УСТАНОВКА И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНОК СТЕКЛЯННЫХ СОСУДОВ Российский патент 2024 года по МПК G01B11/06 G01N33/38 

Область техники

Настоящее изобретение относится к технической области оптического контроля светопроницаемых или прозрачных сосудов или полых объектов, имеющих высокую температуру.

В частности, изобретение касается скоростного оптического контроля объектов, таких как еще горячие бутылки или флаконы из стекла, выходящие из производственной или формовочной машины. Таким образом, изобретение относится к контролю объектов в горячем секторе производственной установки.

Классически, после расплавления стекла в печи при температуре около 1600° расплавленное стекло поступает над формовочными машинами через так называемые “доставочные” каналы. Установка содержит также распределитель порций расплавленного стекла или капель пластичного стекла, падающих под действием силы тяжести в каждую заготовочную форму. Таким образом, этот элемент формирует капли стекла, которые распределяются в направлении различных независимых формовочных секций через набор направляющих, называемый направляющими доставки. Формовочная машина, называемая машиной IS, состоит из различных секций, каждая из которых оснащена по меньшей мере одной заготовочной полостью, оборудованной заготовочной формой, и таким же числом отделочных полостей, в каждой из которых находится отделочная форма, в которой сосуды получают свою конечную форму при высокой температуре. В 1, 2, 3 или 4 пустые полости секции поочередно в заранее определенном порядке загружают одну, две, три или четыре капли горячего стекла (около 1200°С), называемые “порцией”. На выходе формовочной машины сосуды, все еще находящиеся при высокой температуре, как правило от 300°С до 600°С, захватываются на уровне их ободка и переносятся таким образом, чтобы образовать ряд на транспортировочном конвейере. Промежуток между сосудами может меняться и задается формовочной машиной в зависимости от ее межосевого расстояния и от диаметров сосудов. Транспортировочный конвейер доставляет сосуды последовательно на разные посты обработки, такие как колпак для напыления средства поверхностной обработки и печь для отжига, называемая лер для отжига.

Формовочный дефект необходимо идентифицировать как можно раньше на выходе формовочной машины до поступления на различные посты обработки, чтобы его можно было исправить как можно раньше в формовочной машине. В частности, необходимо выявить размерные отклонения или деформации сосудов, напрямую связанные с регулировками формовочного процесса, чтобы в случае обнаружения отклонения как можно быстрее скорректировать процесс.

Контроль качества таких сосудов позволяет отбраковать те из них, которые имеют дефекты, могущие повлиять на их эстетический вид или, что серьезнее, могущие представлять собой реальную опасность для будущих пользователей. Так, необходимо контролировать качество распределения толщины таких сосудов, чтобы исключить сосуды слишком малой толщины или сосуды с разной толщиной в некоторых зонах, которая может повлиять на механическую прочность.

Действительно, качество распределения толщины является очень важным параметром, так как толщина может меняться, то есть может быть слишком большой или слишком малой в разных частях сосуда. Этот разброс толщины создает проблему, так как производимые изделия являются потенциально хрупкими. Кроме того, производители стараются изыскать возможность изготавливать облегченные и утоненные стеклянные сосуды, следовательно, необходимо уметь правильно распределить стекло. Известны многие производственные параметры, влияющие на распределение стекла, и их необходимо контролировать. В частности, в качестве известных примеров можно указать следующие параметры:

i) параметры загрузки, которые включают в себя вектор скорости и центровку капли, когда она падает в черновую форму;

ii) распределение температуры в капле;

iii) охлаждение форм.

Чтобы правильно воздействовать на производственные параметры, необходимо знать распределение стекла сосудов сразу после формовки.

Понятно, что знать распределение толщины значит знать в абсолютном выражении толщину в различных точках сосуда или, если это невозможно, знать в относительном выражении отклонения толщины между различными областями сосуда. Например, бутылка содержит снизу вверх: дно, корпус, соединенный с дном через пятку, затем горловину, соединенную с корпусом через плечо, и, наконец, ободок, предназначенный для заполнения и для закрывания пробкой, колпачком или крышкой. Дефект распределения стекла может наблюдаться, например, вертикально с избытком стекла на дне и утонением на плече. Можно также наблюдать дефекты горизонтального распределения, например, на уровне плеча: больше стекла с одной стороны, чем с противоположной стороны относительно оси. Этот анализ не только минимальных и максимальных значений толщины стекла, но также распределения вертикальных или горизонтальных отклонений, а также места нахождения тонких или толстых зон является исключительно важным, чтобы правильно корректировать процесс.

Предшествующий уровень техники

В предшествующем уровне техники известны различные решения, которые используют инфракрасное излучение, испускаемое еще горячими сосудами, и которые были предложены для их контроля на выходе формовочной машины с целью измерения распределения стекла.

Например, в патенте US 3 535 522 описан способ измерения толщины стекла сосуда, согласно которому измеряют инфракрасное излучение, испускаемое таким сосудом на выходе формовочной машины. Измерение инфракрасного излучения производят, когда сосуд помещают в печь, чтобы получить однородную температуру сосуда с определенным значением. Затем, сосуд, который все еще находится внутри печи, приводят во вращение вокруг вертикальной оси перед оптической осью инфракрасного датчика, который во время одного поворота измеряет излучение, проходящее через стенку, между 2,06 и 2,5 мкм или между 3,56 до 4,06 мкм. Поскольку температура предполагается однородной, благодаря печи, воспринимаемые изменения излучения можно напрямую связать с перепадами толщины. Эта технология не позволяет контролировать сосуды непрерывно и требует манипулирования сосудами, что делает процесс медленным и может привести к деформациям сосудов.

В патенте ЕР 0 643 297 описано устройство, позволяющее производить анализ и диагностику в процессе производства стеклянных изделий и содержащее датчик, чувствительный к инфракрасному излучению, испускаемому объектами, выходящими из формовочной машины. Эта система содержит также цифровое устройство обработки, сравнивающее излучение с контрольной математической моделью, чтобы определить отклонения, существующие в распределении стекла, и/или причины, приводящие к присутствию термических напряжений в сосуде. Кроме того, в этом патенте нет никакого указания на средства получения контрольной математической модели.

Следует учитывать, что такое устройство измерения инфракрасного излучения установлено для наблюдения за сосудами, которые движутся по выходному конвейеру ниже по потоку (по направлению движения) формовочной машины, то есть на выходе последней секции, которая находится ближе всего к устройству. На другом конце машины находится, таким образом, секция, расположенная наиболее выше по потоку. Что касается излучения, испускаемого сосудами, то оно зависит от многих параметров, среди которых можно указать распределение материала, а также распределение температуры. Во время перемещения сосудов между секцией и устройством измерения инфракрасного излучения происходит теплопередача за счет излучения и проводимости между различными участками сосуда, которые стремятся к установлению термического равновесия и что можно назвать «спонтанной гомогенизацией» температуры, и общее охлаждение за счет излучения и конвекции, называемое «охлаждением». Термическое состояние сосудов и, следовательно, распределение температуры в материале сосуда во время их выхода из форм в дальнейшем будут называться «исходными условиями». Термическое состояние сосудов в момент их контроля зависит, таким образом, с одной стороны, от указанных исходных условий и, с другой стороны, от спонтанной гомогенизации и от охлаждения во время транспортировки, которые, естественно, различаются в зависимости от расстояния, проходимого сосудом от формовочной секции до поста контроля.

На практике, согласно этому известному патенту, отслеживают изменения излучения, связанные с отклонениями термических напряжений или толщины, но невозможно определить значение напряжения или толщины или даже определить, связано ли изменение излучения с различиями термических напряжений или толщины материала. Следовательно, на практике такую технологию невозможно применить, поскольку инфракрасное излучение зависит от многих параметров, которые перечислены ниже в качестве не ограничительных примеров:

Интенсивность инфракрасного излучения, испускаемого горячими сосудами, в значительной мере зависит от температуры в соответствии с законом Стефана - Больцмана: E = sT<A>4, где Е = общее количество излучения, испускаемого объектом, в (Вт⋅м^-2), s = постоянная Стефана - Больцмана = 5.67 × 10^-8 Вт⋅м^-2⋅К^-4, и Т = температура в градусах Кельвина (К).

Интенсивность инфракрасного излучения, испускаемого горячими сосудами, зависит от характеристик этих горячих сосудов, например, таких как размер, цвет, форма и состав стекла.

Следует учитывать, что расстояние между инфракрасным датчиком и выходом форм различается от одной формы к другой, следовательно время охлаждения для каждого сосуда является разным, поэтому горячие сосуды имеют разные температуры, когда они проходят перед инфракрасным датчиком. Иначе говоря, интенсивность инфракрасного излучения, измеряемая датчиком, зависит от точки отсчета производственной формы и, в частности, от положения этой формы относительно датчика.

На выходе формовочной машины сосуды перемещаются скольжением на конвейер. Следовательно, сосуды располагаются на конвейере по-разному относительно датчика измерения инфракрасного излучения, что приводит к изменению производимых измерений.

Условия температуры формовки, а также взаимодействия во время транспортировки сосудов могут меняться в зависимости от производственных условий (начало движения, задержка…) и от окружающих условий (день/ночь, метеоусловия, воздушный поток…).

Поскольку излучение, рассматриваемое в ЕР 0 643 297, является сквозным излучением, то воспринимаемым излучением является излучение двух комбинированных стенок.

Из всего вышесказанного вытекает, что на инфракрасное излучение влияют многие параметры, поэтому такой патент не дает решения для измерения распределения толщины стекла для сосудов при высокой температуре. В этом патенте раскрыто лишь отслеживание отклонений в распределении стекла, при условии, что оператор убеждается, что отклонения излучения связаны с толщиной. Оцениваются только относительные значения толщины или термических напряжений между различными областями сосудов или между различными сосудами и за короткие периоды времени. Решение по этому патенту не позволяет измерять по абсолютной величине толщину стекла сосудов в любой момент производства измерений.

