JP7464689B2 - 複数のガラス容器の壁の厚さを測定するための設備及び方法 - Google Patents
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Description
i)速度ベクトルと、滴がブランク金型に落下したときの滴の中心とを含む投入パラメータ、
ii)滴における熱の分布、
iii)金型の冷却。
容器の互いに正反対側にある第1の側及び第2の側から容器から放出された放射を測定し、それにより、第1の側に沿って配置された容器の第1の壁及び第2の側に沿って配置された容器の正反対側の第2の壁から放出された放射を計算に入れることを選択すること、
2,800nmから4,000nmの範囲の第1のスペクトルバンドで、かつ第2のスペクトルバンドで容器から放出された放射を測定することを選択すること、ここで、これらの2つのスペクトルバンドは別個のものであって、かつ、
一方では、ガラスによる放射の吸収率が、複数の容器の温度に対して2つのスペクトルバンドで異なり、
他方では、少なくとも第1のスペクトルバンドで、ガラスによる放射の吸収率が、
第1の壁に由来する、容器の第1の側から測定された放射が、第1の壁から放出された放射と、第2の壁から放出されるとともに吸収を伴いつつ第1の壁を透過した放射との合計であり、合成された放射は、第1及び第2の壁の厚さ及び温度に依存し、
第2の壁に由来する、容器の第2の側から測定された放射が、第2の壁から放出された放射と、第1の壁から放出されるとともに吸収を伴いつつ第2の壁を透過した放射との合計であり、合成された放射は、第1及び第2の壁の厚さ及び温度に依存するようになっている、
ように選択され、
容器の第1の側から、第1のスペクトルバンド及び第2のスペクトルバンドにおける第1の壁に由来する放射の強度と、容器の第2の側から、第1のスペクトルバンド及び第2のスペクトルバンドにおける第2の壁に由来する放射の強度とを同時に測定すること、
第1及び第2のスペクトルバンドにおける第1の壁に由来する放射の強度の測定値と、第1及び第2のスペクトルバンドにおける第2の壁に由来する放射の強度の測定値とから、第1のスペクトルバンドにおける放射の強度において、一方の壁から放出された放射と、吸収を伴いつつ通過しかつ他方の正反対側の壁に由来する放射とを計算に入れることによって、少なくとも第1の壁の厚さ及び第2の壁の厚さを特定すること。
第2のスペクトルバンドにおいて、ガラスによる放射の吸収率は、第1のスペクトルバンドの放射の吸収率とは異なっており、一方では、第1の壁に由来する、容器の第1の側から測定された放射は、第1の壁から放出された放射と、第2の壁から放出されかつ第1の壁を透過した放射との合計であり、他方では、第2の壁に由来する、容器の第2の側から測定された放射は、第2の壁から放出された放射と、第1の壁から放出されかつ第2の壁を透過した放射との合計であるようになっており、合成された放射は、第1及び第2の壁の厚さ及び第1及び第2の壁の温度に依存し、
第1の壁の温度及び第2の壁の温度はまた、第1及び第2のスペクトルバンドにおける第1の壁の放射の強度の測定値と、第1及び第2のスペクトルバンドにおける第2の壁の放射の強度の測定値とから、第1のスペクトルバンドにおける放射の強度において、吸収を伴いつつ透過しかつ反対側に位置する壁に由来する放射を計算に入れることによって特定される。
第2のスペクトルバンドにおいて、ガラスによる放射の吸収率は、一方では、第1の壁に由来する、容器の第1の側から測定された放射が、第1の壁の表面からのみ放出された放射であり、他方では、第2の壁に由来する、容器の第2の側から測定された放射が、第2の壁の表面からのみ放出された放射であるようになっており、放射は温度にのみ依存し、
第2のスペクトルバンドにおける第1の壁の放射の強度の測定値と、第2のスペクトルバンドにおける第2の壁の放射の強度の測定値とのそれぞれから第1の壁の温度及び第2の壁の温度を特定すること、
1,100nmから2,600nmの範囲の第2のスペクトルバンドにおいて容器から放出された放射を測定することを選択すること、
