专利名称：玻璃溶融炉的监视方法、原料投入控制方法、以及原料投入控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于生成供给给制瓶机那样的玻璃产品成形机等的溶融玻璃的玻璃溶融炉，特别本发明涉及用于监视通过原料投入机向玻璃溶融炉的溶解槽投入的玻璃原料的溶融状态的玻璃溶融炉的监视方法、用于控制通过原料投入机向玻璃溶融炉的溶解槽投入玻璃原料的投入量的玻璃溶融炉的原料投入控制方法、以及该原料投入控制方法的实施中使用的玻璃溶融炉的原料投入控制装置。
背景技术：
图13所示的以往的玻璃溶融炉具备原料导入口 101，用于将玻璃原料导入到炉内的溶解槽100;多个燃烧口 102，与未图示的燃烧器分别连通；以及导出口 103，用于从溶解槽100导出溶融玻璃，在炉外的原料导入口 101的位置，配置有用于将玻璃原料从原料导入口 101投入到溶解槽100的原料投入机104 (例如，参照专利文献I)。 在图14所示的以往的其他玻璃溶融炉中，在溶解槽100的上游域的左右对称位置分别配置有原料导入口 101、101和燃烧口 102、102，并且在炉外的各原料导入口 101的位置分别设置有原料投入机104。在上述各玻璃溶融炉中，在溶解槽100的下游域的上方位置设置有摄像装置105。该摄像装置105从斜上方对溶解槽100中充满的溶融玻璃的液面的整体进行摄像，由摄像装置105得到的图像被映出到监控电视106。作业员在观察该监控电视106的图像来监视向溶解槽100投入玻璃原料的投入状态的同时，通过手动操作调节由原料投入机104投入的玻璃原料的投入量。参见专利文献I :日本特开昭61 - 183126号公报。
发明内容
但是，在上述玻璃溶融炉中，作业员在观察监控电视106的图像来监视由原料投入机向溶解槽100投入的玻璃原料的投入状况、玻璃原料的溶融状态的同时，通过手动操作调节由原料投入机104投入的玻璃原料的投入量，所以不仅作业员的作业负担大，而且还要求对玻璃原料的投入量是否恰当的判断熟练，难以实现玻璃原料的投入量的最佳调
難
iF. O另外，在图14所示的玻璃溶融炉中，需要独立地调整由各原料投入机104投入的玻璃原料的投入量，该种调整作业不容易，并且，起因于判断差错、调整差错、调整定时的延迟等而未溶解的玻璃原料的分布变得不均匀，其结果，有可能在溶融玻璃中产生不均匀而玻璃产品的质量变得不稳定、弓I起质量不良。本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于提供一种玻璃溶融炉的监视方法，根据特定的部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，监视由原料投入机向玻璃溶融炉的溶解槽投入的玻璃原料的溶融状态，从而无需熟练的作业员，而能够利用图像处理技术，判定玻璃原料的溶融状态是否良好，实现玻璃原料的投入量的最佳调整等。另外，本发明另一目的在于提供一种玻璃溶融炉的原料投入控制方法及其装置，根据玻璃原料的溶融状态并不良好的判定，以使未溶解的玻璃原料的分布状态变得恰当的方式，控制由原料投入机向溶解槽投入的玻璃原料的投入量，从而不会使溶融玻璃产生不均匀、玻璃产品的质量不会变得不稳定、不会弓I起质量不良。本发明提供一种玻璃溶融炉的监视方法，根据特定的部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，监视由原料投入机向玻璃溶融炉的溶解槽投入的玻璃原料的溶融状态，其特征在于在对所述溶解槽的液面进行摄像而得到的图像上的与所述部分区域对应的区域中设定测量对象区域，测量表示该测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，根据该测量值，求出所述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定玻璃原料的溶融状态是否良好。在本发明的优选的实施方式中，其特征在于所述原料投入机向溶解槽的上游域投入玻璃原料，在图像上的与所述上游域对应的区域内的左右对称位置的各部分区域中分别设定测量对象区域，分别测量表示各测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所 占的面积的占有率，根据两个测量值之差，求出所述各部分流域中的未溶解的玻璃原料的分布状态。在溶解槽的上游域内的左右对称位置的各部分区域中分别存在被称为“批料山”的未溶解的玻璃原料的情况下，各部分区域内的未溶解的玻璃原料的分布量被反映为表示图像上的各测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，所以通过根据关于两个测量对象区域的面积的占有率的测量值之差求出上述各部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态、即分布的偏差的程度，能够判定由原料投入机向各部分区域投入的玻璃原料的投入量适当与否所致的玻璃原料的溶融状态是否良好。