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条纹照片的结构和解释..ppt

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    • 端面纹理照片的结构与解读 2001年熔化培训 1Jack.Xu(2006.03) 端面纹理照片的结构与解读 本篇将着重介绍下列内容: l波筋(有的厂称淋子,英文为Ream)和波筋比较指数(CRI) l什么是端面纹理照片(striagram) l端面纹理照片怎样获得 l端面纹理照片的结构及其形成: •基本的玻璃液流 •搅拌器的影响 •流道 l端面纹理照片问题举例 2Jack.Xu(2006.03) 波筋和波筋比较指数 玻璃中任何化学成分上的不均匀都能引起折射率的不同这种折射率 的不同就会在玻璃带上呈现为波筋,造成变形 皮尔金顿和PPG测量波筋一般是用强的点光源正面穿过玻璃,投影到 距离玻璃2米的白色屏幕上,然后将投影与标准波筋样板的投影比较 这些波筋样板按轻重分为0到7级: 0级:均匀一致,见不到任何波筋条纹 1级:仅仅是影影约约可见的模糊波筋条纹 4级:对于汽车玻璃,通常波筋条纹不允许超过4级 7级:可以见到明暗对比极其强烈和明显的波筋条纹,特别严重 波筋条纹的质量计量,是在玻璃带的可销售宽内,在每100mm宽度内 记录最严重的波筋等级数,然后求整个板宽的平均等级。

      3Jack.Xu(2006.03) 波筋和波筋比较指数 因为波筋的测试是基于比较的,因此在皮尔金顿它被称为波筋 比较指数(即CRI),而在PPG被称为平均波筋等级(即ARG) 当熔窑作业良好,而且配料系统和碎玻璃系统的作业也良好时 ,则玻璃带的平均波筋比较指数应该接近于0,一般不超过0.5 ,并且没有任何超过2级的单根波筋线 CRI的测定结果主要(但不是全部)是反映熔窑的生产状况 另外还有一些测试技术,如斑马角, inches 和the t.b.d.a.(双光 线变形分析仪)等,则在较大程度上、通常也更多地反映锡槽/ 成型相关变形的质量 4Jack.Xu(2006.03) 波筋--端面纹理照片 端面纹理照片是在整宽玻璃带的横断面上拍摄而成的照片,它们 显示了波筋的出现情况,如化学不均匀性以及它所引起折射率的 不同 端面纹理照片有典型的结构,它有下列因素形成: l正常的熔窑液流 l搅拌器的影响 l浮法流道 有一定规律的端面纹理照片有助于我们: l监控配料和熔化作业的稳定性 l更早的发现问题以及迅速的消除. 在发现熔窑引起的变形方面,端面纹理照片是必不可少的工具 但它对成型(锡槽)引起的变形方面,它有作用,但没有这么大。

      5Jack.Xu(2006.03) 端面纹理照片摄像镜(普通型) 端面纹理照片(striagram)是用端面纹理摄像镜拍得的,这种设备最 初由Glaverbel制造,其结构原理如下页示意图所示 通常是将玻璃带横宽切成4或5小片,然后在每小片上取下一条 20mm宽的小条着色玻璃,因颜色较深,可能需要更窄一些的小 条,但切割的难度会大一些在制作样品时,应当把玻璃带的自然 光边包括进去,因为它们包含着锡槽操作的重要特征信息 然后依次将每根样品小条放入盛有折射率油的液槽中,液槽由电动 机驱动,一束光线通过样品的横断面,由照相镜头聚焦产生图象, 由装在驱动辊筒上的胶片或像纸记录下来 照相镜头是一组圆筒形透镜,它能在垂直方向(厚度方向)上放大 通过一套与样品移动和圆盘旋转速度相连的机构,可在水平(宽度) 方向上压缩可以根据需要改变不同的放大和压缩倍数 6Jack.Xu(2006.03) 端面纹理照片摄像镜 (普通型) 玻璃样品 灯光和镜头系统 驱动系统 圆筒形镜头 缝 胶片或像纸 辊筒 溶液槽 7Jack.Xu(2006.03) 端面纹理照片摄像镜(数码型) 传统的使用胶片的端面摄像镜能够产生高质量的图象,但是有以下 几个不利条件: l它需要一间大约5平方米的暗室 l需要相当熟练和有经验的操作者 在过去的几年中,数码端面摄像镜得到了发展,这更简单的,不需 要暗室,并且可以输送到个人电脑中,然后可以对图象进行加工、 网络传送,别的地方也能通过互联网获得资料。