4,500nmを超える範囲、好ましくは5,000nmを超える範囲の第2のスペクトルバンドにおいて容器から放出された放射を測定することを選択すること、
少なくとも2つのバイスペクトル赤外線カメラを使用して放射を同時に測定すること、ここで、各カメラは、各容器について、その観察視野に位置する容器の壁の放射の少なくとも2つの赤外線画像を提供する。
容器の第1の側に位置する容器の第1の壁及び正反対側の第2の側に位置する容器の第2の壁から放出された放射を計算に入れるために、複数の容器の上記経路の両側に互いに正反対側に配置された少なくとも第1及び第2のバイスペクトル赤外線カメラと、ここで、各カメラは、2,800nmから4,000nmの範囲の第1のスペクトルバンドで、かつ第2のスペクトルバンドで、その観測視野に位置する容器の壁の放射の2つの赤外線画像を提供し、これらの2つのスペクトルバンドは、別個のものであり、かつ、
一方では、ガラスによる放射の吸収率が、複数の容器の温度に対して2つのスペクトルバンドで異なり、
他方では、少なくとも第1のスペクトルバンドで、ガラスによる放射の吸収率が、
第1の壁に由来する、容器の第1の側から測定された放射が、第1の壁から放出された放射と、第2の壁から放出されるとともに吸収を伴いつつ第1の壁を透過した放射との合計であり、合成された放射は、第1及び第2の壁の厚さ及び温度に依存し、
第2の壁に由来する、容器の第2の側から測定された放射が、第2の壁から放出された放射と、第1の壁から放出されるとともに吸収を伴いつつ第2の壁を透過した放射との合計であり、合成された放射は、第1及び第2の壁の厚さ及び温度に依存するようになっている、
ように選択され、
第1のカメラで、第1のスペクトルバンド及び第2のスペクトルバンドにおける第1の壁の放射の強度を測定する2つの画像と、第2のカメラで、第1のスペクトルバンド及び第2のスペクトルバンドにおける第2の壁の放射の強度を測定する2つの画像とを同時に取得するように、上記バイスペクトル赤外線カメラの動作を駆動するためのシステムと、
第1のスペクトルバンドにおける第1の壁に由来する放射の強度の測定値と、第2のスペクトルバンドにおける第1の壁に由来する放射の強度の測定値とをそれぞれ提供する2つの画像と、第1及び第2のスペクトルバンドにおける第2の壁の上記2つの画像とを分析することにより、第1のスペクトルバンドにおける放射の強度において、一方の壁から放出された放射と、吸収を伴いつつ透過しかつ反対側に位置する壁に由来する放射とを計算に入れることによって、少なくとも第1の壁の厚さ及び第2の壁の厚さを特定するように構成されたコンピュータと、
を含む。
バイスペクトラル赤外線カメラを含んでいてもよく、バイスペクトラル赤外線カメラは、
ビームスプリッタと、ここで、その下流で、光線は2つの別個の下流ビームに分離され、
ビームスプリッタの下流で、1つ又は2つの画像平面に設置された2つの別個のセンサ又は2つのセンサ部分と、ここで、それぞれは2つの別個の下流ビームのうちの1つを受け取り、第1のセンサ又は第1のセンサ部分は、第1のスペクトルバンドにおいて第1の放射ビームを受け取り、第2のセンサ又は第2のセンサ部分は、第2のスペクトルバンドにおいて第2の放射ビームを受け取り、
各画像平面上の光学的共役により、第1のスペクトルバンド及び第2のスペクトルバンドのそれぞれにおいて容器の光学画像を形成するレンズによって上記スプリッタの上流又は下流に形作られている第1及び第2のビームと、
第1のスペクトルバンド及び第2のスペクトルバンドをそれぞれ選択する1つ又は複数の光学フィルタによってフィルタリングされている第1及び/又は第2のビームと、
を含む。
センサ平面上の光学的共役により、容器が通過する視野の光学画像を形成するレンズと、
2つの別個のリニアセンサ部分と、ここで、2つのリニアセンサ部分は、レンズの視野での容器の移動中に、2つのリニアセンサ部分のそれぞれを用いて走査画像が生成されるように配置された垂直である自身の支持線を有し、
第1のスペクトルバンドにおける第1の放射ビーム部分を受け取る第1のリニアセンサ部分と、
