置(例如,點450 x, y 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y )中之每一者的玻璃帶103 的相應厚度。
應理解,熱感測器161163 的解析度可至少部分定義一些可感測玻璃帶103 的溫度的點(例如,像素)。舉例而言,包括高等級解析度的熱感測器161163 可感測(例如,圖像)相應高數量的點(例如,像素),其中每一者可在玻璃帶103 上的特定空間位置(例如,坐標位置)對應於玻璃帶103 的感測溫度。因此,本發明將理解為包括任何解析度的熱感測器161163 。此外,應理解,在一些實施例中,較高解析度的熱感測器161163 (儘管能夠提供較高精度估計)可能需要較大的計算能力,以分析及處理相應感測到溫度資料。因此,在一些實施例中,可實現熱感測器161163 的解析度以及相關聯計算效率與速度之間的平衡,而不悖離本發明之範圍,且未限制本發明之範圍。此外,應理解,熱感測器161163 的像素可利用任何圖案(例如,如圖所示的線性圖案)以及非線性圖案佈置。
在另一實施例中,溫度可包括一維熱分佈、二維熱分佈、或三維熱分佈。舉例而言,溫度可包括代表沿著第一路徑460 的一或更多個位置(例如,像素)的玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 及/或玻璃帶103 的中央部分219 的熱分佈的一維熱分佈。在其他實施例中,溫度可包括代表沿著第一路徑460 與沿著複數個第二路徑465i465ii465iii 、...465i+n 的複數個位置(例如,像素)的玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 及/或玻璃帶103 的中央部分219 的熱分佈的二維熱分佈。在其他實施例中,溫度可包括代表沿著第一路徑460 與複數個第二路徑465i465ii465iii 、...465i+n 的複數個位置(例如,像素)以及對應於沿著第三路徑470 的玻璃帶103 的厚度方向溫度分佈的複數個位置(例如,像素)的玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 及/或玻璃帶103 的中央部分219 的熱分佈的三維熱分佈。在一些實施例中,玻璃帶103 的厚度方向溫度可以恆定(例如,可假設為常數),而玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 及/或玻璃帶103 的中央部分219 的一維熱分佈或二維熱分佈可用於準確代表玻璃帶103 的熱分佈。
舉例而言,如 4 所示,熱感測器163 可捕捉複數個熱圖像中之至少一者,以提供玻璃帶103 的二維熱分佈405409 。圖像規模417 可用於將溫度分佈分派至熱分佈405409 。二維熱分佈405 可代表感測窗口(例如, 2 中對應於熱感測器161 的感測窗口235 )中的邊緣部分223b 的區域229a 的熱分佈,及/或代表感測窗口(例如, 2 中對應於熱感測器161 的感測窗口235 )中的玻璃帶103 的中央部分219 的區域213a 的熱分佈的二維熱分佈409 。二維熱分佈405 可包括寬度,該寬度可能相同或對應於玻璃帶103 的邊緣部分223b 的寬度403 。二維熱分佈405 亦可包括高度413 ,該高度413 可能相同或對應於感測窗口(例如, 2 中對應於熱感測器161 的感測窗口235 )的高度413 。此外,二維熱分佈409 可包括寬度415 ,該寬度415 可能相同或對應於感測窗口(例如, 2 中對應於熱感測器161 的感測窗口235 )的寬度415 的一部分。相同地,如上所述,二維熱分佈409 亦可包括高度413 ,該高度413 可能相同或對應於感測窗口(例如, 2 中對應於熱感測器161 的感測窗口235 )的高度413
2 所示,感測窗口235 可佈置成延伸出玻璃帶103 的外邊緣部分223a223b 。儘管並非必需,將感測窗口235 延伸出玻璃帶103 的外邊緣部分223a223b 可確保玻璃帶103 的整個邊緣部分223a223b 能由熱感測器161163 所感測。如 4 所示,查看窗口235 的伸出部分的相應熱分佈411 可容易地識別為橫向相鄰於玻璃帶103 的外邊緣部分223a223b 的周圍環境的圖像,並可幫助確定玻璃帶103 的外邊緣部分223a223b 的外周圍邊界。
如圖所示,第一熱感測器161 可設計成同時成像(例如,熱成像)玻璃帶103 的中央部分219 的區域以及玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 中之至少一者的區域。舉例而言,如 1 所示,第一熱感測器161 可具有感測窗口(例如, 2 中之感測窗口235 ),而可同時捕捉玻璃帶103 的第一邊緣部分223a 的圖像與玻璃帶103 的中央部分219 的區域。相同地,如 4 所示,第二熱感測器163 (若提供的話)可具有類似或相同的感測窗口235 ,而可捕捉玻璃帶103 的中央部分219 的另一區域與玻璃帶103 的第二邊緣部223b 的區域。儘管未圖示,可針對玻璃帶103 的中央部分219 與玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 中之至少一者的每一者,提供單獨的熱感測器。舉例而言,可提供一個熱感測器,而僅感測玻璃帶103 的中央部分219 的溫度,同時可提供另一溫度感測器,而僅感測玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 中之一者的溫度。
此外,儘管圖示二個熱感測器161163 ,可使用任何數量的熱感測器。舉例而言,在一些實施例中,單一熱感測器可簡化處理,幫助完全捕捉玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的圖像,並且亦可提供玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 與玻璃帶103 的中央部分219 之間的無縫成像過渡。舉例而言,可提供單一熱感測器,並具有延伸橫跨玻璃帶103 的整個寬度「W 」的窗口。在另一實施例中,可提供單一熱感測器,而僅確定玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 中之一者的溫度,而單一感測器的結果係用於估計玻璃帶103 的二個邊緣部分223a223b 的厚度401 。提供單一熱感測器可降低成本,並在玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的厚度分佈預計為基本上彼此相同的應用中可能特別可行。然而,為了提供更高的精確度與計算處理變化,成像玻璃帶103 的每一邊緣部分223a223b 而利用一或更多個熱感測器感測玻璃帶103 的每一邊緣部分223a223b 的溫度或複數個溫度可能有好處。