Согласно варианту осуществления, в этом патенте предусмотрено применение оптического датчика, позволяющего снимать изображения стеклянных изделий, чтобы получать информацию об отклонениях и/или о распределении стекла. Данные сравнивают с данными, полученными при помощи датчика, чувствительного к инфракрасному излучению, чтобы можно было скорректировать критерии, в соответствии с которыми были проанализированы данные, полученные от датчика, чувствительного к инфракрасному излучению. Хотя применение этого варианта осуществления позволяет корректировать используемые критерии, он не позволяет устранить вышеупомянутые недостатки, связанные с методом, описанным в этом патенте. Таким образом, это решение не позволяет измерять толщину стекла ни по относительной величине, ни по абсолютной величине и, следовательно, определять распределение толщины на протяженной зоне и тем более на всем сосуде.

В патенте ЕР 1 020 703 предложено измерять толщину стекла сосуда при помощи инфракрасного излучения, при этом измеряют первую интенсивность указанного излучения в первой спектральной полосе, в которой излучение испускается материалом между двумя крайними поверхностями сосуда, наружной и внутренней. Первая спектральная полоса, сигнал которой зависит одновременно от температуры стекла и от толщины, предпочтительно составляет от 0.4 до 1.1 микрон. Способ состоит также в измерении второй интенсивности указанного излучения во второй спектральной полосе, в которой излучение в основном испускается полностью только наружной поверхностью сосуда. Согласно этому патенту, вторая спектральная полоса, в которой излучение зависит только от температуры, соответствующей поверхностному излучению, предпочтительно составляет от 4.8 до 5 микрон. Согласно способу, толщину сосуда между внутренней и наружной поверхностями определяют как комбинированную функцию указанных измеряемых первой и второй интенсивностей. Иначе говоря, толщину и температуру определяют на основании двух измерений излучения, производимых в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе.

Согласно варианту выполнения, представленному на фиг. 3, в этом патенте предложено равномерно распределить по окружности сосуда четыре камеры, измеряющие излучение во второй спектральной полосе, в которой излучение зависит только от температуры, и пирометр, измеряющий излучение в первой спектральной полосе, сигнал которой зависит одновременно от температуры стекла и от толщины.

Таким образом, выяснилось, что точное вычисление толщины возможно только для одной точки, измеряемой пирометром и камерой. В результате получают отношение, чтобы узнать толщину в зависимости от температуры. Другие точки, измеряемые другими камерами, лишь оцениваются путем экстраполяции при предположении, что толщина зависит от температуры согласно локальной математический модели, полученной в одном месте сосуда. Предположение, что толщина определяется измерением температуры, является ошибочным, если только сосуды не являются однородными по температуре во время формовки, иначе говоря, если исходные условия температуры не являются одинаковыми для всей бутылки.

Дополнительно следует отметить, что в первой спектральной полосе излучение сосуда по отношению к точке измерения пирометра включает в себя излучение так называемой передней стенки, находящейся со стороны точки измерения, зависящее от ее толщины и от ее температуры, а также излучение противоположной стенки, называемой задней стенкой, которое испускается внутрь сосуда и проходит через переднюю стенку. Это «заднее излучение» сочетается с «передним излучением» наблюдаемой напрямую поверхности. «Передняя стенка» лишь частично поглощает излучение в первой спектральной полосе. Таким образом, воспринимаемое излучение зависит от толщины обеих стенок и от температуры обеих стенок. Иначе говоря, измерение излучения передней стенки не позволяет измерить ее толщину, так как на излучение влияет задняя.

Наконец, способ, описанный в этом патенте, предназначен для измерения толщины стекла сосуда, принадлежащего к ограниченному семейству оттенков окраски. Однако существует потребность в возможности измерения толщины сосудов из стекла с более значительным числом оттенков окраски.

Раскрытие изобретения

Изобретение призвано устранить недостатки известных технологий и предложить новый способ для точного измерения толщины стенок сосудов из стекла при высокой температуре, выходящих из формовочных полостей, с учетом влияния излучения одной части стенки на другую часть стенки.

Изобретение призвано также предложить способ точного измерения толщины стенки сосудов из стекла, имеющих разные оттенки окраски.

Для решения этой задачи способ измерения толщины сосудов из стекла при высокой температуре, выходящих из формовочных полостей, содержит этапы, на которых:

- выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом от диаметрально противоположных первой стороны и второй стороны сосуда, таким образом, чтобы учитывать излучение, испускаемое первой стенкой сосуда, находящейся с первой стороны, и диаметрально противоположной второй стенкой сосуда, находящейся со второй стороны;

- выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом в первой спектральной полосе в диапазоне от 2 800 нм до 4 000 нм и во второй спектральной полосе, причем эти две спектральные полосы являются разными, и их выбирают таким образом, чтобы:

. во-первых, коэффициент поглощения излучения стеклом был разным в двух спектральных полосах при температуре сосудов;

. и, во-вторых, по меньшей мере в первой спектральной полосе коэффициент поглощения излучения стеклом был таким, чтобы выполнялись условия:

* измеряемое излучение с первой стороны сосуда, исходящее от первой стенки, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой, и излучения, испускаемого второй стенкой и проходящего с поглощением через первую стенку, при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок;

* и измеряемое излучение со второй стороны сосуда, исходящее от второй стенки, является суммой излучения, испускаемого второй стенкой, и излучения, испускаемого первой стенкой и проходящего с поглощением через вторую стенку, при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок;

- одновременно измеряют с первой стороны сосуда интенсивность излучения, исходящего от первой стенки, в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе, и со второй стороны сосуда интенсивность излучения, исходящего от второй стенки, в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе;

- и определяют по меньшей мере толщину первой стенки и второй стенки на основании измерения интенсивности излучения, исходящего от первой стенки в первой и второй спектральных полосах и от второй стенки в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, испускаемое стенкой, и излучение, проходящее с поглощением и испускаемое диаметрально противоположной другой стенкой.

Кроме того, заявленный способ может иметь в комбинации по меньшей мере один и/или другой из следующих дополнительных признаков:

- во второй спектральной полосе коэффициент поглощения излучения стеклом отличается от коэффициента поглощения в первой спектральной полосе и является таким, что излучение, измеренное, во-первых, с первой стороны сосуда, исходящее от первой стенки, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой, и излучения, испускаемого второй стенкой и проходящего через первую стенку, и, во-вторых, со второй стороны сосуда, исходящее от второй стенки, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой и проходящего через вторую стенку, при этом комбинированное излучение зависит от толщины стенок и от температуры стенок;

- определяют также температуру первой стенки и второй стенки на основании измерений интенсивности излучения первой стенки в первой и второй спектральных полосах и второй стенки в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, проходящее с поглощением и исходящее от стенки, находящейся с другой стороны.

Изобретение призвано также предложить способ для точного измерения толщины стенки стеклянных сосудов при высокой температуре для широкого диапазона оттенков окраски стекла, включая белое стекло.

Эта задача решается при помощи способа, согласно которому выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом в первой спектральной полосе в диапазоне, составляющем от 3 000 нм до 4 000 нм.

Кроме того, заявленный способ может иметь в комбинации по меньшей мере один и/или другой из следующих дополнительных признаков:

- во второй спектральной полосе коэффициент поглощения излучения стеклом является таким, что излучение, измеренное, во-первых, с первой стороны сосуда, исходящее от первой стенки, является излучением, испускаемым только поверхностью первой стенки, и, во-вторых, со второй стороны сосуда, исходящее от второй стенки, является излучением, испускаемым только поверхностью второй стенки, при этом излучение зависит только от температуры;

- определяют температуру первой стенки и второй стенки на основании соответственно измерений интенсивности излучения первой стенки во второй спектральной полосе и второй стенки во второй спектральной полосе;

- выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом во второй спектральной полосе в диапазоне, составляющем от 1 100 нм до 2 600 нм;

- выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом во второй спектральной полосе в диапазоне, превышающем 4 500 нм и предпочтительно превышающем 5 000 нм;

- одновременно измеряют излучение при помощи по меньшей мере двух инфракрасных двухспектральных камер, каждая из которых выдает для каждого сосуда по меньшей мере два инфракрасных изображения излучения стенки сосуда, находящегося в ее поле наблюдения.

Изобретением предложена также установка для точного измерения толщины стеклянных стенок сосудов.

Для решения этой задачи установка для измерения толщины стенок стеклянных сосудов при высокой температуре, выходящих из формовочных полостей и перемещаемых по переносной траектории, содержит:

- по меньшей мере первую и вторую инфракрасные двухспектральные камеры, расположенные диаметрально противоположно с двух сторон от траектории сосудов, чтобы учитывать излучение, испускаемое первой стенкой сосуда, находящейся с первой стороны сосуда, и второй стенкой сосуда, находящейся с диаметрально противоположной второй стороны, при этом каждая камера выдает два инфракрасных изображения излучения стенки сосуда, находящейся в ее поле наблюдения, в первой спектральной полосе в диапазоне, составляющем от 2 800 нм до 4 000 нм, и во второй спектральной полосе, причем эти две полосы являются разными, и их выбирают таким образом, чтобы:

во-первых, коэффициент поглощения излучения стеклом был разным в двух спектральных полосах при температуре сосудов;

и, во-вторых, по меньшей мере в первой спектральной полосе коэффициент поглощения излучения стеклом был таким, что:

* измеряемое излучение с первой стороны сосуда, исходящее от первой стенки, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой, и излучения, испускаемого второй стенкой и проходящего с поглощением через первую стенку, при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок;

* и измеряемое излучение со второй стороны сосуда, исходящее от второй стенки, является суммой излучения, испускаемого второй стенкой, и излучения, испускаемого первой стенкой и проходящего с поглощением через вторую стенку, при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок;

- систему для управления работой инфракрасных двухспектральных камер таким образом, чтобы снимать одновременно первой камерой два изображения, измеряющих интенсивность излучения первой стенки в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе, и второй камерой - два изображения, измеряющих интенсивность излучения второй стенки в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе;

- и вычислительное устройство, выполненное с возможностью определять по меньшей мере толщину первой стенки и второй стенки, анализируя два изображения, дающие соответственно измерения интенсивности излучения, исходящего от первой стенки в первой и второй спектральных полосах, и два изображения второй стенки в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, испускаемое одной стенкой, и излучение, проходящее с поглощением и исходящее от стенки, находящейся с другой стороны.

