WO2007017616A2 - Procede de controle par spectroscopie d'absorption au cours du formage de verre plat et dispositif de controle - Google Patents
Procede de controle par spectroscopie d'absorption au cours du formage de verre plat et dispositif de controle Download PDFInfo
- Publication number
- WO2007017616A2 WO2007017616A2 PCT/FR2006/050794 FR2006050794W WO2007017616A2 WO 2007017616 A2 WO2007017616 A2 WO 2007017616A2 FR 2006050794 W FR2006050794 W FR 2006050794W WO 2007017616 A2 WO2007017616 A2 WO 2007017616A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- glass
- arm
- tank
- transparent
- forming
- Prior art date
Links
- 238000004847 absorption spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 title abstract description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 41
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 20
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 abstract description 16
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(ii) oxide Chemical compound [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
- C03B18/02—Forming sheets
- C03B18/20—Composition of the atmosphere above the float bath; Treating or purifying the atmosphere above the float bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
- C03B18/02—Forming sheets
- C03B18/20—Composition of the atmosphere above the float bath; Treating or purifying the atmosphere above the float bath
- C03B18/22—Controlling or regulating the temperature of the atmosphere above the float tank
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/15—Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/15—Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
- G01N2021/151—Gas blown
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
- G01N2021/3513—Open path with an instrumental source
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/02—Mechanical
- G01N2201/023—Controlling conditions in casing
- G01N2201/0231—Thermostating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/02—Mechanical
- G01N2201/023—Controlling conditions in casing
- G01N2201/0233—Gas purge
Abstract
L'invention concerne un procédé de contrôle du formage de verre plat par écoulement de verre fondu sur une nappe d'étain liquide présent dans une cuve de formage dans lequel on mesure une grandeur caractéristique du formage au-dessus de la surface du verre en cours de formage à l'aide de faisceaux générés par au moins un analyseur basé sur la spectroscopie d'absorption, dans lequel les faisceaux de lumière générés par l'analyseur forment un réseau au-dessus de la surface du verre. L'invention concerne également un dispositif utilisable pour la mise en oeuvre de ce procédé comprenant un bras (7) supportant un caisson (8) comprenant un moyen de rétroréflexion (10 , 11) capable de recevoir un faisceau de lumière et de le renvoyer dans le sens opposé parallèlement au chemin optique incident.
Description
Procédé de contrôle par spectroscopie d'absorption au cours du formage de verre plat et dispositif de contrôle.
La présente invention concerne un procédé de contrôle du formage de verre plat par écoulement de verre fondu sur une nappe d'étain liquide.
Le procédé de formage de verre plat flotté consiste à amener du verre chaud sortant d'un four de fusion sur une nappe d'étain liquide maintenue dans une cuve. La cuve est constituée d'un caisson métallique dont les parois sont garnies d'un matériau réfractaire. Le verre s'étale sur l'étain plus dense jusqu'à une épaisseur d'environ 6 mm conditionnée par l'effet combiné des forces de gravité, de tension superficielle et de traction. Cette dernière force s'exerce par les rouleaux de support du ruban de verre figé dans l'étenderie de recuisson située en aval de la cuve d'étain.
Le formage de verre plat est réalisé sous atmosphère comprenant de l'azote et de l'hydrogène (3 à 10 % en volume de l'atmosphère) afin de limiter l'oxydation de l'étain sous l'effet de faibles rentrées d'air, du dégazage du verre et d'espèces résiduelles dans l'azote et l'hydrogène introduit, telles que l'eau. Cette atmosphère est maintenue à pression légèrement positive et est renouvelée en continu afin d'éviter l'accumulation d'impuretés pouvant causer des défauts sur le verre. La présence d'eau et d'oxygène contamine l'étain et entraîne une émission d'oxyde stanneux (SnO) dans l'atmosphère. Cet oxyde stanneux peut se condenser sur les parois réfractaires dans la partie avale de la cuve et, par réduction chimique, tomber en gouttes métalliques sur le ruban de verre. En outre, l'augmentation de la teneur en oxygène dissous dans le bain d'étain entraîne l'absorption de quantités croissantes d'oxyde stanneux en face inférieure du ruban de verre. Si ces quantités sont trop importantes, cet oxyde stanneux peut se transformer en oxyde stannique lors des traitements thermiques ultérieurs du ruban de verre et former un voile bleuté sur le verre. Enfin, la solubilité de l'oxygène étant fortement corrélée à la température (de 630 à 5 ppm lorsque l'étain passe de 1000 à 600°C), et le défilement du verre entraînant la circulation rapide de l'étain de la zone amont chaude (1000°C) à la zone avale froide de la cuve (600°C), l'oxygène dissous en zone chaude peut précipiter en oxyde stannique dans la partie froide de la cuve et générer un encrassement progressif du bain d'étain.