如圖所示,可以熱成像玻璃帶103 的每一邊緣部分223a223b 以及玻璃帶103 的中央部分219 的鄰近區域。事實上,第一熱感測器161 可感測玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 的第一邊緣部分223a 的溫度與玻璃帶103 的中央部分219 的第一位置的溫度。在所示實施例中,玻璃帶103 的中央部分219 的第一位置可位於緊鄰玻璃帶103 的第一相對邊緣部分223a ,而甚至可包括玻璃帶103 的第一相對邊緣部分223a 的共同邊界。類似地,可提供第二熱感測器163 ,以感測玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 的第二邊緣部分223b 的溫度與玻璃帶103 的中央部分219 的第二位置的溫度。在所示實施例中,玻璃帶103 的中央部分219 的第二位置可位於緊鄰玻璃帶103 的第二相對邊緣部分223b ,而甚至可包括玻璃帶103 的第二相對邊緣部分223b 的共同邊界。
在進一步實施例中,可提供一個熱感測器、二個熱感測器、或任何數量的熱感測器,並具有單獨或一起延伸橫跨玻璃帶103 的整個寬度「W 」的相應窗口,以成像玻璃帶103 的每一邊緣部分223a223b 而感測玻璃帶103 的每一邊緣部分223a223b 的溫度或複數個溫度,以及成像玻璃帶103 的中央部分219 而感測玻璃帶103 的中央部分219 的溫度或複數個溫度。熱感測器161163 可成像玻璃帶103 ,並以相對快的基礎(例如,快速循環時間)感測玻璃帶103 的複數個溫度。在一些實施例中,熱感測器161163 可成像玻璃帶103 ,並感測玻璃帶103 的複數個溫度,而較例如厚度感測器159160 可量測相同數量的玻璃帶103 的厚度更快。因此,在一些實施例中,熱感測器161163 可提供更快的處理時間,並依據玻璃帶103 的感測溫度與相應感測厚度,允許玻璃形成器102 的更快回應與調整,以消除一些實施例中的量測延遲。因此,本發明的一些實施例允許玻璃製造設備101 的連續與及時反饋分析,以額外控制及維持熔融材料121 的一致流率及更嚴格的控制,以實現玻璃帶103 的低平均厚度變化。
返回參照 1 ,玻璃製造設備101 亦可包括處理器165 ,經程式化以依據來自熱感測器的感測溫度估計玻璃帶103 的厚度。舉例而言,處理器165 可經程式化以依據來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的感測溫度,估計玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的厚度401 ,以及依據來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的中央部分219 的感測溫度,估計玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 。因此,在一些實施例中,處理器165 可經程式化以依據來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的一或更多個感測溫度,估計跨玻璃帶103 的整個寬度「W 」的玻璃帶103 的厚度。
在另一實施例中,熱感測器161163 可經定向以在沿著橫向於拉伸方向207 的第一路徑460 的複數個位置(例如,點450 x, y 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y )感測玻璃帶103 的相應溫度,而處理器165 可經程式化以依據來自熱感測器161163 的相應感測溫度,估計在複數個位置(例如,點450 x, y 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y )中之每一者的玻璃帶103 的相應厚度。如 4 所示,第一路徑460 可以沿著玻璃帶103 的中央部分219 的寬度415 以及沿著玻璃帶103 的端部223b 的寬度403 橫向延伸,而處理器165 可經程式化以依據來自熱感測器161163 的相應感測溫度,估計沿著玻璃帶103 的中央部分219 的寬度415 以及沿著玻璃帶103 的端部223b 的寬度403 的複數個位置(例如,點450 x, y 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y )中之每一者的玻璃帶103 的相應厚度(例如,厚度217 、厚度401 )。在其他實施例中,第一路徑460 可以沿著玻璃帶103 的整個寬度「W 」橫向延伸,而處理器165 可經程式化以依據來自熱感測器161163 的相應感測溫度,估計沿著玻璃帶103 的整個寬度「W 」的複數個位置(例如,點450 x, y 450 x+1, y 450 x+2, y 、...450 x+j, y )中之每一者的玻璃帶103 的相應厚度(例如,厚度217 、厚度401 )。
在進一步實施例中,熱感測器161163 可經定向以感測玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的溫度,而處理器165 可經程式化以依據玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的感測溫度,估計玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的厚度401 。在另一實施例中,熱感測器161163 亦可經定向以感測玻璃帶103 的中央部分219 的溫度,而處理器165 可經程式化以依據玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的感測溫度、玻璃帶的中央部分219 的感測溫度、及來自厚度感測器159 的玻璃帶103 的中央部分219 的感測厚度217 ,估計玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的厚度401