Кроме того, согласно варианту выполнения, заявленная установка может включать в себя:

- инфракрасную двухспектральную камеру, которая содержит:

- делитель пучков, ниже по потоку, от которого лучи делятся на два отдельных выходных пучка;

- ниже по потоку от делителя пучков - два отдельных датчика или два участка датчика, расположенные в одной плоскости или двух плоскостях изображения, принимающие, каждый, один из двух отдельных выходных пучков, при этом первый датчик или первый участок датчика принимает первый пучок излучения в первой спектральной полосе, и второй датчик или второй участок датчика принимает второй пучок излучения во второй спектральной полосе;

- при этом первый и второй пучки формируются выше по потоку или ниже по потоку от делителя при помощи объектива, формирующего за счет оптического сопряжения на каждой плоскости изображения оптическое изображение сосуда соответственно в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе;

- при этом первый и/или второй пучки фильтруются оптическим фильтром или оптическими фильтрами, выбирающими соответственно первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.

Согласно другому варианту выполнения, инфракрасная двухспектральная камера содержит:

- объектив, формирующий за счет оптического сопряжения на плоскости датчика оптическое изображение поля, через которое проходит сосуд;

- два отдельных линейных участка датчика с их вертикальными опорными линиями, расположенными таким образом, чтобы при перемещении сосуда в поле объектива получать сканируемое изображение при помощи каждого из двух линейных участков датчика;

- при этом первый линейный участок датчика принимает первый участок пучка излучения в первой спектральной полосе;

- при этом второй участок датчика принимает второй участок пучка излучения во второй спектральной полосе;

- по меньшей мере один оптический фильтр, расположенный на пути световых пучков, чтобы выбирать первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - общий вид сверху установки согласно изобретению, подходящей для измерения толщины стеклянной стенки сосуда, выходящего из формовочной машины.

Фиг. 2 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип излучения сосуда относительно точек измерения, находящихся с каждой стороны сосуда, в первой спектральной полосе.

Фиг. 3 - вид, иллюстрирующий тепловое излучение абсолютно черного тела.

Фиг. 4 - вид, иллюстрирующий тепловое излучение стеклянного тела.

Фиг. 5 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип излучения сосуда относительно точек измерения, находящихся с каждой стороны сосуда, во второй спектральной полосе.

Фиг. 6 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип излучения сосуда относительно точек измерения, находящихся с каждой стороны сосуда, во второй спектральной полосе, чувствительной только к температуре поверхности стеклянной стенки.

Фиг. 7 - схематичный вид примера двухспектральной инфракрасной камеры, используемой в рамках изобретения.

Фиг. 8 - схематичный вид другого примера двухспектральной инфракрасной камеры, используемой в рамках изобретения.

Фиг. 9 - схематичный вид еще одного примера двухспектральной инфракрасной камеры, используемой в рамках изобретения.

Описание вариантов осуществления изобретения

В описании изобретения используются первая спектральная полоса λ1 и вторая спектральная полоса λ2. Спектральная полоса λ является интервалом длины волы с центром на каком-либо значении. Согласно изобретению или его вариантов, каждую рабочую спектральную полосу выбирают в специфических диапазонах длин волн, которые являются более широкими интервалами длин волны. Это значит, что интервал длин волн для каждой рабочей спектральной полосы входит в конкретный диапазон длин волн.

На фиг. 1 показана заявленная установка 1, позволяющая контролировать в горячем состоянии стеклянные сосуды 2, например, такие как бутылки или флаконы, с целью измерения толщины стеклянной стенки этих сосудов. Установка 1 расположена таким образом, чтобы обеспечивать контроль сосудов 2, выходящих из производственной или формовочной машины 3 любого известного типа. На выходе формовочной машины сосуды 2 имеют высокую температуру, как правило, составляющую от 300°С до 700°С.

Формовочная машина 3 классически содержит ряд полостей 4, каждая из которых обеспечивает формовку сосуда 2. Как известно, сосуды 2, сформованные машиной 3, последовательно укладываются на выходной конвейер 5, образуя ряд сосудов. Конвейер 5 транспортирует сосуды 2 в виде ряда по поступательной траектории F, чтобы доставлять их последовательно на различные посты обработки.

Согласно предпочтительному, но не ограничительному признаку изобретения, заявленная установка 1 находится как можно ближе к формовочной машине 3 таким образом, чтобы выходной конвейер 5 обеспечивал последовательное перемещение сосудов 2 при высокой температуре перед этой установкой 1 контроля. Как правило, установка 1 расположена между выходом формовочной машины 3 и лером 6 для отжига, предпочтительно перед блоком обработки поверхности, обычно образующим первый из постов обработки после формовки.

Заявленная установка 1 содержит по меньшей мере первую инфракрасную двухспектральную камеру 11 и вторую инфракрасную двухспектральную камеру 12, расположенные диаметрально противоположно с двух сторон от траектории F поступательного движения сосудов. Каждая инфракрасная двухспектральная камера 11, 12 выполнена с возможностью выдавать получаемые изображения инфракрасного излучения стенки сосуда, находящегося в ее поле наблюдения. Каждая инфракрасная двухспектральная камера 11, 12 выдает для каждого сосуда 2 по меньшей мере одно первое изображение, полученное из инфракрасного излучения, принятого в первой спектральной полосе λ1, и по меньшей мере одно второе изображение, полученное из инфракрасного излучения, принятого во второй спектральной полосе λ2. Спектральная полоса обозначает интервал длин волн. Характеристики спектральных полос λ1, λ2 будут уточнены ниже в дальнейшем тексте описания.

Согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 1, заявленная установка 1 содержит также вторую пару 13, 14 инфракрасных двухспектральных камер. Эти инфракрасные двухспектральные камеры 13, 14 этой второй пары тоже расположены диаметрально противоположно с двух сторон от траектории F поступательного движения сосудов. Например, инфракрасные двухспектральные камеры 11, 12 первой пары расположены таким образом, что их оси наблюдения находятся под углом 45° относительно траектории F поступательного движения. Точно так же, инфракрасные двухспектральные камеры 13, 14 второй пары расположено под углом 45° относительно траектории F поступательного движения таким образом, что оси наблюдения инфракрасных двухспектральных камер 11-14 попарно смещены на 90°. Разумеется, такое расположение инфракрасных двухспектральных камер не является ограничительным. Для адаптации к неблагоприятным условиям промежутка между движущимися сосудами углы между четырьмя осями наблюдения могут быть адаптированы, например, по следующим значениям: 30°, 150°, 30°, 150°.

Изобретение может также работать с использованием трех инфракрасных двухспектральных камер с осями под углом 120°. В этом случае будет считаться, что поле каждой камеры поделено на два участка, при этом каждый участок поля содержит изображение сектора в 60° цилиндрического сосуда. Каждый участок поля одной камеры является противоположным к участку поля другой камеры.

Наконец, изобретение можно осуществлять с числом камер более четырех при соблюдении принципа получения инфракрасных двухспектральных изображений с точки зрения всех стенок.

Заявленная установка 1 содержит систему 15 для управления работой инфракрасных двухспектральных камер таким образом, чтобы считывать изображения К₁, К₂, выдаваемые инфракрасными двухспектральными камерами, в соответствии со способом, который будет описан подробно ниже. Заявленная установка 1 содержит также вычислительное устройство 16, выполненное с возможностью определять толщину стеклянной стенки сосуда, анализируя изображения К₁, К₂, выдаваемые инфракрасными двухспектральными камерами 11-14.

В рамках настоящей заявки вычислительное устройство 16 представляет собой компьютерный блок, который, как известно, может содержать, в частности, микропроцессор, шины входа/выхода данных, память, соединения с компьютерной сетью и/или экран. Вычислительное устройство может быть компьютерным блоком, специально предназначенным для установки измерения толщины стенок, или может использоваться также другими элементами линии производства сосудов. Например, речь может идти о центральном блоке управления линии или о его части. Среди входов-выходов, разумеется, следует указать средства считывания инфракрасных изображений. В качестве памяти можно указать средства запоминания цифровых инфракрасных изображений. Микропроцессор выполнен с возможностью исполнять программы, предусмотренные для реализации алгоритмов, осуществляющих заявленный способ.

Компьютерный анализ цифровых изображений дает результат контроля, который может включать в себя бинарный результат (правильно/неправильно, присутствует/отсутствует, соответствует/не соответствует, …) и/или качественный и даже количественный результат, например, в виде одного или нескольких измерений. Таким образом, результат контроля может включать в себя не только минимальные и максимальные значения толщины стекла, но также распределение и вертикальные или горизонтальные отклонения, а также место нахождения тонких или толстых зон, что имеет значение для корректировки процесса. Кроме определения распределения или картографии толщины, то есть распределения материала в контролируемом сосуде, результат контроля может также включать в себя картографии температуры сосудов, разметку областей сильных термических напряжений, когда наблюдаются локально сильные перепады температур. Этот анализ может также включать в себя обнаружение дефектов внешнего вида или состава, таких как присутствие включений, пузырьки, складки или трещины на поверхности, или геометрических или размерных дефектов, таких как косое горлышко, отклонения наружных размеров.

