CN102649619B - 玻璃熔化方法、***和设备 - Google Patents

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Abstract

玻璃熔化炉在一组控制参数下***作。玻璃配料被馈送到该玻璃熔化炉中，并被熔化成玻璃液。在该熔化期间，该玻璃液上形成了表面层，该表面层包括该玻璃配料的一部分和泡沫。获得该玻璃熔化炉的内部的多个温度记录图。分析该温度记录图，以确定该表面层的热力学特性中是否存在不稳定性。然后调节这组控制参数，以降低所确定的该表面层的热力学特性中的不稳定性。

Description

玻璃熔化方法、***和设备
相关申请的相互引用
本申请要求于2011年2月28日提交的题为“Furnace InteriorImaging Apparatus and System”的美国临时申请No.61/447356的优先权权益。
技术领域
本发明总体涉及玻璃制造。更具体地，本发明涉及监测玻璃熔化炉内的状况。
背景技术
熔融下拉工艺(fusion down-draw process)被用来制造片状玻璃(sheet glass)。这一工艺自然地产生具有火法抛光品质(fire-polished quality)的原始表面的片状玻璃，同样对于为显示器应用及其他要求高品质玻璃表面的应用制造玻璃基板也是有价值的。基本的熔融下拉工艺在美国专利No.3,338,696(于1967年8月29日公布；Dockerty)和No.3,682,609(于1972年8月8日公布；Dockerty)。大体上，熔融下拉工艺涉及将玻璃液(molten glass)输送到熔融隔离管(fusion isopipe)的堰(weir)。玻璃液被允许溢出该堰的顶部，在此，溢出的玻璃液分成两个分立的流，它们沿该熔融隔离管的相对渐缩形侧壁流下。分开的流在该熔融隔离管的根部融合成单个流。然后该单个流下拉成片状玻璃。分开的流的内表面(其接触该熔融隔离管的侧壁)最终位于该片状玻璃的内部，而分开的流的外表面(其不接触该熔融隔离管的侧壁)最终位于在该片状玻璃的外部，由此使该片状玻璃具有火法抛光品质的原始表面。
将玻璃液输送到该熔融隔离管的堰并非是微不足道的事情，因为通过该熔融拉制工艺制造的片状玻璃的品质直接依赖于输送到熔融隔离管的玻璃液的品质。诸如玻璃液在成分和温度分布两方面的不均匀性、以及玻璃液中的固体或气体包含物等特征都是不期望的。为了制造大尺寸的商用玻璃，输送***通常包括熔化炉、精炼炉和搅拌炉。玻璃配料(glass batch)被接收到该熔化炉中，并被熔化以产生玻璃液。通常，气体被燃烧，以提供用于熔化该玻璃配料的热量。该玻璃液被持续地从该熔化炉拉到精炼炉中，在此精炼炉中，去除所述玻璃液中的气体包含物。然后该玻璃液在该搅拌炉中被搅拌以改善它的均匀性，并被输送到熔融管的入口，通常通过输送管和下导管(downcomer)的布置。
在该输送***中，熔化炉或许是这三个炉中最关键的，因为正是在熔化炉中产生了玻璃液。在熔化炉中熔化玻璃配料时，重要的是监测熔化炉内的状况。该监测的结果可以被用来调节熔化炉的运转，使得熔化炉更有效率地运转并产生高品质的玻璃液。可以被监测的状况的实例有温度变化、玻璃液流样式、玻璃液/玻璃配料接口、泡沫产生、泡沫/玻璃配料接口以及难熔气泡(refractory outgassing)。使用电荷耦合器件(“CCD”)或互补金属氧化物半导体(“CMOS”)传感器的视觉技术已经被用来捕获熔化炉内部的图像。然而，这些视觉技术在熔化炉内存在气体和泡沫的情况下一直不能产生清晰的图像。用在这些视觉技术中的可视波长(400-650nm)不能穿透气体，从而不可能看到气体泡沫背后。而且，所述视觉传感器对温度不敏感，从而在熔化炉的热图(thermal mapping)中没有用。而是，根据熔化炉底部的热耦(thermocouple)和熔化炉顶部的燃烧器的热输出来评估熔化炉内的温度分布。