因此，无需熟练的作业员，而能够判定玻璃原料的溶融状态是否良好，能够实现由原料投入机投入的玻璃原料的投入量的最佳调整。在本发明的优选的其他实施方式中，其特征在于所述原料投入机向溶解槽的上游域分区域地投入玻璃原料，在图像上的与分出的某一个所述部分区域对应的区域中设定测量对象区域，测量表示测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，根据该测量值，求出所述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态。在溶解槽的上游域内的部分区域中分别存在未溶解的玻璃原料的情况下，部分区域内的未溶解的玻璃原料的分布量被反映为表示图像上的测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，所以通过根据关于测量对象区域的面积的占有率的测量值，求出部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态、即玻璃原料的分配状态，能够判定由原料投入机向部分区域投入的玻璃原料的投入量适当与否所致的玻璃原料的溶融状态是否良好。因此，无需熟练的作业员，而能够判定玻璃原料的溶融状态是否良好，能够实现通过原料投入机投入玻璃原料的投入量的最佳调整。在本发明的优选的其他实施方式中，其特征在于所述原料投入机向溶解槽的上游域投入玻璃原料，在图像上的与下游域对应的区域内的部分区域中设定测量对象区域，测量表示该测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，根据该测量值求出所述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态。
在溶解槽的下游域内的部分区域中存在未溶解的玻璃原料的情况下，该部分区域内的未溶解的玻璃原料的分布量被反映为表示图像上的测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，所以通过根据该面积的占有率的测量值，求出部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态、即未溶解的玻璃原料的流下的程度，能够判别各种主要原因所致的玻璃原料的溶融状态是否良好。因此，无需熟练的作业员，而能够判定玻璃原料的溶融状态是否良好，能够采取最佳的对应处置。本发明提供一种玻璃溶融炉的监视方法，其特征在于在通过上述任意一项所述的监视方法，根据部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态判定为玻璃原料的溶融状态不良好时，使警报器动作并通知该情况。根据该实施方式，对于作业员 ，通过警报器动作，可知玻璃原料的溶融状态不良好，而需要燃烧器、原料投入机的检查、动作的调整等对应处置。本发明提供一种玻璃溶融炉的原料投入控制方法，其特征在于在通过实施上述任意一项所述的监视方法，根据未溶解的玻璃原料的分布状态判定为玻璃原料的溶融状态不良好时，控制由原料投入机向溶解槽投入的玻璃原料的投入量以使分布状态变得恰当。根据本发明，在溶解槽内的溶融玻璃中不产生不均匀，通过该溶融玻璃制作出的玻璃产品的质量不会不稳定、不会引起质量不良。本发明提供一种玻璃溶融炉的原料投入控制装置，根据特定的部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定由原料投入机向玻璃溶融炉的溶解槽投入的玻璃原料的溶融状态，根据其结果，控制玻璃原料的投入量，其特征在于包括摄像单元，从所述溶解槽的上方，对溶解槽的液面进行摄像；面积测量单元，在由摄像单元得到的图像上的与所述部分区域对应的区域中设定测量对象区域，测量表示该测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率；判定单元，根据由面积测量单元得到的测量值，求出所述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定玻璃原料的溶融状态是否良好；以及控制单元，根据由判定单元得到的判定结果，控制由原料投入机向溶解槽投入的玻璃原料的投入量。在上述玻璃溶融炉的原料投入控制装置中，如果通过摄像单元从溶解槽的上方对溶解槽的液面进行摄像，则在由该摄像单元得到的图像上的与部分区域对应的区域中设定测量对象区域，面积测量单元测量表示该测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率。判定单元根据由面积测量单元得到的测量值，求出上述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，来判定玻璃原料的溶融状态是否良好。控制单元根据由判定单元得到的判定结果，控制由原料投入机投入的玻璃原料的投入量。