Среди выходов вычислительного устройства можно предусмотреть линии связи в направлении любой системы контроля производственной машины, чтобы корректировать отклонения процесса в зависимости от осуществляемых измерений.

Нижеследующее описание представлено только с учетом первой пары инфракрасных двухспектральных камер 11, 12, но это описание можно применить также для второй пары инфракрасных двухспектральных камер. Первая инфракрасная двухспектральная камера 11 расположена с первой стороны I от сосуда 2, тогда как вторая инфракрасная двухспектральная камера 12 расположена с диаметрально противоположной второй стороны II от сосуда.

Учитывая, что каждый сосуд 2 содержит стеклянную стенку, имеющую форму тела вращения или цилиндрическую форму, диаметрально противоположное расположение инфракрасных двухспектральных камер 11, 12 по отношению к сосуду предполагает, что для каждой точки измерения сосуд 2 имеет так называемую переднюю стенку и так называемую заднюю стенку, при этом передняя и задняя стенки для одной инфракрасной двухспектральной камеры соответствуют задней и передней стенкам для другой камеры. В примере, представленном, в частности, на фиг. 2, каждый сосуд 2 содержит условно первую стенку 2₁, находящуюся с первой стороны I сосуда, то есть ближе всего к первой инфракрасной двухспектральной камере 11, и вторую стенку 2₂, находящуюся с диаметрально противоположной второй стороны II, то есть ближе всего ко второй инфракрасной двухспектральной камере 12. Таким образом, каждая инфракрасная двухспектральная камера 11, 12 учитывает излучение, испускаемое передней стенкой сосуда, и, возможно, излучение, испускаемое задней стенкой сосуда и прошедшее через переднюю стенку.

Согласно изобретению, каждая инфракрасная двухспектральная камера 11, 12 выдает для каждого сосуда по меньшей мере два инфракрасных изображения излучения сосуда, находящегося в ее поле наблюдения, одно из которых К₁ в первой спектральной полосе λ1 и другое К₂ во второй спектральной полосе λ2. Эту первую спектральную полосу λ1 и эту вторую спектральную полосу λ2 выбирают в зависимости от описанного ниже принципа измерения.

Прежде всего необходимо учесть, что первая спектральная полоса λ1 и вторая спектральная полоса λ2 являются разными или отдельными, то есть не имеют ни одного общего значения. Согласно другому признаку, поглощение излучения стеклом отличается в двух спектральных полосах при температуре сосудов 2.

Ниже для напоминания приведена теория теплового излучения. В дальнейшем тексте описания для упрощения излучение будет считаться инфракрасным излучением, воспринимаемом в телесном угле наблюдателем, наблюдающим излучающее тело, например, тепловой камеры, наблюдающей сосуд.

Как показано на фиг. 3, тепловое излучение R_сn абсолютно черного тела на данной длине волны и при данной температуре, соответственно λ и Т, выражается следующим образом:

[Уравнение 1]

Согласно определению абсолютно черного тела, коэффициент излучения ε при тепловом равновесии равен коэффициенту поглощению α:

[Уравнение 2]

1 = ε = α

Для стеклянной стенки (серое тело) выражение воспринимаемого общего излучения М (общее воспринимаемое излучение), показанного на фиг. 4, записывают следующим образом:

[Уравнение 3]

M = R + ρ + Tr,

где R является тепловым излучением, ρ является отраженным излучением, и Tr является пропускаемым излучением.

В рабочей спектральной области, то есть для интервалов длин волн, воспринимаемых датчиками в соответствии с изобретением, отраженное излучение считается ничтожным по отношению к интенсивности излучения, испускаемого сосудом. В дальнейшем поток, воспринимаемый при отражении, будет считаться нулевым, F=ρ=0.

[Уравнение 4]

M = R + Tr

Для полупрозрачного тела учитывают закон Бера - Ламберта, определяющий коэффициент поглощения α излучения А в зависимости от толщины е, через которую проходит излучение А_О.

[Уравнение 5]

Tr = τ × A_O = (1 - α) × A_O,

где А_О является падающим излучением, и τ является коэффициентом пропускания.

[Уравнение 6]

ε(λ,Т,е) = α(λ,Т,е) = (1 - ) = (1 - τ(λ,Т,е),

где μ(λТ) является коэффициентом поглощения (в мм^-1) при данной длине волны λ и при данной температуре Т (в К). На практике μ(λТ) является коэффициентом поглощения, интегрированным по узкой полосе длин волн, центрованной на длине волны λ.

В дальнейшем зависимостями коэффициента излучения и коэффициента поглощения от температуры можно пренебрегать в области условий применения, то есть при температурах стекла и для выбранных интервалов длин волн.

Излучение R, испускаемое стеклянной стенкой толщиной е и с температурой Т при данной длине волны λ, записывают следующим образом:

[Уравнение 7]

R(λ,Т,е) = ε(λ,е) × R_cn(λ,Т),

где коэффициент излучения стенки выражается уравнением [6]:

[Уравнение 8]

ε(λ,е) = 1 -

Применение теории теплового излучения в соответствии с изобретением для сосуда заставляет учитывать обе стеклянные стенки. Действительно, например, для рассматриваемой точки измерения с первой стороны первой стенки сосуда принимаемое излучение сосуда включает в себя излучение первой стенки, находящейся со стороны точки измерения, к которому добавляется излучение противоположной второй стенки, которое испускается внутрь сосуда и которое проходит через первую стенку. Таким образом, как показано на фиг. 2, воспринимаемое излучение первой стенки 2₁ толщиной е1 и с температурой Т1 сосуда в первой спектральной полосе λ1, чувствительное к толщине и температуре, включает в себя тепловое излучение R(λ1, T1, e1) указанной стенки и пропускаемое излучение τ(λ1, e1)⋅R(λ1, T2, e2), которое является тепловым излучением R(λ1, T2, e2) второй стенки 2₂ толщиной е2 и с температурой Т2, по меньшей мере частично поглощаемым стенкой 2₁, т.е. с коэффициентом пропускания τ(λ1, e1). Аналогично, воспринимаемое излучение второй стенки 2₂ толщиной е2 и с температурой Т2 сосуда в первой спектральной полосе λ1, чувствительное к толщине и температуре, включает в себя тепловое излучение R(λ1, T2, e2) указанной стенки и пропускаемое излучение τ(λ1, e2)⋅R(λ1, T1, e1), которое является тепловым излучением R(λ1, T2, e2) первой стенки 2₁ толщиной е1 и с температурой Т1, по меньшей мере частично поглощаемым стенкой 2₂, то есть с коэффициентом пропускания τ(λ1, e2). Здесь пропускания τ (λ1, e1) и τ (λ1, e2) при длине волны λ1 зависят от толщины проходимой стенки по уравнению [6] при ничтожном влиянии температуры.

Аналогично, как показано на фиг. 5, во второй спектральной полосе λ2, чувствительной к толщине и температуре, воспринимаемое излучение первой стенки 2₁ толщиной е1 и с температурой Т1 сосуда включает в себя тепловое излучение, испускаемое указанной стенкой на длине волны λ2, то есть R(λ2, T1, e1), и излучение τ(λ2, e1)⋅R(λ2, T2, e2) второй стенки 2₂ толщиной е2 и с температурой Т2, по меньшей мере частично поглощаемое стенкой 2₁, то есть с пропусканием τ(λ2, e1). Аналогично, воспринимаемое излучение второй стенки 2₂ толщиной е2 и с температурой Т2 сосуда во второй спектральной полосе λ2, чувствительной к толщине и температуре, включает в себя излучение R(λ2, T2, e2) указанной стенки и излучение τ(λ2, e2)‧R(λ2, T1, e1) первой стенки 2₁ толщиной е1 и с температурой Т1, по меньшей мере частично поглощаемое стенкой 2₂, то есть с пропусканием τ(λ2, e2).

С учетом вышеупомянутой теории теплового излучения можно записать следующие уравнения:

[9] = R(λ1,T1,e1) + τ(λ1,e1)⋅R(λ1,T2,e2);

[10] = R(λ1,T2,e2) + τ(λ1,e2)⋅R(λ1,T1,e1);

[11] = R(λ2,T1,e1) + τ(λ2,e1)⋅R(λ2,T2,e2);

[12] = R(λ2,T2,e2) + τ(λ2,e2)⋅R(λ2,T1,e1).

Эти уравнения [9], [10], [11] и [12] относятся к излучениям, рассматриваемым с двух сторон от сосуда, а именно для двух стенок соответственно толщиной е1 и е2 и при температуре Т1 и Т2, разделенных воздушным слоем. Следует напомнить, что коэффициент излучения должен быть разным для длин волн λ1 и λ2, иначе со всей очевидностью система имела бы только два уравнения вместо четырех.

Изобретение отталкивается от того, что четыре уравнения [9]-[12] позволяют определить четыре неизвестные, а именно для двух стенок толщину е1, е2 и температуру Т1 и Т2 соответственно на основании четырех измерений излучения , , и , выдаваемых средствами измерения, такими как инфракрасные двухспектральные камеры, наблюдающие горячие сосуды. Как было указано выше, уравнения получены на основании законов Планка для излучения и Бера-Ламберта для пропускания. Изначальное знание сосудов и материала или методов идентификации параметров или калибровки позволяет точно определить эти уравнения для заданного производства сосудов.

Для облегчения осуществления изобретения применяют упрощение уравнений, что позволяет проще идентифицировать параметры и обеспечивает более быстрые вычисления в реальном времени во время применения способа при помощи вычислительного устройства, анализирующего инфракрасные изображения. Таким образом, в дальнейшем будут определены упрощенные функции коэффициента излучения черного тела и коэффициентов пропускания и поглощения вокруг рабочих точек, то есть для выбранных спектральных полос, для спектрального пропускания стекла, для температурного диапазона сосудов на выходе формовочной машины, то есть от 300 до 700°С, для диапазона измеряемой толщины, например, от 0,5 до 5 мм.