Pour éviter ces problèmes, il est connu d'ajuster le profil de chauffe en voûte de cuve et la distribution des flux d'azote et d'hydrogène (sous forme de flux de mélange azote/hydrogène et éventuellement d'azote pur) en fonction des conditions opératoires : tirée de verre produit, prises de température ponctuelles dans l'enceinte, mesure de
l'épaisseur du verre et suivi de l'évolution temporelle du taux de défauts d'origine due à l'étain. Il est également indispensable de mesurer la concentration en vapeur d'eau de l'atmosphère (ou température de rosée) au-dessus du bain car il existe une corrélation directe entre la qualité du verre et le niveau de température de rosée au-dessus de la feuille de verre dans la zone de formage. Cette température de rosée doit être maintenue au niveau le plus faible pour éviter la pollution de la feuille de verre par l'étain ou ses oxydes. L'augmentation de la température de rosée peut résulter d'un défaut d'étanchéité, d'une fuite d'eau sur un des éléments insérés à l'intérieur de l'enceinte (par exemple, un refroid isseur) ou d'un défaut d'inertage de l'enceinte (pression trop basse, niveau d'impureté trop élevé ou mauvais ajustement du rapport N2/H2).
Dans tous les cas, les opérateurs doivent agir très rapidement pour éviter une perte sèche de production. Or la vitesse de réaction dépend de la précision du diagnostic. Il est donc important de pouvoir localiser avec le plus de précision possible le point de la cuve où un problème sévit. La demande WO2005/023720 décrit un procédé de contrôle du formage de verre plat par écoulement de verre fondu sur une nappe d'étain liquide, dans lequel on mesure, à l'aide d'au moins une diode laser, la concentration en H2O au-dessus de la surface du verre en cours de formage. Or la mesure obtenue par la diode laser est moyennée le long du chemin optique parcouru par le faisceau à l'intérieur de la cuve d'étain. Il est difficile de préciser à quel point de ce chemin la concentration en vapeur d'eau est la plus élevée. De plus, comme les diodes sont orientées perpendiculairement au sens de défilement de la feuille de verre, on ne peut indiquer de quel côté de la cuve il faut intervenir.
Le but de la présente invention est de proposer une amélioration au procédé de contrôle du formage de verre plat par mesure d'une grandeur caractéristique du formage, telle que la concentration en H2O, ladite amélioration permettant d'affiner la localisation de l'endroit où la grandeur caractéristique évolue et ainsi de diminuer le temps d'intervention des opérateurs.
Dans ce but, l'invention concerne un procédé de contrôle du formage de verre plat par écoulement de verre fondu sur une nappe d'étain liquide présent dans une cuve de formage dans lequel on mesure une grandeur caractéristique du formage, telle que la concentration en H2O, au-dessus de la surface du verre en cours de formage à l'aide de faisceaux de lumière générés par au moins un analyseur basé sur la spectroscopie d'absorption, et dans lequel au moins deux faisceaux générés par l'analyseur se croisent au-dessus de la surface du verre.