发明内容
根据本发明的一个方面的一种用于熔化玻璃的方法包括在一组控制参数下操作玻璃熔化炉。在该方法中，玻璃配料被馈送到所述玻璃熔化炉中，并被熔化成玻璃液。在所述熔化期间，所述玻璃液上方形成了表面层，所述表面层包括所述玻璃配料的一部分和泡沫。获得所述玻璃熔化炉的内部的多个温度记录图(thermograms)。分析所述温度记录图，以确定所述表面层的热力学特性中是否存在不稳定性。然后，调节这组控制参数，以降低所确定的所述表面层的热力学特性中的不稳定性。
在一个实施方案中，所述温度记录图是在所述配料熔化的至少一部分期间获得的。
在一个实施方案中，所述温度记录图的分析包括：分析所述温度记录图中的至少一个，以获得沿着第一询问路径(interrogationpath)的第一温度曲线以及沿着第二询问路径的第二温度曲线。比较所述第一温度曲线与所述第二温度曲线，以确定所述第一温度曲线和所述第二温度曲线不同的程度。
在一个实施方案中，所述温度记录图的分析包括：将所述温度记录图中的至少一个的对应于所述表面层的部分分成对称的两半。比较这两半，以确定这两半的热不对称性的程度。
在一个实施方案中，所述玻璃配料通过所述熔化炉的壁中的第一馈送窗和第二馈送窗被馈送到所述玻璃熔化炉中。
在一个实施方案中，根据所述温度记录图中的至少一个确定所述第一馈送窗的第一配料填充率以及所述第二馈送窗的第二配料填充率。比较所述第一配料填充率与所述第二配料填充率，以确定所述第一配料填充率和所述第二配料填充率不同的程度。
根据本发明的另一方面的玻璃熔化***包括炉，该炉在其壁中具有观察口。所述玻璃熔化***包括支架和联接(couple)到所述支架的红外摄像机。所述红外摄像机包括红外传感器和透镜，其中所述透镜光学地联接到所述红外传感器。一个致动器联接到所述支架，并可用于移动所述支架，使得所述透镜选择性地***或撤出所述观察口。
在一个实施方案中，所述玻璃熔化***包括安装在壁上的闸门(shutter)，以控制进入所述观察口。
在一个实施方案中，所述玻璃熔化***包括：存储装置，用于存储所述红外传感器记录的温度记录图；以及处理装置，用于处理所述红外传感器记录的温度记录图。
在一个实施方案中，所述处理装置被配置为分析所述红外传感器记录的温度记录图，并确定所述炉内的包括玻璃配料和泡沫的表面层的热力学特性中是否存在不稳定性。
在一个实施方案中，所述玻璃熔化***包括控制器，其响应于对所述温度记录图的分析的结果产生控制来操作所述炉。
在一个实施方案中，所述玻璃熔化***包括多个传感器，用于监测所述炉中的多个点处的温度和流率。
在一个实施方案中，所述控制器从所述传感器接收输入，用于监测温度和流率。
根据本发明的又一方面的玻璃熔化炉成像设备包括：支架；热控的罩，其联接到所述支架，所述热控的罩具有前端，所述前端被配置以***所述炉的观察口，所述热控的罩包括布置于其内部的透镜托和用于使冷却流体循环的两个独立的流动路径，其中所述独立的流动路径中的一个流动路径被布置以将第一冷却流体循环至所述罩的前端，以及所述独立的流动路径中的另一个流动路径被布置以将第二冷却流体循环至所述透镜托；红外传感器，其联接到所述支架；透镜，其被布置于所述热控的罩内并且被所述透镜托支撑，并光学地联接到所述红外传感器；以及致动器，其联接到所述支架，用于移动所述支架。
在一个实施方案中，所述玻璃熔化炉成像设备包括热控的传感器护套，在该热控的传感器护套中布置有所述红外传感器。