В соответствии с уравнением [7] излучение, испускаемое стенкой, то есть собственное излучение стеклянной стенки, является следующим:

[Уравнение 13]

R(λ1, T1, e1) = ε(λ1, e1) × R_cn(λ1,T1).

Согласно изобретению и в соответствии с уравнением [8], коэффициент излучения ε в первой спектральной полосе λ1 является функцией толщины полупрозрачного тела. Следовательно, этот коэффициент излучения отличается от 1. При измеряемых значениях толщины стенки (например, 0,5-5 мм) с коэффициентом излучения для первой спектральной полосы λ1 сближается аффинная функция толщины, параметры которой можно идентифицировать путем измерения и калибровки.

[Уравнение 14]

ε(е1) = (а ⋅ е1 + b)

с коэффициентами а, b, зависящими от длины волны λ1.

Излучение абсолютно черного тела будет описано при помощи функции G(λ1,T), более простой, чем уравнение [1]. Для рабочей длины волны λ1, в частности, для рабочей спектральной полосы, центрованной по λ1, G(λ1, T)=G1(T) является только функцией температуры. G(T) является упрощенной моделью излучения абсолютно черного тела для спектральной полосы λ1, полученной на основании закона Планка, например, является полиномиальной, степенной или экспоненциальной функцией. На практике, эта функция G1 учитывает всю схему считывания и, в частности, спектральную чувствительность датчика и пропускание оптических компонентов, расположенных между сосудом и датчиком. Параметры функции G1, например, коэффициенты полинома, показатель степени, коэффициент экспоненты и т.д., определяют соответствующим образом, в частности, экспериментальным путем в фазе калибровки измерительного устройства в соответствии с изобретением. Разумеется, для второй длины волны λ точно так же определяют G(λ2, T)=G2(T).

Упрощенную модель для излучения R, испускаемого стеклянной стенкой на заданной длине волны или для заданной спектральной полосы вокруг длины волны λ1, можно теперь записать следующим образом:

[Уравнение 15] R(λ1, T1, e1) = R(T1, e1) = (a ⋅ e1 + b) × G1(T1)

В этом выражении параметры или постоянные G1(T) и коэффициенты а и b можно определить экспериментальным путем или априорно, зная, в частности, состав стекла. Разумеется, излучение этой же стенки для длины волны λ2, а также излучение другой стенки толщиной е2 с температурой Т2 можно записать точно так же, а именно:

[Уравнение 15]

R(λ1, T1, e1) = R(T1, e1) = (a ⋅ e1 + b) × G1(T1)

[Уравнение 16]

R(λ1, T2, e2) = R(T2, e2) = (a ⋅ e2 + b) × G1(T2)

[Уравнение 17]

R(λ2, T1, e1) = R(T1, e1) = (c ⋅ e1 + d) × G2(T1)

[Уравнение 18]

R(λ2, T2, e2) = R(T2, e2) = (c ⋅ e2 + d) × G2(T2)

Коэффициент пропускания τ излучения, исходящего от задней стенки, через переднюю стенку толщиной е=е1 или е2, линеаризуют в следующем уравнении [19], используя, в частности, уравнения [6] и [14], вокруг рабочей точки, определяемой заданной температурой, первой спектральной полосой, центрованной вокруг первой длины волны λ1, и для диапазона измеряемых толщин.

[Уравнение 19]

τ(λ1, e) = е^-μ(λ1)е = 1 - а = 1 - ε(е) = 1 - (а ⋅ е +b)

Точно так же, для второй спектральной полосы, центрованной вокруг λ2, ослабление излучения, исходящего от передней стенки, через заднюю стенку выражается как:

[Уравнение 20]

τ(λ2, e) = е^-μ(λ2)е = 1 - а = 1 - ε(е) = 1 - (с ⋅ е +d)

Коэффициенты а и b, с и d получают посредством калибровки или определяют заранее при помощи любого соответствующего метода. Они зависят от рабочей точки, в частности, от выбранных длин волны λ1 и λ2 и от зоны температуры контролируемых сосудов и от диапазона измеряемых толщин.

Для длины волны λ1 излучение соответствует общему излучению первой стенки, к которому добавляется излучение второй стенки, измененное из-за поглощения первой стенкой. Следовательно, его можно выразить следующим образом:

[Уравнение 21]

= (а ⋅ е1 + b) × G1(T1) + (1 - (a ⋅ e1 + b)) × (а ⋅ е2 + b) × G1(T2)

Точно так же, излучение соответствует общему излучению второй стенки, к которому добавляется излучение первой стенки, измененное из-за поглощения второй стенкой. Следовательно, его можно выразить следующим образом:

[Уравнение 22]

= (а ⋅ е2 + b) × G1(T2) + (1 - (a ⋅ e2 + b)) × (а ⋅ е1 + b) × G1(T1)

Точно так же, для длины волны λ2 излучение N₁₂ соответствует общему излучению первой стенки, к которому добавляется излучение второй стенки, измененное из-за поглощения первой стенкой. Следовательно, N₁₂ можно записать как:

[Уравнение 23]

= (c ⋅ е1 + d) × G2(T1) + (1 - (c ⋅ e1 + d)) × (c ⋅ е2 + d) × G2(T2)

Точно так же можно выразить :

[Уравнение 24]

= (c ⋅ е2 + d) × G2(T2) + (1 - (c ⋅ e2 + d)) × (c ⋅ е1 + d) × G2(T1)

В этом первом варианте изобретения, если вторую спектральную полосу λ2 выбирают таким образом, что коэффициент излучения, хотя и отличается от коэффициента излучения при первой спектральной полосе λ1, зависит от толщины, и в этом случае уравнения [9], [10], [11] и [12] можно заменить соответственно уравнениями [21], [22], [23] и [24].

Дополнительно следует учитывать следующие положения, в частности, с учетом характеристик, которые имеют сосуды 2, выходящие из формовочной машины.

Так, необходимо отметить, что в определенном диапазоне длины волны коэффициент излучения стекла очень мало чувствителен к температуре стенки, которая меняется от 300 до 700°С. Для этого определенного диапазона длин волн коэффициент поглощения (следовательно, и коэффициент излучения) не зависит от температуры, или же этой зависимостью можно пренебречь. Таким образом, только коэффициент спектрального поглощения μ связывает поглощение с толщиной и точно так же связывает коэффициент излучения с толщиной.

Согласно признаку изобретения, первую спектральную полосу λ1 выбирают в диапазоне длин волн, в котором коэффициент излучения стекла не зависит от температуры. Это позволяет применить уравнения [7] и [8].

Кроме того, для спектральной полосы, определенной в диапазоне, превышающем 4500 нм и предпочтительно превышающем 5000 нм, коэффициент излучения стекла очень близок к 1, то есть приближенно можно считать равным 1. Для этой спектральной полосы излучение подобно излучению абсолютно черного тела. Согласно предпочтительному варианту выполнения, вторую спектральную полосу λ2 выбирают в диапазоне длин волн, в котором излучение не зависит от толщины, в котором наблюдаемая стенка не пропускает излучение от противоположной стороны, иначе говоря, в этом диапазоне длин волн стекло является непрозрачным. Отсюда можно вывести выражения для излучения, воспринимаемого в этой спектральной полосе, для каждой стороны стенки, то есть:

[Уравнение 25]

N₁ = R(λ2, T1, e1) = G(T1)

[Уравнение 26]

N₂ = R(λ2, T2, e2) = G(T2)

Следовательно, в этом варианте уравнения [9], [10], [11] и [12] можно заменить соответственно уравнениями [21], [22], [25] и [26]. Этот вариант с использованием длины волны, при которой излучение не зависит от толщины, упрощает вычисления, чтобы решить систему из 4 уравнений с 4 неизвестными, поскольку неизвестные Т1 и Т2, то есть температуры двух стенок, вытекают непосредственно из уравнений [21] и [22].

Согласно изобретению, первую спектральную полосу λ1 выбирают таким образом, чтобы в первой спектральной полосе поглощение излучения стеклом было таким, что:

- излучение, измеряемое с первой стороны сосуда 2, исходящее от первой стенки 2₁, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой 2₁, и излучения, испускаемого второй стенкой 2₂ и проходящего с поглощением через первую стенку 2₁, таким образом, что указанное комбинированное излучение зависит от толщины и от температуры первой и второй стенок,

- и излучение, измеряемое со второй стороны сосуда 2, исходящее от второй стенки 2₂, является суммой излучения, испускаемого второй стенкой 2₂, и излучения, испускаемого первой стенкой 2₁ и проходящего с поглощением через вторую стенку 2₂, таким образом, что указанное комбинированное излучение зависит от толщины и от температуры первой и второй стенок.

Необходимо отметить, что изобретением предложено измерять инфракрасное излучение в первой спектральной полосе λ1, в которой интенсивность излучения зависит от толщины стеклянной стенки и от температуры поверхности стенки. Согласно изобретению, первую спектральную полосу λ1 выбирают таким образом, чтобы коэффициент излучения зависел от толщины стенки, то есть был дальше от 1, но все же достаточно высоким, чтобы измерять достаточное количество излучение. Кроме того, это коэффициент излучения должен мало меняться в зависимости от оттенка стекла. Таким образом, эту первую спектральную полосу λ1 выбирают таким образом, чтобы коэффициент излучения менялся, например, от (приблизительно) 0,3 до 0,7 для белого стекла, когда толщина меняется от 1 до 5 мм, при температуре стекла в окрестности 450°С, более широко - в диапазоне от 300 до 700°С. Необходимо отметить, что у стекла зеленого или янтарного цвета при такой же толщине и такой же температуре коэффициент излучения колеблется вокруг таких же значений.