可以在沿著玻璃帶103 的拉伸方向207 的任何高度感測玻璃帶103 的溫度(T)。舉例而言,因為玻璃帶103 可設定玻璃帶103 的厚度分佈而在彈性狀態中,所以玻璃帶103 的特定點的厚度不應該隨著玻璃帶103 在拉伸方向207 上拉伸而改變。因此,厚度感測器160 可放置於熱感測器161163 的下游,而使得不會干擾熱感測器161163 。因此,在一些實施例中,厚度感測器160 可感測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 ,而此類感測厚度可用於校正玻璃帶103 的對流熱傳遞係數(h)。對流熱傳遞係數(h)的這種校正可在玻璃製造處理期間發生一次、多次(例如,週期性)、及連續發生中之至少一者。此外,在熱感測器161163 感測玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的溫度的實施例中,厚度感測器159 可定位於與熱感測器161163 相同或相似的高度,以感測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 。如 2 所示,可在位置233 (由 2 所示的「+」所標記)利用來自厚度感測器159 的雷射光束231 量測玻璃帶103 的中央部分219 的感測厚度217 ,厚度感測器159 可側向相鄰並在感測窗口235 中。在進一步實施例中,可在位置234 (由 2 所示的「+」所標記)利用來自厚度感測器160 的雷射光束232 量測玻璃帶103 的中央部分219 的感測厚度217 ,厚度感測器160 可位於熱感測器161163 的下游。
在一個實施例中,處理器165 可經程式化以隨著關係式之函數估計玻璃帶103 的厚度(t ):關係式1 其中,v 代表沿著拉伸方向207 的玻璃帶103的速度;ρ代表玻璃帶103 的材料的密度;Cp 代表玻璃帶103的材料的熱容量;y 代表拉伸方向207 的坐標;T 代表來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的感測溫度(例如,來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的感測溫度);h 代表玻璃帶103 的對流熱傳遞係數;Ta 代表玻璃帶103 的周圍與輻射環境的溫度;ε代表玻璃帶103 的輻射率;及σ代表斯蒂芬-玻爾茲曼常數。
在另一實施例中,可隨著關係式的函數估計玻璃帶103 的對流熱傳遞係數(h ):關係式2 其中,τ代表來自厚度感測器160 的玻璃帶103 的中央部分219 的感測厚度217
在另一實施例中,處理器165 可經程式化以隨著關係式之函數估計玻璃帶103 的厚度(t ):關係式3 其中,v 代表沿著拉伸方向207 的玻璃帶103 的速度;ρ代表玻璃帶103 的材料的密度;Cp 代表玻璃帶103 的材料的熱容量;y 代表拉伸方向207 的坐標;T 代表來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的感測溫度(例如,來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的感測溫度);h 代表玻璃帶103 的對流熱傳遞係數;Ta 代表玻璃帶103 的周圍與輻射環境的溫度;ε代表玻璃帶103 的輻射率;σ代表斯蒂芬-玻爾茲曼常數;k 代表對流熱傳遞係數的校正項。
在另一實施例中,可隨著關係式的函數估計玻璃帶103 的對流熱傳遞係數(h ):關係式4 其中,τ代表來自厚度感測器160 的玻璃帶103 的中央部分219 的感測厚度217
在另一實施例中,對流熱傳遞係數的校正項(k )可估計為在下列範圍內:關係式5 其中,τ代表來自厚度感測器160 的玻璃帶103 的中央部分219 的感測厚度217T 代表來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的感測溫度(例如,來自熱感測器161163 的玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的感測溫度);c 代表玻璃帶103 的材料的熱傳導係數;x 代表橫向於拉伸方向207 的坐標。
在其他實施例中,關係式1-5中的參數的任一或更多者可為已知(例如,預定)數值、由表中取得者、已知材料特性、從線上(例如,玻璃帶103 的製造期間)及/或離線(例如,實驗室)實驗分析取得的資料、藉由理論分析確定的資料、依據過去資料趨勢的資料、估計假設額定參數的資料、及藉由任何確定關係式1的變數中的任一或更多者的其他合適方式取得的資料。在其他實施例中,參數的任一或更多者可以恆定,並因此假設為獨立於其他因素(例如,時間、溫度、空間位置等)。在一些實施例中,參數的任一或更多者可為變數,並因此假設為取決於其他因素(例如,時間、溫度、空間位置等)。在其他實施例中,可從玻璃製造設備101 (例如,即時)量測參數的任一或更多者。此外,可在玻璃帶103 的特定空間位置(例如,坐標)量測參數的任一或更多者。因此,在一些實施例中,可利用例如關係式1在特定空間位置及/或特定時刻或一段時間估計玻璃帶103 的厚度(t),其中可離散化關係式1的參數的任一或更多者,以對應於代表玻璃帶103 的特定空間位置(例如,坐標)的參數的值,其中由熱感測器161163 在特定時刻或一段時間感測玻璃帶103 的溫度(T)。在玻璃帶103 上感測複數個溫度(T)的實施例中,可利用關係式1估計相應複數個厚度(t),並可離散化關係式1的任一或更多個參數,以對應於代表玻璃帶103 的特定空間位置(例如,坐標)的參數的值,其中由熱感測器161163 在任一或更多特定時刻或一段時間感測玻璃帶103 的溫度(T)。
在一個實施例中,可以僅計算第一邊緣部分223a 或僅計算第二邊緣部分223b 的估計厚度(t)。在此類實施例中,若假設玻璃帶103 的二個邊緣部分223a223b 相同,則計算的估計厚度可用於玻璃帶103 的二個邊緣部分223a223b 。可替代地,每一第二部分223b 的唯一獨立參數可用於解決兩次關係式,亦即,用於每一邊緣部分223a223b 的一個關係式。解決邊緣部分中之一者的單一關係式可以有益於玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 類似或基本上彼此相同的應用。解決單一關係式可以具有降低的複雜性的益處,同時亦提供邊緣厚度估計的充分改進。解決二個唯一關係式(亦即,一者用於每一邊緣部分223a223b )可以有益於玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 可能基本上不同於另一者的應用及/或邊緣部分厚度可隨著時間改變的應用。更進一步地,解決二個唯一關係式可在估計玻璃帶103 的每一邊緣部分223a223b 的各別厚度中提供進一步的精確度。