在一个实施方案中，所述玻璃熔化炉成像设备包括热控的罩，在该热控的罩中布置有所述透镜。
在一个实施方案中，所述热控的罩具有两个独立的流动路径，用于使冷却流体穿过或围绕所述透镜循环。
在一个实施方案中，所述透镜是蓝宝石透镜。
在一个实施方案中，所述透镜是圆柱透镜。
在一个实施方案中，所述玻璃熔化炉成像设备包括带通滤波器，其布置在所述红外传感器与所述透镜之间的光学路径中。
在一个实施方案中，所述带通滤波器具有约0.85μm的中心波长。
应理解，前文的概要和后文的详细描述都是本发明的示例，且旨在提供用于理解如要求保护的本发明的本质和特性的概述或框架。附图被包括以提供对本发明的进一步理解，且被纳入本说明书并构成本说明书的一部分。这些附图例示了本发明的多个实施方案，且连同描述一起用来解释本发明的原理和操作。
附图说明
下面是对附图中各图的描述。这些图未必按比例绘制，并且为了清晰和简明，这些图的某些特征和某些视图可能被夸大地或示意性地示出。
图1是一个用于监测玻璃熔化炉内部的设备的示意图。
图2是一个透镜罩的截面图。
图3是图2的透镜罩沿着线3-3所取的截面图。
图4是一个用于监测玻璃熔化炉内部的***的示意图。
图5是图4的***的控制部分的方框图。
图6A是一个玻璃熔化炉的截面图。
图6B是图6A的玻璃熔化炉沿着线6B-6B所取的截面图。
图7A是一个玻璃熔化炉内部的热图，描绘了不平衡的表面层流。
图7B是一个玻璃熔化炉内部的热图，描绘了平衡的表面层流。
图8A是一个玻璃熔化炉内部的热图。
图8B示出了沿着图8A的热图上的各个询问路径的温度曲线。
图9是一个玻璃熔化炉中的玻璃液的假设对流运动。
具体实施方式
在下文的详细描述中将阐述本发明的附加特征和优势，本领域技术人员从所述描述中将轻易明了或通过如本文所述地实践本发明来认识这些附加特征和优势。
在本发明的一个实施方案中，如图1所示，用于监测炉内部——诸如玻璃熔化炉内部——的设备100包括二维(“2D”)红外(IR)传感器102，其布置在传感器护套104中。在一个实施方案中，传感器护套104是热控制护套。传感器护套104中的热控制可以通过流体——诸如水或空气——穿过传感器护套104的循环来实现。设备100还包括透镜106，其布置在透镜罩108中。透镜106可以是任何合适的聚焦透镜。在一个实施方案中，透镜106由蓝宝石制成。在其他实施方案中，可以使用其他能够耐高温的透镜材料。在一个实施方案中，透镜罩108是热控制罩。透镜罩108中的热控制可以通过流体——诸如水或空气——穿过透镜罩108的循环来实现。
2D IR传感器102和透镜106构成一个IR摄像机。IR摄像机检测电磁谱的IR范围中的辐射。IR摄像机做出的记录被称为温度记录图。这些温度记录图对温度敏感，且将使得能够对炉内部进行热图绘制。该IR摄像机可以在炉内部存在气态介质的情况下记录温度记录图。在一个实施方案中，带通滤波器110被布置在该IR传感器和该透镜之间的光学路径中。带通滤波器110的中心波长基于该炉内部的气态介质的光谱，以在所检测的辐射中去除由该气态介质造成的半透明。在一个实施方案中，该带通滤波器具有0.85μm的中心波长。这一中心波长是在天然气体的光谱中允许光学透射穿过该气体的两个窗之一。
传感器护套104安装在基座112上，基座112附接至框架114。透镜罩108也附接至框架114。框架114附接至基座116，基座116是线性致动器118的一个可移动部分。因而，框架114和附接至它的所有部件都可以通过所述线性致动器118的操作来移动。可以使用各种类型的线性致动器。在一个实施方案中，一个空气致动器被用作该线性致动器。
