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技術 ガラス溶融炉内におけるガラス原料層のレベル検出方法

出願人 日本電気硝子株式会社
発明者 秋元隆公檜山幹雄
出願日 1992年8月7日 (28年4ヶ月経過) 出願番号 1992-232971
公開日 1994年3月1日 (26年9ヶ月経過) 公開番号 1994-056432
状態 特許登録済
技術分野 ガラスの溶融、製造
主要キーワード レベル検出装置 カメラモニタ パージエア 照射域 直接通電 計測ユニット 変形体 電気溶融炉
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年3月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

目的

ガラス溶融炉内において温度や気流の影響をうけることなく、表面が波打ち或は凹凸状態にあるガラス原料層面のレベルを確実に検出することができるガラス溶融炉内におけるガラス原料層面のレベル検出方法を提供する。

構成

ガラス溶融炉10内のガラス原料M層面に向けて所定入射角で光を照射しつつ、CCDカメラ12でガラス原料M層面上の光の照射域の画像を取り込み、光の照射部分と残余の部分を2値画像として処理し、前記画像上の照射部分の重心座標を求めて、該重心座標の移動量からガラス原料M層面のレベルを検出する。

概要

背景

一般に、ガラス溶融炉においては、溶融ガラス均質化を計るため、また、溶融ガラスの流出量を安定させるために、溶融ガラスの液面を一定に保ちながら操炉することが必要である。

ところで、ガラス溶融炉には、ガラス高温時に導電体となることを利用して、電極から直接通電してガラス原料溶融する形式のものがあり、この場合には、溶融ガラスの素地上をガラス原料層で覆う、所謂コールドトップの層を形成することにより溶融ガラスからの放熱を防ぎながらガラス原料を溶融するようにしている。このコールドトップの層の形成領域においてレベル検出を行うには、従来、超音波を用いた検出方法が考えられている。この方法は、超音波をガラス溶融炉内のガラス原料層面に向けて送波し、その音波がガラス原料層面から反射波として戻ってくるまでの時間を計測してレベル変換することにより、ガラス原料層面のレベルを検出するものである。

概要

ガラス溶融炉内において温度や気流の影響をうけることなく、表面が波打ち或は凹凸状態にあるガラス原料層面のレベルを確実に検出することができるガラス溶融炉内におけるガラス原料層面のレベル検出方法を提供する。

ガラス溶融炉10内のガラス原料M層面に向けて所定入射角で光を照射しつつ、CCDカメラ12でガラス原料M層面上の光の照射域の画像を取り込み、光の照射部分と残余の部分を2値画像として処理し、前記画像上の照射部分の重心座標を求めて、該重心座標の移動量からガラス原料M層面のレベルを検出する。

目的

従って、本発明の目的は、ガラス溶融炉内において温度や気流の影響をうけることなく、表面が波打ち或は凹凸状態にあるガラス原料層面のレベルを確実に検出することができるガラス溶融炉内におけるガラス原料層面のレベル検出方法を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

ガラス溶融炉内のガラス原料層面に向けて所定入射角で光を照射しつつ、CCDカメラでガラス原料層面上の光の照射域の画像を取り込み、光の照射部分と残余の部分を2値画像として処理し、前記画像上の照射部分の重心座標を求めて、該重心座標の移動量からガラス原料層面のレベルを検出することを特徴とするガラス溶融炉内におけるガラス原料層のレベル検出方法

技術分野

0001

本発明は、ガラス溶融炉におけるガラス原料層面のレベル検出方法に関する。

背景技術

0002

一般に、ガラス溶融炉においては、溶融ガラス均質化を計るため、また、溶融ガラスの流出量を安定させるために、溶融ガラスの液面を一定に保ちながら操炉することが必要である。

0003

ところで、ガラス溶融炉には、ガラス高温時に導電体となることを利用して、電極から直接通電してガラス原料を溶融する形式のものがあり、この場合には、溶融ガラスの素地上をガラス原料層で覆う、所謂コールドトップの層を形成することにより溶融ガラスからの放熱を防ぎながらガラス原料を溶融するようにしている。このコールドトップの層の形成領域においてレベル検出を行うには、従来、超音波を用いた検出方法が考えられている。この方法は、超音波をガラス溶融炉内のガラス原料層面に向けて送波し、その音波がガラス原料層面から反射波として戻ってくるまでの時間を計測してレベル変換することにより、ガラス原料層面のレベルを検出するものである。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、超音波の音速は温度の影響をうけ易く、また、気流の変化によって超音波の散乱が生じるために、従来の検出方法では、ガラス溶融炉内において高温雰囲気温度分布が変化したり、熱風が発生したりすると、レベル検出に誤差が生じたり、或はレベル検出ができなくなるという欠点がある。更に、温度や気流の変化による場合だけでなく、ガラス溶融炉内のガラス原料が粉体であるため送波した超音波が吸収されて反射波が減衰したり、ガラス原料層の表面が凹凸状態であるために超音波が散乱し易くなることから、ガラス溶融炉内のガラス原料層面のレベルを確実に検出できないという問題が生じている。

