退火窑炸板在线监测装置

技术领域

本发明涉及玻璃生产领域，具体涉及一种退火窑炸板在线监测装置。

背景技术

玻璃生产过程必须经过熔化、成型、退火、切裁四个必要过程，而玻璃退火是玻璃生产过程中四个核心环节之一，退火质量优劣能直接决定玻璃成品的成败，提高玻璃退火质量是提高产品成品率的关键，玻璃退火原理是通过退火窑将高温玻璃按照预设的降温曲线逐渐进行降温至室温，通过退火可以消除玻璃在降温过程中形成的内应力，以满足玻璃功能使用要求，玻璃在退火过程中，内应力是不断变化的过程，内应力过大会导致玻璃炸板，通过人为控制玻璃降温速度，保证玻璃内应力在安全范围内，不出现炸板等问题。但实际生产过程中，由于玻璃板进窑温度的变化和退火窑内温度控制的不均匀性，会出现玻璃在退火过程中炸板，退火窑是一个密封的空间，在窑内炸板后常常需要等到玻璃出了退火窑以后才能发现，炸板后的玻璃都是废品且玻璃在窑内运行时间较长，玻璃炸板尤其是纵炸不能及时发现，导致产生大量玻璃废品，而且玻璃炸板后调节温度控制到恢复正常生产需要较长时间，由于看不见玻璃在窑内炸板情况，给调节退火窑参数控制增加难度。

现有技术中，如公开号为CN110412057A的中国发明专利申请，公开了一种自由移动式观察玻璃板面机构，包括有行走小车，在所述行走小车的下面设置有移动轮，在所述行走小车的上表面上设置有用于固定支架的连接板，所述支架的上端设置有高清摄像头，在所述支架上还设置有防爆射灯，所述行走小车的一端设置有防撞装置，另一端设置有水平的推拉手柄，由工人通过推拉手柄来操作行走小车进行移动，其能够观察玻璃板面情况，但是其结构较为复杂，操作不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便的退火窑炸板在线监测装置，以实现对退火窑中玻璃炸板情况进行实时监测。

本发明是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种退火窑炸板在线监测装置，包括水平设置在退火窑中的第一引导件，第一引导件上滑动安装有耐热监测器，耐热监测器位于退火窑中玻璃板的上方。

本发明中的退火窑炸板在线监测装置在实际应用时，通过在退火窑中设置耐热监测器，能够实现实时监测玻璃板的玻璃炸板情况，通过移动耐热监测器沿第一引导件移动，可实现不同位置的监测，使用范围较广，同时其整体结构、原理较为简单，且操作较为方便。

优化的，所述耐热监测器包括内筒，内筒上设置有开口，内筒中设置有摄像头，摄像头的镜头端朝向内筒的开口；

内筒的外部设置有外水套，内筒与外水套之间密封设置，外水套的内壁与内筒的外壁之间形成冷却水通道，还包括与冷却水通道连通的进水口、出水口。

摄像头镜头端透过内筒的开口可以观察到其视野范围内的情况，冷却水经进水口进入，并流经冷却水通道，在此过程中，可对内筒、外水套进行冷却，进而起到对摄像头冷却降温的作用，冷却水在流动过程中将热量带走，冷却水最终从出水口处流出，相对于现有技术，此监测器耐热能力较强，能够满足窑内监测需要，同时，此耐热监测器结构、原理较为简单，成本较低，经济性较好。

优化的，还包括依次套装在一起的内管、中管、外管；

内管的第一端连通至内筒内部，摄像头的连接电缆位于内管中，连接电缆从内管的第二端引出；

内管与中管之间形成第一空腔，中管与外管之间形成第二空腔，第一空腔的第一端及第二空腔的第一端分别通向冷却水通道；

进水口设置在第一空腔的第二端，出水口设置在第二空腔的第二端，或者，进水口设置在第二空腔的第二端，出水口设置在第一空腔的第二端；

所述内管、中管、外管的轴线方向均平行于第一引导件的引导方向，外管的第一端位于退火窑内部，外管穿过退火窑侧墙，外管的第二端位于退火窑外部。

摄像头的连接电缆从内管的第二端引出，因而摄像头能够伸入到窑内更深的位置，监测范围较广，冷却水流经第一空腔、第二空腔时，能够对内管进行降温，进而起到保护连接电缆的作用，确保摄像头能够正常工作。