Кроме того, эту первую спектральную полосу λ1 выбирают таким образом, чтобы получить пропускание излучения, исходящего от задней стороны, с поглощением его передней стороной. Действительно, это обеспечивает то, что в уравнениях [10] и [11] коэффициенты пропускания соответственно τ(λ1, е1) = е^-μ(λ1)е1 и τ(λ1, е2) = е^-μ(λ1)е2 не равны 1, следовательно ослабление не является нулевым. Нулевое ослабление не соответствовало бы нормальному сосуду. При нулевом ослаблении было бы невозможно измерить сумму толщины е1 + е2 двух стенок, не дифференцируя обе стенки. С другой стороны, если поглощение является полным е^-μ(λ1)е1 = 0 или е^-μ(λ1)е1 = 0, это значит, что стекло является непрозрачным в первой спектральной полосе. В этом случае в этой первой спектральной полосе можно было бы измерять только температуру поверхности передней стенки, независимо от толщины.

Следует отметить, что излучение, испускаемое сосудом в первой спектральной полосе λ1, можно выбрать в диапазоне от 1100 нм до 2600 нм. Однако этот диапазон подходит для сосудов из стекла зеленого цвета или янтарного цвета, но не для сосудов из белого стекла, так как в этом диапазоне коэффициент излучения белого (прозрачного) стекла является очень низким.

Согласно изобретению, первую спектральную полосу λ1 выбирают в диапазоне от 2 800 нм до 4 000 нм и предпочтительно от 3 000 нм до 4 000 нм. Эту первую предпочтительную спектральную полосу выбирают, чтобы работать с большим числом оттенков стекла, включая белое стекло.

Как было указано выше, вторую спектральную полосу λ2 выбирают таким образом, чтобы поглощение излучения стеклом отличалось от поглощения излучения в первой спектральной полосе λ1. Можно напомнить, что для выбранной первой спектральной полосы λ1 коэффициент излучения меняется от 0,3 до 0,7. Согласно первому варианту выполнения, представленному на фиг. 5, вторую спектральную полосу λ2 тоже выбирают таким образом, что излучение, измеряемое, во-первых, с первой стороны сосуда, исходящее от первой стенки 2₁, является суммой излучения, испускаемого первой стенкой 2₁, и излучения, испускаемого второй стенкой 2₂ и проходящего через первую стенку, и, во-вторых, со второй стороны сосуда, исходящее от второй стенки 2₂, является суммой излучения, испускаемого второй стенкой 2₂, и излучения, испускаемого первой стенкой 2₁ и проходящего через вторую стенку 2₂, при этом комбинированное излучение зависит от толщины стенок и от температуры стенок.

Согласно этому первому варианту выполнения, излучение, испускаемое сосудом во второй спектральной полосе λ2, выбирают в диапазоне от 1 100 нм до 2 500 нм. В этом варианте пропускание является высоким, и коэффициент излучения может быть низким для некоторых стекол, как правило, ниже 0,1 при толщине стекла от 1 до 5 мм при 450°С. Поскольку инфракрасный сигнал является ограниченным, точность измерения толщины может быть недостаточной для этих оттенков цвета стекла.

Согласно второму предпочтительному варианту выполнения, представленному на фиг. 6, вторую спектральную полосу λ2 выбирают таким образом, чтобы поглощение излучения стеклом было таким, что излучение, измеряемое, во-первых, с первой стороны I сосуда, исходящее от первой стенки 2₁, является излучением, испускаемым только поверхностью первой стенки 2₁, и, во-вторых, со второй стороны II сосуда, исходящее от второй стенки 2₂, является излучением, испускаемым только поверхностью второй стенки, при этом указанное излучение зависит только от температуры.

Таким образом, излучение , испускаемое первой стенкой сосуда во второй спектральной полосе, является чувствительным только к температуре поверхности. Точно так же, излучение , испускаемое второй стенкой сосуда во второй спектральной полосе, является чувствительным только к температуре поверхности.

Согласно этому предпочтительному варианту выполнения, вторую спектральную полосу λ2 выбирают в диапазоне, превышающем 4 500 нм и предпочтительно превышающем 5 000 нм. Вторую спектральную полосу λ2 выбирают таким образом, чтобы коэффициент излучения был близок к 1, то есть близок к коэффициенту излучения абсолютно черного тела. Это значит, что поглощение излучения стеклом в этой спектральной полосе является сильным, поэтому излучательная способность превышает, например, 0,9. Излучение N1, N2, воспринимаемое во второй спектральной полосе λ2 для первой стороны и для второй стороны, достаточно убедительно представлено законом Планка или аппроксимирующей функцией в соответствии с изобретением G(T1) и G(T2), что выражается уравнениями [25] и [26].

Согласно этому предпочтительному варианту выполнения, предпочтительно одновременно со второй спектральной полосой λ2, выбранной в диапазоне, превышающем 4 500 нм и предпочтительно превышающем 5 000 нм, выбирают первую спектральную полосу λ1 в диапазоне, составляющем от 2 800 нм до 4 000 нм и предпочтительно от 3 000 нм до 4 000 нм. Таким образом, чтобы произвести измерения или получить изображения в двух спектральных полосах λ1 и λ2, можно использовать одну и ту же технологию датчика типа средневолнового ИК датчика (MWIR - Medium Wave InfraRed), предпочтительно без охлаждения. В данном случае охлаждаемый датчик обозначает средневолновые ИК датчики или длинноволновые ИК датчики, выпускаемые компаниями SOFRADIR или LYNRED и оснащенные охлаждающими системами криогенного типа. Действительно, не охлаждаемый датчик стоит намного меньше, чем охлаждаемый датчик, он является более надежным. Разумеется, камеры средневолнового ИК диапазона в рамках изобретения оснащены средствами защиты от излучения (охлаждаемые экран, окно, закрытая камера) и средствами охлаждения и/или рассеяния тепла, например, такими как водяные контуры, принудительное вентилирование, элементы с эффектом Пельтье, тепловые трубы, радиаторы и т.д.

Как правило, первую спектральную полосу λ1 выбирают в диапазоне, составляющем от 3 000 нм до 4000 нм, и вторую спектральную полосу λ2 выбирают в диапазоне, превышающем 4 500 нм. Предпочтительно первую спектральную полосу λ1 выбирают с центром около значения длины волны порядка 3600 нм, тогда как вторую спектральную полосу λ2 выбирают с центром около значения длины волны порядка 4700 нм.

Согласно изобретению, система 15 управляет инфракрасными двухспектральными камерами 11-14 таким образом, чтобы измерять с первой стороны I сосуда интенсивность излучения, исходящего от первой стенки 2₁, в первой спектральной полосе λ1 и одновременно во второй спектральной полосе λ2 и со второй стороны II сосуда интенсивность излучения, исходящего от второй стенки 2₂, в первой спектральной полосе λ1 и одновременно во второй спектральной полосе λ2. Таким образом, для каждого сосуда 2, согласно изобретению, производят по меньшей мере два измерения интенсивности излучения, принимаемого от двух противоположных стенок, в первой спектральной полосе и по меньшей мере два измерения интенсивности излучения двух противоположных стенок во второй спектральной полосе. Согласно предпочтительному отличительному признаку, в качестве измерения излучения, согласно изобретению, получают одномерные или двухмерные изображения стенок сосудов. Таким образом, инфракрасные двухспектральные камеры 11, 14 выдают, каждая, для каждого сосуда по меньшей мере два инфракрасных изображения излучения стенки сосуда, находящегося в ее поле наблюдения. Согласно варианту выполнения, обе инфракрасные двухспектральные камеры 11, 12 выдают для каждого сосуда по меньшей мере два изображения инфракрасного излучения в первой спектральной полосе и по меньшей мере два изображения инфракрасного излучения во второй спектральной полосе. Согласно другому варианту выполнения с применением четырех инфракрасных двухспектральных камер, можно получить восемь изображений инфракрасного излучения, чтобы отобразить в двух спектральных полосах стенку сосуда в ее совокупности. В этом случае наблюдаемое поле является таким, что каждая камера измеряет по меньшей мере четверть окружности сосуда.

Можно предусмотреть также увеличение перекрывания обзоров при помощи трех пар противоположных двухспектральных камер. В целом, можно предусмотреть любое расположение камер в зависимости от формы сосудов и от расстояния между ними, чтобы полностью наблюдать окружность сосудов, независимо от того, характеризуется ли их форма круглым горизонтальным плоским сечением (корпус в виде конуса или простого цилиндра) или прямоугольным, многоугольным и т.д. сечением, в соответствии с практикой специалистов в данной области или, в частности, в зависимости от конструкции систем онлайнового контроля в холодном секторе.

Согласно другому признаку изобретения, вычислительное устройство 16 позволяет определять по меньшей мере толщину е1 первой стенки 2₁ и толщину е2 второй стенки 2₂ на основании измерений интенсивности излучения, исходящего от первой стенки 2₁ в первой и второй спектральных полосах и от второй стенки 2₂ в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, испускаемое стенкой, и излучение, пропускаемое с поглощением, от диаметрально противоположной другой стенки.

Таким образом, определяют толщину е1 первой стенки 2₁ и толщину е2 второй стенки 2₂ на основании четырех измерений интенсивности излучения в соответствии с общими уравнениями [9], [10], [11] и [12] и, в частности, с их упрощениями [21], [22], [23] и [24] или [21], [22], [25] и [26], когда вторую длину волны выбирают таким образом, чтобы коэффициент излучения был близок к 1. Эту систему четырех уравнений с четырьмя неизвестными решают в линеаризованных версиях, а также, в случае необходимости, при помощи более сложных моделей, чтобы повысить точность измерения.

Согласно предпочтительному варианту выполнения, в котором вторая спектральная полоса λ2 зависит только от температуры, значения толщины и, возможно, температуры определяют при помощи системы уравнений [21], [22], [25] и [26].