0005

従って、本発明の目的は、ガラス溶融炉内において温度や気流の影響をうけることなく、表面が波打ち或は凹凸状態にあるガラス原料層面のレベルを確実に検出することができるガラス溶融炉内におけるガラス原料層面のレベル検出方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、上記の課題及び目的に鑑みてなされたもので、ガラス溶融炉内のガラス原料層面に向けて所定入射角で光を照射しつつ、CCDカメラでガラス原料層面上の光の照射域の画像を取り込み、光の照射部分と残余の部分を2値画像として処理し、前記画像上の照射部分の重心座標を求めて、該重心座標の移動量からガラス原料層面のレベルを検出することを特徴とするガラス溶融炉内におけるガラス原料層のレベル検出方法である。。

0007

本発明によれば、ガラス溶融炉内のガラス原料層面に向けて所定入射角で照射された光の照射域の画像をCCDカメラで取り込み、光の照射部分と残余の部分を2値画像として処理し、画像上の光の照射部分の重心座標を求めることにより、ガラス原料層のレベルの変化に伴って移動する照射部分の重心座標の移動量からガラス原料層のレベルを検出する。

0008

以下、実施例に基づいて本発明のガラス溶融炉内におけるガラス原料層面のレベル検出方法を説明する。

0009

図1は、本発明方法を実施するためのレベル検出装置を備えたガラス溶融炉を示す概略図である。

0010

10はガラス溶融炉、11は光源となる照明部、12はCCDカメラである。

0011

ガラス溶融炉10は、溶融ガラスG中に電極13を備えた全電気溶融炉であり、溶融ガラスGの素地上にあるガラス原料M層は、電極13により直接通電される溶融ガラスGの熱を受けて次第に溶融される。照明部11は、ガラス原料M層面上に光を照射できるように、光の入射角が30°になるようにしてガラス溶融炉10の天井部に取り付けられている。CCDカメラ12は、ガラス原料M層上の照射域を画像として取り込むためのものであり、ガラス溶融炉10の天井部に前記照明部11の取り付け位置と対称位置に取り付けられている。CCDカメラ12には、画像処理をするための計測ユニット14が接続してあり、この計測ユニット14には、画像処理された映像を表示するカメラモニタ15を接続してあるとともに、D/A(デジタルアナログ変換器16を介して記録計17を接続してある。尚、前記照明部11の前面にはパージエア供給機構を備えた窓18を取り付け、前記CCDカメラ12の周りにはパージエアの供給機構を備えた水冷ケース19内を取り付けておくことにより、これらの部材が受ける熱を緩和するとともに、レンズ等に埃が付着しないようにしてある。

0012

かかるガラス溶融炉10内のガラス原料M層のレベルを検出するには、以下の要領で行う。

0013

ガラス溶融炉10の天井部に取り付けられた照明部11からガラス溶融炉10内のガラス原料M層面に向けて光を照射することにより、ガラス原料M層面上には光の照射部分が形成される。この照射部分とその周辺を含む照射域の画像をCCDカメラ12で取り込み、CCDカメラ12からの画像を計測ユニット14にて2値化することにより、光の照射部分を白色の画素に、残余の部分を黒色の画素にして、照射部分の大きさと動きを捕らえ易くする。2値化処理された画像はカメラモニタ15に表示されて、ガラス溶融炉10内のガラス原料M層のレベルが上下に変化すると、カメラモニタ15の画面上に白色画素で表される光の照射部分も上下に移動する。カメラモニタ15の画面上に白色画素で表される光の照射部分の形状は絶えず同一とは限らず、また、ガラス原料M層面が波打ち或は凹凸状態であるために必ずしも真円や楕円とはならないので、種々の変形体として表われる場合がある。従って、計測ユニット14にて、照射域の画像を2値化すると同時に、白色の画素で表された光の照射部分の重心座標を計算式に従って求め、その座標をガラス原料M層面のレベルを示す基準点として捕らえる。これにより、画像上の光の照射部分の大きさや形状の変化に係わりなく、ガラス原料M層面のレベルとして、より正確な結果が得られる。重心座標の結果は逐次、記録計17に記録され、ガラス溶融炉10内のガラス原料M層面のレベルが変化すると、カメラモニタ15に表される光の照射部分の重心座標も移動するので、記録計17に記録された重心座標からその移動量を算出して求めることにより、ガラス原料M層面のレベルを検出する。

発明の効果

0014

以上説明したように、本発明のガラス溶融炉におけるガラス原料層面のレベルを検出する方法によれば、ガラス溶融炉内において温度や気流の影響をうけることなく、表面が波打ちや凹凸状態に在あるガラス原料層面のレベルを確実に検出できる。

図面の簡単な説明

0015

図1本発明を実施するためのガラス溶融炉を示す概略図である。

--

0016

10ガラス溶融炉
11照明部
12CCDカメラ
14計測ユニット
17 記録計

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