在图2中，透镜罩108包括内管120和外管122。内管120和外管122由能够耐高温且抗氧化的材料制成。不锈钢是一个合适的实例。贵金属——诸如铂——也是合适的，但昂贵。可以仅用贵金属制造管120、122的前端，而不是用贵金属制造整个管120、122。内管120与外管122同心且相间隔。在图3中，挡板124被布置在内管120与外管122之间，在内管120和外管122之间限定一个半环形的上腔126和一个半环形的下腔128。挡板124短于管120、122，使得半环形腔126、128在透镜罩108(图2中)的前端融合。透镜罩108的前端在图2中的129处示出。内管120与外管122之间的空间在透镜罩108的前端是闭合的，使得被接收到环形腔126、128中的流体被容纳在环形腔126、128中。
在图2中，外管122具有：供应口130，其连接到下腔128；以及返回口132，其连接到上腔126。在使用中，冷却流体源——诸如制冷水源——连接到供应口130。冷却流体将从供应口130流入下腔128，到达透镜罩108的前端，并进入上腔126。上腔126中的流体通过返回口132排掉。透镜罩108包括透镜托134，其将透镜106支撑在内管120内。在一个实施方案中，透镜106是具有孔136的空心圆柱透镜。透镜托134具有：孔138，其与透镜孔136对准；以及入口140和出口142，它们连接到孔138。所述口140、142被用来向孔136、138中供应冷却空气，其中该冷却空气在透镜106内流动，以保持透镜106冷却。
在图4中，用于监测炉内部的***150包括炉壁156上的观察口154。***150包括用于监测该炉内部的设备100。设备100被支撑在观察口154附近，例如在台(stand)160上。在这一位置，线性致动器118可以***作，以将透镜罩108***观察口154，从而为该炉内部成像。台160可以包括用于使所述设备100倾斜的装置，使得透镜106可以相对于该炉内部放置在期望的观察角度。***150包括闸门盒(shutter box)162，其安装在观察口154的进口处。闸门盒162包括通道164，通过该通道可将透镜罩108***和撤出观察口154。可收缩的闸门166被设置在通道164的一端，并且可操作以打开和关闭通道164。闸门盒162包括口168，通过该口可将冷却空气供应到通道164中。接收到通道164中的空气将围绕透镜罩108流到透镜罩108的前端。
图5示出了***150的控制部分。***150包括透镜传感器170，例如联接到透镜106的热耦(图2中)，用于测量透镜106的温度。***150包括透镜罩传感器172，例如联接到透镜托134(图2中)的口140、142(图2中)以及外管122(图2中)的口130、132(图2中)的流传感器，用于监测穿过这些口的流率。***150包括闸门盒传感器174，例如联接到闸门盒162(图4中)的口168(图4中)的流传感器，用于测量穿过这一口的流率。***150可以包括传感器护套传感器176，例如热耦和流传感器，用于监测传感器护套104(图1中)内的热状况和流状况。
***150包括控制器180，其通过输入接口182从各个传感器接收输入。控制器180包括：处理器184，用于处理所述输入并生成用于设备100运转的控制指令；以及存储或记忆器件186，用于存储数据和程序。所述控制指令被通过输出接口188传送给设备100(图4中)的适当部分。在一个实施方案中，当透镜106存在不恰当的冷却时，控制器180触发一个警报。然后控制器180生成针对线性致动器118(图4中)的控制指令，以从观察口154(图4中)自动撤出透镜罩108(图4中)。控制器180可以基于设备110内其他监测到的状况来触发其他警报，并基于所触发的警报采取适当的动作。