專利名稱：具智慧型化學強化爐控制方法的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及化學強化爐，特別是一種具智能型化學強化爐控制方法的裝置。
背景技術：
行動電子裝置包含移動電話、平板計算機等通常需使用平板玻璃作為屏幕的覆蓋表面。應用在具有觸控功能的行動電子裝置上的平板玻璃則因為必須承受頻繁的觸控接觸，而必須經過強化及防刮處理。傳統的玻璃化學強化制程，是將玻璃完全浸泡于高溫的化學強化爐中，化學強化爐中具有純度極高的硝酸鉀溶液，利用鉀離子與鈉離子在高溫下發生置換反應，來進行化學強化。一般的強化爐都采用設置固定強化時間及強化溫度來獲得所需的強化效果。硝酸鉀經過離子置換反應后，化學強化爐中鉀離子濃度會持續下降，鈉離子濃度 則會持續上升。圖1是在強化溫度、時間不變條件下表面應力值或壓應力值(compressivestress/CS)隨化學強化溶液中鈉離子濃度變化的趨勢圖。如圖1所示，如果強化溫度及強化時間不變，將玻璃于不同鈉離子濃度的化學強化溶液中進行強化，則強化后玻璃的表面應力會隨著化學強化溶液中鈉離子濃度的增加而持續下降。而表面應力下降會使玻璃的強度下降。因此為保證玻璃的強度，表面應力值需確保在一個較高水平。如采用固定強化溫度與時間生產，則無法保證表面應力維持在一個較高的水平。且硝酸鉀溶液因在強化過程中鈉離子濃度升高，其循環使用次數也將會受限。圖2是在不同強化溫度條件下表面應力值與交換層深度(depth of exchangelayer/DOL)的關系圖。如圖2所示，當交換層深度為55 μ m時，以溫度410°C進行強化時玻璃的表面應力值比400°C進行強化時玻璃的表面應力值下降了大約12. 5MPa。即在相同交換層深度的條件下，玻璃強化溫度對表面應力值的影響為溫度越高表面應力值就越低。在相同的玻璃強化溫度下，交換層深度越淺玻璃表面應力值就越高。因此為了達成最佳或最適合的玻璃強化效果，必須針對上述參數進行優化。這些參數包含化學強化爐中鈉離子濃度、強化溫度、強化時間、交換層深度及表面應力值等若以人工的方式進行估算，非常可能產生偏差，耗費較高的人力成本且無法達成預定的強化目標值，同時無法保證大量批次生產的產品維持穩定的質量

實用新型內容本實用新型提供一種具有智能型化學強化爐控制方法的裝置，包含一強化爐、一人工操作界面與一控制系統。強化爐裝有化學強化溶液，而人工操作界面用于輸入強化參數及顯示強化數據，該控制系統用于控制強化爐的強化參數。控制系統包含有一取樣檢測單元、一分析單元及一控制處理單元。取樣檢測單元進行取樣檢測化學強化溶液的鈉離子濃度。分析單元用于根據輸入的強化的相關參數及該取樣檢測單元測得的鈉離子濃度結合預設的方程式系數分析計算出強化時間和強化溫度。控制處理單元根據該分析單元所分析計算出的強化時間和強化溫度來控制強化爐的強化參數。[0008]在本實用新型一實施例中，強化爐中包含一化學強化溶液。透過人工操作界面輸入的強化參數包含玻璃材質、玻璃厚度、所需的表面應力目標值及交換層深度目標值。控制系統系透過對化學強化溶液的鈉離子濃度的檢測調節強化時間與溫度來確保玻璃強化后的效果達到所需的表面應力目標值及交換層深度目標值。進一步的，該控制系統包含一判斷單元，該判斷單元判斷化學強化溶液的鈉離子濃度是否超過預設的界定值。進一步的，該化學強化溶液的鈉離子濃度的預設界定值為6500PPM。因此，本實用新型提出一種具有智能型化學強化爐控制方法的裝置，能針對玻璃強化的參數進行自動調節監控使參數最大限度優化，以節省人力成本，精確控制強化后的 表面應力值與交換層深度數值，同時保證大量批次生產的產品質量穩定。

圖1是在強化溫度、時間不變條件下壓應力值隨鈉離子濃度變化的趨勢圖。圖2是在不同強化溫度條件下表面應力值與交換層深度的關系圖。圖3是本實用新型一較佳實施例之具有智能型強化爐控制方法的裝置。圖4是根據本實用新型一實施例的智能型化學強化爐的控制方法流程圖。
具體實施方式
以下將詳述本案的各實施例，并配合附圖作為例示。除了這些詳細描述之外，本實用新型還可以廣泛地施行在其他的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本案的范圍內，并以之后的專利范圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本實用新型有較完整的了解，提供了許多特定細節；然而，本實用新型可能在省略部分或全部這些特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或組件并未描述于細節中，以避免造成本實用新型不必要之限制。附圖中相同或類似之組件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，附圖僅為示意之用，并非代表實際的尺寸或數量，除非有特別說明。本實用新型提供一種智能型化學強化爐的控制方法以及具有智能型化學強化爐控制方法的裝置。