Можно напомнить, что для этого предпочтительного варианта выполнения инфракрасное излучение измеряют, во-первых, в первой спектральной полосе, в которой интенсивность излучения зависит от толщины стенки и от температуры поверхности, и, во-вторых, во второй спектральной полосе, в которой интенсивность излучения зависит только от температуры поверхности. Таким образом, информацию о температуре можно «вычесть из сигнала».

На основании четырех независимых измерений излучения и, учитывая в первой спектральной полосе влияние противоположной стороны на излучение, воспринимаемое для каждой стороны, можно вывести толщину е1 первой стороны, толщину е2 второй стороны, температуру Т1 первой стороны и температуру Т2 второй стороны. Для осуществления этого вычисления используют математическую модель, связывающую четыре измерения излучения и четыре конечных измерения, то есть два измерения толщины и два измерения температуры.

Эта математическая модель может быть эмпирической или аналитической. Она может работать только при некоторых рабочих условиях, позволяющих зафиксировать постоянные и линеаризовать модель. Разумеется, упрощения, произведенные на уравнениях [15] и [19], не являются существенными для изобретения, они просто позволяют легче и дешевле производить вычисления. Разумеется, аналитическая модель может быть более сложной и обеспечивать более точные результаты измерения, учитывая состав, средние температуры или форму сосудов. Математическая модель может включать в себя также геометрическую модель, которая может описывать трехмерную геометрию сосуда и может иметь в качестве характеристик распределение толщины стекла и распределение температуры. Например, для простого изделия конусного типа поверхность корпуса будет конусом, каждая точка которого имеет значение толщины в мм и температуру в Кельвинах (К).

Как следует из описания, заявленная установка 1 содержит инфракрасные двухспектральные камеры 11-14. Хотя для реализации изобретения при помощи неплоских изображений можно применять неплоские датчики изображений, в описании предполагаются плоские датчики, и сформированное изображение в целом обозначает плоское изображение объекта или сцены, в данном случае по меньшей мере части стенки сосуда.

Когда используют несколько датчиков на каждую камеру, то существует несколько способов их соединения. В дальнейшем тексте выражения «выше по потоку» и «ниже по потоку» уточняют положение оптических элементов, помещаемых на собираемых и обрабатываемых пучках излучения в направлении прохождения света, исходящего от сосуда, чтобы достичь датчика.

Согласно первому варианту изобретения, инфракрасная двухспектральная камера содержит, как показано, например, на фиг. 7, 8:

- делитель 20 пучков, ниже по потоку от которого лучи делятся на два отдельных выходных пучка;

- ниже по потоку от делителя 20 пучков - два отдельных датчика 21, 22 (фиг. 7) или два участка датчика (фиг. 8), расположенные в одной плоскости или двух плоскостях изображения, принимающие, каждый, один из двух отдельных выходных пучков, при этом первый датчик или первый участок датчика принимает первый пучок излучения в первой спектральной полосе, и второй датчик или второй участок датчика принимает второй пучок излучения во второй спектральной полосе;

- при этом первый и второй пучки формируются выше по потоку или ниже по потоку от делителя 20 при помощи объектива 23, формирующего за счет оптического сопряжения на каждой плоскости изображения, то есть на каждом датчике или участке датчика оптическое изображение К1, К2 сосуда соответственно в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе;

- при этом первый и/или второй пучки фильтруются оптическим фильтром или оптическими фильтрами, например, типа полосового пропускающего фильтра 25, 26, выбирающими соответственно первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.

Указанные по меньшей мере два отдельных датчика 21, 22 (фиг. 7) или участки датчика (фиг. 8) выдают, каждый, от каждого сосуда цифровое изображение, соответствующее преобразованию оптических изображений К1, К2 излучения М или N, воспринимаемого по меньшей мере в двух разных полосах инфракрасных длин волн.

Делитель 20 пучков является, например, призмой, пластиной или делительным кубом. Этот оптический компонент отклоняет входной оптический пучок в два выходных оптических пучка в двух разных направлениях.

Линейный участок датчика представляет собой линию расположенных в ряд фоточувствительных элементов. Считывание линейного участка датчика дает только одну линию цифрового изображения. Поэтому во время контроля движущихся сосудов, как известно, считывают последовательные линии цифрового изображения, чтобы при помощи простого и известного метода сканирования воспроизвести двухмерное изображение сосуда, проходящего через плоское поле линейного участка датчика. (Примечание: плоское поле = образованное линией датчика и оптическим центром = поле типа веера). Разумеется, вектор перемещения или движения не является параллельным направлению линейного участка датчика. На рынке существуют линейные датчики, содержащие только одну линию фоточувствительных элементов. Существуют также датчики, содержащие несколько линий расположенных рядом друг с другом фоточувствительных элементов и выдающие в качестве сигнала только линии цифрового изображения, представляющие собой комбинации информации разных линий. Наконец, можно управлять матричным датчиком таким образом, чтобы считывать только одну или две или несколько линий цифрового изображения от отдельных линий датчика и чтобы на основании этих отдельных расположенных рядом линий цифрового изображения в течение времени получать путем сканирования одно или два или несколько двухмерных изображений движущегося сосуда, разделенных во времени и соответствующих разным положениям. Иначе говоря, матричный датчик можно использовать как один или два или несколько линейных датчиков, он выдает линии цифрового изображения в зависимости от времени. Понятие линейного участка датчика охватывает оба метода.

Согласно второму варианту изобретения, инфракрасная двухспектральная камера содержит, как показано на фиг. 9:

- объектив 23, формирующий за счет оптического сопряжения на плоскости датчика оптическое изображение К3 поля, через которое проходит сосуд;

- два отдельных линейных участка 41, 42 датчика с их вертикальными опорными линиями s₁, s₂, расположенными таким образом, чтобы при перемещении сосуда в поле объектива 23 получать сканируемое изображение при помощи каждого из двух линейных участков датчика;

- при этом первый линейный участок 41 датчика принимает первый участок 31 пучка излучения в первой спектральной полосе;

- при этом второй участок 42 датчика принимает второй участок 32 пучка излучения во второй спектральной полосе;

- по меньшей мере один оптический фильтр 45, расположенный на пути световых пучков между объективом и двумя линейными участками 41, 42 датчика, чтобы выбирать первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.

Следует отметить, что в этой версии нет необходимости в делителе 20 пучков.

Таким образом, после того как сосуд пересек поле объектива 23, он прошел через поле каждого из двух линейных участков датчика. Путем сканирования получают два двухмерных изображения сосуда на двух выбранных длинах волн.

В предпочтительном варианте выполнения используют только один двухмерный датчик 43, расположенный сзади по меньшей мере одного оптического фильтра, перекрывающего только часть датчика, как показано на фиг. 9. В другом варианте в плоскости изображения располагают два линейных датчика.

Разумеется, в этом втором варианте во время движения сосуда в поле объектива 23 его двухмерное изображение может в данный момент формироваться частично на первом участке и частично на втором участке датчика 41, 42.

Во всех вариантах можно использовать два оптических фильтра, чтобы выбирать эти две спектральные полосы. В качестве оптических фильтров предпочтительно используют полосовые пропускающие фильтры.

Понятно, что необходим по меньшей мере один фильтр, только если оба участка датчика выполнены по одной технологии, то есть каждый из них характеризуется одинаковым ответом или одинаковой собственной спектральной чувствительностью.

Согласно предпочтительному варианту, в котором вторую спектральную полосу λ2 выбирают в диапазоне, превышающем 4 500 нм и предпочтительно превышающем 5 000 нм, а первую спектральную полосу λ1 - в диапазоне, составляющем от 2 800 нм до 4 000 нм и предпочтительно от 3 000 нм до 4 000 нм, в качестве датчика или датчиков можно использовать один или два датчика типа средневолнового ИК датчика (MWIR - Medium Wave InfraRed), которые не требуют никакой системы охлаждения, как было указано выше. Это позволяет реализовать варианты, представленные на фиг. 8 и 9, содержащие только один датчик. Для реализации вариантов, содержащих два датчика, как показано на фиг. 7, использование двух датчиков одной технологии упрощает осуществление, в частности, оба датчика могут иметь одинаковое разрешение для одного поля и могут быть синхронизированы при помощи общих и упрощенных средств управления.

Датчик или датчики, включенные в каждую инфракрасную двухспектральную камеру, выполнены, например, на основе PbSe на 196 или 300°К или могут быть микроболометрами.

Разумеется, изобретение не ограничивается описанными выше вариантами выполнения двухспектральной камеры.