控制器180包括用于存储和处理温度记录图的数据获取单元190。数据获取单元190联接到IR传感器102以接收温度记录图。控制器180可以包括显示器192，用于显示所述温度记录图及其他与操作设备100有关的信息。
在图6A和6B中，玻璃熔化炉200具有相对的端壁202、204以及相对的侧壁206、208。炉200的长度被沿着侧壁206或208来测量。炉200还具有顶210和底212。炉端壁202包括两个馈送窗214、216，所述馈送窗用于将配料218持续地馈送到炉200中。配料218可以是用于形成玻璃液的任何合适的原材料。对于显示器应用，该配料可以含有用于形成硼硅玻璃的成分。硼硅玻璃含有B2O3和SiO2，并且通常还含有Na2O或K2O和Al2O3及其他成分，以促进玻璃液的形成。燃烧器219通过炉顶210***，用于熔化配料218，以形成玻璃液220。该熔化是渐近的，一体积的玻璃液220汇集在炉200的底部，配料和泡沫的表面层222漂浮在玻璃液的顶部。多个平行的电极224被浸没在汇集的玻璃液220内，例如通过炉底。促使电流在电极224之间流经玻璃液220，以加热该玻璃液。由于向炉200添加新配料和配料逐渐熔化形成玻璃液引起了表面层222与玻璃液220之间的温度差，造成了所述体积的玻璃液220中的对流式样。
通常在较高生产量的玻璃熔化炉内形成由于热所导致的“热点”或“热区(spring zones)”，作为改善熔化性能的手段。在玻璃制造业中公认的是，这些热区提供了有用的工具以稳定配料式样、保持配料处于熔化炉的预定区域以及促进玻璃液的均匀性。对这些热区的准确和一致控制对于熔化炉的有效运行是必不可少的。这些热区可以相对于炉的几何构造被纵向地、横向地或纵横兼备地形成，以产生操作者期望的对流式样。传统地，这些对流式样是通过监测位于该炉的冠部或底部的热耦和/或通过经由该炉中的观察口对目标壁手动地采用单独光学高温计测量来监测的。可以基于这些测量对能量输入进行调节，以管理形成这些热区的热曲线。这些热区的位置通常距填充端的距离为熔化炉长度的三分之二，但是这一位置可以基于设计或需要针对具体熔化***来调整。
在一个实施方案中，在炉200中建立了一个或多个由于热导致的热点或热区。在一个实施方案中，所述热点或热区可以距填充端壁202的距离为炉200长度的大约一半或三分之二。该热区将在该炉中的特定位置使玻璃液220流反转。这种流反转将有助于玻璃液220的混合和均匀化。温度传感器可以被放置在炉200中的多个位置，以在这些位置辅助温度监测。例如，温度传感器225、227可以分别被放置在炉顶210和炉底212。温度传感器225、227的输出可以辅助控制炉内温度。
制造高品质片状玻璃——诸如用于显示器应用的片状玻璃——需要高品质的玻璃液。高品质的玻璃液应具有高度均一化的玻璃成分，即，应不含硅石。高品质的玻璃液不应具有气态或固态包含物，例如，应不含锆石颗粒，所述气态或固态包含物通过在片状玻璃中产生条纹或线条而潜在地影响片状玻璃的形成过程，所述条纹或线条将使该片状玻璃不适用于显示器应用，因为它们将导致光学性能的局部变化。为了制造这样的高品质玻璃液，需要小心地控制熔化参数。典型的要控制的熔化参数有：作为随玻璃电阻而变的每个电极对的电压；沿着炉的长度的温度曲线(以确保获得玻璃的最大均匀性的最优对流曲线)；以及针对每个燃烧器对的热通量(以确保沿着表面层的具体热梯度)。这一多变量空间对炉内的热力学具有复杂的影响。如今，诸如上述的熔化参数被以随机方式——即，例如随机体积统计分布——筛选和运用，而不是以局部方式。表面层的热力学，在配料堆的全2D温度分布和三维(“3D”)动态(dynamics)方面，是目前缺少的对以局部方式定量监测和精确控制熔化工艺的反馈之一。