在本发明的优选的实施方式中，其特征在于所述原料投入机分别设置于溶解槽的上游域两侧的左右对称位置，所述面积测量单元在图像上的与所述上游域对应的区域内的左右对称位置的各部分区域中分别设定测量对象区域，分别测量表示各测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，所述判定单元根据由所述面积测量单元得到的两个测量值之差，求出所述各部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定玻璃原料的溶融状态是否良好。在上述实施方式的玻璃溶融炉的原料投入控制装置中，原料投入机从溶解槽的上游域两侧的左右对称位置向溶解槽内投入玻璃原料。如果通过摄像单元从溶解槽的上方对溶解槽的液面进行摄像，则在该图像上的与上述上游域对应的区域内的左右对称位置的各部分区域中分别设定测量对象区域。在分别测量了表示各测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率之后，根据两个测量值之差，求出各部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定由原料投入机向溶解槽投入的玻璃原料的投入量适当与否所致的玻璃原料的溶融状态是否良好。在上述判定单元判定玻璃原料的投入量适当与否所致的玻璃原料的溶融状态是否良好的方法中，有各种方法，在优选的一个实施方式中，其特征在于所述判定单元通过将表示各测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率之差与阈值进行比较，求出各部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，来判定玻璃原料的溶融状态是否良好，所述控制单元在判定单元判定为不良好时，变更由左右的原料投入机投入的玻璃原料的投入量的比率。在本发明的优选的其他实施方式中，其特征在于所述原料投入机设置成能够向溶解槽的上游域分区域地投入玻璃原料，所述面积测量单元在图像上的与分出的某一个所 述部分区域对应的区域中设定测量对象区域，测量表示测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，所述判定单元根据由所述面积测量单元得到的测量值，求出所述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定玻璃原料的溶融状态是否良好。在上述实施方式的玻璃溶融炉的原料投入控制装置中，原料投入机向溶解槽的上游域区分区域地投入玻璃原料。如果通过摄像单元从溶解槽的上方对溶解槽的液面进行摄像，则在通过该摄像单元得到的图像上的与分出的某一个上述部分区域对应的区域中设定测量对象区域。在测量了表示测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率之后，根据测量值，求出部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定由原料投入机向溶解槽投入的玻璃原料的投入量适当与否所致的玻璃原料的溶融状态是否良好。在上述判别单元判别向各原料投入方向投入玻璃原料的投入量适当与否的方法中，有各种方法，在优选的一个实施方式中，其特征在于所述判定单元通过将表示测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率与阈值进行比较，求出部分区域中的玻璃原料的分布状态，来判定玻璃原料的溶融状态是否良好，所述控制单元在判定单元判定为不良好时，控制由原料投入机向各部分区域投入的玻璃原料的投入量。根据本发明，根据特定的部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，监视由原料投入机向玻璃溶融炉的溶解槽投入的玻璃原料的溶融状态，所以无需熟练的作业员，而能够利用图像处理技术，判定玻璃原料的溶融状态是否良好，能够实现玻璃原料的投入量的最佳调整等，能够减轻作业员的作业负担。另外，根据玻璃原料的溶融状态并不良好的判定，控制由原料投入机向溶解槽投入的玻璃原料的投入量以使未溶解的玻璃原料的分布状态变得恰当，所以不会使溶融玻璃产生不均匀、玻璃产品的质量不会变得不稳定、不会引起质量不良。
图I是玻璃溶融炉的一个实施例的水平剖面图。图2是图I的沿着X — X线的剖面图。
图3是示出原料投入机的结构的正面图。图4是示出原料投入机的结构的俯视图。图5是原料投入机的回旋动作的时序图。图6是玻璃溶融炉的其他实施例的水平剖面图。图7是将溶解槽的液面的监视区域和图像上的测量对象区域重叠而示出的说明图。图8是将溶解槽的液面的其他监视区域和图像上的测量对象区域重叠而示出的说明图。图9是示出玻璃溶融炉的控制系统的概略的说明图。 图10是示出控制装置的结构的框图。图11是示出图像处理装置的控制的流程的流程图。图12是示出图像的取入定时的时序图。图13是示出以往的玻璃溶融炉的溶解槽的结构的水平剖面图。图14是示出以往的其他玻璃溶融炉的溶解槽的结构的水平剖面图。(符号说明)I :玻璃溶融炉；2、100 :溶解槽；4L、4R、4A 4D :原料投入机；6 :摄像装置；7 :液面；8 :控制装置；61 :图像处理装置；70 :未溶解的玻璃原料。