      它保留了折射率油液槽,但是用一个数码照相系统取代了装有胶片 或像纸的辊筒虽然这样的解决对于大多数应用已经足够好,但由 于受数码照相系统的像素限制,在细部的清晰度上,它没有最好的 传统的端面纹理照片好 8Jack.Xu(2006.03) 通过电子邮件发送端面纹理照片 在出现质量问题时,可以将断面纹理照片发往相关的 技术部门或其它机构寻求解释和帮助 数码端面纹理摄像镜产生的端面纹理照片更能轻易的 通过互联网和e-mail发送到相关的技术服务部门 普通胶片成像的端面纹理照片,通过照片发送, 其效果通常都很糟糕但现在可以把它们用扫描仪扫 描,然后把扫描所得图象通过e-mail发送 9Jack.Xu(2006.03) 用扫描仪扫描端面纹理照片 假设是把玻璃带横宽切成4小片的端面照片,每一小片应该是独立的, 如下图一样平放在扫描仪的玻璃上,并且要使扫描的区域最小: 请给出基本的信息:熔窑编号 、日期和时间,标明每一部 分的位置(左、左中、右中、 右),以及其它质量和操作信 息等 设置扫描器为扫描黑白照片 以*.tif 格式 *.bmp保存文件,保持文件的大小不超过电子邮件限制 的 2 MB,如果有必要,就将文件分解。

      10Jack.Xu(2006.03) 端面纹理照片 - 基本的结构 如前面所述,端面纹理照片的基本结构和特征是由下面的因素综合 造成: •熔窑中的玻璃液流(熔化部,卡脖,工作部) •搅拌器的作用及其特征介绍 •最后,流道和回流区的液流对照片基本结构所起的限制作用 下页幻灯片显示了端面纹理照片的基本结构 •“上部结构”直接由卡脖处的玻璃液流所形成,并且包含了搅拌器引起 的典型纹理 •“底部结构”由工作部内复杂的循环液流和二次循环液流所组成 对玻璃液流的理解,是对理解端面纹理照片最至关重要的,因此后 面会介绍基本的玻璃液流 11Jack.Xu(2006.03) 端面照片 - 基本的结构 搅拌器分界线搅拌线结构 上部结构 底部结构 “中心区 域” 12Jack.Xu(2006.03) 纵向的玻璃液对流 下面所示的是熔化量为500吨/日、生产透明白玻璃的熔窑的典型的中心 线上玻璃液对流: 500 1215 1715 430 2145 930 145 1075 500 575 575 13Jack.Xu(2006.03) 玻璃液流 - 示意图 底部上升流 熔窑边上的弱的下降流 顶部上升流 图的上部 - 靠近表面的液流 图的下部 - 靠近底层的液流 14Jack.Xu(2006.03) 卡脖处的玻璃液流 上图显示了卡脖搅拌器位置典型的纵向流。

      分界面是前进流和返回流之间的分界线它的深度随着卡脖水包的深 度、吨位、玻璃类型(着色或白色透明)的不同而不同,更为重要的是搅 拌器的操作(会使分界面下移) 返回流 (对流) 前进流 (对流 + 生产流) 分界面 - ve 0 + ve 速度 15Jack.Xu(2006.03) 纵向的玻璃液流 - 更详细的阐述 更详细的了解液流:进入流道的前进流实际是由3个支液流组成 123 1 1 2 2 3 3 2 1 16Jack.Xu(2006.03) 玻璃液流 - 从卡脖到流道 离开卡脖的玻璃液只有一部分进入流道,形成玻璃带:因此而得到端 面纹理照片 利用物理模型和计算机模型,下面是卡脖出口处的液流,其解释相当 简单: 1 5 22 44 33 5 5 到熔化部的返回流 前进流 (续) 17Jack.Xu(2006.03) 玻璃液流 - 从卡脖到流道 1 5 22 44 33 5 5 返回流 包括上升流、前进流,只有液流1、2、3进入流道: • 液流1和2:直接进入流道 • 液流3:在进入流道前要在工作部循环对流和二次循环(有一段非 常复杂的历史和结构) • 液流 4:在二次对流循环(回熔化部)前,先进入工作部角落的上游 和下游 • 液流 5:前进、下降、回流到上游,即熔化部(液流4和5的玻璃液 重新回到卡脖)后,再归入到前进流。

