[发明专利]测量玻璃流量变化的装置及其方法

权利要求书

1、一种测量玻璃流量变化的装置，用于在平板玻璃溢流法生产超薄平板玻璃的生产流程中，该装置包括封闭炉、被包覆在封闭炉内的带有容纳流入熔融玻璃成形槽的成形砖、成形砖根部玻璃汇合处的过渡区、急冷区和退火区，其特征在于：

急冷区和退火区组成退火炉，急冷区由里层的均温板、外层的隔热层、均温板和隔热层之间的冷却水管组成，冷却水管为一组与平板玻璃对称安装的管道，在冷却水管的入水管上安装有入水测温热电偶，在冷却水管的出水管上安装有出水测温热电偶，各个入水管和出水管汇集连通在总的入水管和出水管上，在冷却水管上还安装有流量计，

入水测温热电偶、出水测温热电偶、流量计通过通路与PLC程序逻辑控制器相连接，该PLC程序逻辑控制器的一路与监视器相连接，另一路与对玻璃流量进行调节控制的玻璃流量调节控制回路相连接，

入水测温热电偶、出水测温热电偶、流量计测量出来的信号经过通路被送到PLC程序逻辑控制器内，经过信号分析与处理，然后发出玻璃流量变化信号，一路送至监视器进行监视，另一路送至对玻璃流量进行调节控制的玻璃流量调节控制回路。

2、一种利用如权利要求1所述的装置进行测量玻璃流量变化的方法，其特征在于：用PLC程序逻辑控制器采集入水测温热电偶、出水测温热电偶、流量计测量出来的信号，用来折算出玻璃流量变化的方法如下：

单位时间内急冷区的热量传递有以下几种：玻璃板进入急冷区时的热量Q_玻璃入，玻璃板离开急冷区时的热量Q_玻璃出，玻璃板与均温板之间的辐射换热量Q_换1，玻璃板散失到两侧面的的其他热量Q_其他，均温板与冷却水管之间的换热量Q_换2，急冷区整体对外界空气散失的热量Q_换3，因此有：

Q_玻璃入-Q_玻璃出＝Q_换1+Q_其他＝Q_换2+Q_换3(1)

对于Q_玻璃入，有：_Q玻璃入＝c×m₁×T₁(2)

其中：c为玻璃的比热容，m₁为进入急冷区玻璃的质量流量，T₁为玻璃进入急冷区时的温度，

对于Q_玻璃出，有：Q_玻璃出＝c×m₂×T₂(3)

其中：c为玻璃的比热容，m₂为离开急冷区玻璃的质量流量，T₂为玻璃离开急冷区时的温度，

在均温板和两侧耐火材料组成的空腔与外界完全封闭，因此玻璃板与均温板之间只有辐射换热Q_换1，Q_其他为玻璃板和两侧边耐火材料之间的换热量，由于玻璃板与均温板为竖直平行平板，其辐射换热量满足平行平板之间辐射换热计算公式，因此对于Q_换1，有：

其中：Q₁为玻璃板辐射出的热量，也是均温板辐射吸收的热量；Q₂为玻璃板辐射吸收的热量，也是均温板辐射出的热量；F为玻璃板辐射的有效面积，其等于均温板辐射的有效面积；ε_玻璃为玻璃板的辐射率，ε_均温板为均温板的辐射率，X_1，2为两辐射表面的角系数；T₃为玻璃板的温度，T₄为均温板的温度，

均温板向外传递的热量，一部分通过辐射、对流等换热方式被冷却水所吸收，即还有一部分通过隔热材料传递到外界空气中，其中传递给冷却水的热量可以表示为：

Q_换2＝c_水×m₃×T₅-c_水×m₄×T₆(5)

其中：c水为水的比热容；m₃为进入冷却管道的水的质量流量，T₅为冷却水入水温度，m₄为排出冷却管道的水的质量流量，T₆为冷却水出水温度，

通过关系式(2)和(3)知道：玻璃板在急冷区释放的热量，其仅与进出急冷区的玻璃板的质量流量m和进出急冷区的玻璃板的温度有关，

通过关系式(5)我们知道：单位时间内急冷区传递给冷却水的热量Q_换2，其仅与冷却水进口温度、出口温度和冷却水流量m有关系，

对于从隔热材料传递到外界空气中的热量Q_换3和玻璃板散失到两侧面的其他热量，其与玻璃板的温度有一定的函数关系，因此记为：

Q_换3＝f₁(T)    (6)

Q_其他＝f₂(T)   (7)

通过实际工艺生产记录知道，在正常生产过程中，Q_换3、Q_其他的变化比较小，往往忽略不计，

因此，通过以上分析可以推出：控制冷却水入水温度不变化、冷却水流量不变化，那么影响冷却水出口温度的因素只与进入急冷区玻璃板的质量流量m、进入急冷区的玻璃板温度有关系，通过对进入急冷区玻璃板的温度进行控制，而假定进入急冷区的玻璃板温度稳定的情况下，影响冷却水出口温度的因素就仅与进入急冷区玻璃板的质量流量m有一定函数关系，记为：

T₆＝f₃(m)+A(8)

其中T₆为冷却水出水温度，m为玻璃板的质量流量，f₃为某函数关系，A为常数，

通过关系式(8)，如果对冷却水出水温度进行监控，就可以实时有效地检测玻璃板的流量。

3、根据权利要求2所述的测量玻璃流量变化的方法，其特征在于：此生产系统的玻璃流量在3至10吨/天。