紊流對充氣過程及濃度測量的影響
　　充氣中空玻璃產(chǎn)生紊流時,中空玻璃腔體內(nèi)的部分空氣始終不能被充入的氬氣置換掉,因此,存在紊流的充氣中空玻璃的初始濃度很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求。此外,充氣過程中所產(chǎn)生的紊流,使空氣仍存在于中空玻璃空腔的中央位置。當(dāng)中空玻璃出現(xiàn)紊流現(xiàn)象時，在中空玻璃排氣孔傳感器所檢測到的濃度，一般來說，應(yīng)高于中空玻璃的惰性氣體的完全擴(kuò)散腔體中央湍流的空氣，而中空玻璃的惰性氣體的完全擴(kuò)散需要6-8小時。如果使用該方法進(jìn)行在線檢測,則所測出的濃度明顯高于擴(kuò)散后的實際濃度。因此,我們不能將這種檢測方法作為充氣中空玻璃的在線檢測手段。否則,在充氣中空玻璃內(nèi)出現(xiàn)紊流現(xiàn)象條件下,會給出檢測人員錯誤的判斷。如存在紊流的充氣中空玻璃,采用高壓放電法檢測中空玻璃的位置應(yīng)盡可能靠近間隔條位置(參見圖2)。按照廠家建議的三個測量點,正好避開了充氣中空玻璃的紊流氣體即空氣位置,所給出的濃度為惰性氣體的濃度(參見圖4)；因此,有必要在充氣中空玻璃放置6-8小時后,得出正確的濃度數(shù)字。據(jù)調(diào)查,有的廠家自檢的充氣中空玻璃初始濃度在90%以上,但經(jīng)第三方測量實際濃度明顯低于90%,有的甚至不足70%。通過對這些濃度差別大的充氣玻璃密封的外觀檢測,我們很難找出任何密封缺陷,因此,我們推斷出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因之一,是由于紊流造成的。

　　但是,這種檢測方法屬于產(chǎn)品質(zhì)量的事后檢測。充氣中空玻璃放置6-8小時后,第二密封膠基本固化,如果充氣中空玻璃的濃度達(dá)不到要求,則對已充氣的中空玻璃的返工是一件費(fèi)時費(fèi)力的事情。此外還有兩種可能: (1)如果對充氣方法不改進(jìn)的話,我們?nèi)詿o法保證返工的產(chǎn)品的充氣濃度達(dá)到要求；(2)采用普通的充氣方法即自然充氣和充氣與強(qiáng)制抽氣法不可避免紊流現(xiàn)象發(fā)生,即使是所隨機(jī)抽查檢測的玻璃達(dá)到濃度要求,除非我們有充氣過程每片玻璃的實時監(jiān)控數(shù)字,否則,我們也無法確切地保證整個批次的充氣玻璃都合格。

　　由此可見,除非我們采用的充氣設(shè)備能夠有效地避免紊流出現(xiàn)、抑或始終保持充氣過程的穩(wěn)定的層流,否則,我們就不能排除在線檢測的濃度的真?zhèn)巍?BR>
　　進(jìn)一步說,在此條件下,我們保證充氣中空玻璃的濃度的正確的方法,只能是對充氣中空玻璃的生產(chǎn)過程進(jìn)行控制,而不是產(chǎn)品的質(zhì)量控制。

　　充氣中空玫璃的生產(chǎn)控制
　　充氣中空玻璃的生產(chǎn)過程控制(production process Control)概念是,為確保充氣中空玻璃生產(chǎn)過程處于受控狀態(tài),對影響充氣濃度質(zhì)量的生產(chǎn)過程所采取的作業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)過程的分析,診斷和實時監(jiān)控。它的作用在于對生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制進(jìn)行系統(tǒng)安排,對直接或間接影響過程質(zhì)量的因素進(jìn)行重點控制并制定實施控制計劃,確保過程質(zhì)量。氬氣是無色無味的氣體,其充氣濃度不易測量。目前的測試方法大體可以分為兩種, (1)傳感器對從排氣空所收集的氣體與所設(shè)置的氣體濃度相比較,以判斷是否達(dá)到要求；(2)傳感器對排氣空所收集的氣體與所設(shè)置的氣體濃度進(jìn)行動態(tài)進(jìn)行比較并給出濃度、氣壓和流速等實時曲線,不但從濃度上判斷而且從曲線形狀上判斷,充氣的實際濃度。二者相比,由于第二種方法不僅僅是兩個置的比較,而是對整個充氣過程的描述,是目前充氣過程實時監(jiān)控的最先進(jìn)的生產(chǎn)控制手段。

充氣中空玻璃濃度的質(zhì)量控制(quality control）的特點是事后性,屬于不合格產(chǎn)品檢測。歐洲中空玻璃標(biāo)準(zhǔn)EN1279-6的生產(chǎn)控制實際上是指的是對測量充氣中空玻璃合片的濃度,應(yīng)該理解為對產(chǎn)品的質(zhì)量控制或檢測,而不是真正意義上的生產(chǎn)過程控制。 對充氣中空玻璃初始濃度的抽樣檢測規(guī)定,1片/1000片/班,至少3片,當(dāng)每班充氣中空玻璃不足100片時,抽查1片。充氣中空玻璃中的氬氣需要大約6-8小時才能完全擴(kuò)散,因此,對中空玻璃氬氣初始濃度的檢測需在氣體完全擴(kuò)散后才能進(jìn)行。因此,無論是對充氣中空玻璃的濃度的在線檢測抑或是在惰性氣體完全擴(kuò)散的6-8小時后再檢測,都只能是對產(chǎn)品合格與否的判斷與否。假如這種抽樣檢測的結(jié)果是總體不合格,則問題的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)為時過晚。