L'invention s'applique à tout procédé mettant en œuvre un suivi du procédé de formage à l'aide d'un analyseur fonctionnant par émission d'une onde lumineuse mono- ou polychromatique à travers l'atmosphère de la cuve à analyser, puis réception de cette onde et comparaison avec l'onde émise, ladite comparaison permettant de déduire la présence de composés dans l'atmosphère traversées par l'onde. On utilise avantageusement un analyseur permettant de mesurer la concentration de gaz présentant une température supérieure à 300 °C. Il est également préférable d'utiliser des analyseurs capables de donner des mesures fiables dans un milieu dont le gradient de température peut être important et monter jusqu'à 500°C. La présente invention s'applique particulièrement à un analyseur qui est une diode laser. Dans le cadre de la présente invention, on entend par diode laser, un analyseur se composant :
- d'une source comprenant un générateur du faisceau laser ayant une longueur d'onde variable dans une plage de longueurs d'onde Δλ qui englobe au moins une raie d'absorption caractéristique de l'espèce dont on veut détecter la présence, et - un émetteur dirigeant le faisceau dans le milieu à analyser,
- du récepteur de ce faisceau après sa traversée du milieu à analyser, et
- de moyens de comparaison, par exemple de l'amplitude du faisceau laser reçu (intensité du faisceau) et de l'amplitude du faisceau laser émis dans toute la plage de longueurs d'ondes considérées. Dans la description qui suit, les définitions de générateur, émetteur et récepteur ci-dessus sont généralisées à tout type d'analyseur par spectroscopie d'absorption.
La grandeur caractéristique du procédé peut être la concentration en eau, en oxygène, en SnO. De préférence, il s'agit de la concentration en eau et l'analyseur est une diode laser. Par mise en oeuvre de l'invention, la mesure est réalisée à l'aide d'au moins un analyseur générant des faisceaux de lumière qui se croisent au-dessus de la surface du verre. Grâce aux croisements des faisceaux, il est possible de localiser rapidement le lieu où, par exemple, la concentration en H2O augmente. En effet, l'opérateur déduit des analyseurs des faisceaux indiquant une hausse de concentration en H2O que le lieu de cette hausse est au croisement des faisceaux de ces analyseurs. Cette déduction peut se faire au moyen d'un opérateur logique de contrôle ou un opérateur automatique d'aide à la décision. Selon l'invention, le plan formé par les faisceaux est parallèle au plan d'écoulement du verre plat. On peut ainsi quadriller la surface du verre, toutefois l'invention ne vise pas à obtenir une description détaillée de l'atmosphère dans un plan donné, mais de garantir qu'aux endroits clés de la cuve de formage, on obtient
l'information nécessaire et suffisante pour comprendre et optimiser le fonctionnement du procédé.
Selon la mise en œuvre préférée de l'invention, au moins un faisceau est dirigé perpendiculairement au sens d'écoulement du verre fondu et au moins un faisceau est dirigé parallèlement au sens d'écoulement du verre fondu. Cette mise en oeuvre permet de mailler un point de la surface du verre, on peut ainsi contrôler la concentration en une espèce polluante en ce point précis et déduire des augmentations de concentration dans des zones entre ces points. En effet, si deux faisceaux qui se croisent détectent une augmentation de concentration, alors cette augmentation se situe à leur croisement. Si un unique faisceau détecte une augmentation de concentration, alors l'augmentation de température se situe en un point situé sur son chemin optique et placé en dehors de ses croisements avec les autres faisceaux. Selon l'invention, on entend par "faisceaux perpendiculaires" et "faisceaux parallèles", des faisceaux dont les directions sont globalement parallèles ou perpendiculaires au sens d'écoulement du verre fondu. De préférence, on met en œuvre au moins un des trois faisceaux perpendiculaires au sens d'écoulement du verre fondu suivants :
- un des faisceaux dirigés perpendiculairement au sens d'écoulement du verre fondu est placé dans la zone chaude et amont de la cuve,
- un des faisceaux dirigés perpendiculairement au sens d'écoulement du verre fondu est placé dans la zone froide et aval de la cuve,
- un des faisceaux dirigés perpendiculairement au sens d'écoulement du verre fondu est placé au milieu de la cuve. Ce dernier faisceau dirigé perpendiculairement au sens d'écoulement du verre fondu et placé au milieu de la cuve se situe, de préférence, à l'endroit de la cuve où se séparent la zone des gaz captés vers l'amont de la cuve et la zone des gaz captés vers l'aval de la cuve. Les faisceaux placés dans les zones amont et aval sont proches de la braise et de la galerie de recuisson, où l'étanchéité ne peut être totale et n'est compensée que par une légère surpression de la cuve. Les faisceaux placés en amont permettent également de tenir compte des variations d'atmosphère près des machines qui y sont présentes telles que les barrières de carbone, les top rollers et les refroidisseurs. Les faisceaux placés en aval permettent enfin également de tenir compte des variations d'atmosphère près des nombreux refroidisseurs destinés à produire les températures les plus froides et qui peuvent conduire à la condensation d'oxydes d'étain responsables de la dégradation de la qualité du verre.