需特別說明的是，為便于說明本實用新型僅提出較佳實施例作為例示，但其他符合本實用新型精神的替換、修改或可達到相同功能者，也屬于本實用新型的范圍。對于本領域具有一般技術者而言，本實用新型各方面進一步的修改與替換實施例將為顯而易見。圖3是本實用新型一較佳實施例之具有智能型強化爐控制方法的裝置。如圖3所示，本實用新型之具有智能型強化爐控制方法的裝置100包含一強化爐102、一人工操作界面108及一控制系統101。強化爐102裝有化學強化溶液，可用于玻璃進行化學強化。該化學強化溶液是采用高純度的硝酸鉀溶液，以鉀離子與鈉離子在高溫之下進行置換反應，以對玻璃進行化學強化。由于鉀離子較大，因此以鉀離子取代玻璃表面較小的鈉離子可提高玻璃表面的表面應力。人工操作界面108用于輸入強化參數，包含玻璃材質、玻璃厚度、所需的表面應力目標值、交換層深度目標值。控制系統101根據輸入于人工操作界面108上的強化參數結合預設的方程式系數分析計算出所需的理想強化參數，透過數字模擬轉換(digital to analog converter, D/A轉換)控制該強化爐102之強化參數并將該理想強化參數顯示于人工操作界面108上。控制系統101包含一控制處理單元104、一取樣檢測單元106、一分析單元110及一判斷單元112。取樣檢測單元106對強化爐102內的化學強化溶液進行取樣并檢測該化學強化溶液的鈉離子濃度。分析單元110根據輸入的強化參數及該取樣檢測單元106測得的化學強化溶液鈉離子濃度結合預設的方程式系數分析計算出強化時間和強化溫度并將該取樣檢測單元106測得的化學強化溶液鈉離子濃度傳送至判斷單元112，控制處理單元104根據該分析單元110所分析計算出的強化時間和強化溫度，透過D/A轉換來控制化學強化爐102的強化參數并進行強化，同時控制強化爐102的加熱開關以及強化爐102的運轉以達成預定的強化溫度及強化時間。判斷單元112根據默認的界定值來判斷強化爐102的化學強化溶液的鈉離子濃度是否超過預設界定值，并將該判斷結果反饋給控制處理單元104。若強化爐102的化學強化溶液中的鈉離子濃度超過預定的界定值，控制處理單元104通過D/A轉換指示具有智能型強化爐控制方法的裝置100發出警報訊息且不輸出參數于人工操作 界面108，可因此確保產品質量。具有智能型強化爐控制方法的裝置100通過分析單元110計算，可以最大限度優化強化參數，增加強化爐102的化學強化溶液循環使用次數。控制系統101可進一步包含所需的相關裝置軟硬件，例如軟件程序、儲存媒體、內存以執行軟件程序并儲存及數據參數數據。上述軟件程序、儲存媒體、內存及顯示單元屬于對于熟悉本技術領域且具一般技術者而言均可理解，而能以適合裝置或軟件實施且無需過度的實驗或額外的努力即可達成或實施，因此一般眾所周知的組件在此并未特別顯示。軟件程序可為任何適合且能達成本實用新型實施例要求的功能的軟件程序。為了得到所需的理想強化參數，適合軟件可利用來進行實驗設計(design ofexperiment/DOE)。使用的軟件可為minitab軟件,但不限于minitab軟件。利用minitab軟件設計出實驗設計范例如表一所示。表一
權利要求1.一種具有智能型化學強化爐控制方法的裝置，其特征在于，包含一強化爐，該強化爐裝有化學強化溶液；一人工操作界面，該人工操作界面用于輸入并顯示強化參數；以及一控制系統，該控制系統用于控制強化爐的強化參數；其中，該控制系統包含有一取樣檢測單元，用于檢測化學強化溶液的鈉離子濃度；一分析單元，根據輸入的強化參數及該取樣檢測單元檢測的化學強化溶液鈉離子濃度結合預設的方程式系數分析計算出強化時間和強化溫度；以及，一控制處理單元，根據該分析單元所分析計算出的強化時間和強化溫度來控制強化爐的強化參數。
2.根據權利要求7所述的具有智能型化學強化爐控制方法的裝置，其特征在于，該取樣檢測單元進一步監測化學強化溶液的鈉離子濃度。
3.根據權利要求7所述的具有智能型化學強化爐控制方法的裝置，其特征在于，該控制系統包含一判斷單元，該判斷單元判斷化學強化溶液的鈉離子濃度是否超過預設的界定值。
4.根據權利要求9所述的智能型化學強化爐的控制方法的裝置，其特征在于，該預設的界定值為6500PPM。
專利摘要本實用新型揭露一種具有智能型化學強化爐控制方法的裝置，包含一強化爐、一人工操作界面與一控制系統。強化爐裝有化學強化溶液，而人工操作界面用于輸入強化參數及顯示強化相關數據，控制系統用于控制強化爐的強化參數。該具有智能型化學強化爐控制方法的裝置能針對玻璃的強化參數進行自動調節監控使參數最大限度優化，以節省人力成本，精確控制強化后的表面應力值與交換層深度數值。
文檔編號C03B27/03GK202829823SQ20122039905
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月3日 優先權日2012年8月3日
發明者李裕文, 廖文軍, 鐘超陽, 吳炳火, 祝才偉 申請人:瑞士達光學(廈門)有限公司