结合光学低相干干涉测量组件的玻璃制造系统的制作方法
【专利说明】结合光学低相干干涉测量组件的玻璃制造系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求在2013年6月27日提交的第61/839，899号美国临时申请的优先权，其全文通过引用结合于此。
技术领域
[0003]本发明总体涉及玻璃制造过程，且更具体地涉及结合一个或多个光学低相干干涉测量(0LCI)系统以确定玻璃带的厚度或厚度轮廓的玻璃制造过程，在一个示例性方面，本发明还涉及结合一个或多个光学低相干干涉测量(0LCI)系统以相对于位于浮槽中的涂料器确定涂料器间隙的浮法玻璃系统。
【背景技术】
[0004]在传统浮法玻璃过程中，玻璃批次材料在熔炉中熔化以形成玻璃熔体。玻璃熔体在浮槽的进入端处被注入到一池熔化金属(典型地熔化锡)的顶部上。玻璃熔体在熔化锡的顶部上展开以形成玻璃带。这个玻璃带通过在浮槽中的机械装置被拉伸和拉动，以给玻璃带提供理想均匀厚度或理想厚度轮廓(即，在带宽度上的轮廓或厚度变化)。玻璃带退出浮槽且可以被运输到退火炉以受控冷却，从而按需要增强或回火玻璃。
[0005]在浮槽中时，一个或多个涂层可以通过传统化学气相沉积(CVD)涂覆过程施加到玻璃带的顶部上。在这个槽中CVD涂覆过程中，汽化涂覆材料被运输到在玻璃带上方定位在浮槽中的一个或多个涂料器。涂覆材料退出(一个或多个)涂料器的底部且在玻璃带的顶部上沉积以形成涂层。本领域技术人员完全理解传统浮法玻璃过程的结构和操作以及传统CVD涂覆过程的结构和操作，因此将不详细描述。
[0006]在浮槽中的涂覆过程期间，涂料器间隙，S卩，在CVD涂料器的底部和热浮法玻璃带的顶部之间的距离对于涂覆过程而言是重要的。该距离影响产生的涂层的颜色均匀性和涂层的厚度。而且，这个涂料器间隙对于涂料器的安全性而言是重要的，如果涂料器意外接触下面的热玻璃带，那么涂料器可能被损坏。在传统浮法玻璃系统中，槽中CVD涂料器典型地在热玻璃带的顶部上方仅大约0.2英寸(0.5厘米)，热玻璃带可以大约是1.400 °F (760。。)。
[0007]在大多数传统浮法玻璃系统中，CVD涂料器在玻璃带上方的距离通过操作员依据视觉观察和过去的涂覆经验来设定或调整。典型地，操作员通过在浮槽的侧面上的窗口观察且基于他的实践和经验判断他观察到的涂料器间隙是否正确。如果他确定涂料器间隙不正确或需要调整，则操作员使用连接到涂料器的运动系统来升高或降低涂料器，而后视觉上重新评估新的涂料器间隙看起来是否正确。而且，遍及涂层区域的涂料器间隙的均匀性(即，在涂料器的底部和玻璃带的顶部之间的平行性)是重要的。如果涂料器相对于玻璃带的顶部倾斜，这会不利地影响涂覆过程和产生的涂层，且在一部分涂料器意外接触热玻璃带的情况下可能导致涂料器损坏。
[0008]附加的，玻璃带厚度是重要的。理想玻璃带厚度取决于被制造的玻璃的最终用途且必须在玻璃的某些公差内，从而可以在商业上被接受用于其预期目的。玻璃带厚度取决于诸如玻璃熔体添加到浮槽中的速率和玻璃带通过浮槽的行进速度之类的因素。因此，玻璃熔炉和/或浮槽的操作员需要知道退出浮槽的玻璃带厚度是否在用于最终产品的特定限制内。然而，随着玻璃带退出浮槽，由于玻璃带的高温、热玻璃带的柔性、以及玻璃带典型地随着其退出浮槽而倾斜的事实而难于测量玻璃带厚度。尤其困难的是准确地测量大于10毫米厚的玻璃带厚度。如果玻璃带厚度在规格之外，则产生的玻璃片不能被用于其预期目的，因此降低浮法玻璃过程的生产率。通过减少玻璃带厚度在规格之外的次数，可以增加浮法玻璃过程的产量。
[0009]玻璃也可以利用下拉过程形成，在所述过程中，玻璃带随着其冷却而在重力下竖直向下移动。下拉过程的示例包括:狭缝下拉过程，在所述过程中，熔化玻璃流出玻璃熔炉下方的狭缝以形成玻璃带；和熔融(或溢流)下拉过程，在所述过程中，熔化玻璃溢出成形槽的相反侧且两个玻璃膜在槽下方融合以形成玻璃带。在下拉过程中，与在浮法玻璃过程中一样，玻璃带厚度是重要的因素。