优化的，所述外水套的外部包裹有保温层。

保温层的设置能够将窑内空间与冷却水通道进行热量隔绝，降低水冷系统对窑内空间温度平衡的影响，减小窑内空间温度波动，确保窑内正常环境。

优化的，所述保温层的外部设置外壳。

优化的，所述外壳上设置支撑臂，所述支撑臂上设置有安装孔；

所述第一引导件为导轨或者导柱，支撑臂通过安装孔滑动安装在第一引导件上。

优化的，所述退火窑中设置有单色激光束光源，单色激光束光源位于玻璃板侧边，单色激光束光源的照射方向水平朝向玻璃板，且单色激光束光源的照射方向不垂直于玻璃板的移动方向，单色激光束光源与玻璃板等高，单色激光束光源发射的单色激光束在耐热监测器的视野范围内。

当玻璃板平整时，单色激光束光源发射的单色激光束在玻璃板中沿直线传播，当玻璃板发生拱起或翘边现象时，说明退火过程中玻璃内部应力不均匀，应力过大。当应力过大时就会发生炸板现象。因此当观察到单色激光束的传播路径相对于原来路径发生改变时，即玻璃板发生拱板或翘边现象，及时调整退火参数，降低玻璃板内应力，有利于减少玻璃炸板概率。

优化的，所述退火窑中设置照明部件，照明部件位于玻璃板侧边，照明部件的照射方向水平朝向玻璃板，且照明部件与玻璃板等高。

在玻璃板侧边设置照明部件，光束垂直于玻璃板侧边沿着玻璃板面方向照射，相当于给监测摄像头提供了被监视物体的照明光源，如果只是在窑内设置简单照明，虽然窑内环境能够被监测摄像头观察，但是由于玻璃本身的透明特性，玻璃发生炸板后很难发现玻璃缝隙，因此在玻璃的两侧且同一水平面上设置了平行光束，当玻璃发生炸板破碎时，产生玻璃缝隙，玻璃裂缝断面通常都是不规则的截面，当光束通过玻璃缝隙的断面时会向各个方向发散，形成光斑缝隙，此时通过监测摄像头能够很容易看见玻璃裂缝，判断玻璃是否炸板破碎，是横炸还是纵炸，再通过移动监测摄像头位置，可以初步测量炸板的位置和大小，管理者能够在玻璃发生炸板时就对退火参数进行及时的调控，快速控制玻璃的继续炸板，使生产线快速回复正常生产。

优化的，还包括设置在退火窑外部的支撑板，支撑板上水平设置有第二引导件，第二引导件平行于第一引导件；

第二引导件上滑动安装有固定支臂，固定支臂连接至耐热监测器；

还包括设置在支撑板上的驱动机构，驱动机构能够驱动固定支臂沿第二引导件滑动。

当需要调整耐热监测器位置时，通过驱动机构带动固定支臂沿第二引导件滑动，即可通过固定支臂带动耐热监测器移动，进而对不同位置进行监测。

优化的，所述驱动机构包括转动安装在支撑板上的丝杆，所述固定支臂上设置有与丝杆配合的滑块螺母；

还包括设置在支撑板上的电机，电机通过链传动、带传动或者齿轮传动的驱动方式带动丝杆转动。

本发明的优点在于：

1.本发明中的退火窑炸板在线监测装置在实际应用时，通过在退火窑中设置耐热监测器，能够实现实时监测玻璃板的玻璃炸板情况，通过移动耐热监测器沿第一引导件移动，可实现不同位置的监测，使用范围较广，同时其整体结构、原理较为简单，且操作较为方便。