第2のスペクトルバンドにおける第2の放射ビーム部分を受け取る第2のセンサ部分と、
第1のスペクトルバンド及び第2のスペクトルバンドを選択するために、光ビームの経路上に配置された少なくとも1つの光学フィルタと、
を備える。
は、上記壁の熱放射
及び透過した放射
を含み、後者は、少なくとも部分的に壁21に吸収され、そのため透過率
を持ち、厚さe2及び温度T2を有する、第2の壁22の熱放射
である。同様に、厚さ及び温度に感度を持つ第1のスペクトルバンドλ1における容器の厚さe2及び温度T2を有する、第2の壁22の感知された放射
は、上記壁の熱放射
及び透過した放射
を含み、後者は、少なくとも部分的に壁22に吸収され、そのため透過率
を持ち、厚さe1及び温度T1を有する、第1の壁21の放射である。上記において、波長λ1についての透過率
及び
は、方程式[6]に従って透過した壁の厚さに依存するが、温度の影響は無視できる。
は、波長λ2において上記壁から放出された熱放射、すなわち
及び放射
を含み、後者は、少なくとも部分的に壁21に吸収され、そのため透過率
を持ち、厚さe2及び温度T2を有する、第2の壁22の放射である。同様に、厚さ及び温度に感度を持つ第2のスペクトルバンドλ2における容器の厚さe2及び温度T2を有する、第2の壁22が受け取った放射
は、上記壁の放射
及び放射
を含み、後者は、少なくとも部分的に壁22に吸収され、そのため透過率
を持つ、厚さe1及び温度T1を有する、第1の壁21の放射である。
から知ることが可能であるという事実に基づいている。上記複数の方程式は、今しがた説明したように、放射についてのプランクの法則と透過率のランベルトベールの法則から導かれたものである。複数の容器の及び材料の、あるいはパラメータの識別又は校正方法の先験的な知識が、複数の容器の所定の生産についてこれらの方程式を正確に特定することにつながる。
第1の壁21に由来する、容器2の第1の側から測定された放射が、第1の壁21から放出された放射と、第2の壁22から放出されるとともに吸収を伴いつつ第1の壁21を透過した放射線との合計であり、それにより、合成された放射は、第1及び第2の壁の厚さ及び温度に依存し、
第2の壁22に由来する、容器2の第2の側から測定された放射線が、第2の壁に22よって放出された放射と、第1の壁21から放出されるとともに吸収を伴いつつ第2の壁22を透過した放射との合計であり、それにより、合成された放射は、第1及び第2の壁の厚さ及び温度に依存するようになっている、
ように選択される。
及び
は1に等しくないため、減衰量はゼロではない。ゼロ減衰量は、標準の容器には当てはまらない。減衰量がゼロであると、2つの壁の区別なしで2つの壁の厚さの合計e1+e2のみが測定されることになる。逆にいえば、吸収率の総計が、
又は
である場合、これはガラスが第1のスペクトルバンドで不透明であることを意味する。この場合、厚さにかかわらず、この第1のスペクトルバンドにおいて、前壁の表面温度のみが測定される。
は、表面温度にのみ感度を持つ。同様に、第2のスペクトルバンドにおいて容器の第2の壁から放出された放射
は、表面温度にのみ感度を持つ。
ビームスプリッタ20と、ここで、その下流で光線は2つの別個の下流ビームに分離され、
ビームスプリッタ20の下流で、1つ又は2つの画像平面に設置された2つの別個のセンサ21、22(図7)又は2つのセンサ部分(図8)と、ここで、それぞれは2つの別個の下流ビームのうちの1つを受け取り、第1のセンサ又は第1のセンサ部分は、第1のスペクトルバンドにおいて第1の放射ビームを受け取り、第2のセンサ又は第2のセンサ部分は、第2のスペクトルバンドにおいて第2の放射ビームを受け取り、
各画像平面上の光学的共役、すなわち各センサ又はセンサ部分、により、第1のスペクトルバンド及び第2のスペクトルバンドのそれぞれにおいて容器の光学画像K1、K2を形成するレンズ23によって、スプリッタ20の上流又は下流に形作られている第1及び第2のビームと、
例えば、それぞれ第1のスペクトルバンド及び第2のスペクトルバンドを選択するバンドパスタイプの1つ又は複数の光学フィルタ25、26によってフィルタリングされている第1及び/又は第2のビームと、
