[发明专利]检测移动衬底的形状变化的方法和装置

说明书

要求优先权

本申请要求2007年11月30日提交的题为“METHOD FOR DETECTING CHANGE IN SHAPE OF A MOVING SUBSTRATE(检测移动衬底的形状变化的方法)”的共同待审批且共同转让的美国临时专利申请S/N 61/004,782的优先权。

发明领域

本发明涉及测量设备，更具体地涉及用于测量平面材料形状变化的装置和方法。

技术背景

熔制工艺是用于生产玻璃板的基本技术之一，并可生产与诸如浮法和狭槽拉制工艺之类的替代工艺生产的玻璃板相比具有优良平坦度和光滑度的表面的玻璃板。于是，发现熔制工艺有利地用在玻璃衬底的生产中，例如用于制造诸如液晶显示器(LCD)的发光显示器的玻璃衬底。

熔制工艺，尤其是溢流下拉熔制工艺包括称为同质管的供给管，该供给管向形成在耐火体内的收集槽供给熔融玻璃。在溢流下拉熔制工艺期间，熔融玻璃从供给管通入收集槽并然后在两侧溢出该槽顶部，因此形成沿同质管的外表面向下并然后向内流动的两个玻璃板。两个玻璃板在同质管的底部或根部处会合，在该处它们熔融在一起形成单个玻璃带。然后将单个玻璃带馈送到拉制设备，该设备通过将板拉离根部的速率来控制板的厚度。拉制设备适当地定位在根部的下游，从而单个玻璃带在与设备接触之前已经冷却并变硬。在该工艺的任何部分期间，最终玻璃带的外表面不与同质管外表面的任何部分接触。这样，可实现最终板的外表面的优良特性。

当玻璃带从同质管行进并通过固化区域时，玻璃带的形状会发生变化。这种形状变化会导致最终玻璃板具有例如高应力，或诸如弓形的不平变形。通常将具有例如高应力和/或不平变形的玻璃丢弃，产生废品并增加制造成本。

为了检测玻璃带的形状变化，常规玻璃制造系统利用间歇下线破坏性产品质量检查来检测不平板变形，和/或利用靠近玻璃带设置的诸如热电偶的温度传感器。下线形状检测设备是破坏性的，因此不能进行100％的取样。在热电偶系统中，玻璃带中形状变化会致使诸如弓形的变形，这会使热玻璃带的位置相对于温度传感器发生变化。热电偶的响应比光学板位置传感器慢，因此快速发生且随后反向的形状变化用气温读数是无法识别的。热电偶也会产生错误判断。在玻璃位置没有变化时，可由短期空气流或玻璃流变化来启动温度警报限制。

因此，需要解决与检测玻璃带形状变化的常规方法相关的上述问题和其它缺点。这些需要和其它需要通过本发明的位置传感器技术来满足。

发明内容

本发明涉及一种测量设备，且更具体地涉及一种用于测量平坦材料的形状变化的装置和方法。本发明通过使用位置传感器来例如检测玻璃带的一个或多个部分的位置并由此检测形状变化，从而解决上述问题的至少一部分。

在第一个详细方面，本发明提供一种用于检测连续衬底的形状变化的方法，该方法包括在测量区域的至少一部分内用激光射线照射连续衬底的至少一部分，在光学位置传感器上检测激光射线的反射的至少一部分，然后确定连续衬底的被照射部分与光学位置传感器之间的距离，然后将该距离与预定值相比较，差值指示连续衬底的形状变化。

本发明的其他方面和优点将在以下详细描述和任意权利要求中部分地陈述，且可从详细描述中部分地推知，或者可通过实施本发明而部分地习得。通过所附权利要求中特别指出的要素和组合将会认识和获得下述优点。应当理解，前面的概述和后面的详述都只是举例和解释，不对所披露的发明构成限制。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图说明示出了下述的几个方面。在所有附图中，相同的附图标记表示相同的构件。

图1是示出根据本发明一方面用在制造玻璃板的溢流下拉熔制工艺中的同质管的代表构造的示意图。

图2是根据本发明各方面的光学位置传感器和衬底的示意图。

图3是示出根据本发明各方面构造成沿垂直于具有弓形的玻璃带表面的方向引导激光射线(虚线)的位置传感器的示意图。箭头指示成形工艺期间玻璃行进的方向。

图4是示出根据本发明各方面构造成沿垂直于玻璃带表面的方向引导激光射线(虚线)的位置传感器的示意图。箭头指示成形工艺期间玻璃行进的方向。

图5是示出根据本发明各方面使用光学位置传感器在形状变化期间收集的连续玻璃衬底的连续采样的顶部边缘的应力分布的曲线图。

图6是示出使用常规热电偶警报器收集的连续玻璃衬底的连续采样的顶部边缘的应力分布的曲线图。

具体实施方式