在本发明的一个实施方案中，***150(图4和图5中)被用来提供上述缺少的反馈。***150被用来捕获玻璃熔化炉内部的图像。这些图像被记录为2D温度记录图，这些2D温度记录图可以被分析以得到在该玻璃熔化炉中的配料堆的动态趋势。如前文所述，设备100(图1和图2中)包括IR传感器102(图1中)，用于记录所述温度记录图。为了将该***用于上述玻璃熔化炉，在炉壁中形成了观察口(类似于图4中的观察口154)，并且如前文所述将设备100的透镜端***该观察口以记录所述温度记录图。形成有观察口的炉壁可以是与形成有馈送窗的端壁202(图6A中)相对的端壁204(图6A中)，以允许捕获该炉包括馈送端壁204的部分。***150可以通过来自位于炉顶210(图6A中)的燃烧器219(图6A中)的火焰、通过炉200(图6A中)中的气体、以及通过覆盖玻璃液220(图6A中)的表面层中的泡沫来做出准确的记录。***150可以传送对温度记录图的实时记录，所述温度记录图可以如上所述地被分析。尤其，所述温度记录图可以被用来评估表面层热力学的稳定性。该分析的结果可以进一步被用来优化所述熔化参数，使得表面层热力学在玻璃液产生期间是稳定的。通过保持表面层热力学稳定，可以以高效方式产生高品质的玻璃液，即，仅对熔化操作做出必要的变化以实现熔化稳定性。
在本发明的一个实施方案中，一种制造玻璃液的方法包括:使用一组控制参数来操作玻璃熔化炉，上文在图6A和图6B中描述了它的一个实施例。所述控制参数是该***的物理输入，诸如：确定每个燃烧器产生的热通量的量的输入；确定每个电极对产生的热通量的量的输入；以及确定配料通过窗被馈送到炉中的速率的输入。这些控制参数的调节影响了熔化参数(其实例已经在上面给出)。该方法包括将玻璃配料馈送到玻璃熔化炉中以及将配料熔化成玻璃液。在熔化期间，玻璃液上将形成包括配料和泡沫的表面层。
该方法包括使用***150(图4和图5中)来获得表面层的温度记录图。所述温度记录图可以长达数小时、数天或数月地收集，以及在相对于炉内部的不同观察角度处被收集。该方法包括询问或分析所述温度记录图，以确定该表面层的热力学特性是稳定还是不稳定。通常，如果该表面层的流式样和/或温度分布关于该炉的中心线大致对称，则所述热力学特性将被认为是稳定的，否则，不稳定的。所关注的中心线大致沿着该炉的长度，即，从该炉的馈送端(在此配料被馈送到该炉中)延伸到该炉的排放端(在此玻璃液流出该炉)。可以使用其他准则来确定该表面层的热力学特性是否稳定。如果该表面层的热力学特性被发现不稳定，则调节所述控制参数中的一个或多个，以减轻或消除所确定的不稳定。该调节可以发生在多个子步骤中。温度记录图的询问和控制参数的调节可以在制造玻璃液的全程中执行，或者直到已经找到针对这组控制参数的最优值。
温度记录图可以提供炉中的包括配料和泡沫的表面层的全场(full-field)温度分布。图7A和图7B示出了从两个温度记录图制成的热图，这两个温度记录图取自使用***150(图4和图5中)从一个炉捕获的一序列温度记录图。图7A中的表面层流是不平衡的。即，该流在炉的右侧R比在炉的左侧L更热。右和左是从馈送窗所处的端壁的视点看的。在另一方面，图7B中的表面层流是相对平衡的。如果一个不平衡的流(诸如图7A中示出的)持续经过一序列温度记录图，则它指示表面层热力学特性中的不稳定性应被修正。