2.摄像头镜头端透过内筒的开口可以观察到其视野范围内的情况，冷却水经进水口进入，并流经冷却水通道，在此过程中，可对内筒、外水套进行冷却，进而起到对摄像头冷却降温的作用，冷却水在流动过程中将热量带走，冷却水最终从出水口处流出，相对于现有技术，此监测器耐热能力较强，能够满足窑内监测需要，同时，此耐热监测器结构、原理较为简单，成本较低，经济性较好。

3.摄像头的连接电缆从内管的第二端引出，因而摄像头能够伸入到窑内更深的位置，监测范围较广，冷却水流经第一空腔、第二空腔时，能够对内管进行降温，进而起到保护连接电缆的作用，确保摄像头能够正常工作。

4.保温层的设置能够将窑内空间与冷却水通道进行热量隔绝，降低水冷系统对窑内空间温度平衡的影响，减小窑内空间温度波动，确保窑内正常环境。

5.当玻璃板平整时，单色激光束光源发射的单色激光束在玻璃板中沿直线传播，当玻璃板发生拱起或翘边现象时，说明退火过程中玻璃内部应力不均匀，应力过大。当应力过大时就会发生炸板现象。因此当观察到单色激光束的传播路径相对于原来路径发生改变时，即玻璃板发生拱板或翘边现象，及时调整退火参数，降低玻璃板内应力，有利于减少玻璃炸板概率。

6.在玻璃板侧边设置照明部件，光束垂直于玻璃板侧边沿着玻璃板面方向照射，相当于给监测摄像头提供了被监视物体的照明光源，如果只是在窑内设置简单照明，虽然窑内环境能够被监测摄像头观察，但是由于玻璃本身的透明特性，玻璃发生炸板后很难发现玻璃缝隙，因此在玻璃的两侧且同一水平面上设置了平行光束，当玻璃发生炸板破碎时，产生玻璃缝隙，玻璃裂缝断面通常都是不规则的截面，当光束通过玻璃缝隙的断面时会向各个方向发散，形成光斑缝隙，此时通过监测摄像头能够很容易看见玻璃裂缝，判断玻璃是否炸板破碎，是横炸还是纵炸，再通过移动监测摄像头位置，可以初步测量炸板的位置和大小，管理者能够在玻璃发生炸板时就对退火参数进行及时的调控，快速控制玻璃的继续炸板，使生产线快速回复正常生产。

7.当需要调整耐热监测器位置时，通过驱动机构带动固定支臂沿第二引导件滑动，即可通过固定支臂带动耐热监测器移动，进而对不同位置进行监测。

附图说明

图1为本发明实施例一中退火窑炸板在线监测装置的剖视图；

图2为本发明实施例一中退火窑炸板在线监测装置的侧视图；

图3为本发明实施例二中退火窑炸板在线监测装置的剖视图；

图4为本发明实施例二中退火窑炸板在线监测装置的侧视图；

图5为本发明实施例中退火窑炸板在线监测装置的俯视示意图；

图6为本发明实施例中耐热监测器的剖视图；

图7-9分别为图6中A-A、B-B、C-C的剖视图；

图10为本发明实施例三中平整的玻璃板单色激光束的发射路径示意图；

图11为本发明实施例三中中间发生拱板时单色激光束的发射路径示意图；

图12为图11的截面示意图；

图13为本发明实施例三中两边发生翘边时单色激光束的发射路径示意图；

图14为图13的截面示意图；

其中，

耐热监测器-1、内筒-11、圆形挡环-111、摄像头-12、连接电缆-121、外水套-13、冷却水通道-14、进水口-141、出水口-142、第一空腔-143、第二空腔-144、内管-15、中管-16、外管-17、保温层-18、外壳-19、支撑臂 -191、安装孔-192；

退火窑-2、玻璃板-21、照明部件-22、辊道-23、侧墙塞子-24；

第一引导件-3；

第二引导件-4；

固定支臂-5；

驱动机构-6、丝杆-61、滑块螺母-62、电机-63；

支撑板-7；

单色激光束光源-8。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1所示，一种退火窑炸板在线监测装置，包括耐热监测器1、第一引导件3。

