高温环境下玻璃厚度在线检测的理论与应用研究

玻璃厚度是玻璃生产的重要指标和质量依据，目前国内能够独立设计制造浮法玻璃的生产线，但玻璃质检仪器和设备水平相对落后。本课题基于CCD视觉测量技术，结合线结构光折射、反射原理的高精度光学测厚技术，将高温玻璃厚度检测转变为图像定位检测。研究设计高温玻璃厚度测量样机中线激光-线阵CCD(LCCD)检测头和水冷装置，解决线光源光强稳定性和抗背景光干扰等关键技术问题，确保厚度检测系统在现场测量的可靠性与稳定性。结合LCCD扫描二维图像，分析玻璃厚度检测图像特点，采用']针对线结构光时实成像的数字图像预处理方法以及改进的灰度重心法和基于数学形态学的光带中心提取算法，计算玻璃厚度。玻璃厚度在线检测系统的理论研究可推进光学检测、LCCD技术及相关理论与实践的发展。研究的仪器可解决高温工况下玻璃厚度的高精度在线检测，还可用于其它材质材料的微位移及产品折射率检测，具有较为广泛的应用前景。

玻璃厚度是玻璃生产的重要指标和质量依据，目前国内能够独立设计制造浮法玻璃的生产线，但玻璃质检仪器和设备水平相对落后。本课题基于 CCD 视觉测量技术，结合线结构光折射、反射原理的高精度光学测厚技术，将高温玻璃厚度检测转变为图像定位检测。研究设计高温玻璃厚度测量样机中线激光-线阵 CCD(LCCD)检测头和水冷装置，解决线光源光强稳定性和抗背景光干扰等关键技术问题，确保厚度检测系统在现场测量的可靠性与稳定性。为实现平板玻璃厚度的非接触检测，采用透射法由线激光光源组成双向对称的测量光路，以线阵CCD作为传感器，利用机器视觉技术，采用USB图像采集卡实时提取图像，根据自适应边界阈值定位，实现了在误差允许范围内的厚度测量。结合 LCCD 扫描二维图像，分析玻璃厚度检测图像特点，采用针对线结构光时实成像的数字图像预处理方法以及改进的灰度重心法和基于数学形态学的光带中心提取算法，计算玻璃厚度。.玻璃厚度在线检测系统的理论研究可推进光学检测、LCCD 技术及相关理论与实践的发展。研究的仪器可解决高温工况下玻璃厚度的高精度在线检测，还可用于其它材质材料的微位移及产品折射率检测，具有较为广泛的应用前景。.本课题还分析玻璃退火过程中永久应力的形成规律及应力值的大小，建立了弹性体数值模型，给出了永久应力的计算方法和步骤，根据所建模型利用ansys软件模拟了玻璃退火过程中结构应力和残余温差应力的形成过程，发现结构应力产生于膨胀系数开始发生变化的温度567℃，停止于膨胀系数稳定时的温度480℃,并根据模拟结果，计算出玻璃中永久应力值的大小，根据模拟值求出的应力值大小符合玻璃实际应力情况。