图8A示出了从如下一个温度记录图制成的热图，该温度记录图可以是使用***150(图4和图5中)从一个炉的内部捕获的。线1、2、3、4表示所关注的询问路径。图8B中示出沿着询问路径1、2和4的温度曲线。在图8B中，F表示泡沫且B表示配料。理想地，沿着平行询问路径1和2的温度曲线将非常相似。然而，这不是图8B中的情况。这些温度曲线的区别是表面层热力学特性不稳定的一个指示。左侧配料251的“蛇行(snaking)”性质是表面层热力学特性不稳定的另一个指示。这样的蛇行可以导致图9中假设地描绘的情形。在图9中，在熔融配料252下方的玻璃液250经历不同的对流状况，这可能会造成期望的热点254从期望的位置移动到炉259更热的一侧，从而分别在该炉的左侧L和右侧R产生对流路径256、258，它们在所述体积的玻璃液内是不对称的。这样的不对称对流样式可以对玻璃属性有影响。因此，在一个实施方案中，询问温度记录图以确定表面层热力学特性存在不稳定包括查找表面层温度分布和流中的异常。
有各种方法来询问所述温度记录图，以得到关于表面层热力学特性不稳定的信息。在一个实施方案中，所述温度记录图被加载到视频播放器或配备有视频播放器的计算机中。然后操作者以选定的速度回放在选定的频率范围——例如在1/120Hz和30Hz之间——捕获的一序列温度记录图。当回放所述温度记录图时，该操作者检查所述温度记录图以寻找表面层热力学特性的趋势。在另一个实施方案中，自动化工具采用所述温度记录图作为输入，分析所述温度记录图以寻找表面层热力学中的趋势，并生成各种在表面层热力学稳定性的评估中有用的输出。该自动化工具可以是任何运行如下计算机可执行程序的通用计算机，所述程序被设计为执行分析所述温度记录图并生成在表面层热力学特性不稳定的评估中有用的输出的任务。
在一个实施例中，该程序当被处理器(例如图5中的184)执行时选择一个温度记录图，例如从存储或记忆器件或数据获取单元(例如图5中的186、192)中进行选择，并沿着所选择的询问线——例如熔化炉的左侧和右侧的泡沫层上方的线——生成热曲线。这些曲线提供了沿着该熔化炉的左侧和右侧的玻璃附近的瞬态温度曲线。该程序可以针对几个温度记录图生成热曲线，使得操作者可以观察这些热曲线随时间如何变化。该程序也可以比较从每个温度记录图获得的热曲线，并且，如果在这些热曲线之间发现显著差异，则生成指示表面层热力学特性不稳定的标志。除了生成标志，如果检测到明显的不稳定性，该程序还可以发起警报。
在另一个实施例中，该程序选择一个温度记录图，并将该温度记录图的对应于该表面层的部分分成对称的两半，该分割是沿着该炉的长度进行的。然后该程序比较这两半的温度。例如，该程序可以针对每一半计算一个平均温度，然后比较所述平均温度。如果在所述平均温度中存在显著区别，则该程序可以生成指示表面层热力学特性不稳定的标志。可以针对几个温度记录图重复这一处理，使得操作者可以观察表面层各半之间的对称或不对称随时间如何变化。
在另一个实施例中，该程序从一个温度记录图针对每个馈送窗计算配料对空气的比率。从这一比率，确定了针对每个馈送窗的瞬态填充率。针对左馈送窗的填充率可以与针对右馈送窗的填充率比较，以确定是否存在馈送不对称。如果发现了馈送不对称，则该程序可以生成一个标志，其将提示操作者修正该馈送不对称，因为这样的馈送不对称可以在该炉中的表面层中产生不平衡的流。或者，该程序可以调节负责馈送窗处的填充率的控制参数。该调节可以进行为直到在这两个馈送窗之间实现馈送对称。
该程序可以连同熔化参数(例如，玻璃底侧热耦输出、每个电极对上的对地电压、每个燃烧器对的热通量、熔化炉空气压力)一起显示温度记录图分析的结果，使得可以容易地评估调节控制参数对这些熔化参数的影响。该程序也可以基于温度记录图分析的结果来指示要调节哪些控制参数。该程序也可以直接调节控制参数，以实现更稳定的表面层热力学特性。该程序也可以发起警报，如上面解释的。