如上所述,(v )代表玻璃帶103 的速度,並可包括玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者沿著玻璃帶103 的拉伸方向207 的速度及/或玻璃帶103 的中央部分219 的速度。舉例而言,若估計第一邊緣部分223a 的厚度,則(v )可以是第一邊緣部分223a 在拉伸方向207 上的速度。在一些實施例中,可假設通常對應於玻璃帶103 的速度的單一速度值。可由感測器確定玻璃帶103 的速度,例如監測玻璃帶103 的速度的光學感測器。在另一實施例中,可使用惰輥,其中具有已知直徑的外圓柱表面接合玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的外表面(例如,滾花表面229 )。然後,感測器可用於監測圓柱表面的旋轉速率,以計算玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的速度。在一個實施例中,可由監測邊緣輥221 或拉輥153 的旋轉速率而計算每一邊緣部分223a223b 的速度,邊緣輥221 或拉輥153 之每一者可具有已知外徑。儘管可直接監測或確定第一邊緣部分223a 的速度,可替代地監測或確定玻璃帶103 的另一位置的速度,並假設為第一邊緣部分223a 的速度。若玻璃帶的所有部分沿著拉伸方向207 並在沿著進行量測的拉伸平面211 的高度以相同速度行進,則特別適用此假設。更進一步地,熱容量(Cp )、密度(ρ)、及輻射率(ε)都可依據玻璃帶103 的材料性質確定。在一些實施例中,可依據鄰近於玻璃帶103 的邊緣部分的溫度感測器,確定環境空氣溫度(Ta )。
可選擇校正項(k )。事實上,在一些實施例中,校正項(k )可等於零,或可能不存在於關係式中。在進一步實施例中,(k )可以在最多為上述所示計算值的範圍內。當計算(k )的上限範圍時,可依據玻璃帶103 的材料特性取得熱傳導(c )。此外,如上所述,(x )係為垂直於拉伸方向207 的坐標(參照 2 的X軸),而(T )係為來自至少一個熱感測器161 、163在玻璃帶103 的中央部分219 的感測溫度。因此,X方向的溫度梯度可從溫度分佈409 確定,並在確定上述公式中的(k )的上限範圍時作為術語(dT/dx )。
在一些實施例中,上述關係式中的參數可取決於玻璃帶103 的玻璃材料的效能,或者可如上所述容易地量測。然而,不容易確定的變數係為玻璃帶103 的對流熱傳遞係數(h ),例如在玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 之間,以及在玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 的周圍空氣與輻射環境之間。在一些實施例中,已確定二個相對邊緣部分所對應的對流熱傳遞係數(h )可以緊密地對應於位於橫向鄰近於玻璃帶103 的相對邊緣部分223a223b 的玻璃帶103 的中央部分219 所對應的熱傳遞係數(h )。舉例而言,隨著玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 可利用厚度感測器159 確定,可針對玻璃帶103 的中央部分219 的熱傳遞係數(h )解決關係式1,如關係式2所示。然後,當如上所述使用關係式(1)計算玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的厚度時,玻璃帶103 的中央部分219 的熱傳遞係數(h )可以作為玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的熱傳遞係數(h )。此外,在一些實施例中,一個關係式中的校正項(k )可以不同於另一關係式中的校正項(k )。
1 進一步圖示,在一些實施例中,玻璃製造設備101 亦可包括可選擇溫度調整裝置167a167b167c (例如,加熱器、冷卻器),以調整玻璃製造設備101 的大量熔融材料121 的溫度。在一些實施例中,溫度調整裝置167a167b167c 可包括示意性圖示加熱器167a167b167c 。加熱器167a167b167c 可包括電阻加熱器、輻射加熱器、及其他加熱裝置。如圖所示,可在形成楔201 的根部209 的上游的各種替代位置提供加熱器167a167b167c 。舉例而言,如圖所示,第一加熱器167a 可設計為加熱大量熔融材料121 ,並藉此提高第三連接導管137 中的大量熔融材料121 的溫度。附加或可替代地,第二加熱器167b 可設計為加熱大量熔融材料121 ,並藉此提高輸送容器133 中的大量熔融材料121 的溫度。附加或可替代地,在又一實施例中,第三加熱器167c 可設計為加熱大量熔融材料121 ,並藉此提高輸送管139 中的大量熔融材料121 的溫度。調整大量熔融材料121 的溫度會導致黏度的變化,以及因此的熔融材料121 的流率的變化。舉例而言,可提高熔融材料121 的溫度以降低黏度,並藉此提高熔融材料121 的流率。在進一步實施例中,可降低熔融材料121 的溫度,以增加熔融材料121 的黏度,並藉此減少熔融材料121 的流率。
玻璃製造設備101 仍然可進一步包括控制器169 ,以操作溫度調整裝置167a167b167c 中之任一或更多者,以依據例如由處理器165 估計的玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的估計厚度401 ,調整熔融材料121 的溫度。實際上,依據玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的估計厚度401 以及本揭示所述之其他因素,可由處理器165 確定玻璃帶103 的估計流率171 。控制器169 可以比較熔融玻璃121 的估計流率171 與輸入到控制器169 的目標流率173 。若熔融玻璃121 的估計流率171 小於目標流率173 ,則控制器169 可發送命令到溫度調整裝置167a167b167c ,以增加溫度,並藉此提高大量熔融玻璃121 的實際流率。若估計流率171 大於目標流率173 ,則控制器169 可替代地避免利用溫度調整裝置167a167b167c 加熱,以較低速率加熱,及/或發送命令到一或更多個冷卻裝置(例如,風扇、冷卻線圈等),以冷卻大量熔融玻璃121 ,並藉此降低熔融玻璃121 的流率。
可選擇地,如 3 所示,玻璃製造設備101 可包括處理區,以處理玻璃帶103 。舉例而言,處理區可包括研磨區及/或精加工區,以加工玻璃帶103 的邊緣。在進一步實施例中,處理區可包括清潔區,以從玻璃帶103 的邊緣及/或主表面移除污染物。在附加實施例中,處理站可增加對玻璃帶103 的層壓或塗層的一或更多個層。在更進一步實施例中,處理站可以化學處理玻璃帶103 及/或增加玻璃帶103 的特徵(例如,電子部件)。
