热容器壁厚度的测量制造技术

测量空心玻璃制品（１２）的壁厚度的方法和装置包括：测量该制品以第一波长发射的辐射的强度（在１８处），在该第一波长下，强度作为表面温度和表面之间壁厚度的函数而变化；测量所述制品以第二波长发射的辐射的强度（在２４处），在该第二波长下，强度作为制品表面温度的函数变化而与表面之间的壁厚度无关。由于第一强度测量结果是壁厚度和温度两者的函数而第二强度测量结果只是表面温度的函数，故可确定作为第一和第二强度的组合函数的表面之间的壁厚度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是专利技术名称为“热容器壁厚度的测量”、申请号为00101056.5、申请日为2000年1月11日的中国申请的分案申请。本专利技术涉及诸如空心玻璃容器的玻璃制品的厚度的测量，更详细地说，涉及用来在模制玻璃制品离开模制过程而仍然是热的时候、测量该模制玻璃制品的作为从该制品发射的可见光和/或红外辐射的函数的壁厚度的方法和装置。已经提出用来在模制空心玻璃容器已经冷却后、即处在制造过程的所谓冷端时测量该容器的壁厚度的若干方法，包括射频、电容和光学的测量方法。但是，在制造过程中最好尽早地(最好在制造过程的所谓热端)获得壁厚度测量结果，以便尽早地实行必要的校正操作，从而减少制造不能令人满意的制品。因此，最好提供一种在模制过程之后尽可能快地测量模制玻璃容器和其它类似制品的壁厚度的技术。在这之前已经认识到离开模制过程而仍然热的玻璃容器发射红外范围的辐射，并且在致力于确定容器壁厚度特性过程中可以测量这种辐射。例如，美国专利2,915,638号和3,356,212号提出测量从热容器的外表面辐射的红外能量，并且利用所获得的数据推导出容器壁厚度信息。当容器开始冷却时，与较薄的部分相比，容器的较厚的部分将较长时间地保持热状态，因此，容器的较厚部分的外表面温度将比较高。因此，可以从容器的温度分布推导出壁厚度信息。但是，先有技术没有公开用来获得在制造过程的热端的时候容器壁厚度的绝对测量结果，因此，本专利技术的总的目的是提供这样一种技术。根据本专利技术，测量诸如具有内表面和外表面的模制玻璃容器的空心玻璃制品的壁厚度的方法包括以下步骤测量该制品以第一波长发射的电磁辐射的强度，在该第一波长下，电磁辐射的强度既作为表面温度的函数而变化又作为表面之间的壁厚度的函数而变化；以及测量该制品以第二波长发射的电磁辐射的强度，在该第二波长下，电磁辐射的强度作为制品表面温度的函数而变化，基本上与表面之间的壁厚度无关。由于所述第一强度测量结果既是壁厚度的函数又是温度的函数，而所述第二强度测量结果只是温度的函数，所以，可以作为所述第一和第二强度测量结果的组合函数来确定表面之间壁厚度。(当然，下面将指出，术语“波长”通常将包含一定的波长范围，因为传感器不会只对特定的波长起反应)在本专利技术的一些最佳实施例中，由从制品表面的一点发射的辐射而获得所述第一和第二强度测量结果。从这些强度测量结果产生所述制品表面这一点上壁厚度和表面温度的关系。然后，可以测量从所述制品表面上另一点以红外波长发射辐射的强度，在该红外波长下，辐射强度只作为表面温度的函数而变化，于是，可以作为所述强度测量结果和先前产生的壁厚度与表面温度的关系的组合函数来确定所述制品表面另一点上的壁厚度。在本专利技术的一些最佳实施例中，所述传感器包括具有许多感测元件和用来把从容器表面上不同点发射的光能量(可见光和/或红外辐射)聚焦在这些元件上的装置的面阵传感器；以及对从容器表面上单一的点发射的能量敏感的第二传感器。根据对从容器表面上单一的点以第一波长发射的能量敏感的第二传感器的输出、并且根据把以第二波长发射的能量聚焦在同一点并且对该能量敏感的所述面阵传感器的元件的输出获得容器壁厚度的绝对测量结果。给定壁厚度的这种绝对测量结果以及因此给定容器表面这一点上壁厚度和表面温度之间的关系，就可以作为入射在面阵传感器其它元件上、表示外表面温度的能量的函数确定容器表面上其它点的厚度。在本专利技术的其它一些最佳实施例中，在两个红外传感器和检查中的容器或其它制品之间设置反射器，使得检测器具有重叠在容器表面上的视野。这样，各检测器同时接收来自容器表面的单一的点或区域的辐射，以便产生代表所述第一和第二波长的辐射强度的相关的信号。所述反射器耦合到电动机或其它合适的机构，以便以这样的方式移动所述反射器，使得检测器的所述重叠的视野有效地扫描容器的表面。这样，可以按照反射器运动的增量来检测所述检测器的输出信号，以便在沿着容器表面的序列位置上检测壁厚度。在本专利技术的这个实施例中，最好这样移动反射器以及按照容器的运动增量检测检测器的输出信号，以便获得沿着容器整个表面的厚度数据。当检查离开模制过程而仍然热的容器时，可以在沿着进行模制的机器和退火炉之间的线性传送带移动容器时，通过在传送带的两侧设置光学检查系统以便从容器的两侧获得厚度数据，来进行所述检查。用来既作为容器表面的温度的函数又作为表面之间的厚度的函数来测量辐射强度的第一波长是这样的波长，在此波长下所述制品或容器壁基本上是透明的。用来作为表面的温度的函数而与表面之间的厚度无关地测量辐射强度的第二波长是这样的波长，在此波长下所述制品或容器壁基本上是不透明的。当然，透明度和不透明度是相对的术语。根据本专利技术，当壁的透射率至少是5％时，容器壁的玻璃成分对于能量基本上是透明的。根据本专利技术，当壁对于红外能量的透射率小于1％时，容器壁对于能量基本上是不透明的。在本专利技术的最佳实施例中，既表示玻璃温度又表示壁厚度的能量是可见光能量和0.4至1.1微米红外范围的能量。使所述壁基本上是不透明的、因此使强度作为表面温度的函数变化而基本上与壁厚度无关的能量较好的是4.8至5.0微米的红外范围的能量，而最好是大约5.0微米的红外能量。可以获得具有在这些范围内的响应特性的市场上可以买到的标准的传感器。根据以下的描述、所附的权利要求书和附图，将最好地理解本专利技术以及它的其它目的、特征和优点，附图中附图说明图1是本专利技术的基本实施例的示意图；图2是图1实施例的变型的示意图；图3是本专利技术的用于围绕空心玻璃容器的整个外表面测量壁厚度的实施例的示意图4是根据本专利技术的用来测量容器底部壁厚度的装置的示意图；图5是根据本专利技术另一个实施例的用来测量容器侧壁厚度的装置的示意图；图6是类似于图5的但举例说明本专利技术的另一个实施例的示意图；以及图7A、7B和7C是举例说明图2的实施例的校准过程的示意图。图1举例说明根据本专利技术的基本实施例的用来测量空心玻璃容器12的壁厚度的装置10。从容器12外表面上的点14发射的辐射能量通过透镜16投射在第一传感器18上，并且通过分束器20和透镜22投射在第二传感器24上。如果透镜22布置成把从容器12的点14(该点和发射能量到传感器18的点相同)发射的能量聚焦在传感器24上，则可以省去分束器20。就是说，传感器18、24接收从容器12的外表面上基本上相同的一点14发射的能量。传感器18、24向信息处理器26提供各自的电输出信号，信息处理器26驱动显示器28向系统操作员或用户提供壁厚度信息，并且可以向用来将离开制造过程的容器12分类的适当的装置提供废品信号。显示信息也可以用来控制制造过程。可包括适当的滤波器的传感器18提供其作为第一波长的辐射强度的函数的电输出信号，在所述第一波长下，容器12的壁基本上是透明的。因此，入射在传感器18上的这种波长的辐射是从容器12的表面12a和12b之间的玻璃体积以及从表面12c和12d之间的玻璃体积辐射的。入射在传感器18上的能量和传感器输出信号的大小既是不同的壁表面的温度的函数，又是两个(近的和远的)容器壁厚度的和、即表面12a与12b之间的厚度和表面12c与12d之间的厚度的和的函数。传统上用于制造容器的玻璃对于0.4至1.1微米波长范围内的能量基本上是透明的，因此，这个范围的波长对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在模制的空心玻璃制品离开所述模制过程而仍然是热的时测量具有预定的平均壁厚度的所述制品的壁厚度的方法，所述方法包括以下步骤：　　　　（ａ）测量由所述制品发射的、表示表面温度的辐射强度；　　　　（ｂ）确定作为在所述步骤（ａ）中测量的强度和所述预定的平均壁厚度的组合函数的所述制品的壁厚度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JW朱维纳尔，JA林利恩，
申请(专利权)人：欧文斯—布洛克威玻璃容器有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]