を備える。
センサ平面上の光学的共役により、容器が通過する視野の光学画像K3を形成するレンズ23と、
2つの別個のリニアセンサ部分41、42と、ここで、2つのリニアセンサ部分41、42は、レンズ23の視野での容器の移動中に、2つのリニアセンサ部分のそれぞれを用いて走査画像が生成されるように配置された垂直である自身の支持線s1、s2を有し、
第1のスペクトルバンドにおける第1の放射ビーム部分31を受け取る第1のリニアセンサ部分41と、
第2のスペクトルバンドにおける第2の放射ビーム部分32を受け取る第2のセンサ部分42と、
第1のスペクトルバンド及び第2のスペクトルバンドを選択するために、上記レンズと2つのリニアセンサ部分41、42との間の光ビームの経路上に配置された少なくとも1つの光学フィルタ45と、
を備える。
Claims (13)
- 成形キャビティから出てくる複数の高温ガラス容器(2)の厚さを測定するための方法であって、
前記容器の互いに正反対側にある第1の側(I)及び第2の側(II)から前記容器(2)から放出された放射を測定し、それにより、前記第1の側に沿って配置された前記容器の第1の壁(21)及び前記第2の側に沿って配置された前記容器の正反対側の第2の壁(22)から放出された放射を計算に入れることを選択することと、
2,800nmから4,000nmの範囲における第1のスペクトルバンド(λ1)で、かつ第2のスペクトルバンド(λ2)で前記容器(2)から放出された放射を測定することを選択することと、ここで、これらの2つのスペクトルバンドは別個のものであって、かつ、
一方では、前記ガラスによる放射の吸収率が、前記複数の容器の温度に対して前記2つのスペクトルバンドで異なり、
他方では、少なくとも前記第1のスペクトルバンド(λ1)で、前記ガラスによる放射の吸収率が、
前記第1の壁に由来する、前記容器の第1の側(I)から測定された放射が、前記第1の壁(21)から放出された放射と、前記第2の壁(22)から放出されるとともに吸収を伴いつつ前記第1の壁(21)を透過した放射との合計であり、合成された放射は、前記第1及び第2の壁(21、22)の厚さ及び温度に依存し、
前記第2の壁(22)に由来する、前記容器の第2の側(II)から測定された放射が、前記第2の壁(22)から放出された放射と、前記第1の壁(21)から放出されるとともに吸収を伴いつつ前記第2の壁(22)を透過した放射との合計であり、合成された放射は、前記第1及び第2の壁(21、22)の厚さ及び温度に依存するようになっている、
ように選択され、
前記容器の前記第1の側(I)から、前記第1のスペクトルバンド(λ1)及び前記第2のスペクトルバンド(λ2)における前記第1の壁(21)に由来する放射の強度と、前記容器の前記第2の側(II)から、前記第1のスペクトルバンド(λ1)及び前記第2のスペクトルバンド(λ2)における前記第2の壁(22)に由来する放射の強度とを同時に測定することと、
前記第1及び第2のスペクトルバンドにおける前記第1の壁に由来する放射の強度の測定値と、前記第1及び第2のスペクトルバンドにおける前記第2の壁に由来する放射の強度の測定値とから、前記第1のスペクトルバンドにおける放射の強度において、一方の壁から放出された放射と、吸収を伴いつつ通過しかつ他方の正反対側の壁に由来する放射とを計算に入れることによって、少なくとも前記第1の壁の厚さ及び前記第2の壁(22)の厚さを特定することと、
を含む方法。 - 前記第2のスペクトルバンド(λ2)において、前記ガラスによる放射の吸収率は、前記第1のスペクトルバンド(λ1)の放射の吸収率とは異なっており、一方では、前記第1の壁(21)に由来する、前記容器の前記第1の側(I)から測定された放射は、前記第1の壁(21)から放出された放射と、前記第2の壁(22)から放出されかつ前記第1の壁(22)を透過した放射との合計であり、他方では、前記第2の壁(22)に由来する、前記容器の前記第2の側から測定された放射は、前記第2の壁(22)から放出された放射と、前記第1の壁(21)から放出されかつ前記第2の壁を透過した放射との合計であるようになっており、合成された放射は、前記第1及び第2の壁の厚さ及び前記第1及び第2の壁の温度に依存する、