En ce qui concerne le faisceau dirigé parallèlement au sens d'écoulement du verre fondu, il est de préférence placé près d'une des parois de la cuve. Selon un mode préféré, deux faisceaux de ce type sont placés de chaque côté de la cuve. Ce type de
faicseau est généralement placé à 10 à 200 cm du bord de la cuve. En effet, c'est près des frontières du caisson que l'air peut s'infiltrer : en particulier, près de la zone du scellage de côté (ou "side sealing" en anglais) composée de part et d'autre de la cuve (côtés gauche et droit) de boîtes de scellage ("sealing boxes") permettant soit de combler les espaces vides, soit de disposer un hublot de visualisation, soit de positionner les machines nécessaires au formage de la feuille de verre (refroidisseurs, top rollers, barrières en carbone ...).
De préférence, au moins deux faisceaux générés par l'analyseur se croisent au- dessus de la surface du verre à proximité des interfaces entre les boîtes de scellage et les machines nécessaires au formage de la feuille de verre. En effet, de l'air et de l'eau contenue dans les systèmes de refroidissement desdites machines de formage peuvent s'infiltrer dans la cuve à ce niveau.
En pratique, il est possible d'utiliser un seul générateur de faisceau pour générer tous les faisceaux du réseau, par exemple en divisant le faisceau de l'unique générateur, ou en commutant rapidement le faisceau du générateur sur plusieurs lieux de mesure (il suffit que la vitesse de commutation soit grande par rapport aux échelles de temps caractéristiques du procédé de formage du verre, c'est-à-dire de quelques secondes maximum). On peut aussi utiliser plusieurs générateurs générant chacun un faisceau. Pour un faisceau dirigé perpendiculairement au sens d'écoulement du verre fondu, l'émetteur et le récepteur des analyseurs, sont généralement placés à l'extérieur de la cuve et de chaque côté de celle-ci. Le faisceau pénètre dans et sort de la cuve par des fenêtres de visée percées dans la paroi de la cuve à une hauteur telle que le faisceau passe à faible distance au-dessus de la surface du verre en cours de formage. L'émetteur et le récepteur sont positionnés derrière chacune de ces fenêtres de visée. Selon une variante, l'émetteur et le récepteur peuvent être placés derrière la même fenêtre de visée ; un dispositif optique rétroréfléchissant, par exemple un jeu de miroirs, est placé derrière la seconde fenêtre de visée de manière à réfléchir le faisceau émis par l'émetteur vers le récepteur. Un gaz neutre, tel que de l'azote, est généralement utilisé pour nettoyer la surface des fenêtres de visée de l'émetteur et du récepteur, et éventuellement du miroir, afin d'éviter le dépôt de poussière, pour prévenir un échauffement trop important de l'émetteur et du récepteur et/ou pour éviter toute interférence avec l'humidité ambiante (c'est-à-dire l'extérieur de la cuve).
Selon la nature de la cuve, pour un faisceau dirigé parallèlement au sens d'écoulement du verre fondu, celui-ci est dirigé par un émetteur et un récepteur placés dans les épaulements aval et central de la cuve. Comme précédemment, l'émetteur et le
récepteur des analyseurs sont placés à l'extérieur de la cuve en amont de celle-ci et dans l'épaulement central de celle-ci. Toutefois, si la cuve ne présente pas un épaulement, il est possible de guider les faisceaux dirigés parallèlement au sens d'écoulement du verre fondu (qu'ils soient en amont ou en aval de cet épaulement) par au moins un miroir. Par exemple, le faisceau pénètre dans le four par une fenêtre de visée percée dans la paroi longitudinale de la cuve ou dans le plafond de la cuve, donc perpendiculairement au sens d'écoulement du verre. Puis, ce faisceau est redirigé de manière à être parallèle au sens d'écoulement du verre au moyen d'un miroir présent dans la cuve et orienté à 45° du faisceau le frappant de manière à le guider vers la fenêtre de visée du récepteur. Le miroir est placé dans la cuve au moyen d'un bras, préférablement refroidi, passé au travers de la paroi de la cuve. L'utilisation d'un tel bras équipé d'un miroir est particulièrement intéressant parce qu'il permet de contrôler la concentration en H2O le plus près possible (à une distance comprise entre 0,1 et 2 m de la paroi interne de la cuve) de la paroi longitudinale de la cuve, là où les problèmes d'étanchéité sont courants.