Изобретение относится к технической области оптического контроля светопроницаемых или прозрачных сосудов или полых объектов, имеющих высокую температуру. Способ измерения толщины стенок сосудов из стекла, выходящих из формовочных полостей, в котором выбирают для измерения тепловое излучение, испускаемое сосудом с диаметрально противоположных сторон сосуда. Выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом в первой спектральной полосе (λ1) в диапазоне от 2800 нм до 4000 нм и во второй спектральной полосе (λ2). Одновременно измеряют: с первой стороны (I) сосуда - интенсивность излучения, исходящего от первой стенки (2₁), в первой спектральной полосе (λ1) и во второй спектральной полосе (λ2); и со второй стороны (II) сосуда - интенсивность излучения, исходящего от второй стенки (2₂), в первой спектральной полосе (λ1) и во второй спектральной полосе (λ2). Определяют толщины первой и второй стенок (2₂) на основании измерений интенсивности излучения, исходящего от первой стенки, в первой и второй спектральных полосах и от второй стенки - в первой и второй спектральных полосах, при этом, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе наличие излучения, испускаемого самой стенкой, и излучения, испускаемого другой диаметрально противоположной стенкой и проходящего с поглощением через указанную стенку. Технический результат – повышение точности определения толщины стенок сосудов из стекла при высокой температуре. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ измерения толщины стенок сосудов (2) из стекла при высокой температуре, выходящих из формовочных полостей, содержащий этапы, на которых:

- выбирают для измерения тепловое излучение, испускаемое сосудом (2) с диаметрально противоположных сторон сосуда - первой стороны (I) и второй стороны (II), таким образом, чтобы учитывалось тепловое излучение, испускаемое первой стенкой (2₁) сосуда, находящейся с первой стороны, и тепловое излучение, испускаемое диаметрально противоположной второй стенкой (2₂) сосуда, находящейся со второй стороны;

- при этом выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом (2) в первой спектральной полосе (λ1) в диапазоне от 2800 нм до 4000 нм и во второй спектральной полосе (λ2), причем указанные две спектральные полосы являются разными, и их выбирают таким образом, чтобы:

коэффициент поглощения излучения стеклом был разным в двух спектральных полосах при температуре сосудов; и

по меньшей мере в первой спектральной полосе (λ1) коэффициент поглощения излучения стеклом был таким, что:

излучение, которое измеряется с первой стороны (I) сосуда, исходящее от первой стенки (2₁), является суммой излучения, испускаемого первой стенкой (2₁), и излучения, испускаемого второй стенкой (2₂) и проходящего с поглощением через первую стенку (2₁), при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок (2₁, 2₂); и

излучение, которое измеряется со второй стороны (II) сосуда, исходящее от второй стенки (2₂), является суммой излучения, испускаемого второй стенкой (2₂), и излучения, испускаемого первой стенкой (2₁) и проходящего с поглощением через вторую стенку (2₂), при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок (2₁, 2₂);

- одновременно измеряют: с первой стороны (I) сосуда - интенсивность излучения, исходящего от первой стенки (2₁), в первой спектральной полосе (λ1) и во второй спектральной полосе (λ2); и со второй стороны (II) сосуда - интенсивность излучения, исходящего от второй стенки (2₂), в первой спектральной полосе (λ1) и во второй спектральной полосе (λ2); и

- определяют по меньшей мере толщину первой стенки и толщину второй стенки (2₂) на основании измерений интенсивности излучения, исходящего от первой стенки, в первой и второй спектральных полосах и от второй стенки - в первой и второй спектральных полосах, при этом, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе наличие излучения, испускаемого самой стенкой, и излучения, испускаемого другой диаметрально противоположной стенкой и проходящего с поглощением через указанную стенку.

2. Способ по п. 1, в котором во второй спектральной полосе (λ2) коэффициент поглощения излучения стеклом отличается от коэффициента поглощения в первой спектральной полосе (λ1) и является таким, что излучение, измеренное с первой стороны (I) сосуда, исходящее от первой стенки (2₁), является суммой излучения, испускаемого первой стенкой (2₁), и излучения, испускаемого второй стенкой (2₂) и проходящего через первую стенку (2₁), а излучение, измененное со второй стороны (II) сосуда, исходящее от второй стенки (2₂), является суммой излучения, испускаемого второй стенкой (2₂), и излучения, испускаемого первой стенкой (2₁) и проходящего через вторую стенку, при этом комбинированное излучение зависит от толщины стенок и от температуры стенок.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором определяют также температуру (Т₁) первой стенки (2₁) и второй стенки (2₂) на основании измерений интенсивности излучения первой стенки (2₁) в первой и второй спектральных полосах и второй стенки (2₂) в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, проходящее с поглощением и исходящее от стенки, находящейся с другой стороны.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом в первой спектральной полосе (λ1) в диапазоне, составляющем от 3000 нм до 4000 нм.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором во второй спектральной полосе (λ2) коэффициент поглощения излучения стеклом является таким, что излучение, измеренное с первой стороны (I) сосуда, исходящее от первой стенки (2₁), является излучением, испускаемым только поверхностью первой стенки (2₁), а излучение, измеренное со второй стороны (II) сосуда, исходящее от второй стенки (2₂), является излучением, испускаемым только поверхностью второй стенки (2₂), при этом излучение зависит только от температуры.

6. Способ по п. 5, в котором температуру (Т₁, Т₂) первой стенки и второй стенки определяют на основании соответственно измерений интенсивности излучения первой стенки (2₁) во второй спектральной полосе (λ2) и второй стенки (2₂) во второй спектральной полосе (λ2).

7. Способ по любому из пп. 1-4, в котором выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом во второй спектральной полосе (λ2) в диапазоне, составляющем от 1100 нм до 2600 нм.

8. Способ по п. 5 или 6, в котором выбирают для измерения излучение, испускаемое сосудом во второй спектральной полосе (λ2) в диапазоне, превышающем 4500 нм и предпочтительно превышающем 5000 нм.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором одновременно измеряют излучение при помощи по меньшей мере двух инфракрасных двухспектральных камер (11, 12-13, 14), каждая из которых выдает для каждого сосуда по меньшей мере два инфракрасных изображения излучения стенки сосуда, находящегося в ее поле наблюдения.

10. Установка для измерения толщины стенок стеклянных сосудов (2) при высокой температуре, выходящих из формовочных полостей (4) и перемещаемых по переносной траектории (F), содержащая:

- по меньшей мере первую (11) и вторую (12) инфракрасные двухспектральные камеры, расположенные диаметрально противоположно друг другу с двух сторон от траектории (F) сосудов, чтобы учитывать тепловое излучение, испускаемое первой стенкой (2₁) сосуда (2), находящейся с первой стороны (I) сосуда, и второй стенкой (2₂) сосуда, находящейся с диаметрально противоположной второй стороны, при этом каждая камера (11, 12) выдает два изображения инфракрасного излучения стенки сосуда, находящейся в ее поле наблюдения, в первой спектральной полосе (λ1) в диапазоне, составляющем от 2800 нм до 4000 нм, и во второй спектральной полосе (λ2), причем эти две спектральные полосы являются разными, и выбраны таким образом, чтобы выполнялись следующие условия:

коэффициент поглощения излучения стеклом разный в двух спектральных полосах (λ1, λ2) при температуре сосудов; и

по меньшей мере в первой спектральной полосе (λ1) коэффициент поглощения излучения стеклом такой, что:

излучение, измеряемое с первой стороны (I) сосуда, исходящее от первой стенки (2₁), является суммой излучения, испускаемого первой стенкой (2₁), и излучения, испускаемого второй стенкой (2₂) и проходящего с поглощением через первую стенку (2₁), при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок; и

излучение, измеряемое со второй стороны (II) сосуда, исходящее от второй стенки (2₂), является суммой излучения, испускаемого второй стенкой (2₂), и излучения, испускаемого первой стенкой (2₁) и проходящего с поглощением через вторую стенку (2₂), при этом указанное комбинированное излучение зависит от толщины и температуры первой и второй стенок (2₁, 2₂);

- систему (15) для управления работой инфракрасных двухспектральных камер (11, 12) таким образом, чтобы снимать одновременно первой камерой (11) два изображения, измеряющих интенсивность излучения первой стенки (2₁) в первой спектральной полосе (λ1) и во второй спектральной полосе (λ2), и второй камерой (12) - два изображения, измеряющих интенсивность излучения второй стенки (2₂) в первой спектральной полосе (λ1) и во второй спектральной полосе (λ2); и

- вычислительное устройство (16), выполненное с возможностью определять по меньшей мере толщину (е₁, е₂) первой стенки (2₁) и второй стенки (2₂), анализируя два изображения, дающие соответственно измерения интенсивности излучения, исходящего от первой стенки (2₁) в первой (λ1) и второй (λ2) спектральных полосах, и два изображения второй стенки в первой и второй спектральных полосах, учитывая в интенсивности излучения в первой спектральной полосе излучение, испускаемое стенкой, и излучение, проходящее с поглощением и исходящее от стенки, находящейся с другой стороны.

11. Установка по п. 10, отличающаяся тем, что инфракрасная двухспектральная камера (11-14) содержит:

- делитель (20) пучков, ниже по потоку от которого лучи делятся на два отдельных выходных пучка;

- ниже по потоку от делителя (20) пучков - два отдельных датчика (21, 22) или два участка датчика, расположенные в одной плоскости или двух плоскостях изображения, принимающие, каждый, один из двух отдельных выходных пучков, при этом первый датчик или первый участок датчика принимает первый пучок излучения в первой спектральной полосе, и второй датчик или второй участок датчика принимает второй пучок излучения во второй спектральной полосе;

- при этом первый и второй пучки формируются выше по потоку или ниже по потоку от делителя (20) при помощи объектива (23), формирующего за счет оптического сопряжения на каждой плоскости изображения оптическое изображение (К1, К2) сосуда соответственно в первой спектральной полосе и во второй спектральной полосе;

- при этом первый и/или второй пучки фильтруются оптическим фильтром или оптическими фильтрами (25, 26), выбирающими соответственно первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.

12. Установка по п. 10, отличающаяся тем, что каждая инфракрасная двухспектральная камера содержит:

- объектив (23), формирующий за счет оптического сопряжения на плоскости датчика оптическое изображение (К3) поля, через которое проходит сосуд;

- два отдельных линейных участка (41, 42) датчика с их вертикальными опорными линиями (s₁, s₂), расположенными таким образом, чтобы при перемещении сосуда в поле объектива (23) получать сканируемое изображение при помощи каждого из двух линейных участков датчика;

- при этом первый линейный участок (41) датчика принимает первый участок (31) пучка излучения в первой спектральной полосе;

- второй участок (42) датчика принимает второй участок (32) пучка излучения во второй спектральной полосе;

- по меньшей мере один оптический фильтр (45), расположенный на пути световых пучков, чтобы выбирать первую спектральную полосу и вторую спектральную полосу.

13. Установка по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что оптический фильтр или оптические фильтры (25, 26, 45), предназначенные для выбора первой спектральной полосы в диапазоне, составляющем от 2800 нм до 4000 нм, и второй спектральной полосы в диапазоне, превышающем 4500 нм и предпочтительно превышающем 5000 нм.