具体实施例方式图I以及图2示出应用本发明的玻璃溶融炉I的结构。图示例的玻璃溶融炉I由耐火砖等绝热材料形成了炉壁，包括溶融部10，对玻璃原料进行加热而使其溶融；以及清澄部11，用于临时积存从溶融部10经由连通路径12流入的溶融玻璃而使其清澄。将清澄部11中积存的溶融玻璃经由流出路径13送到制瓶机。在溶融部10中，设置有溶解槽2，储存使玻璃原料溶融而得到的溶融玻璃；一对原料导入口 15L、15R，开设于融部10的左右的侧面壁14、14的对称位置，用于将玻璃原料导入到溶解槽2 ;以及一对燃烧口 17L、17R，设置于溶融部10的正面壁16的左右对称位置，用于将一对燃烧器3L、3R的燃烧火焰f导入到炉内并且将排出气体导出到炉外。在该实施例中，为了有效利用燃烧热，如果从燃烧口 17L、17R的一方导出燃烧火焰f，则从另一方回收排出气体，并将该回收的热用于燃烧空气的预热。在炉外的各原料导入口 15L、15R的位置,配置有用于将玻璃原料从各个原料导入口 15L、15R投入到溶解槽2的上游域即接近正面壁16的一侧的区域的原料投入机4L、4R。在溶解槽2的背面壁18的上方位置，配置有用于从斜上方对溶解槽2内充满的溶融玻璃的液面7进行摄像的摄像装置6。将该摄像装置6输出的影像信号发送到后述监控电视60来显示彩色的运动图像，并且将通过上述影像信号得到的静止图像取入到图像处理装置61。另外，所取得的图像不限于彩色的图像，而也可以是单色的图像。作业员能够根据监控电视60的画面，确认向溶解槽2的玻璃原料的溶融状态、投入状况。图3以及图4示出了在该实施例中使用的各原料投入机4L、4R的具体的结构，但各原料投入机4L、4R当然不限于该实施例的结构。图示例的各原料投入机4L、4R包括旋转台40，可向正逆各方向旋转地水平地支撑；回旋机构41，使旋转台40在一定的角度范围0内进行头部摇摆动作并且以确定的角度位置使其停止规定时间；以及原料送入机构42，搭载于旋转台40上，将玻璃原料从原料导入口 15L、15R送入到溶解槽2的内部。原料送入机构42包括料斗44，接收并临时储存从未图示的电磁送料器43 (后述图10的框图所示)供给的玻璃原料；以及推料器机构5，将从料斗44的下端的原料放出口44a放出的玻璃原料从原料导入口 15L、15R推出到溶解槽2的内部。推料器机构5具有使料斗44的原料放出口 44a的下方以 一定的行程往返移动的推料器50。推料器50是弯曲的形状的板状体，前 端面成为将玻璃原料向前方推出的推出面51。推料器50的基端部通过配置于左右两侧的支撑臂52、52可往返移动自由地被支撑，与推料器驱动机构53连结。推料器驱动机构53包括作为驱动源的推料器用马达54 ;齿轮减速机构56，经由传导带等动力传达机构55而与推料器用马达54的马达轴54a连结；以及动力变换机构58，与齿轮减速机构56的输出轴57连结，将旋转运动变换为往返运动而传递给推料器50。向溶解槽2的玻璃原料的投入量与推料器50的每单位时间的往返次数(往返速度)成比例，所以其往返次数由推料器用马达54的旋转速度(转速)决定。在该实施例中，对于玻璃原料的投入量的调整，通过变更马达54的旋转速度来进行，还能够通过变更电磁送料器43的振动频率来进行。回旋机构41以未图示的回旋用马达为驱动源，根据回旋用马达的旋转使杆45以一定距离S往返移动，使旋转台40向正逆各方向以一定的角度范围0回旋。为了使旋转台40在确定的3个部位的角度位置停止，在旋转台40的外周配备有由3个限位开关46a、46b,46c构成的角度位置检测器47。在3个限位开关中的中央的限位开关46b成为ON的角度位置，由推料器50进行的原料投入方向成为图中的B所示的方向。在一端的限位开关46a成为ON的角度位置，由推料器50进行的原料投入方向是图中的A所示的方向。在另一端的限位开关46c成为ON的角度位置，由推料器50进行的原料投入方向是图中的C所示的方向。在该实施例中，为了分区域地向溶解槽2的上游域投入玻璃原料，通过使原料投入机4L、4R的原料送入机构42进行回旋动作来变更原料投入方向，但不限于此，还有时不进行回旋动作而将原料向一定方向投入。如图5所示,每当各限位开关46a 46c成为0N,回旋用马达48使驱动停止,旋转台40使回旋停止而定位。在该期间，推料器50往返移动而将玻璃原料投入到溶解槽2。向各原料投入方向k C的玻璃原料的投入量(分配量)取决于在回旋停止时间TfTe内推料器50往返几次，所以如果推料器50的往返速度一定，则与回旋停止时间T广T。的时间长短成比例。对后述定时器84 (图5的时序图以及图10的框图所示)设定该回旋停止时间T广Tc而进行计时。原料投入机4L、4R在一定的角度范围0内往返I次的期间的原料投入时间T是Ta+2Tb+Tc,使该原料投入时间T成为一定，根据液面传感器S2的检测信号，变更推料器用马达54的转速，从而变更玻璃原料的投入量(总量)，通过后述第2方法，变更回旋停止时间T广T。