請求項1に記載の方法。 - 前記第1の壁(21)の温度(T1)及び前記第2の壁(22)の温度はまた、前記第1及び第2のスペクトルバンドにおける前記第1の壁(21)の放射の強度の測定値と、前記第1及び第2のスペクトルバンドにおける前記第2の壁(22)の放射の強度の測定値とから、前記第1のスペクトルバンドにおける放射の強度において、吸収を伴いつつ透過しかつ反対側に位置する壁に由来する放射を計算に入れることによって特定される、
請求項1又は2に記載の方法。 - 3,000nmから4,000nmの範囲の前記第1のスペクトルバンド(λ1)において前記容器から放出された放射を測定することが選択される、
請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第2のスペクトルバンド(λ2)において、前記ガラスによる放射の吸収率は、一方では、前記第1の壁(21)に由来する、前記容器の前記第1の側(I)から測定された放射が、前記第1の壁(21)の表面からのみ放出された放射であり、他方では、前記第2の壁(22)に由来する、前記容器の前記第2の側(II)から測定された放射が、前記第2の壁(22)の表面からのみ放出された放射であるようになっており、前記放射は温度にのみ依存する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第2のスペクトルバンド(λ2)における前記第1の壁(21)の放射の強度の測定値と、前記第2のスペクトルバンド(λ2)における前記第2の壁(22)の放射の強度の測定値とのそれぞれから前記第1の壁の温度及び前記第2の壁の温度(T1、T2)が特定される、
請求項5に記載の方法。 - 1,100nmから2,600nmの範囲の前記第2のスペクトルバンド(λ2)において前記容器から放出された放射を測定することが選択される、
請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 4,500nmを超える範囲、好ましくは5,000nmを超える範囲の前記第2のスペクトルバンド(λ2)において前記容器から放出された放射を測定することが選択される、
請求項5又は6に記載の方法。 - 前記放射は、少なくとも2つのバイスペクトル赤外線カメラ(11、12-13、14)を使用して同時に測定され、ここで、各カメラは、各容器について、その観察視野に位置する前記容器の壁の放射の少なくとも2つの赤外線画像を提供する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。 - 成形キャビティ(4)から出てきて並進経路(F)に沿って移動する複数の高温ガラス容器(2)の壁の厚さを測定するための設備であって、
前記容器の第1の側(I)に位置する前記容器(2)の第1の壁(21)及び正反対側の第2の側に位置する前記容器の第2の壁(22)から放出された放射を計算に入れるために、前記複数の容器の前記経路(F)の両側に互いに正反対側に配置された少なくとも第1(11)及び第2(12)のバイスペクトル赤外線カメラと、ここで、各カメラ(11、12)は、2,800nmから4,000nmの範囲の第1のスペクトルバンド(λ1)で、かつ第2のスペクトルバンド(λ2)で、その観測視野に位置する前記容器の壁の放射の2つの赤外線画像を提供し、これらの2つのスペクトルバンドは、別個のものであり、かつ、
一方では、前記ガラスによる放射の吸収率が、前記複数の容器の温度に対して前記2つのスペクトルバンド(λ1、λ2)で異なり、
他方では、少なくとも前記第1のスペクトルバンド(λ1)で、前記ガラスによる放射の吸収率が、
前記第1の壁(21)に由来する、前記容器の第1の側から測定された放射が、前記第1の壁(21)から放出された放射と、前記第2の壁(22)から放出されるとともに吸収を伴いつつ前記第1の壁(21)を透過した放射との合計であり、合成された放射は、前記第1及び第2の壁の厚さ及び温度に依存し、