Selon une variante, la grandeur caractéristique du procédé mesurée est la température de l'atmosphère au-dessus de la surface du verre.
La diode laser peut être placée à une distance de la surface du verre en cours de formage comprise entre 2 et 50 cm, de préférence entre 5 et 20 cm.
L'invention concerne également l'utilisation du procédé précédent pour localiser une zone polluée au-dessus du bain d'étain.
L'invention concerne également un dispositif susceptible d'être utilisé pour la mise en œuvre du procédé précédemment décrit comprenant :
- un bras dont une première extrémité supporte un caisson :
. la paroi dudit caisson placée en regard de la seconde extrémité du bras est transparente, et
. au sein duquel est placé un moyen de rétroréflexion capable de recevoir un faisceau de lumière provenant de la première extrémité du bras et parallèle audit bras et de le renvoyer dans le sens opposé parallèlement au chemin optique incident,
- un écran transparent fixé à la seconde extrémité du bras de manière à faire face à la paroi transparente du caisson, - un moyen d'introduction de gaz près des surfaces de la paroi transparente et de l'écran transparent et optionnellement dans le caisson,
- un moyen de refroidissement du bras et du caisson.
Dans la présente invention, on entend par "paroi transparente", une paroi transparente à la ou les longueur(s) d'onde du faisceau de l'analyseur. La description détaillée et le fonctionnement de ce dispositif sont faits en relation avec la figure 1. Ce dispositif est donc constitué d'un bras 7, c'est-à-dire d'une tige, dont une extrémité 7a porte un caisson 8. De préférence, le bras présente une longueur telle que la paroi transparente 9 du caisson est située entre 0,2 et 2 m de la paroi interne de la cuve, de préférence entre 0,5 et 2 m. Le caisson 8 est de préférence étanche aux gaz et rempli d'un gaz neutre. Il comprend au moins une paroi 9 transparente et renferme un moyen de rétroréflexion capable de recevoir un faisceau de lumière incident et de le renvoyer selon un chemin optique essentiellement parallèle au faisceau incident. Sur la figure 3, ce moyen de rétroréflexion est un système optique constitué de deux miroirs 10 et 1 1. Ces deux miroirs 10 et 11 sont agencés pour s'assurer qu'un faisceau (trait pointillé) traversant la paroi 9 transparente du caisson 8 tombe sur la surface d'un miroir. De par l'agencement des miroirs à 90°, le premier miroir 10 envoie le faisceau optique sur le deuxième miroir 11 , lequel renvoie le faisceau optique à travers la paroi 9 transparente selon une direction parallèle au faisceau incident. Tout autre moyen de rétroréflexion peut être utilisé tel que, par exemple, un ou plusieurs prismes. Le faisceau traverse à l'aller comme au retour un écran transparent 12 situé sur la seconde extrémité 7b du bras. 2. De préférence, le caisson et l'écran transparent sont fixés perpendiculairement au bras. Le dispositif est équipé d'un moyen 13 d'introduction de gaz près des surfaces de la paroi transparente 9 et de l'écran 12 et de préférence aux endroits suivants :
- au niveau de la face 12a de l'écran et de la face 9a de la paroi transparente qui se font face et qui sont destinées à être placées dans l'atmosphère de la cuve d'étain, de manière à éviter le dépôt d'impuretés sur ces faces,
- au niveau de la face 12b de l'écran 12 de manière à éviter la présence de molécules absorbantes sur le chemin optique des faisceaux entre cette face 12b et l'analyseur, lesdites molécules pouvant fausser la mesure de la grandeur caractéristique du procédé,
- et enfin optionnellement dans le caisson 8 si celui-ci n'est pas étanche, comme cela est représenté sur la figure 1.