，从而变更向各原料投入方向A C投入玻璃原料的投入量(分配量)。另外，应用本发明的玻璃溶融炉I不限于图I所示的结构，也可以是原料导入口处于左右中的某I部位的结构。另外，也可以是如图6所示，并列设置多台原料投入机4的结构。在图6的玻璃溶融炉I中，在溶融部10的正面壁16中，设置有用于将玻璃原料导入到溶解槽2的原料导入口 15，在左右的侧面壁14、14中，设置有用于将燃烧器3L、3R的燃烧火焰导入到炉内并且将排出气体导出至炉外的燃烧口 17L、17R。在炉外的原料导入口 15的位置，并列设置有用于分区域地将玻璃原料从原料导入口 15投入到溶解槽2的上游位置的多台原料投入机4A 4D。在图示例的各原料投入机4A 4D中，以螺旋送料器构成了原料送入机构42，将从料斗44供给的玻璃原料通过原料送入机构42向相同方向(箭头所示的方向)的不同区域一齐送出。能够根据螺旋的转速，调整通过各原料投入机4投入到玻璃原料的投入量(总量以及分配量)。图7以及图8示出溶解槽2中充满的溶融玻璃的液面7的状态。在图中，网点所示的部分是在液面7浮游或者露出的未溶解的玻璃原料70，在原料投入口 15L、15R所处的上游域中广泛分布，越是朝向下游域，分布量越少。通过使用摄像装置6观测特定的部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，来监视通过左右的原料投入机4L、4R向玻璃溶融炉I的溶解槽2投入的玻璃原料的溶融状态。摄像装置6配置于溶解槽2的下游端的上方，以使溶解槽2的液面7的整体进入视场的方式，设定了透镜的画角、朝向。图7以及图8示出监视向溶解槽2投入的玻璃原料的溶融状态的方法以及控制玻璃原料的投入量的方法的具体例。在第I方法中，如图7所示，在溶解槽2的上游域的左右对称位置，在宽度方向上排列设定相同的矩形形状并且相同大小的左右一对监视区域20L、20R，根据未溶解的玻璃原料70向哪一个监视区域20L、20R偏移何种程度地分布，判别所投入的玻璃原料的溶融状态是否良好以及通过各原料投入机4L、4R向溶解槽2投入玻璃原料的投入量适当与否。另夕卜，监视区域20L、20R的大小无需一定相同。具体而言，在通过摄像装置6得到的溶解槽2的液面7的图像上，设定与上述监视 区域20L、20R相当的测量对象区域21L、21R。如果将各测量对象区域21L、21R的面积设为SU、SRJ在该实施例中SLtl=SRtl),则在对表示各测量对象区域21L、21R内包含的未溶解的玻璃原料70的图像部分(以下，简称为“原料的图像部分”)的总面积SpSK分别进行了测量之后，计算针对面积SU、SR0的原料的图像部分的总面积Se的占有率h (=SlX 100/SL。)、kE (=SKX100/SRQ)，进而，计算占有率的差 Ak (=kL - kE)0接下来，将占有率的差Ak的计算值与规定的正负的阈值TH进行比较，如果A k>TH,则减少通过一方的原料投入机4L向溶解槽2投入玻璃原料的投入量，并且增加通过另一方的原料投入机4R向溶解槽2投入玻璃原料的投入量，以使未溶解的玻璃原料70的分布成为相同的方式，变更投入量的比率来矫正偏差。比较的结果，如果A k〈 一 TH,则增加通过一方的原料投入机4L向溶解槽2投入玻璃原料的投入量，减少通过另一方的原料投入机4R向溶解槽2投入玻璃原料的投入量，以使未溶解的玻璃原料70的分布成为相同的方式，变更投入量的比率来矫正偏差。在该实施例中，为了使通过各原料投入机4L、4R向溶解槽2投入玻璃原料的投入量增减，变更各原料投入机4L、4R的推料器用马达54的转速而使推料器50的往返速度分别变化，但也可以使各原料投入机4L、4R的电磁送料器43的振动频率分别变化。另外，根据后述液面传感器S2的检测信号，调整通过两个原料投入机4L、4R投入玻璃原料的投入量的总量，从而将溶解槽2的液面的高度保持为一定。在第2方法中，如图8所示，在溶解槽2的上游域的原料投入口 15L、15R的附近，在利用各原料投入机4L、4R的原料投入方向A、B、C上，分别在长度方向上排列设定相同的矩形形状的3个监视区域20A、20B、20C，根据在两端位置的监视区域20A、20C中未溶解的玻璃原料70分布了何种程度，判定所投入的玻璃原料的溶融状态是否良好以及通过各原料投入机4L、4R向溶解槽2的各原料投入方向k C投入玻璃原料的投入量(分配量)适当与否。另外，在该实施例中，对于两端位置的监视区域20A、20C，设定了相同大小的例子，但也可以是不同的大小。另外，在图示例中，在3个监视区域20A、20B、20C中，求出了两端位置的监视区域20A、20C中的未溶解的玻璃原料的分布状态，但也可以针对由其他组合构 成的2个监视区域求出未溶解的玻璃原料的分布状态，也可以针对某I个监视区域求出未溶解的玻璃原料的分布状态。在图6所示的实施例中，也向利用多台各原料投入机4A 4D的原料投入方向，分别在宽度方向上排列设定了相同的矩形形状的监视区域，根据在预定的I个或者多个监视区域中未溶解的玻璃原料70分布了何种程度，判定所投入的玻璃原料的溶融状态是否良好以及通过原料投入机4A 4D向溶解槽2的各监视区域投入玻璃原料的投入量(分配量)适当与否。