　　綜上所述,造成充氣中空玻璃初始濃度低的最主要原因在于充氣過程中出現(xiàn)的紊流現(xiàn)象。對充氣中空玻璃的生產(chǎn)控制的意義在于對整個充氣過程進(jìn)行實時監(jiān)控,從而有效地避免中空玻璃充氣過程中可能出現(xiàn)的紊流現(xiàn)象,提高和保證充氣質(zhì)量的穩(wěn)定性。

　　智能充氣技術(shù)
　　在清楚中空玻璃的充氣基本原理、充氣中空玻璃的生產(chǎn)過程必要性之后,接下來我們有必要考慮一下主要的充氣技術(shù)和具體方式。 概括地說,選擇充氣設(shè)備可以從設(shè)備的技術(shù)特點考慮。從與中空玻璃生產(chǎn)線結(jié)合的程度上看,充氣技術(shù)分為在線充氣和離線充氣；從生產(chǎn)自動化程度看,充氣技術(shù)分為自動化充氣和手工充氣。一般來說,在線充氣,顧名思義,是指充氣工藝是在中空玻璃生產(chǎn)線上,充氣過程在申空玻璃上框后、合片前(如李賽克生產(chǎn)線、百超生產(chǎn)線)完成，具有自動化程度高、合片前（如李塞克生產(chǎn)線、白超生產(chǎn)線）完成，具有自動化程度高、充氣時間短和濃度穩(wěn)定的優(yōu)點，缺點惰性氣體浪費(fèi)大；手工充氣在中空玻璃制合片之后，在第二道密封膠涂布之前或后離線進(jìn)行。一般來說,普通手工充氣設(shè)備的特點是充氣的速度較慢、氣體耗量較高、濃度低等。誠然,兩種充氣方式都需要生產(chǎn)過程控制,歐洲的一些玻璃廠家一對在線充氣進(jìn)行升級采用實時監(jiān)控的辦法,但本文的重點在于討論手工充氣方法。

　　一般來說,手工充氣設(shè)備的充氣方式主要有三種:自然充氣、充氣與排氣同時進(jìn)行、程序控制充氣與排氣過程同時進(jìn)行(參見表1)。自然充氣的流速一般在5升/分鐘左右,充氣與排氣同時進(jìn)行的流速在12-18升/分鐘之間,程序控制充排氣過程的流速可高達(dá)90升/分鐘。

　　選擇中空玻璃充氣設(shè)備主要需要考慮三方面問題:初始充氣濃度、充氣時間和氣體消耗量。對此,我們首先依次分別敘述,然后綜合起來討論。

　　毋庸贅述,選擇充氣中空玻璃的首先考慮的因素是設(shè)備的充氣質(zhì)量的穩(wěn)定性。提高充氣中空玻璃的濃度關(guān)鍵在于充氣設(shè)備在充氣過程中能否避免紊流的出現(xiàn),對充氣過程進(jìn)行實時監(jiān)控。采用自然充氣方法的特點是設(shè)備投資小,但充氣速度過慢,充氣濃度沒有保證,氣體消耗量大,不適合大量中空玻璃充氣的生產(chǎn)。第2種方法即充氣與強(qiáng)制抽氣同步進(jìn)行,雖然充氣速度有所提高從而縮短了充氣時間,但是強(qiáng)制抽氣容易導(dǎo)致空腔內(nèi)氣體流動的紊流出現(xiàn),當(dāng)傳感器測到惰性氣體并判斷達(dá)到所設(shè)置的濃度值時,可能并不是充氣玻璃的真實濃度。第3幣中方法即程序控制充氣與抽氣,其實質(zhì)是對充氣過程進(jìn)行智能控制,通過對充氣過程氣壓和流量的實時監(jiān)控,極大地提高了充氣速度,避免了充氣過程中可能產(chǎn)生的紊流,從而保證了所規(guī)定的充氣濃度(見上圖5）。

　　
　　其他
　　為提高充氣中空玻璃的濃度,還需注意其他一些細(xì)節(jié)。這里僅列出有關(guān)中空玻璃充氣時的立式擺放問題。充氣的中空玻璃的立式擺放,應(yīng)盡可能短邊靠地;如不得不長邊靠地的話,一般來說,應(yīng)考慮適當(dāng)延長充氣時間。

中空玻璃不能水平擺放充氣。我們有些公司在制作小片樣品時,將中空玻璃平放充氣,很難達(dá)到所需的濃度。

　　結(jié)語
　　充氣中空玻璃的生產(chǎn)過程控制是提高充氣濃度的重要保證。相比之下,充氣中空玻璃的質(zhì)量控制是事后檢測,是保證充氣初始濃度的輔助手段。

　　紊流是造成我國中空玻璃充氣質(zhì)量低的重要原因,使用智能控制快速充氣方法,不但能保證充氣過程的層流以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的初始濃度,而且具有充氣速度快和惰性氣體消耗量的優(yōu)點。此外,智能快速充氣設(shè)備的性價比好,具有投資較小、經(jīng)久耐用的特點,對于那些亟需提高充氣水平卻苦于找不到好的充氣方法的企業(yè),不失為一種好的選擇。

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