[发明专利]一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置及方法

说明书

本发明公开了一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置及方法，包括管式炉，管式炉的炉管的一端设有进气孔，炉管的另一端设有出气孔，炉管内设有锡槽，锡槽的上方设有可升降的临时垫板，临时垫板用于衬托玻璃样品；成像系统，成像系统设置在管式炉的侧面，用于获取临时垫板上的玻璃样品的轮廓图；图像处理计算系统，图像处理计算系统与成像系统相连接，用于根据轮廓图计算和输出玻璃样品在高温状态下的表面张力数值。本发明将玻璃样品放置在临时垫板上，待锡槽充满锡液后，将玻璃样品放在锡液表面，测量值准确度较高，而且降低了锡液被氧化的风险。

技术领域

本发明涉及玻璃制造的技术领域，尤其涉及一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置。

背景技术

高温熔体表面张力的测试难于常温液体表面张力的测试。自1960年，最大液泡法应用于液体表面张力测试后，产生了一系列的表面张力测试方法，如滴重法、滴体积法、毛细管上升法、静滴法等。其中应用范围广，准确度较高、重复性较好的是静滴法，且该方法具有设备结构简单、样品量少、便于操作等优点。

静滴法又分为悬滴法和座滴法，两者的测试原理基本相同：利用 Young-Laplace方程描述平面上自然形成的液滴形状及液滴表面张力和表面压力的关系，计算表面张力数值。两者的差异在于熔体形成的方式不同。

应用静滴法时，无需使用试样垫板，试样熔化后形成悬垂熔滴，对悬滴的轮廓进行曲线拟合，计算得出熔体表面张力。应用座滴法时，将样品放置在垫板上，样品在高温下逐渐熔化，在自身表面张力和重力的共同作用下成椭球状，对熔滴轮廓进行曲线拟合，计算得出熔体表面张力。

专利CN201828495设计的高温熔体表面张力测试的悬滴形成装置，以及专利TW289661公开的一种玻璃熔体表面张力的测试方法及其悬滴形成方法，两者均采用的是悬滴法测量，专利CN201828495采用的铂铑合金针管形成悬滴的方法，成本高，残余样品清洗困难的缺点，虽然专利TW289661在形成悬滴的方法和残余样品清洗方面进行了改进，但是样品表面张力受接触物的润湿性影响很大，当接触物改变是表面张力会发生改变，而本发明以浮法工艺生产为设计原则，专门针对浮法生产玻璃的表面张力进行测试，真实模拟浮法生产，极大降低了接触物，空气或其他介质对玻璃表面张力的影响，对浮法玻璃生产线的设计具有重要的指导价值，尤其是在锡槽段拉边机数量及其排布方面。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，包括：管式炉，所述管式炉的炉管的一端设有进气孔，所述炉管的另一端设有出气孔，所述炉管内设有锡槽，所述锡槽的上方设有可升降的临时垫板，所述临时垫板用于衬托玻璃样品；成像系统，所述成像系统设置在所述管式炉的侧面，用于获取所述临时垫板上的所述玻璃样品的轮廓图；图像处理计算系统，所述图像处理计算系统与所述成像系统相连接，用于根据所述轮廓图计算和输出所述玻璃样品在高温状态下的表面张力数值。

上述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，保护气系统，所述保护气系统与所述炉管相连接，用于向所述炉管内输送保护气体；控压系统，所述控压系统与所述炉管相连接，用于精确控制所述炉管内的压力。

上述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，所述成像系统包括光源和高速摄像机，所述光源和高速摄像机分别设置在所述炉管的两端。

上述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，所述光源设置在所述出气孔处，所述高速摄像机设置在所述进气孔处。

上述的测试高温玻璃浮法生产中表面张力的装置，其中，所述控压系统包括真空泵和离子泵，所述真空泵和所述离子泵均安装在所述炉管上。