如图1所示，第一引导件3水平设置在退火窑2中，第一引导件3上滑动安装有耐热监测器1，耐热监测器1位于退火窑2中玻璃板21的上方。

如图6所示，所述耐热监测器1包括内筒11、摄像头12、外水套13、冷却水通道14、内管15、中管16、外管17、保温层18、外壳19。

为便于描述及理解，以图1的视角为主视图视角，其余方位以此为基础类推，应当理解，此方位设定仅用于描述及理解，而不能理解为对本发明的限制。

如图6所示，内筒11上设置有开口，内筒11中设置有摄像头12，摄像头12的镜头端朝向内筒11的开口；具体的，所述内筒11为圆筒形，内筒11的下端开口。所述内筒11开口内设置圆形挡环111。所述圆形挡环 111卡在内筒11中，例如圆形挡环111与内筒11之间过盈配合安装。

或者，所述圆形挡环111通过螺纹连接的方式安装在内筒11中，以实现将摄像头12安装在内筒11中，具体为，内筒11开口处设置内螺纹，圆形挡环111设置有外螺纹，圆形挡环111拧在内筒11开口处即可。

如图6所示，内筒11的外部设置有外水套13，内筒11与外水套13之间密封设置，外水套13的内壁与内筒11的外壁之间形成冷却水通道14，还包括与冷却水通道14连通的进水口141、出水口142。

具体的，如图6-8所示，所述外水套13呈圆筒形，外水套13与内筒 11同轴设置，外水套13的下端与内筒11的下端之间密封连接，如焊接等。

如图6所示，还包括依次套装在一起的内管15、中管16、外管17；内管15的第一端连通至内筒11内部，摄像头12的连接电缆121位于内管15 中，连接电缆121从内管15的第二端引出。

如图6所示，内管15与中管16之间形成第一空腔143，中管16与外管17之间形成第二空腔144，第一空腔143的第一端及第二空腔144的第一端分别通向冷却水通道14。

如图6所示，进水口141设置在第一空腔143的第二端，出水口142 设置在第二空腔144的第二端，或者，进水口141设置在第二空腔144的第二端，出水口142设置在第一空腔143的第二端。

如图6所示，所述进水口141通向冷却水通道14底部，出水口142通向冷却水通道14上部，具体的，所述第一空腔143的左端通过管路连通至冷却水通道14底部，第二空腔144的左端通过管路连通至冷却水通道14 上部。

如图6所示，所述外水套13、外管17的外部均包裹有保温层18，保温层18材料采用现有技术中的保温材料，如玻璃纤维棉等，所述保温层18 的外部设置外壳19。

如图1所示，所述内管15、中管16、外管17的轴线方向均平行于第一引导件3的引导方向，外管17的第一端位于退火窑2内部，外管17穿过退火窑2侧墙，外管17的第二端位于退火窑2外部。

具体的，如图1所示，所述退火窑2中设置有辊道23，辊道23的传送方向沿前后方向，退火窑2的侧墙上开设沿左右方向的通孔，通孔中安装有侧墙塞子24，侧墙塞子24与侧墙通孔之间过盈配合，或者，侧墙塞子 24的外端设置法兰，法兰通过螺栓安装在退火窑2的侧墙上，以实现侧墙塞子24的安装，所述侧墙塞子24中间设置有沿左右方向的通孔，所述外管17外部的外壳19滑动置于侧墙塞子24的通孔中。

如图7、9所示，所述外壳19上设置支撑臂191。支撑臂191呈长条形，其对称设置两个，分别位于摄像头12的正前方及正后方。

如图9所示，所述支撑臂191上设置有安装孔192。安装孔192轴线平行于内管15轴线。如图1、2所示，所述第一引导件3为导轨或者导柱，支撑臂191通过安装孔192滑动安装在第一引导件3上。