[0010]期望的是，提供一种确定在玻璃制造过程中的玻璃带厚度的更方便和准确的方式，其减少或消除与已知过程关联的至少一些问题。例如，期望的是，浮槽操作员以更少主观的方式设定在浮法玻璃系统中的涂料器间隙，从而防止涂料器与玻璃带意外接触和/或改进涂覆过程。例如，期望的是提供确定在浮槽中和/或在玻璃带从浮槽退出之后的玻璃带厚度的更方便和准确的方式。例如，期望的是，提供一种用于比大约10_厚的玻璃带的玻璃带厚度测量系统。例如，期望的是提供一种系统，其不仅可以简化涂料器间隙的设定、而且允许确定玻璃带厚度和/或在玻璃带上的涂层厚度。例如，期望的是，提供一种确定在下拉玻璃制造过程中的玻璃带厚度的更方便和准确的方式。
【发明内容】
[0011]玻璃制造系统包括邻近于玻璃带路径定位的至少一个光学低相干干涉测量探头，在所述玻璃制造系统中，熔化玻璃被冷却以形成沿玻璃带路径移动的玻璃带。光学低相干干涉测量(0LCI)系统操作地连接到所述至少一个探头。利用本发明实践的玻璃制造系统的示例包括浮法玻璃系统和下拉系统。
[0012]浮法玻璃系统包括具有一池熔化金属的浮槽。至少一个化学气相沉积涂料器在所述一池恪化金属上方位于浮槽中。至少一个光学低相干干涉测量探头连接到所述至少一个涂料器(诸如，附连到涂料器或位于涂料器中)且连接到光学低相干干涉测量系统。
[0013]如果位于涂料器中，则所述至少一个探头可以邻近于在涂料器的底部上的至少一个透明窗口定位。
[0014]两个或更多个探头可以在涂料器上彼此隔开定位。例如，探头可以相对于涂料器彼此对角间隔。一个或多个探头可以位于涂料器的前角(相对于玻璃带的行进方向)处或与之接近，且一个或多个其它探头可以位于涂料器的对角相反角部处或与之接近。
[0015]多个涂料器可以位于浮槽中。涂料器中的一些或所有可以包括一个或多个0LCI探头。探头可以连接到相同的0LCI系统或不同的0CLI系统。
[0016]浮法玻璃系统可以进一步的或替换性的包括至少一个其它光学低相干干涉测量探头，所述至少一个其它光学低相干干涉测量探头邻近于浮槽的退出端定位且连接到光学低相干干涉测量系统。例如，所述至少一个其它探头可以位于浮槽的外侧。在优选构型中，所述至少一个其它探头可移动地安装在支撑件上，以使得所述至少一个其它探头可以遍及玻璃带扫描。
[0017]另一浮法玻璃系统包括浮槽，所述浮槽具有一池熔化金属和位于浮槽内且连接到光学低相干干涉测量系统的至少一个光学低相干干涉测量探头。所述至少一个探头可以安装在浮槽中的支撑件上且可以固定或可移动地安装。
[0018]另一浮法玻璃系统包括浮槽，所述浮槽具有一池熔化金属和至少一个光学低相干干涉测量探头，所述至少一个光学低相干干涉测量探头位于经过浮槽的退出端的点处但在玻璃带被切割和包装的位置之前。所述至少一个光学低相干干涉测量探头可以连接到光学低相干干涉测量系统。
[0019]化学气相沉积涂料器包括具有底部的涂料器外壳，至少一个透明窗口位于外壳的底部中。至少一个光学低相干干涉测量探头邻近于窗口位于涂料器外壳中。光学低相干干涉测量探头连接到光学低相干干涉测量系统。
[0020]两个或更多个探头可以在涂料器上彼此隔开定位。例如，探头可以相对于涂料器彼此对角间隔。一个或多个探头可以位于涂料器的前角(相对于玻璃带的行进方向)处或与之接近，且一个或多个其它探头可以位于涂料器的对角相反角部处或与之接近。
[0021]确定浮法玻璃系统中的涂料器间隙的方法包括利用至少一个0LCI探头测量在浮槽中从CVD涂料器的底部到玻璃带的顶部的距离。所述方法可以替换性的或附加的包括利用0LCI探头确定在玻璃带上的一个和/或多个涂层的厚度。
[0022]确定浮法玻璃系统的浮槽中的玻璃带的厚度的方法包括利用位于浮槽内的至少一个0LCI探头测量在浮槽内的一个或多个位置处的玻璃带的厚度。所述方法可以替换性的或附加的包括利用0LCI探头确定在玻璃带上的一个和/或多个涂层的厚度。
[0023]确定在浮法玻璃系统中的浮槽外侧的玻璃带厚度的方法包括利用邻近于浮槽的退出端定位的至少一个0LCI探头测量退出浮槽的玻璃带厚度。所述方法可以替换性的或附加的包括利用0LCI探头确定在玻璃带上的一个和/或多个涂层的厚度。
[0024]确定浮法玻璃系统中的玻璃带厚度的方法包括利用至少一个0LCI探头在经过浮槽的排放端的位置处但在玻璃带被切割和包装的位置之前测量玻璃带厚度。0LCI探头可以定位在玻璃通过环境温度冷却的点处。所述方法可以替换性的或附加的包括利用0LCI探头确定在玻璃带上的一个和/或多个涂层的厚度。
[0025]使用至少一个0LCI探头确定在浮法玻璃系统的浮槽中的化学气相沉积涂料器的涂料器间隙。
[0026]使用至