在進一步實施例中,處理區(若提供的話)可包括切割區,以沿著玻璃帶輸送路徑的方向301 中的玻璃帶103 的縱軸分離玻璃帶103 。舉例而言,如 3 所示,切割區303 可用於利用玻璃分離器306 修整玻璃帶103 的中央部分219 的二個相對外邊緣部分223a223b 中之一或二者。在一個實施例中,示意性圖示的玻璃分離器306 可選擇性地包括二個雷射器,以促進玻璃帶103 的中央部分219 的相應二個相對外邊緣部分223a223b 的分離。
玻璃製造設備101 可包括複數個流體支撐(例如所示空氣承載305307309311 ),以在氣墊上支撐玻璃帶103 的重量。儘管圖示空氣承載,可提供其他流體承載,包括液體承載、氣體承載(例如,惰性氣體、其他氣體)。流體支撐(例如所示空氣承載305307309311 )可以有效地在氣墊上支撐玻璃帶103 (例如,同時輸送玻璃帶103 ),同時抑制(例如防止)玻璃帶103 的相應主表面213 與底層固體空氣承載之間的機械接觸,底層固體空氣承載可能以其他方式劃傷及/或損壞玻璃帶103 的原始主表面213 。因此,並非機械接觸玻璃帶103 的原始主表面213 ,流體支撐組件(例如,空氣承載305307309311 )可利用流體墊(例如,液體(例如,水等)或氣體(例如,空氣、惰性氣體等))非機械地支撐玻璃帶103 ,以提供玻璃帶103 的流體支撐,同時保護玻璃帶103 的原始主表面213
在又進一步實施例中,空氣承載305307309311 的支撐表面305a307a309a311a 可成形,以促進沿著輸送路徑的玻璃帶103 的輸送。舉例而言,在一些實施例中,支撐組件可包括基本上平坦的支撐表面,以促進沿著基本上直線路徑的玻璃帶103 的輸送。事實上,各別空氣承載309311 的所示支撐表面309a311a 可具有沿著空氣承載的平面支撐表面的基本上直線分佈,以促進沿著基本上直線路徑的玻璃帶103 的平面定向,同時由空氣承載309311 支撐。
在進一步實施例中,支撐組件可包括基本上彎曲的支撐表面,以促進沿著基本上弧線路徑的玻璃帶103 的輸送。事實上,各別空氣承載305307 的所示支撐表面305a307a 可具有基本上彎曲的支撐表面,以促進沿著基本上弧線路徑的玻璃帶103 的彎曲定向,同時由空氣承載305307 支撐。提供具有彎曲的支撐表面305a 的空氣承載305 可以有益於隨著玻璃帶103 從拉伸方向207 及/或從所示自由迴路313 到大致水平輸送方向301 的過渡減少應力。在進一步實施例中,彎曲的支撐表面可以有益於增加預定處理區的彈性玻璃帶103 的局部剛度。舉例而言,提供具有彎曲的支撐表面307a 的空氣承載307 可以有益於幫助增加玻璃帶103 的局部剛性,以穩定在切割區303 中切割的玻璃帶103
玻璃製造設備101 可進一步往下游將玻璃帶103輸送到隨後的加工區或儲存玻璃帶103 。舉例而言,在一個實施例中,可藉由玻璃分離器將玻璃帶103 處理成從玻璃帶103 分離的複數個玻璃片315 。在另一實施例中,玻璃製造設備101 可包括儲存捲軸317 ,以將玻璃帶103 捲繞到玻璃帶103 的捲軸319
製造玻璃的方法可包括以下步驟:如上所述而從大量熔融材料121 形成玻璃帶103 ,如上所述而感測玻璃帶103 的溫度(例如,利用一或更多個熱感測器161、163 ),及如上所述而依據玻璃帶103 的感測溫度,估計玻璃帶103 的厚度(例如,利用處理器165 )。在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:依據玻璃帶103 的估計厚度,操作玻璃形成器102 (例如,玻璃製造設備101 的部件的任一或更多者)。在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:依據玻璃帶103 的估計厚度,調整大量熔融材料121 的流率。在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:依據玻璃帶103 的估計厚度,調整熔融材料121 的溫度。在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:依據玻璃帶103的估計厚度,調整拉輥組件151a151b
一旦拉伸,則玻璃帶103 可包括玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 以及設置於玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 之間的玻璃帶103 的中央部分219 。該方法可進一步包括以下步驟:感測玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的溫度,感測玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 ,以及依據玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的感測溫度,估計玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的厚度(t )。在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:感測玻璃帶103 的中央部分219 的溫度,估計玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的厚度(t )的步驟可包括以下步驟:依據玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的感測溫度、玻璃帶103 的中央部分219 的感測溫度、及玻璃帶103 的中央部分219 的感測厚度217 ,估計玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的厚度。
在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:依據玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的估計厚度,操作玻璃形成器102 (例如,玻璃製造設備101 的部件的任一或更多者)。在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:依據玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的估計厚度,調整大量熔融材料121 的流率。在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:依據玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的估計厚度,調整熔融材料121 的溫度。在另一實施例中,該方法可包括以下步驟:依據玻璃帶103的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的估計厚度,調整拉輥組件151a151b