如图1、5所示，所述退火窑2中设置照明部件22，照明部件22位于玻璃板21侧边，照明部件22的照射方向水平朝向玻璃板21，且照明部件 22与玻璃板21等高。照明部件22可采用照明灯，所述退火窑2的侧墙上开设沿左右方向的通孔，照明灯安装在通孔中。

进一步的，如图1所示，本实施例中，所述耐热监测器1设置两个，二者左右对称设置，以确保二者的视角范围能够完全覆盖玻璃板21。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于：

如图3所示，还包括设置在退火窑2外部的支撑板7，支撑板7为水平设置的平板，其通过焊接或者螺栓连接的方式安装在退火窑2侧墙外部，支撑板7上水平设置有第二引导件4，第二引导件4平行于第一引导件3，第二引导件4采用导轨或者导柱，第二引导件4平行设置两个。

如图3、4所示，第二引导件4上滑动安装有固定支臂5，固定支臂5 呈T形，具体的，所述固定支臂5的顶部两端滑动安装在第二引导件4上，固定支臂5的下部连接至耐热监测器1，如固定支臂5通过哈弗块安装在外管17外部的外壳19上。

还包括设置在支撑板7上的驱动机构6，驱动机构6能够驱动固定支臂 5沿第二引导件4滑动。

所述驱动机构6包括转动安装在支撑板7上的丝杆61，所述固定支臂 5上设置有与丝杆61配合的滑块螺母62。

还包括设置在支撑板7上的电机63，电机63通过链传动、带传动或者齿轮传动的驱动方式带动丝杆61转动。本实施例中，所述丝杆61的左端设置从动牙盘，电机63的输出轴上设置主动牙盘，从动牙盘及主动牙盘上套设有链条。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别在于：

如图10所示，所述退火窑2中设置有单色激光束光源8，单色激光束光源8为现有技术，市购即可，单色激光束光源8位于玻璃板21侧边，本实施例中，所述单色激光束光源8设置两个分别位于玻璃板21的两侧，单色激光束光源8的照射方向水平朝向玻璃板21，且单色激光束光源8的照射方向不垂直于玻璃板21的移动方向，单色激光束光源8与玻璃板21等高，单色激光束光源8发射的单色激光束在耐热监测器1的视野范围内。

当玻璃板21平整时，单色激光束光源8发射的单色激光束在玻璃板21 中沿直线传播，当玻璃板21发生拱起或翘边现象时，说明退火过程中玻璃内部应力不均匀，应力过大。当应力过大时就会发生炸板现象。因此当观察到单色激光束的传播路径相对于原来路径发生改变时，即玻璃板21发生拱板或翘边现象，及时调整退火参数，降低玻璃板内应力，有利于减少玻璃炸板概率。

具体的，如图10所示，此图为玻璃板未发生拱板或翘边现象，玻璃为平整状态，两侧发出的单色激光束在玻璃中传播，通过监测器在垂直方向观察为直线传播。玻璃板发生拱起或翘边现象时，说明退火过程中玻璃内部应力不均匀，应力过大。当应力过大时就会发生炸板现象。因此当发生拱板或翘边现象时，及时调整退火参数，降低玻璃板内应力，有利于减少玻璃炸板概率。

如图11、12所示，图为玻璃板发生中部拱板现象，即中间拱起，两边平整，玻璃为不平整状态，中间拱高，两侧发出的单色激光束会在发生拱起的边缘离开玻璃板进入空气传播，激光束在界面处发生折射，由于光束从玻璃进入空气中，折射角大于入射角，光束向下折射，通过监测器在垂直方向观察传播路径发生改变，发生折射后沿着虚线方向传播，通过两侧监测器记录发生折射点的位置，可以初步判断玻璃板发生拱起的位置和大小，可以及时调整退火参数，避免发生炸板。