Le gaz introduit est un gaz neutre, tel que l'azote, l'argon ou l'hélium, qui ne peut être oxydé dans la plage de température du formage dans la cuve d'étain ou qui ne réagit avec aucun des composés présents dans l'atmosphère au-dessus du bain d'étain.
Le dispositif est également équipé d'un moyen de refroidissement 14 du bras 7 et du
caisson 8 pour éviter leur détérioration lors de leur introduction dans la cuve de formage. Ce moyen de refroidissement consiste par exemple à faire circuler de l'eau dans une chemise entourant le bras et le caisson.
L'invention concerne enfin l'utilisation du dispositif précédent pour mesurer une grandeur dans un four à l'aide d'un faisceau de lumière généré par au moins un analyseur basé sur la spectroscopie d'absorption, ledit faisceau étant dirigé à travers l'écran transparent et parallèlement au bras.
L'analyseur est de préférence une diode laser. La grandeur peut être choisie parmi : la concentration en un composé chimique, la température de l'atmosphère dans le four.
Cette utilisation est particulièrement adaptée à un four de fusion de verre, notamment au procédé de contrôle du formage de verre plat pour sonder chaque point du maillage, et tout particulièrement pour la prise de mesure dans la zone aval de la cuve qui est plus difficilement accessible par un faisceau longitudinal. On place alors, par exemple, le dispositif en aval d'un épaulement de la cuve. Ce dispositif est introduit par une ouverture d'une paroi de la cuve et l'émetteur et le récepteur d'une diode laser sont placés derrière l'écran transparent 12 fixé à la seconde extrémité 7b du bras. Au moyen du dispositif, le faisceau effectue un aller-retour au-dessus de la surface du verre. Grâce au moyen de refroidissement 14, le dispositif peut être installé dans la cuve de température élevée tout le temps des mesures à effectuer. Le moyen d'introduction 13 de gaz permet de faire circuler un gaz neutre dans le caisson 8 où est disposé le moyen de rétroréflexion ou d'y créer une surpression de ce gaz neutre par rapport à la pression dans la cuve, près de la face 12a de l'écran et de la face 9a de la paroi transparente et entre l'écran 12 et l'analyseur. Ce gaz neutre permet d'éviter le dépôt d'impuretés sur les parois transparentes et d'éviter la présence de molécules de l'atmosphère ambiante introduites avec le dispositif lors de sa mise en place dans la cuve. Ce dispositif présente l'intérêt de pouvoir être introduit et retiré de la cuve facilement sans devoir recommencer des opérations de réalignement entre l'émetteur et le récepteur d'un même analyseur. Il présente aussi l'avantage de donner une mesure quasi locale au voisinage de la paroi de la cuve.
La figure 2 illustre la mise en œuvre du procédé selon l'invention. La figure est une vue du dessus d'une cuve 6 de formage de verre. Trois couples émetteur/récepteur d'analyseur 3/3', 4/4', 5/5' permettent de mesurer une grandeur caractéristique du procédé au-dessus de la surface de verre. Leurs faisceaux sont dirigés perpendiculairement au sens de l'écoulement du verre dans trois zones : en zone
amont, au milieu et en zone aval. On utilise également deux autres émetteur/récepteur 1/1 ', 2/2', placés dans l'épaulement central et la paroi amont de la cuve ; leurs faisceaux sont dirigés parallèlement au sens de l'écoulement du verre : près de chaque paroi de la cuve 6. Grâce aux cinq faisceaux, on obtient un maillage de six points (A à F) et d'une zone G de la surface du verre. En fonction des signaux donnés par chaque analyseur (1 : mesure anormale de la grandeur caractéristique, 0 : mesure normale de la grandeur caractéristique), il est possible de savoir rapidement où se situe le problème lié à la grandeur caractéristique, comme exemplifié dans le tableau suivant :
La figure 3 illustre l'utilisation de miroirs pour guider le faisceau le long de la paroi longitudinale de la cuve 6. Le faisceau 7 est introduit dans la cuve 6 par une fenêtre de visée 10 ; il est alors perpendiculaire au sens de l'écoulement du verre (flèche) dans la cuve 6. Un miroir 8 tenu par un bras 9 introduit par la fenêtre de visée 10 est placé sur le chemin du faisceau 7 et orienté à 45° de celui-ci de manière à le guider perpendiculairement à son trajet initial et parallèlement à la paroi de la cuve 6. Un autre miroir 81 tenu par un bras 91 introduit par une autre fenêtre de visée 1 1 est placé sur le chemin du faisceau de manière à le guider perpendiculairement à la paroi de la cuve 6 et à le faire sortir par la fenêtre 11. Cette utilisation est particulièrement utile dans la partie aval de la cuve placée en aval de l'épaulement central de la cuve.