上面公开的***/技术，经由配置有执行上述操作的算法的软件，可以是完全自动/自治的。这些方面可以通过对具有适当硬件的一个或更多合适的通用计算机进行编程来实施。该编程可以通过使用一个或更多程序存储器件来完成，所述程序存储器件是处理器可读的，且被编码有一个或更多用于执行上述操作的计算机可执行指令程序。该程序存储器可以采取的形式有，例如，一个或更多软盘、CD ROM或其他光盘、磁带、只读存储器芯片(ROM)，以及其他本领域众所周知的或今后将开发出的形式。该指令程序可以是目标代码，即，被计算机多多少少直接可执行的二进制形式，或在执行之前要求汇编或编译的源代码，或一些中间形式，诸如部分汇编代码。程序存储器件和指令编码的确切形式在这里是非实质性的。
虽然已经根据有限数量的实施方案描述了本发明，但受益于本公开内容的本领域技术人员应意识到，可以设计出不脱离本文公开的本发明范围的其他实施方案。据此，本发明的范围应仅由所附权利要求限定。

Claims (8)

1.一种用于熔化玻璃的方法，包括以下步骤：
(i)在一组控制参数下操作玻璃熔化炉；
(ii)将玻璃配料馈送到所述玻璃熔化炉中；
(iii)将所述玻璃配料熔化成玻璃液，其中在所述熔化期间，所述玻璃液上方形成了表面层，所述表面层包括所述玻璃配料的一部分和泡沫；
(iv)获得所述玻璃熔化炉的内部的多个温度记录图；
(v)分析所述温度记录图，以确定所述表面层的热力学特性中是否存在不稳定性；以及
(vi)调节这组控制参数，以降低所确定的所述表面层的热力学特性中的不稳定性，
其中步骤(v)包括：
(vii)分析所述温度记录图中的至少一个，以获得沿着第一询问路径的第一温度曲线以及沿着第二询问路径的第二温度曲线；以及
(viii)比较所述第一温度曲线与所述第二温度曲线，以确定所述第一温度曲线和所述第二温度曲线不同的程度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(v)包括：
(ix)将所述温度记录图中的至少一个的对应于所述表面层的部分分成对称的两半；以及
(x)比较这两半，以确定这两半的热不对称性的程度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(ii)包括：通过所述熔化炉的壁中的第一馈送窗和第二馈送窗来馈送所述配料。
4.根据权利要求3所述的方法，其中步骤(v)包括：
(xi)从所述温度记录图中的至少一个确定所述第一馈送窗的第一配料填充率以及所述第二馈送窗的第二配料填充率；以及
(xii)比较所述第一配料填充率与所述第二配料填充率，以确定所述第一配料填充率和所述第二配料填充率不同的程度。
5.一种玻璃熔化炉成像设备，包括：
支架；
热控的罩，其联接到所述支架，所述热控的罩具有前端，所述前端被配置以***所述炉的观察口，所述热控的罩包括布置于其内部的透镜托和用于使冷却流体循环的两个独立的流动路径，其中所述独立的流动路径中的一个流动路径被布置以将第一冷却流体循环至所述罩的前端，以及所述独立的流动路径中的另一个流动路径被布置以将第二冷却流体循环至所述透镜托；
红外传感器，其联接到所述支架；
透镜，其被布置于所述热控的罩内并且被所述透镜托支撑，并光学地联接到所述红外传感器；以及
致动器，其联接到所述支架，用于移动所述支架。
6.根据权利要求5所述的玻璃熔化炉成像设备，还包括热控的传感器护套，在该热控的传感器护套中布置有所述红外传感器。
7.根据权利要求5所述的玻璃熔化炉成像设备，还包括带通滤波器，该带通滤波器布置在所述红外传感器与所述透镜之间的光学路径中。
8.根据权利要求7所述的玻璃熔化炉成像设备，其中所述带通滤波器具有0.85μm的中心波长。
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