本發明的實施例中之任一者可進一步包括以下步驟:依據玻璃帶103 的二個相對邊緣部分223a223b 中之至少一者的估計厚度401 ,調整大量熔融材料121的流率(例如,體積流率或質量流率)。若使用質量流率,則可藉由計算乘以熔融玻璃的密度的熔融玻璃的整體體積流率(Voverall )(如上所述之計算),估計形成玻璃帶103 的熔融玻璃的總質量流率。然後,如上所述,在計算整體流率之後,可例如藉由調整熔融材料121 的溫度而調整流率(質量或者體積流率)。事實上,在一些實施例中,可調整流率,而不直接計算玻璃帶103 的至少一個邊緣部分223a223b 的厚度401 。舉例而言,不需單獨計算厚度,關係式1與關係式2可直接插入到程式,以依據關係式1與關係式2調整流率,而不需單獨指定玻璃帶的邊緣部分的厚度,儘管調整熔融材料的流率的程式固定會考慮厚度。舉例而言,厚度關係式可直接插入到確定上述區域(Aedge1 Aedge2 )的關係式,而不需獨立確定厚度。然而,在一些應用中可能期望厚度監測。因此,即使在主要為調整熔融玻璃的流率的應用中,仍可能亦期望提供玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的厚度的估計,以作為方法的輸出,以考慮玻璃帶103 的其他屬性。
3 所示,該方法可進一步包括如上所述處理玻璃帶103 的步驟。附加或可替代地,玻璃帶103 可切割成玻璃片315 ,或捲繞至玻璃帶103 的捲軸319 。第1圖示意性圖示在本發明的一個實施例中使用處理器165 以估計用於產生玻璃帶103 的熔融材料121 的流率171 的方法。來自第一熱感測器161 的第一感測溫度161a 與來自第二熱感測器163 的第二感測溫度163a 可輸入到處理例式175 ,而例如可從紅外熱圖像建立溫度資料的矩陣。此外,舉例而言,可在177 處輸入來自厚度感測器159 的玻璃帶103 的中央部分219 的感測厚度217 。如由箭頭179180 所指示,感測厚度217 與溫度資料180 可輸入到使用上述關係式的例式181 ,以估計玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的厚度401 。然後,玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的估計厚度401 以及其他資訊(例如,玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的寬度403 與玻璃帶103 的速度)可用於另一例式183 ,以計算體積流率(Vedge1 Vedge2 ),或利用已知玻璃熔融密度計算玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的質量流率。如箭頭185 進一步指示,玻璃帶103 的中央部分219 的感測厚度217 亦可與進一步資訊(例如,玻璃帶103 的中央部分219 的寬度157 與玻璃帶103 的速度)一起使用,以計算體積流量(Vcentral ),或利用已知玻璃熔融密度計算玻璃帶103 的中央部分219 的質量流率。由累加接點189 所示,玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的流率可增加到玻璃帶103 的中央部分219 的流率,以達到形成玻璃帶103 的熔融材料121 的估計流率171
實施例與本文所述之功能操作可實施於數位電路中,或者以電腦軟體、韌體、或硬體實施,包括在本說明書所揭示的結構及其結構等效物,或其一或更多者的組合。本文所述的實施例可實現為一或更多個電腦程式產品,亦即,在實體程式載體上編碼的電腦程式指令的一或更多個模組,以執行或控制資料處理設備的操作。實體程式載體可以是電腦可讀取媒體。電腦可讀取媒體可以是機器可讀取儲存裝置、機器可讀取儲存基板、記憶體裝置、或其一或更多者的組合。
術語「處理器」或「控制器」可包括用於處理資料的所有設備、裝置、及機器,包括作為實施例的可程式化處理器、電腦、或多個處理器或電腦。除了硬體之外,處理器可包括建立用於所述電腦程式的執行環境的代碼,例如建構處理器韌體、協定棧、資料庫管理系統、作業系統、或其一或更多者的組合的代碼。
電腦程式(亦稱為程式、軟體、軟體應用程式、腳本、或代碼)可以用任何形式的程式語言編寫,包括編譯或解釋語言,或者說明性或程序性語言,並可利用任何形式部署,包括作為獨立程式或作為模組、部件、子例序、或適於在計算環境中使用的其他單元。電腦程式不一定對應於檔案系統中的檔案。程式可儲存在保持其他程式或資料的檔案的一部分中(例如,儲存在標記語言文件中的一或更多個腳本),儲存在專用於所述程式的單一檔案中,或儲存在多個協同檔案中(例如,儲存一或更多個模組、子程式、或代碼的部分的檔案)。電腦程式可部署成在一個電腦上或在位於一個地點或分佈在多個地點並藉由通訊網路互連的多個電腦上執行。
本文所述的處理可藉由一或更多個可程式化處理器執行一或更多個電腦程式而實行,以藉由操作輸入資料而產生輸出以執行功能。處理與邏輯流亦可藉由專用邏輯電路執行,而設備亦可實現為專用邏輯電路,例如FPGA(現場可程式化閘極陣列)或ASIC(特殊應用積體電路),以舉幾例。
適合執行電腦程式的處理器包括作為實施例的通用與專用微處理器,以及任何類型的數位電腦的任一或更多個處理器。通常,處理器將從唯讀記憶體或隨機存取記憶體或二者接收指令與資料。電腦的基本元件係為用於執行指令的處理器與用於儲存指令與資料的一或更多個資料記憶體裝置。通常,電腦亦將包括用於儲存資料的一或更多個大量儲存裝置,或者可操作地耦接以從用於儲存資料的一或更多個大量儲存裝置接收資料或傳送資料到用於儲存資料的一或更多個大量儲存裝置,或者二者皆是,例如磁碟、磁光碟、或光碟。然而,電腦不一定具有此類裝置。
適於儲存電腦程式指令與資料的電腦可讀取媒體包括所有形式的資料記憶體,包括非揮發性記憶體、媒體、及記憶體裝置,包括作為實施例的半導體記憶體裝置,例如EPROM、EEPROM、及快閃記憶體裝置;磁碟,例如內部硬碟或可移除碟;磁光碟;及CD ROM與DVD-ROM碟。可藉由專用邏輯電路或併入專用邏輯電路而補充處理器與記憶體。
為了提供與使用者的互動且如本文包含的圖式所示,本文所述的實施例可實現於具有顯示裝置(例如LCD(液晶顯示器)監視器及類似者)以及鍵盤與定向裝置(例如滑鼠或軌跡球)或觸控螢幕的電腦,顯示裝置係用於顯示資訊給使用者,鍵盤與定向裝置或觸控螢幕係藉由使用者而可對電腦提供輸入。其他種類的裝置亦可用於提供與使用者的互動;對於實施例而言,來自使用者的輸入可以用任何形式接收,包括聲音、語音、或觸覺輸入。