另外，对于判定玻璃原料的分布状态适当与否的监视区域，既可以固定为多个监视区域中的某一个，并且，也可以依次变更。在图8的具体例中，在通过摄像装置6得到的溶解槽2的液面7的图像上，设定有与上述监视区域20A、20C相当的测量对象区域21A、21C。如果将各测量对象区域21A、21C的面积设为S、、SC0 (在实施例中SAtl=SCtl),则在分别测量了各测量对象区域21A、21C内包含的原料的图像部分的总面积SA、SC之后，计算针对面积SAc^SCtl的各个原料的图像部分的总面积 SA、S。的占有率匕(=SAX100/SA0)、kc (=ScX100/SC0)。接下来，将一方的占有率kA的计算值与规定的阈值THl、TH2 (其中，TH2〈TH1)进行比较，如果kA>THl，则减少由原料投入机4L、4R向原料投入方向A投入的玻璃原料的投入量，如果kA〈TH2，则增加由原料投入机4L、4R向溶解槽2的原料投入方向A投入的玻璃原料的投入量，以使占有率kA成为一定范围的值的方式，控制原料投入方向A的原料投入时间Ta的时间长度。同样，将另一方的占有率kc的计算值与规定的阈值TH3、TH4 (其中，TH4〈TH3)进行比较，如果kc>TH3，则减少由原料投入机4L、4R向原料投入方向C投入的玻璃原料的投入量，如果kc〈TH4，则增加由原料投入机4L、4R向原料投入方向C投入的玻璃原料的投入量，以使占有率k。成为一定范围的值的方式，控制原料投入方向C的原料投入时间T。的时间长度。另外，在原料投入时间Ta以及T。的合计值(TA+T。)变化了时，与其对应地将原料投入方向B的原料投入时间2Tb调整为T - (Ta+Tc)。在图6所示的实施例中，针对某一个原料投入机，计算测量对象区域内的原料的图像部分的总面积的占有率，根据该计算值与规定的阈值的比较结果，变更螺旋的转速，使玻璃原料的投入量(分配量)增减，针对其他原料投入机，一样地调整螺旋的转速，从而变更玻璃原料的投入量(分配量)。在第3方法中，如图7所示，在溶解槽2的下游域中设定监视区域20D，根据从上游域至下游域的监视区域20D，未溶解的玻璃原料70流下何种程度，判定所投入的玻璃原料的溶融状态是否良好。具体而言，在通过摄像装置6得到的溶解槽2的液面7的图像上，设定与上述监视区域20D相当的测量对象区域21D。如果将该测量对象区域21D的面积设为SDtl，则在测量了测量对象区域21D内包含的原料的图像部分的总面积Sd之后，计算针对面积SDtl的原料的图像部分的总面积Sd的占有率kD (=SdX 100/SD。)。接下来，将该占有率kD的计算值与规定的阈值TH5进行比较，如果kD>TH5，则使未图示的警报器9 (图10的框图所示)动作，由此催促作业员，以便采取燃烧器3L、3R的燃烧量的调整等对应处置。然后，如果成为kD ^ TH5，则使警报器9的动作停止。 图9示出用于控制上述玻璃溶融炉I中的玻璃原料的投入以及加热的各动作的控制系的概略结构。在该图中，31是用于向左右的燃烧器3L、3R交替供给燃料而使其燃烧的切换开关，32是控制向切换开关31的燃料供给的调节阀，通过控制装置8控制切换开关31的切换动作以及调节阀32的开闭动作。上述摄像装置6由例如彩色电视摄像机构成，从摄像装置6将NTSC方式的影像信号经由图像分配器62发送到监控电视60。在监控电视60中，通过彩色图像显示时刻变化的溶解槽2的液面7的情况。通过图像分配器62对图像变换器63分配影像信号。图像变换器63将彩色的动画变换为压缩成JPEG等形式的彩色静止图像并供给到图像处理装置61。图像处理装置61从图像变换器63取入彩色的静止图像，执行关于上述第f第3方法中的某一个的图像处理，在测量了测量对象区域内包含的原料的图像部分的总面积及其占有率之后，根据该测量值，判定玻璃原料的溶融状态是否良好，并且，判定由各原料投入机4L、4R向溶解槽2投入的玻璃原料的投入量适当与否。将其判定结果提供给控制装置8，控制装置8根据关于第I、第2方法的判定结果，将用于使由原料投入机4L、4R向溶解槽2投入的玻璃原料的投入量增减的控制信号输出到各原料投入机4L、4R。上述控制装置8由微型计算机构成，如图10所示，包括作为控制、运算的主体的CPU80、存储程序和固定数据的R0M81、存储各种数据的RAM82等。对CPU80，经由总线83，连接了图像处理装置61、左右的原料投入机4L、4R的推料器用马达54、回旋用马达48、以及电磁送料器43、燃料供给控制用的切换开关31以及调节阀32、警报器9等输出各部、定时器84、温度传感器SI、液面传感器S2、等级传感器S3、角度位置检测器47等输入各部。CPU80执行R0M81中存储的程序，针对RAM82进行数据读写的同时，针对输入输出各部一连串地控制输入输出动作。在上述图10所示的结构中，电磁送料器43在等级传感器S3检测到各原料投入机4L、4R的料斗44内储存的玻璃原料少于设定量时向料斗44补给玻璃原料，在玻璃原料被补给至设定等级时，电磁送料器43的补给动作停止。