前記第2の壁(22)に由来する、前記容器の第2の側(II)から測定された放射が、前記第2の壁(22)から放出された放射と、前記第1の壁(21)から放出されるとともに吸収を伴いつつ前記第2の壁(22)を透過した放射との合計であり、合成された放射は、前記第1及び第2の壁(21、22)の厚さ及び温度に依存するようになっている、
ように選択され、
前記第1のカメラ(11)で、前記第1のスペクトルバンド(λ1)及び前記第2のスペクトルバンド(λ2)における前記第1の壁(21)の放射の強度を測定する2つの画像と、前記第2のカメラ(12)で、前記第1のスペクトルバンド(λ1)及び前記第2のスペクトルバンド(λ2)における前記第2の壁(22)の放射の強度を測定する2つの画像とを同時に取得するように、前記バイスペクトル赤外線カメラ(11、12)の動作を駆動するためのシステム(15)と、
前記第1(λ1)のスペクトルバンドにおける前記第1の壁(21)に由来する放射の強度の測定値と、前記第2(λ2)のスペクトルバンドにおける前記第1の壁(21)に由来する放射の強度の測定値とをそれぞれ提供する2つの画像と、前記第1及び第2のスペクトルバンドにおける前記第2の壁の前記2つの画像とを分析することにより、前記第1のスペクトルバンドにおける放射の強度において、一方の壁から放出された放射と、吸収を伴いつつ透過しかつ反対側に位置する壁に由来する放射とを計算に入れることによって、少なくとも前記第1の壁(21)の厚さ及び前記第2の壁(22)の厚さを特定するように構成されたコンピュータ(16)と、
を含む設備。 - バイスペクトラル赤外線カメラ(11-14)を含むことを特徴とし、前記バイスペクトラル赤外線カメラは、
ビームスプリッタ(20)と、ここで、その下流で、光線は2つの別個の下流ビームに分離され、
前記ビームスプリッタ(20)の下流で、1つ又は2つの画像平面に設置された2つの別個のセンサ(21、22)又は2つのセンサ部分と、ここで、それぞれは前記2つの別個の下流ビームのうちの1つを受け取り、第1のセンサ又は第1のセンサ部分は、前記第1のスペクトルバンドにおいて第1の放射ビームを受け取り、第2のセンサ又は第2のセンサ部分は、前記第2のスペクトルバンドにおいて第2の放射ビームを受け取り、
各画像平面上の光学的共役により、前記第1のスペクトルバンド及び前記第2のスペクトルバンドのそれぞれにおいて前記容器の光学画像(K1、K2)を形成するレンズ(23)によって前記スプリッタ(20)の上流又は下流に形作られている第1及び第2のビームと、
前記第1のスペクトルバンド及び前記第2のスペクトルバンドをそれぞれ選択する1つ又は複数の光学フィルタ(25、26)によってフィルタリングされている前記第1及び/又は前記第2のビームと、
を含む、
請求項10に記載の設備。 - 各バイスペクトル赤外線カメラは、
センサ平面上の光学的共役により、容器が通過する視野の光学画像(K3)を形成するレンズ(23)と、
2つの別個のリニアセンサ部分(41、42)と、ここで、前記2つのリニアセンサ部分は、レンズ(23)の視野での容器の移動中に、前記2つのリニアセンサ部分のそれぞれを用いて走査画像が生成されるように配置された垂直である自身の支持線(s1、s2)を有し、
前記第1のスペクトルバンドにおける第1の放射ビーム部分(31)を受け取る前記第1のリニアセンサ部分(41)と、
前記第2のスペクトルバンドにおける第2の放射ビーム部分(32)を受け取る前記第2のセンサ部分(42)と、
前記第1のスペクトルバンド及び前記第2のスペクトルバンドを選択するために、前記光ビームの経路上に配置された少なくとも1つの光学フィルタ(45)と、
を備える、
請求項10に記載の設備。 - 前記光学フィルタ(25、26、45)は、2,800nmから4,000nmの範囲における前記第1のスペクトルバンド、及び4,500nmを超える範囲、好ましくは5,000nmを超える範囲の第2のスペクトルバンドを選択する、
請求項11又は12に記載の設備。
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