本文所述的實施例可實現於計算系統中,包括後端部件(例如作為資料伺服器),或包括中間部件(例如應用伺服器),或者包括前端部件(例如具有使用者可以與本文所述主題之實現互動的圖形使用者介面或網路瀏覽器的客戶端電腦),或者一或更多個此類後端、中間、或前端部件的任何組合。系統的部件可藉由數位資料通訊的任何形式或媒體互連,例如通訊網路。通訊網路的實施例包括區域網路(「LAN」)與廣域網路(「WAN」),例如網際網路。
計算系統可包括客戶端與伺服器。客戶端與伺服器通常彼此為遠端,並且通常透過通訊網路互動。客戶端與伺服器的關係依靠在運行於各別電腦上且彼此具有客戶端伺服器關係的電腦程式的優點之上。
5 6 展示來自確定熔融玻璃流的替代測試方法的測試結果。在 5 6 中之每一者,水平或X軸代表時間,垂直或Y軸代表熔融玻璃流。 5 中的繪圖501 代表來自一個測試方法的估計熔融玻璃流率,其中玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的厚度係假定為玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 的特定倍數(例如,1.5-2.0)。 5 中的繪圖503 代表實際熔融玻璃流率。可觀察到,依據此測試方法的估計熔融玻璃流率存在誤差,其中玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的厚度係假定為玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 的特定倍數。更特定言之,隨著估計偏離往評估期間的結束而變大,而可例如朝向 5 的右側看出估計熔融玻璃流率的誤差。
6 中的繪圖601 代表使用本發明之方法的估計熔融玻璃流率,包括依據玻璃帶103 的感測溫度估計玻璃帶103 的厚度,然後依據估計厚度估計熔融玻璃流率。繪圖603 代表實際熔融玻璃流率。如圖所示,藉由依據玻璃帶103 的感測溫度而估計玻璃帶103 的厚度,然後依據估計厚度估計熔融玻璃流率,而確定繪圖601 的估計熔融玻璃流率,當相較於 5 所示的替代方法的估計熔融玻璃流率時,繪圖601 的估計熔融玻璃流率更緊密地遵循實際熔融玻璃流率的繪圖603 5 所示的替代方法的估計熔融玻璃流率係藉由將玻璃帶103 的邊緣部分223a223b 的厚度估計為玻璃帶103 的中央部分219 的厚度217 的特定倍數而確定。
應理解,本文所用之術語「該」、「一」、或「一個」意指「至少一個」,且不應限於「僅有一個」,除非明確指示為相反。因此,舉例而言,除非上下文明確另外指示,否則對於「一部件」的參照包括具有二或更多個部件的實例。
本文所表示之範圍可為從「約」一個特定值及/或到「約」另一特定值。當表示此類範圍時,實例包括從一個特定值及/或到另一特定值。同樣地,當以使用前置詞「約」的近似方式表示值時,將可瞭解到特定值將形成另一態樣。可進一步瞭解範圍的每一端點明顯與另一端點有關,並獨立於另一端點。
除非另外明確陳述,否則並不視為本文所述任何方法必須建構為以特定順序施行其步驟。因此,在方法請求項並不實際記載其步驟之順序或者不在請求項或敘述中具體說明步驟係限制於特定順序的情況中,不推斷任何特定順序。
儘管可使用過渡短語「包含」以揭示特定實施例的各種特徵、元件、或步驟,但應理解亦暗示包括可能使用過渡短語「由其組成」或「基本上由其組成」揭示的替代實施例。因此,舉例而言,暗示包含A+B+C的設備的替代實施例包括由A+B+C組成的設備的實施例以及基本上由A+B+C組成的設備的實施例。
該領域具有通常知識者應理解,在不脫離本發明之精神及範疇的情況下,可對本發明作出各種修改及變化。因此,預期本申請案涵蓋此發明之修改及變化,其中該等修改及變化係在所附申請專利範圍及其均等物之範疇內。
101‧‧‧玻璃製造設備
102‧‧‧玻璃形成器
103‧‧‧玻璃帶
105‧‧‧熔融容器
107‧‧‧批次材料
109‧‧‧儲存倉
111‧‧‧批次輸送裝置
113‧‧‧馬達
115‧‧‧控制器
117‧‧‧箭頭
119‧‧‧玻璃熔融探針
121‧‧‧熔融材料
123‧‧‧豎管
125‧‧‧通訊線路
127‧‧‧澄清容器
129‧‧‧第一連接導管
131‧‧‧混合腔室
133‧‧‧輸送容器
135‧‧‧第二連接導管
137‧‧‧第三連接導管
139‧‧‧輸送管
140‧‧‧玻璃形成器
141‧‧‧入口
143‧‧‧成形容器
149a‧‧‧邊緣輥組件
149b‧‧‧邊緣輥組件
151a‧‧‧拉輥組件
151b‧‧‧拉輥組件
153‧‧‧拉輥
155‧‧‧馬達
157‧‧‧寬度
159‧‧‧厚度感測器
160‧‧‧厚度感測器
161‧‧‧熱感測器
161a‧‧‧第一感測溫度
163‧‧‧熱感測器
163a‧‧‧第二感測溫度
165‧‧‧處理器
167a‧‧‧溫度調整裝置
167b‧‧‧溫度調整裝置
167c‧‧‧溫度調整裝置
169‧‧‧控制器
171‧‧‧流率
173‧‧‧目標流率
175‧‧‧處理例式
179‧‧‧箭頭
180‧‧‧箭頭
181‧‧‧例式
183‧‧‧例式
185‧‧‧箭頭
189‧‧‧累加接點
200‧‧‧凹槽
201‧‧‧成形楔
202a‧‧‧堰
202b‧‧‧堰
203‧‧‧向下傾斜匯聚表面部分
204a‧‧‧外表面
204b‧‧‧外表面
205‧‧‧向下傾斜匯聚表面部分
207‧‧‧拉伸方向
209‧‧‧根部
211‧‧‧拉伸平面
213‧‧‧第一主表面
213a‧‧‧區域
215‧‧‧第二主表面
217‧‧‧厚度
219‧‧‧中央部分
221‧‧‧邊緣輥
223a‧‧‧邊緣部分
223b‧‧‧邊緣部分
225‧‧‧邊緣引導器
227‧‧‧滾花表面
229‧‧‧滾花表面
229a‧‧‧區域
231‧‧‧雷射光束
232‧‧‧雷射光束
233‧‧‧位置
234‧‧‧位置
235‧‧‧感測窗口
301‧‧‧方向
303‧‧‧切割區
305‧‧‧空氣承載
305a‧‧‧支撐表面
306‧‧‧玻璃分離器
307‧‧‧空氣承載
307a‧‧‧支撐表面
309‧‧‧空氣承載
309a‧‧‧支撐表面
311‧‧‧空氣承載
311a‧‧‧支撐表面
313‧‧‧自由迴路
315‧‧‧玻璃片
317‧‧‧儲存捲軸
319‧‧‧捲軸
401‧‧‧估計厚度
403‧‧‧寬度
405‧‧‧熱分佈
409‧‧‧熱分佈
411‧‧‧熱分佈
413‧‧‧高度
415‧‧‧寬度
417‧‧‧圖像規模
501‧‧‧繪圖
503‧‧‧繪圖
601‧‧‧繪圖
603‧‧‧繪圖
當參照隨附圖式閱讀以下實施方式時,可更加瞭解本發明之上述及其他特徵、實施例、及優點,其中:
