[發明專利]測量高速移動的彎曲物體上沉積涂層厚度的不依賴于物體位置的方法

有效

• 申請號: 201780006021.6
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN108474732B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: G·E·莫伊勒;R·Y·科羅特科夫;R·C·史密斯
• 申請（專利權）人: 阿科瑪股份有限公司
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00;G01B11/28;G01N21/84
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 樂洪詠;沙永生

本申請提供了測量移動物體上涂層厚度的方法和裝置。在物體上預定位置處將光引導到物體，使得一部分光與物體相互作用。拍攝至少一個波長通道的ID和/或2D最大強度，其由與物體相互作用的那部分光產生。將測得的該波長通道的平均強度和/或多個波長通道幾何特征的強度及其算術衍生結果轉化為ID(平均)和/或2D厚度值。基于這些值評估涂層的可接受度并計算厚度。

相關申請的交叉參考

本申請涉及2016年1月7日提交的題為“測量高速移動的彎曲物體上沉積涂層厚度的不依賴于物體位置的方法”的第62/275,912號美國臨時申請并要求其權益，其內容通過參考完整地納入本文以用于所有目的。

發明領域

本發明涉及在線生產中移動的容器上沉積的涂層的厚度的光學測量方法和裝置。

發明背景

在形成玻璃容器的過程中，玻璃容器外部通常施涂金屬氧化物涂料。這種涂料可包含錫、鈦或者其他反應性金屬化合物或有機金屬化合物，可用來保護玻璃容器免受表面損傷，如磨傷和擦傷，所述損傷導致玻璃容器損失抗張強度。玻璃容器的高抗張強度是有利的，特別是在以下情況下：大批量生產容器，容器極為貼近地沿著高速傳送線快速移動，裝有在容器內會產生氣壓的碳酸飲料、食物等，并裝運。

金屬氧化物涂料通常在玻璃容器以受熱并完全成型的狀態從玻璃器皿成型機中出來的時候施涂，也就是在系統“熱端”施涂。傳送機將容器從成型機送走。玻璃容器表面存在超過400攝氏度的溫度，所以，當向其施涂可熱分解的無機金屬或有機金屬化合物時，該化合物會立即反應并轉化為金屬氧化物涂層。

在形成玻璃的過程中，宜定期檢查涂層。目前的質檢程序通常涉及離線過程。在容器冷卻到低于約100攝氏度之后(在系統“冷端”)，定期將一個或多個容器從生產線拉出來。然后測量金屬氧化物涂層厚度，以確定厚度是否處在厚度容差范圍內。若厚度超出容差范圍，則必須檢測最后一次成功檢測以來所生產的其他容器，以確定工藝何時偏離規范，不合格容器可以銷毀。例如，樣品容器可每4-8小時檢測一次。若每分鐘形成約400-500個瓶子(或者每小時約25000至約55000個瓶子)，生產4小時后才發現涂層缺陷可能導致存貨損失嚴重。同樣重要的是要注意到，合格厚度與不合格厚度之間的差異可能小到5CTU，具體取決于制造商的規范(CTU＝涂層厚度單位，1nm約等于3.45CTU)。因此，瓶子生產工藝需要高度可復制的超靈敏技術。

有多種方法探測待檢物體中的缺陷。

第4,651,568號美國專利涉及玻璃瓶檢查方法和裝置，其采用聲波脈沖探測缺陷。聲波距離和缺陷測量設備首先受限于聲波的有效耦合，其次受限于物體尺寸。最后的限制直接與形成解析良好的脈沖有關。該缺陷將聲波對固態物體上涂層厚度的探測限制到大于0.1mm,但無論如何可能需要低于5nm的厚度精度。