在未溶解的玻璃原料70超过设定量地流下到溶解槽2的下游域的监视区域20D时，警报器9动作而对作业员通知。定时器84对各原料投入机4L、4R的回旋停止时间T广Tc的经过进行计时。温度传感器SI为了调节炉内的温度而测量玻璃溶融炉I的溶融部10内的温度。液面传感器S2输出与液面的高度对应的检测信号，设置于上述清澄部11。根据该液面传感器S2的检测信号，以使溶解槽2的液面7保持为一定的高度的方式，控制玻璃原料的投入量的总量。上述图像处理装置61也由微型计算机构成，包括作为控制、运算的主体的CPU、存储程序和固定数据的ROM、用于数据读写的RAM。图像处理装置61的CPU按照ROM中存储的程序，依次执行图11所示的步骤(在图中，“ST”所示)，判别通过左右的原料投入机4L、4R投入玻璃原料的投入量是否恰当，在判断为不恰当时，以使玻璃原料的投入量增减而变更的方式，向控制装置8发出指令。接下来，在说明图11的步骤时，在STl中，图像处理装置61的CPU等待图像的取入。如果成为图像的取入定时，则STl的判定为“是”而进入ST2，从图像变换器63取入彩色的静止图像，进入以下的图像处理步骤。 图像处理装置61的图像的取入定时是燃烧器3L、3R的火焰f消失而摄像装置6的视野变得良好的定时、即如图12所示燃烧器3L、3R的燃烧动作切换的定时。各燃烧器3L、3R针对每一定时间Tf交替反复燃烧和停止燃烧，对执行图像的取入、图像处理、投入量的变更的各处理的期间t2、t3、t4，分配切换时的燃烧交换期间另夕卜，在该图中，tl是在燃烧器3L、3R的燃烧动作停止之后，从溶融炉I使火焰消失所需的期间，在之后的规定的期间t2每隔一定时间向图像处理装置61取入多张图像。返回到图11，如果在ST2中取入了多张图像，则在接下来的ST3中，作为图像处理的对象的图像部分被裁取而去除多余的图像部分。在接下来的ST4的预处理工序中，首先，彩色的各图像被变更为单色图像，为了去除噪声将所取入的多张图像重叠而得到对各像素的浓度进行了平均化的I张采样图像。该采样图像是从斜上方俯瞰溶解槽2的溶融玻璃的液面7时的状态的图像，所以执行校正为从正上方俯瞰了该图像的状态的图像的校正处理来得到测量对象图像。如果上述ST4的预处理工序完成，则进入接下来的ST5，在测量对象图像中设定上述测量对象区域，即在实施第I方法的情况下，设定图7所示的测量对象区域21L、21R，并且，在实施第2方法的情况下，设定图8所示的测量对象区域21A、21C，并且，在实施第3方法的情况下，设定图7所示的测量对象区域21D，之后，对测量对象区域内的图像实施2值化处理，将浓淡图像变换为2值图像(ST6)。在接下来的ST7中，对测量对象区域内包含的原料的图像部分的总面积进行测量。通过对例如构成2值图像的白、黑的像素中的、构成原料的图像部分的像素(例如黑像素)的数量进行计数，得到该面积测量。在SI7的面积测量之后，接着在ST8中，计算针对测量对象区域的面积的原料的图像部分的总面积的占有率，判别由各原料投入机4L、4R投入的玻璃原料的投入量适当与否。判别的结果，在判断为投入量不恰当时，接下来的ST9的判定是“否”，进入ST10，以使投入量增减而变更的方式，向控制装置8发出指令。
权利要求
1.一种玻璃溶融炉的监视方法，根据特定的部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，监视由原料投入机向玻璃溶融炉的溶解槽投入的玻璃原料的溶融状态，其特征在于 在对所述溶解槽的液面进行摄像而得到的图像上的与所述部分区域对应的区域中设定测量对象区域，测量表示该测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，根据该测量值，求出所述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定玻璃原料的溶融状态是否良好。
2.根据权利要求I所述的玻璃溶融炉的监视方法，其特征在于所述原料投入机向溶解槽的上游域投入玻璃原料，在图像上的与所述上游域对应的区域内的左右对称位置的各部分区域中分别设定测量对象区域，分别测量表示各测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，根据两个测量值之差，求出所述各部分流域中的未溶解的玻璃原料的分布状态。
3.根据权利要求I所述的玻璃溶融炉的监视方法，其特征在于所述原料投入机向溶解槽的上游域分区域地投入玻璃原料，在图像上的与分出的某一个所述部分区域对应的区域中设定测量对象区域，测量表示测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，根据该测量值，求出所述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态。