1 示意性圖示用於製造玻璃的示例性玻璃製造設備;
2 圖示沿著 1 之線2-2 的玻璃製造設備之剖面透視圖;
3 示意性圖示製造玻璃的示例性方法期間進一步處理的玻璃帶;
4 係為沿著 1 之線4-4的剖面圖,而示意性圖示感測玻璃帶的邊緣部分的溫度的熱感測器;
5 係為代表與估計玻璃流率比較的實際玻璃流率的時間與玻璃流率的曲線圖,其中邊緣部分的厚度係假設為中央部分的厚度的一定倍數;以及
6 係為代表與依據玻璃帶的感測溫度的估計玻璃流率比較的實際玻璃流率的時間與玻璃流率的曲線圖。
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101‧‧‧玻璃製造設備
103‧‧‧玻璃帶
121‧‧‧熔融材料
143‧‧‧成形容器
149a‧‧‧邊緣輥組件
151a‧‧‧拉輥組件
153‧‧‧拉輥
155‧‧‧馬達
159‧‧‧厚度感測器
160‧‧‧厚度感測器
161‧‧‧熱感測器
200‧‧‧凹槽
201‧‧‧成形楔
202a‧‧‧堰
202b‧‧‧堰
203‧‧‧向下傾斜匯聚表面部分
204a‧‧‧外表面
204b‧‧‧外表面
205‧‧‧向下傾斜匯聚表面部分
207‧‧‧拉伸方向
209‧‧‧根部
211‧‧‧拉伸平面
213‧‧‧第一主表面
213a‧‧‧區域
215‧‧‧第二主表面
217‧‧‧厚度
219‧‧‧中央部分
221‧‧‧邊緣輥
223a‧‧‧邊緣部分
225‧‧‧邊緣引導器
227‧‧‧滾花表面
229‧‧‧滾花表面
229a‧‧‧區域
231‧‧‧雷射光束
232‧‧‧雷射光束
233‧‧‧位置
234‧‧‧位置
235‧‧‧感測窗口
403‧‧‧寬度
413‧‧‧高度
415‧‧‧寬度

Claims (13)

  1. 一種玻璃製造設備,包含: 一玻璃形成器,以從大量熔融玻璃形成一玻璃帶; 一熱感測器,經定向以感測該玻璃帶的一溫度;以及 一處理器,經程式化以依據來自該熱感測器的感測溫度估計該玻璃帶的一厚度。
  2. 如請求項1所述之玻璃製造設備,進一步包含: 一控制器,依據該玻璃帶的該估計厚度操作該玻璃形成器。
  3. 如請求項1所述之玻璃製造設備,其中該熱感測器包含一紅外感測器。
  4. 如請求項1所述之玻璃製造設備,其中該熱感測器包含一熱相機,經定向以感測該玻璃帶在複數個位置的一相應溫度,而其中該等複數個位置中之每一者對應於該熱相機的至少一個像素。
  5. 如請求項1-4中之任一者所述之玻璃製造設備,其中該熱感測器經定向以感測該玻璃帶在沿著橫向於一拉伸方向的一第一路徑的複數個位置的一相應溫度,且其中該處理器經程式化以依據來自該熱感測器的該相應感測溫度估計該玻璃帶在該等複數個位置中之每一者的一相應厚度。
  6. 如請求項5所述之玻璃製造設備,其中該熱感測器經定向以感測該玻璃帶在沿著該拉伸方向的複數個第二路徑的複數個位置的一相應溫度變化,其中該等複數個第二路徑中之每一者相交於該第一路徑,且其中該處理器經程式化以依據來自該熱感測器的該玻璃帶在沿著該第一路徑的該等複數個位置的該相應感測溫度與來自熱感測器的該玻璃帶在沿著該等複數個第二路徑的該相應感測溫度變化,估計該玻璃帶在沿著該第一路徑的該等複數個位置中之每一者的一相應厚度。
  7. 如請求項1所述之玻璃製造設備,其中該處理器經程式化以隨著該關係式之一函數估計該玻璃帶的該厚度(t ):其中,v 代表沿著一拉伸方向的該玻璃帶的一速度; ρ代表該玻璃帶的一材料的一密度;Cp 代表該玻璃帶的該材料的一熱容量;y 代表該拉伸方向的一坐標;T 代表來自該熱感測器的該玻璃帶的該感測溫度;h 代表該玻璃帶的一對流熱傳遞係數;Ta 代表該玻璃帶的一周圍與輻射環境的一溫度; ε代表該玻璃帶的一輻射率; σ代表斯蒂芬-玻爾茲曼常數;以及k 代表該對流熱傳遞係數的一校正項, 且進一步包含: 一厚度感測器,以感測該玻璃帶的一厚度,其中隨著該關係式的一函數估計該玻璃帶的該對流熱傳遞係數(h ):其中, τ代表來自該厚度感測器的該玻璃帶的該感測厚度, 其中該對流熱傳遞係數的該校正項(k )係估計為在下列範圍內:其中,c 代表該玻璃帶的該材料的一熱傳導係數;以及x 代表橫向於該拉伸方向的一坐標。
  8. 如請求項1所述之玻璃製造設備,其中該熱感測器經定向以感測該玻璃帶的二個相對邊緣部分中之至少一者的一溫度,且其中該處理器經程式化以依據該玻璃帶的該二個相對邊緣部分中之該至少一者的該感測溫度,估計該玻璃帶的該二個相對邊緣部分中之至少一者的一厚度。
  9. 一種製造玻璃的方法,包含以下步驟: 從大量熔融玻璃形成一玻璃帶; 感測該玻璃帶的一溫度;以及 依據該感測溫度,估計該玻璃帶的一厚度。
  10. 如請求項9所述之方法,進一步包含下列所選擇的至少一個步驟: 依據該玻璃帶的該估計厚度,操作一玻璃形成器; 依據該玻璃帶的該估計厚度,調整該大量熔融材料的一流率; 依據該玻璃帶的該估計厚度,調整該熔融材料的一溫度;以及 依據該玻璃帶的該估計厚度,調整一拉輥組件。
  11. 如請求項9或請求項10所述之方法,其中感測該玻璃帶的一溫度的該步驟包含以下步驟:感測該玻璃帶在沿著橫向於該玻璃帶的一拉伸方向的一第一路徑的複數個位置的一相應溫度,且其中估計該玻璃帶的該厚度的該步驟包含以下步驟:依據該相應感測溫度,估計該玻璃帶在該等複數個位置中之每一者的一相應厚度。
  12. 如請求項11所述之方法,其中感測該玻璃帶的一溫度的該步驟包含以下步驟:感測該玻璃帶在沿著該拉伸方向的複數個第二路徑的複數個位置的一相應溫度變化,其中該等複數個第二路徑中之每一者相交於該第一路徑,且其中估計該玻璃帶的該厚度之該步驟包含以下步驟:依據該玻璃帶在沿著該第一路徑的該等複數個位置的該相應感測溫度與該玻璃帶在沿著該等複數個第二路徑的該相應感測溫度變化,估計該玻璃帶在沿著該第一路徑的該等複數個位置中之每一者的一厚度。
  13. 如請求項9所述之方法,包含以下步驟:隨著該關係式之一函數估計該玻璃帶的該厚度(t ):其中,v 代表沿著一拉伸方向的該玻璃帶的一速度; ρ代表該玻璃帶的一材料的一密度;Cp 代表該玻璃帶的該材料的一熱容量;y 代表該拉伸方向的一坐標;T 代表該玻璃帶的一感測溫度;h 代表該玻璃帶的一對流熱傳遞係數;Ta 代表該玻璃帶的一周圍與輻射環境的一溫度; ε代表該玻璃帶的一輻射率; σ代表斯蒂芬-玻爾茲曼常數;以及k 代表該對流熱傳遞係數的一校正項, 且進一步包含以下步驟: 感測該玻璃帶的一厚度,並隨著該關係式的一函數估計該玻璃帶的該對流熱傳遞係數(h ):其中, τ代表該玻璃帶的一感測厚度; 估計該對流熱傳遞係數的該校正項(k )係在下列範圍內:其中,c 代表該玻璃帶的該材料的一熱傳導係數;以及x 代表橫向於該拉伸方向的一坐標。
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