[发明专利]用于确定材料板形状的方法和用于确定玻璃物品形状的方法

说明书

本申请是申请日为2009年8月26日、申请号为200910205772.8、名称为“用于确定玻璃板的形状的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于确定玻璃板的形状的系统和方法。更具体地说，提供了用于在以熔融下拉工艺形成过程中和/或之后确定玻璃板形状的系统和方法。

背景技术

最近，重大关注已集中在用于各种应用的玻璃板的形状特征上，所述应用包括液晶显示器（LCD）应用。比如，用于LCD应用的玻璃板应当具有低的形状可变性和低的致密度。表征玻璃板形状的能力是一个有用的工艺手段，但是在形成过程中和之后测量玻璃板形状的现有技术受限于数据的质量和数量两者。

不接触其表面，测量大块玻璃的形状，比如，具有一侧表面积超过9m²的玻璃板，因该玻璃的高的光透射和镜面反射而复杂化。目前用于物体形状测量的很多技术依靠基板表面的光的漫散射，但是由于玻璃的反射性质，这些技术不易适应于玻璃板形状的确定。另外，依靠反射光的方法通常受限于小的观察领域或非常大的传感器，所述传感器接近所测量的玻璃板的大小。这些传感器通常必须放置在相对于该玻璃的反射角上才能有效运行。因此，一般需要一个传感器阵列或单个传感器追踪来确定该玻璃板的形状，从而增加了这些系统的成本和复杂性。而且，由于有限的空间和常遇到的恶劣环境，这样的系统常常太大，不能集成进玻璃形成工艺中。

在形成玻璃板的传统的浮法工艺中，熔融的玻璃流到并布满熔融锡的池或浴的表面。该工艺已经应用了几十年，负责用于各种应用的高质量玻璃板的快速供应，特别是窗玻璃。

在某些应用中，玻璃板需要具有高于那些适于窗玻璃的特性的特性（比如，平整、薄、致密等等）。针对这些应用，已经找到熔融下拉工艺来生产异常高质量（如，表面光洁）的玻璃板，而不需要通常对浮法形成的玻璃板来说的后续表面调节（如，研磨）。

在熔融下拉工艺中，熔融的玻璃基材料提供给一个包含槽的耐火物。该熔融材料溢出该槽，并且以分离的流束流过该耐火物，仅在该耐火物的底部重新聚合，形成具有原始表面的玻璃带。在熔融工艺中该玻璃带的形状是所制造的玻璃的质量特征的早期指示物，包括生成的玻璃板的尺寸稳定性，因此期望得到。

发明内容

公知许多材料在以合适能量受激时会发出荧光。依照本发明，制得包括一个或多个荧光种类（如，离子）的玻璃，使其通过用合适波长的光照射该玻璃发出荧光。已知的引起荧光的材料（活化剂材料）包括，但不限于铀、锰、钼、钛、银、钨、硼、锂、碲、铋、锡、钙、锗、铟和铅。前述的任何一种或多种，或者导致玻璃材料中的荧光的其它任何材料，当包含进玻璃组合物中时都可以作为合适的荧光活化剂。导致玻璃中的荧光的必要的光波长依赖于特殊的材料，但是常常为紫外（UV）波长范围内的一个波长。

该玻璃体内的荧光可以用于通过几何三角测量确定该玻璃在荧光点的位置。在一个例子中，一个用于估算玻璃带形状定义内部体积的的系统可以包括一个光源、一个图像捕获装置和一个处理器。该光源可以配置成将光束以预定的角度沿着预定的发射向量发射在该玻璃板的选定部分上。该光束配置成在该玻璃板的选定部分的体积内引起该玻璃板发荧光，并且发射荧光能量。

图像捕获装置可以包括配置成从该玻璃带读出所发射的荧光能量的传感器。该图像捕获装置还可进一步产生基于映像到该传感器上的光能量的位置和幅度的信号。该处理器接收该传感器产生的该信号并确定该玻璃的发荧光部分和该图像捕获装置（如，照相机）之间的向量。给出两个向量（发射的和接收的）和其它固定的几何系统参数，该处理器可以通过三角测量确定荧光发射的位置。

通过改变出射光向量的角度，该处理器可以引起多个表示该玻璃的离散位置的发射点产生。从这些离散点，该处理器可以确定该玻璃带或板的形状。或者，结构化的光可以射在该玻璃板上，引起多个发射点同时产生，大大加快该形状测量。

在一个实施方式中，公开了一种确定玻璃板形状的方法，包括提供一个玻璃板，利用光束照射该玻璃板的内部部分，其中该光束包括选来引起该玻璃板的内部部分发射荧光能量的波长，以及确定该发荧光的内部部分的能量质心的位置。

在另一个实施方式中，描述了一种确定玻璃板形状的方法，其包括提供一个玻璃板和将光束射在该玻璃板上的多个预定位置，其中该光束包括选来引起该玻璃板的内部部分发射荧光能量的波长。该内部部分发射的生成的荧光能量于是被映像到传感器上，从而确定该发荧光的内部部分的能量质心的位置。这些步骤可以重复执行于该玻璃板上的多个位置，从而得到多个能量质心位置，从中可以确定该玻璃板的形状。