      18Jack.Xu(2006.03) 玻璃液流 - 卡脖到流道 现在我们能够理解这些液流是如何出现在图中这些断面上的: 4 3 1 2 5 44 4 19Jack.Xu(2006.03) 工作部的玻璃液流以及搅拌线结构 左面的示意图表示了“搅 拌线”结构,它能够在相 当高的清晰度的端面纹 理照片的上部看到 这个结构是一系列的同心椭圆,它由下列因素所造成:各个搅拌器相互 作用于液流、液流沿着工作部表面扩展前进、玻璃液经过闸板下,上表 面受到阻碍 搅拌线结构 20Jack.Xu(2006.03) 工作部的玻璃液流以及搅拌线结构 下图表明了理论上搅拌器产生扰动作用的玻璃液流的情况: • 沿着工作部前进 • 向两侧展开 • 中央和表面移动得较快 (但是分界面处向前移动的速度为0) • 就象玻璃通过闸板下面一样,玻璃上表面受到阻滞,因此建立一 个三维的抛物面液流模型,就成了图示的“搅拌线”结构 21Jack.Xu(2006.03) 搅 拌 线 结 构 理论上搅拌器的“扰动”作用产生的玻璃液流: • 沿着工作部前进 • 向侧面展开,中间比两边前进得更快 • 如图建立一个抛物面液流模型 搅拌器旋转一周产生两根 “搅拌线” 。

      因此,搅拌速度越快产 生的搅拌线越多,相互越靠得近,即搅拌线越密 22Jack.Xu(2006.03) 搅 拌 线 结 构 顺着工作部的玻璃液流: • 表面前进得更快 • 分界面上的速度为0 • 在这里建立一个半抛物面液流模型 玻璃上表面受到闸板阻滞(参考细节),因此同心抛物面形的“牛眼 ”会在上表面中心出现 23Jack.Xu(2006.03) 搅 拌 线 结 构 3. 上表面受到闸板阻 滞 放大的 “理论上”的端面纹理照片” 1. 卡脖出口处 2. 工作部中间 - 侧向和纵向展开的 影响 24Jack.Xu(2006.03) 工作部的玻璃液流 - 搅拌器分界线 前面的幻灯片描述了一对搅拌器的工作部液流,如Flachglas 的“梳子” 形搅拌器,多个“三叉式”或“Dident” 搅拌器的单向搅拌这种类型的 搅拌装置只允许一种液流进入工作部-因此梳子形或u/d 搅拌没有搅拌 器分界线 皮尔金顿集团的大多数熔窑都 有多个搅拌器-通常4个或6个三 叉式如果不是单向搅拌,将 有多种液流系统进入工作部-在 这些液流系统达到的地方引起 搅拌器分界线: 搅拌器分界线 25Jack.Xu(2006.03) 搅 拌 分 界 线 4 个搅拌器,挤压式搅拌 ——一条分界线 (理论上) 端面纹理照片 一条(中间) 分界线 26Jack.Xu(2006.03) 搅 拌 分 界 线 6 个搅拌器,挤压式搅拌——产生两条分界线 (理论上) 端面纹理照片 两条分界线 在边部 27Jack.Xu(2006.03) 搅 拌 分 界 线 搅拌分界线能够在不同的 位置以不同的形状出现, 但是他们的特征是他们顺 着顶部和底部的连接处延 伸。

      如果搅拌分界线的端部在断面纹理照片内直通表面,出现的问题可能是 : • 波筋:由于横向上玻璃到达的时间不同,因此可能的成分也不同 • 在改色期间, 他们可能来源于局部热对流,因为分界线周围的玻璃温度 较低 ,因此他有更长的搅拌时间 顶部直通表面 -可能会出现质量问题 顶部通往照片外 -不会产生质量问题 28Jack.Xu(2006.03) 搅拌分界线 - 4 个搅拌器 搅拌分界线只出现于多个搅拌器(4, 6 或更多)的挤压式搅拌的情况 实际中,搅拌分界线在透明白玻璃中不会成为问题 用4个搅拌器, 任何搅拌方向中轻微的不均匀, 或工作部两侧冷却的不 同都将导致工作部液流的不均匀,因此分界线会偏向一侧: 均匀液流 - 理论上的端。

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