[发明专利]扫描式玻璃色差测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及镀膜玻璃生产、质量监控领域，尤其涉及镀膜玻璃光学参数——色差的在线监测方法和检测装置。

背景技术

镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、金属氧化物或其它无机材料，以改变玻璃的光学性能，满足某些特定要求。色差是衡量镀膜玻璃质量的重要指标，它代表了镀膜玻璃表面颜色的一致性。因此检测镀膜玻璃的色差，对于检测镀膜玻璃质量、改善镀膜控制工艺、提高镀膜性能，实现镀膜性能与工艺参数互动的自动化控制以及性能优化设计都具有重要的现实意义。

目前，现有离线测量和在线定点式测量两种方法，而这两种方法都有其局限性：离线测量，生产效率低、检测实时性差，无法实时控制工艺环节；在线定点式测量，通过设置几个探头来固定采样几点，不能全面反映玻璃带整体性能参数。一味增加探头数势量势必造成成本提高，同时也会给安装带来诸多不便。而且各探头的一致性也较难保证。

发明内容

为了解决现有技术中镀膜玻璃、尤其是生产线上的玻璃带色差的自动测量问题，本发明提供一种扫描式玻璃色差测量装置及其测量方法。该发明解决了在玻璃生产线现场人工进行色差测量时劳动强度大、效率低和在线定点式测量测量效果差等问题。

为了实现上述目的，本发明技术方案是：提供一种扫描式玻璃色差在线测量装置，所述装置包括玻璃生产线传动装置的传动辊(10)以及传动辊(10)输送的玻璃带(9)。其中，一对位于玻璃生产线传动辊(10)两侧的测量支架(11)固定在底座(1)上，所述测量支架(11)的上部安装平行于传动辊(10)的轨道(7)，轨道(7)上设有滑块(5)，其上安装光学探头(6)。电机(3)及电机控制器(2)安装于测量支架(11)的一侧，电机(3)通过传动带带动滑块(5)在轨道(7)上滑动，所述轨道(7)与玻璃带(9)的运动方向垂直。光学探头(6)下端到玻璃带(9)的距离为L，L＝20mm～120mm。光学探头(6)为多束光纤，所述多束光纤包括光源束和接收束，光学探头(6)为反射型，光源组件与接收探测组件均在玻璃带(9)同一侧；

两侧支架(11)上分别安装位置传感器(12)的光电开关(4，8)，位置传感器(12)的数据线接至下位机(14)，下位机(14)连接电机控制器(2)，下位机(14)的RS232串口连接至工控机(13)的RS232串口；光学探头(6)的数据线接至色差数据采集器(15)，色差数据采集器(15)输出线连接工控机(13)的USB接口；

工控机(13)的操作系统采用Windows XP或以上版本；工控机(13)的测量控制软件用BCB开发编写，测量控制软件的功能有：系统复位与自检；有定点离线测量标准样品和扫描在线测量两种工作模式；测量开始前，可进行原始参考数据及相关参数的设定，并且具有参数记忆功能；

由下位机(14)控制的光学探头(6)的位置与工控机(13)有效测量位置保持一致，实现测量同步。

工控机(13)的数据处理与曲线跟踪显示：数据存储入数据库、历史数据查询、报表输出、超标报警和远程控制。

本发明测量玻璃色差的方法是使用扫描式玻璃色差测量装置。光学探头(6)为多束光纤，包括光源束和接收束，使用扫描式玻璃色差测量装置，光源束垂直照射到玻璃带(9)表面，接收束接收到从样品反射回的特征光，进入色差数据采集器(15)实现数据采集与预处理，接着进入工控机(13)实现数据再处理，分析计算出与色差相关的各种参数(光谱反射比，三刺激值，L^*、a^*、b^*)；与此同时，下位机(14)控制的X方向电机(3)驱动的定位机械，使光学探头(6)的位置信息回馈工控机(13)实现同步。工控机(13)处理反射光谱数据，得到该测量点的参数信息，绘出并在工控机(13)屏幕显示出色差、光谱反射比，三刺激值，L^*、a^*、b^*。自动评定玻璃带(9)的色差质量等级，数据存储入数据库，实现超标报警，分级打标等处理工作。色差数据采集器(15)的性能优劣直接影响测量精度与测量的实时性。采样处理速度快则采样点多，测量结果的代表性好，可较全面的、真实的反映出整体玻璃带的色差指标。

本发明的有益效果是：

1.扫描式非接触在线测量，可以实时测量玻璃生产线上多种规格产品的色差参数；

2.较传统离线、定点在线测量方法，代表性误差小，精度高，较真实地反映了产品整体颜色一致性；

3.数据管理科学，方便查询；