4.根据权利要求I所述的玻璃溶融炉的监视方法，其特征在于所述原料投入机向溶解槽的上游域投入玻璃原料，在图像上的与下游域对应的区域内的部分区域中设定测量对象区域，测量表示该测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，根据该测量值求出所述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态。
5.一种玻璃溶融炉的监视方法，其特征在于 在通过实施权利要求广4中的任意一项所述的监视方法，根据部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态判定为玻璃原料的溶融状态不良好时，使警报器动作并通知该情况。
6.一种玻璃溶融炉的原料投入控制方法，其特征在于 在通过实施权利要求广3中的任意一项所述的监视方法，根据未溶解的玻璃原料的分布状态判定为玻璃原料的溶融状态不良好时，控制由原料投入机向溶解槽投入的玻璃原料的投入量以使分布状态变得恰当。
7.一种玻璃溶融炉的原料投入控制装置，根据特定的部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定由原料投入机向玻璃溶融炉的溶解槽投入的玻璃原料的溶融状态，根据其结果，控制玻璃原料的投入量，其特征在于包括 摄像单元，从所述溶解槽的上方，对溶解槽的液面进行摄像； 面积测量单元，在由摄像单元得到的图像上的与所述部分区域对应的区域中设定测量对象区域，测量表示该测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率； 判定单元，根据由面积测量单元得到的测量值，求出所述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定玻璃原料的溶融状态是否良好；以及 控制单元，根据由判定单元得到的判定结果，控制由原料投入机向溶解槽投入的玻璃原料的投入量。
8.根据权利要求7所述的玻璃溶融炉的原料投入控制装置，其特征在于所述原料投入机分别设置于溶解槽的上游域两侧的左右对称位置，所述面积测量单元在图像上的与所述上游域对应的区域内的左右对称位置的各部分区域中分别设定测量对象区域，分别测量表示各测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，所述判定单元根据由所述面积测量单元得到的两个测量值之差，求出所述各部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定玻璃原料的溶融状态是否良好。
9.根据权利要求8所述的玻璃溶融炉的原料投入控制装置，其特征在于所述判定单元通过将表示各测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率之差与阈值进行比较，求出各部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，来判定玻璃原料的溶融状态是否良好，所述控制单元在判定单元判定为不良好时，变更由左右的原料投入机投入的玻璃原料的投入量的比率。
10.根据权利要求7所述的玻璃溶融炉的原料投入控制装置，其特征在于所述原料投入机设置成能够向溶解槽的上游域分区域地投入玻璃原料，所述面积测量单元在图像上的与分出的某一个所述部分区域对应的区域中设定测量对象区域，测量表示测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率，所述判定单元根据由所述面积测量单元得到的测量值，求出所述部分区域中的未溶解的玻璃原料的分布状态，判定玻璃原料的溶融状态是否良好。
11.根据权利要求10所述的玻璃溶融炉的原料投入控制装置，其特征在于所述判定单元通过将表示测量对象区域内的未溶解的玻璃原料的图像部分所占的面积的占有率与阈值进行比较，求出部分区域中的玻璃原料的分布状态，来判定玻璃原料的溶融状态是否良好，所述控制单元在判定单元判定为不良好时，控制由原料投入机向各部分区域投入的玻璃原料的投入量。
全文摘要
本发明涉及对投入到玻璃溶融炉的溶解槽(2)的玻璃原料的溶融状态进行监视的方法、以及使用该方法来控制向溶解槽(2)投入玻璃材料的投入量的方法以及控制装置。在通过照相机(6)对监视对象的溶解槽(2)的液面进行摄像而得到的图像上的与特定的部分区域对应的区域中设定测量对象区域(21L、21R)，测量表示测量对象区域(21L、21R)内的未溶解的玻璃原料(70)的图像部分所占的面积的占有率，根据该测量值求出部分区域中的未溶解的玻璃材料(70)的分布状态，判定玻璃原料的溶融状态是否良好。在判定为玻璃原料的溶融状态不良好时，控制由原料投入机(4L、4R)向溶解槽(2)投入的玻璃原料的投入量以使分布状态变得恰当。
文档编号C03B5/16GK102762506SQ20118000990
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月16日 优先权日2010年2月19日
发明者安藤通浩, 宿里修一 申请人:日本山村硝子株式会社