如图13、14所示，图为玻璃板发生翘边现象也叫松边现象，即中间平整、两边翘起，玻璃为不平整状态，由于玻璃板两侧翘起，两侧发出的单色激光束会在发生翘起的边缘从空气中进入玻璃中传播，激光束在界面处发生折射，光束从空气进入玻璃中，折射角小于入射角，光束向上折射，通过监测器在垂直方向观察传播路径发生改变，发生折射后沿着虚线方向传播，通过两侧监测器记录发生折射点的位置，可以初步判断玻璃板发生翘边的位置和大小，可以及时调整退火参数，避免发生炸板。通过判断折射角度的变化可以判断玻璃板时中间拱板还是边部翘边，边部翘边还可以判断单侧翘边还是两侧都翘边。

工作原理：

如图1所示，本发明中的退火窑炸板在线监测装置在实际应用时，通过在退火窑2中设置耐热监测器1，能够实现实时监测玻璃板21的玻璃炸板情况，通过移动耐热监测器1沿第一引导件3移动，可实现不同位置的监测，使用范围较广，同时其整体结构、原理较为简单，且操作较为方便。

如图6所示，摄像头12镜头端透过内筒11的开口可以观察到其视野范围内的情况，冷却水经进水口141进入，并流经冷却水通道14，在此过程中，可对内筒11、外水套13进行冷却，进而起到对摄像头12冷却降温的作用，冷却水在流动过程中将热量带走，冷却水最终从出水口142处流出，相对于现有技术，此监测器耐热能力较强，能够满足窑内监测需要，同时，此耐热监测器结构、原理较为简单，成本较低，经济性较好。

如图6所示，摄像头12的连接电缆121从内管15的第二端引出，因而摄像头12能够伸入到窑内更深的位置，监测范围较广，冷却水流经第一空腔143、第二空腔144时，能够对内管15进行降温，进而起到保护连接电缆121的作用，确保摄像头12能够正常工作。

保温层18的设置能够将窑内空间与冷却水通道14进行热量隔绝，降低水冷系统对窑内空间温度平衡的影响，减小窑内空间温度波动，确保窑内正常环境。

当玻璃板21平整时，单色激光束光源8发射的单色激光束在玻璃板21 中沿直线传播，当玻璃板21发生拱起或翘边现象时，说明退火过程中玻璃内部应力不均匀，应力过大。当应力过大时就会发生炸板现象。因此当观察到单色激光束的传播路径相对于原来路径发生改变时，即玻璃板21发生拱板或翘边现象，及时调整退火参数，降低玻璃板内应力，有利于减少玻璃炸板概率。

如图5所示，在玻璃板21侧边设置照明部件22，光束垂直于玻璃板侧边沿着玻璃板面方向照射，相当于给监测摄像头提供了被监视物体的照明光源，如果只是在窑内设置简单照明，虽然窑内环境能够被监测摄像头观察，但是由于玻璃本身的透明特性，玻璃发生炸板后很难发现玻璃缝隙，因此在玻璃的两侧且同一水平面上设置了平行光束，当玻璃发生炸板破碎时，产生玻璃缝隙，玻璃裂缝断面通常都是不规则的截面，当光束通过玻璃缝隙的断面时会向各个方向发散，形成光斑缝隙，此时通过监测摄像头能够很容易看见玻璃裂缝，判断玻璃是否炸板破碎，是横炸还是纵炸，再通过移动监测摄像头位置，可以初步测量炸板的位置和大小，管理者能够在玻璃发生炸板时就对退火参数进行及时的调控，快速控制玻璃的继续炸板，使生产线快速回复正常生产。

如图3所示，当需要调整耐热监测器1位置时，通过驱动机构6带动固定支臂5沿第二引导件4滑动，即可通过固定支臂5带动耐热监测器1 移动，进而对不同位置进行监测。

本发明通过在窑内设置在线监测器可以实时监控窑内玻璃是否炸板以及炸板的形状等，可以及时调整参数，大大降低调节时间，可视化程度高。通过设计水冷与保温隔热的监测器保护装置，可以让监测摄像头在退火窑内高温环境下安全长时间使用，同时保温层设计可最大限度降低水冷套对窑内空间温度的影响；可移动监视器的结构能够让操作人员在线测量炸板位置，为调控提供了重要参数依据。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。