Claims
1. Dispositif comprenant :
- un bras (7) dont une première extrémité (7a) supporte un caisson (8) : . la paroi (9) dudit caisson (8) placée en regard de la seconde extrémité (7b) du bras est transparente, et
. au sein duquel est placé un moyen de rétroréflexion (10, 11) capable de recevoir un faisceau de lumière provenant de la première extrémité (7a) du bras et parallèle audit bras (7) et de le renvoyer dans le sens opposé parallèlement au chemin optique incident,
- un écran (12) transparent fixé à la seconde extrémité du bras (7b) de manière à faire face à la paroi (9) transparente du caisson (8),
- un moyen (13) d'introduction de gaz près des surfaces de la paroi (9) transparente et de l'écran (12) transparent et optionnellement dans le caisson, - un moyen (14) de refroidissement du bras et du caisson.
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le caisson (8) et l'écran (12) transparent sont fixés perpendiculairement au bras (7).
3. Utilisation du dispositif selon la revendication 1 ou 2 pour mesurer une grandeur dans un four à l'aide d'un faisceau de lumière généré par au moins un analyseur basé sur la spectroscopie d'absorption, ledit faisceau étant dirigé à travers l'écran (12) transparent et parallèlement au bras (7).
4. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'analyseur est une diode laser.
5. Utilisation selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la grandeur est choisi parmi : la concentration en un composé chimique, la température de l'atmosphère dans le four.
6. Utilisation selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le four est un four de fusion de verre.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/063,311 US8220291B2 (en) | 2005-08-11 | 2006-08-09 | Method for monitoring by absorption spectroscopy during the forming of flat glass and monitoring device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0552490A FR2889697B1 (fr) | 2005-08-11 | 2005-08-11 | Procede de controle par spectroscopie au cours du formage de verre plat |
FR0552490 | 2005-08-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2007017616A2 true WO2007017616A2 (fr) | 2007-02-15 |
WO2007017616A3 WO2007017616A3 (fr) | 2007-03-29 |
Family
ID=36273412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/FR2006/050794 WO2007017616A2 (fr) | 2005-08-11 | 2006-08-09 | Procede de controle par spectroscopie d'absorption au cours du formage de verre plat et dispositif de controle |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8220291B2 (fr) |
FR (1) | FR2889697B1 (fr) |
WO (1) | WO2007017616A2 (fr) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220169549A1 (en) * | 2019-03-20 | 2022-06-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for tin bath monitoring and control |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6217762B2 (ja) * | 2013-12-13 | 2017-10-25 | 旭硝子株式会社 | 化学強化用ガラスおよび化学強化ガラス並びに化学強化ガラスの製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001033200A1 (fr) * | 1999-11-04 | 2001-05-10 | L'air Liquide, Societe Anonyme À Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede permettant de surveiller de maniere continue des especes chimiques et une temperature dans des gaz de processus chauds |
WO2005023720A1 (fr) * | 2003-09-09 | 2005-03-17 | L'Air Liquide, Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Procede de controle du formage de verre plat |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4924095A (en) * | 1987-06-02 | 1990-05-08 | West Lodge Research | Remote gas analyzer for motor vehicle exhaust emissions surveillance |
US5963336A (en) * | 1995-10-10 | 1999-10-05 | American Air Liquide Inc. | Chamber effluent monitoring system and semiconductor processing system comprising absorption spectroscopy measurement system, and methods of use |
US5880850A (en) * | 1996-04-18 | 1999-03-09 | American Air Liquide Inc | Method and system for sensitive detection of molecular species in a vacuum by harmonic detection spectroscopy |
DE19821956A1 (de) * | 1998-05-16 | 1999-11-18 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Verfahren zur quantitativen Analyse von Gasvolumina, insbesondere von Abgasen aus Verbrennungseinrichtungen oder -anlagen, sowie Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens |
US20020031737A1 (en) * | 2000-03-10 | 2002-03-14 | American Air Liquide, Inc. | Method for continuously monitoring chemical species and temperature in hot process gases |
FR2833018B1 (fr) * | 2001-11-30 | 2004-02-13 | Air Liquide | Methode de conduite et de controle de procedes de traitement thermique de produits dans des fours continus |
US6943886B2 (en) * | 2002-02-11 | 2005-09-13 | Air Liquide America, L.P. | Method for enhanced gas monitoring in high particle density flow streams |
-
2005
- 2005-08-11 FR FR0552490A patent/FR2889697B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-08-09 WO PCT/FR2006/050794 patent/WO2007017616A2/fr active Application Filing
- 2006-08-09 US US12/063,311 patent/US8220291B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001033200A1 (fr) * | 1999-11-04 | 2001-05-10 | L'air Liquide, Societe Anonyme À Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede permettant de surveiller de maniere continue des especes chimiques et une temperature dans des gaz de processus chauds |
WO2005023720A1 (fr) * | 2003-09-09 | 2005-03-17 | L'Air Liquide, Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Procede de controle du formage de verre plat |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220169549A1 (en) * | 2019-03-20 | 2022-06-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for tin bath monitoring and control |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007017616A3 (fr) | 2007-03-29 |
FR2889697B1 (fr) | 2008-04-11 |
US20100162766A1 (en) | 2010-07-01 |
US8220291B2 (en) | 2012-07-17 |
FR2889697A1 (fr) | 2007-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2251185C (fr) | Methode et appareil pour controler la qualite du soudage au laser par la mesure de la taille du plasma | |
EP2032973A1 (fr) | Installation de production de verre plat avec equipement de mesure des contraintes, et procede de conduite d'une etenderie de recuisson de verre plat | |
FR2910621A1 (fr) | Procede et dispositif de controle de la qualite d'un cordon de soudure | |
Zhang et al. | Relationship between weld quality and optical emissions in underwater Nd: YAG laser welding | |
WO2012168588A1 (fr) | Analyse de gaz par laser | |
WO2007017616A2 (fr) | Procede de controle par spectroscopie d'absorption au cours du formage de verre plat et dispositif de controle | |
EP1706727A1 (fr) | Procede de mesure d especes gazeuses par derivation | |
EP1563293B1 (fr) | Procede de determination du point de disparition des cristaux de produits petroliers ainsi que dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procede | |
US11119384B2 (en) | Hermetic sealing of a nonlinear crystal for use in a laser system | |
EP1675805A1 (fr) | Procede de controle du formage de verre plat | |
BE1018523A3 (fr) | Tete de mesure de type libs pour l'analyse de composes dans un environnement poussiereux et/ou a haute temperature. | |
WO2004029598A1 (fr) | Procede et dispositif de spectroscopie d'emission optique d'un liquide excite par laser | |
JP2011137758A (ja) | ガス成分計測装置及びガス成分分析方法 | |
EP2277031B1 (fr) | Tête de mesure de type libs optimisée pour l'analyse de composés liquides et/ou à haute température | |
EP3076164A1 (fr) | Procédé de contrôle de verre plat | |
EP1137819A1 (fr) | Installation de controle de l'etancheite d'echangeurs de chaleur eau-gaz pour fours industriels | |
WO2002088680A1 (fr) | Procede de controle d'un produit traite dans un four et four ainsi equipe de moyens de controle | |
FR2859283A1 (fr) | Procede de mesure d'especes gazeuses par derivation | |
FR2859468A1 (fr) | Procede de controle de la fusion de verre dans la zone d'affinage d'un four | |
FR2859467A1 (fr) | Procede de controle de la fusion de verre dans un four | |
FR2833018A1 (fr) | Methode de conduite et de controle de procedes de traitement thermique de produits dans des fours continus | |
FR2798772A1 (fr) | Procede de decontamination du tritium du premier mur d'une installation de fusion nucleaire |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 12063311 Country of ref document: US |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 06794535 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |