专利名称：玻璃液面测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及玻璃成型设备，具体涉及一种玻璃液面测量装置。
背景技术：
玻璃作为一种透光材料广泛应用于建筑、汽车等行业以及日常生活中。例如在汽车领域的应用，玻璃已经完全渗入到了汽车行业之中，成为汽车上不可缺少的一员，车窗成为众多汽车的必要部件之一。现在，人们总是从汽车安全、节能、外观、便捷、实用性好的角度去研究和开发汽车玻璃，不断推出新的品种。所以玻璃的作用不仅是挡风遮雨、给司机和乘客提供较好的视线，同样，消费者对玻璃的外观和形状要求也越来越追求便捷美观。玻璃厂制作玻璃过程中，需要进行监控玻璃多方面情况，例如玻璃液面，目前玻璃厂测量玻璃液面有很多种方法，譬如电视图像法、激光束光环法、钼金探针法、激光束机械调制位移法等等。但是这些方法使用效果都不理想，原因就在于设计单位大多不是玻璃行业的，不十分了解熔窑的工况。在熔窑中，由于换向、两侧火(气)不均勻、窑压波动等产生的窑内热气环流变化，仪器在现场工作一段时间后就发生测量值漂移，不稳定，从而导致测量不准确等等情况，厂家也疲于奔命，难以彻底解决问题。
实用新型内容有鉴于此，提供一种玻璃液面测量装置，以解决现有技术中玻璃液面测量值不稳定、准确性差的问题。本实用新型是这样实现的，一种玻璃液面测量装置，包括用于将激光束入射于玻璃液面的激光发射器；用于接收玻璃液面反射的激光束的线性电荷耦合器件；及与线性电荷耦合器件电气连接，用于指示所述线性电荷耦合器件感测到的反应玻璃液面信息的液面指示仪。进一步地，所述激光发射器为红色激光发射器。进一步地，该玻璃液面测量装置还包括设置于激光发射器前端、用于聚集激光发射器发出的激光束的聚集镜头。进一步地，所述激光发射器入射于所述玻璃液面的光斑直径为1-1. 5毫米。进一步地，所述线性电荷耦合器件为TCD1500C。进一步地，该玻璃液面测量装置还包括与所述线性电荷耦合器件电气连接，用于将所述线性电荷耦合器件感测的信号进行放大的运算放大器；与所述运算放大器电气连接，用于将运算放大器的数据结合线性电荷耦合器件的帧转移脉冲进行积分处理的积分器；与所述积分器电气连接，用于将所述积分器的模拟信号转换为数字信号并将数字信号传送至所述液面指示仪的模数转换器；与所述模数转换器电气连接，用于将所述模数转换器转换的数字信号转换为模拟信号的数模转换器。进一步地，该玻璃液面测量装置还包括与所述数模转换器电气连接，用于接收所述数模转换器转换的模拟信号以监控所述玻璃液面的中控系统。进一步地，所述数模转换器转换的模拟信号为4_20mA电流信号。上述玻璃液面测量装置采用激光发射器结合线性电荷耦合器件(以下简称CCD)， 由于换向、两侧火(气)不均勻、窑压波动等产生的窑内热气环流变化对激光束几乎没有什么影响，因此，可以确保整个仪器的测量稳定性，而线性电荷耦合器件分辨率高，提高测量值的准确可靠性。此外，在激光发射器前端加聚焦镜头，可以保证经过玻璃液面反射打在线性CXD面上的光束在毫米级，例如可达到1-1. 5毫米，而线性CXD芯片采用TCD1500C，其具有5000个像素单元，每个单元间距为7微米，具有极高的分辨率，极大提高测量值的准确度。另外，通过运算放大器、积分器以及模数相互转换，形成所需的数据或信号指示，方便监控。
以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中
图1是本实用新型实施例提供的玻璃液面测量装置结构示意图；图2是图1的装置中关于数据处理的模块框图。
具体实施方式
以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅作为实例，并不用于限定本实用新型的保护范围。请参阅图1，示例出本实用新型实施例的玻璃液面测量装置10，该测量装置10包括激光发射器11、线性CXD 12以及液面指示仪13。激光发射器11用于将激光束110入射于玻璃液面16，激光发射器11优选为红色激光发射器，更具体地说，可以是100毫瓦的红色激光发射器。进一步地，在激光发射器11 的前端设置有一个用于聚集激光发射器11发出的激光束110的聚集镜头112。激光发射器 11入射于玻璃液面16的光斑直径为1-1. 5毫米，通过设置聚集镜头112，使得激光发射器 11入射于玻璃液面16的光斑直径可达到1-1. 5毫米。线性CXD 12用于接收玻璃液面16反射的激光束110a，线性CXD 12优选为 TCD1500C (如日本东芝公司的产品)，TCD1500C具有5000个像素单元，每个单元间距为7微米，因此具有极高的分辨率。液面指示仪13与线性CCD12电气连接，用于指示线性CCD12感测到的反应玻璃液面20的信息。液面指示仪13为数字显示器，以数字形式显示玻璃液面20的信息，进行现场显不。进一步地，如图2所示，显示对TCD接收到的关于玻璃液面16的相关信息进行数据处理的一些模块，包括运算放大器15、积分器17、模数转换器(A/D转换器)18、数模转换器(D/A转换器)19。运算放大器15与线性CXD 12电气连接，用于将线性CXD 12感测的信号进行放大。积分器17与运算放大器15电气连接，用于将运算放大器15的数据结合线性电荷耦合器件的帧转移脉冲进行积分处理，进行积分调整，生成模拟信号，积分值的大小正比于视频信号与TCD的帧转移脉冲间的间隔大小。模数转换器18与积分器17电气连接， 用于将积分器17的模拟信号转换为数字信号并将数字信号传送至液面指示仪13，以便由液面指示仪13进行现场数字显示，还可送到中控系统在控制室显示。数模转换器19与模数转换器18电气连接，用于将模数转换器18转换的数字信号转换为模拟信号。数模转换器19转换的模拟信号为4-20mA的电流信号。再参阅图1，该玻璃液面测量装置10还包括与数模转换器19电气连接，用于接收数模转换器19转换的模拟信号以监控玻璃液面20的中控系统21。本实施例，模拟信号为 4-20mA的电流信号，中控系统21接收该电流信号，再进行综合分析、整理，得到关于玻璃液面的数据信息。中控系统21采用分布式控制系统(简写为DCS系统)，也称为集散控制系统，该系统综合计算机、通信、显示和控制等4C技术，具有分散控制、集中操作、分级管理、 配置灵活以及组态方便的优点。在本实施例的DCS系统中，主要对各种信号(如对应于温度、液面、气液流量、压力等的电流、电压或通信信号)加以收集，通过通信方式和上位机联系并且在上位机的屏幕上显示，同时操作人员通过上位机指令控制各种执行机构来调节这些物理量也可以将执行机构与测量信号构成闭环控制。而熔窑的玻璃液面生产正常时在士0.1毫米波动，对应着士0. 1伏的液面计输出，考虑到玻璃生产的所有情况，需要以士5伏来对应士5毫米的玻璃液面变化。进一步地，由于采用TCD1500C，其需要4种脉冲驱动。如图2所示，包括驱动脉冲 121、复位脉冲122、缓冲脉冲123及帧转换脉冲124，而且TCD1500C是工作在高速状态下， 频率高达1MHZ，因此对脉冲宽度有着极高的要求，譬如转移脉冲宽度为1微秒，驱动脉冲宽度为3微秒，而且一定要保证转移脉冲要落在驱动脉冲的中间。为了保证这一点，除了恒温以外，还要保证主振频率的稳定，电源的稳定，无干扰信号。因此本实施例采用高质量的晶振，高精度稳压电源，并在每个集成电路的电源对地之间加一个高频退耦电容。本实施例的装置通过使用激光束110，即使熔窑产生换向，或两侧火(气)不均勻， 或窑压波动等产生的窑内热气环流变化，激光束Iio仍不受影响，仍能稳定测量，如图2所示，因此，可以确保整个仪器的测量稳定性，而线性电荷耦合器件分辨率高，提高测量值的准确可靠性。如图1所示，当液面16波动时，激光束110能够稳定地入射于液面，而且由于光斑粒径为毫米级，例如大约1-1. 5毫米，即使是细微的波动，此时反射的激光束IlOa将偏移成为激光束110b，由于CXD的高分辨率，例如通过TCD1500C接收反射的激光束110b，能分辨玻璃液面16的微小信息，并转化为相关数据。以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种玻璃液面测量装置，其特征在于，包括用于将激光束入射于玻璃液面的激光发射器；用于接收玻璃液面反射的激光束的线性电荷耦合器件；及与线性电荷耦合器件电气连接，用于指示所述线性电荷耦合器件感测到的反应玻璃液面信息的液面指示仪。
2.如权利要求1所述的玻璃液面测量装置，其特征在于，所述激光发射器为红色激光发射器。
3.如权利要求1所述的玻璃液面测量装置，其特征在于，还包括设置于激光发射器前端、用于聚集激光发射器发出的激光束的聚集镜头。
4.如权利要求1或2或3所述的玻璃液面测量装置，其特征在于，所述激光发射器入射于所述玻璃液面的光斑直径为1-1. 5毫米。
5.如权利要求1所述的玻璃液面测量装置，其特征在于，所述线性电荷耦合器件为 TCD1500C。
6.如权利要求1所述的玻璃液面测量装置，其特征在于，还包括与所述线性电荷耦合器件电气连接，用于将所述线性电荷耦合器件感测的信号进行放大的运算放大器；与所述运算放大器电气连接，用于将运算放大器的数据结合线性电荷耦合器件的帧转移脉冲进行积分处理的积分器；与所述积分器电气连接，用于将所述积分器的模拟信号转换为数字信号并将数字信号传送至所述液面指示仪的模数转换器；与所述模数转换器电气连接，用于将所述模数转换器转换的数字信号转换为模拟信号的数模转换器。
7.如权利要求6所述的玻璃液面测量装置，其特征在于，还包括与所述数模转换器电气连接，用于接收所述数模转换器转换的模拟信号以监控所述玻璃液面的中控系统。
8.如权利要求7所述的玻璃液面测量装置，其特征在于，所述数模转换器转换的模拟信号为4-20mA电流信号。
专利摘要本实用新型涉及一种玻璃液面测量装置，其包括用于将激光束入射于玻璃液面的激光发射器；用于接收玻璃液面反射的激光束的线性电荷耦合器件；以及与线性电荷耦合器件电气连接，用于指示所述线性电荷耦合器件感测到的反应玻璃液面信息的液面指示仪。上述装置采用激光发射器结合线性电荷耦合器件，由于换向、两侧火(气)不均匀、窑压波动等产生的窑内热气环流变化对激光束几乎没有什么影响，因此，可以确保整个仪器的测量稳定性，而线性电荷耦合器件分辨率高，提高测量值的准确可靠性。
文档编号G01F23/292GK202304952SQ20112041684
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者董清世, 钱大猷 申请人:信义超薄玻璃(东莞)有限公司