用于封罩的最佳充填的方法和系統的制作方法

專利名稱：用于封罩的最佳充填的方法和系統的制作方法
用于封罩的最佳充填的方法和系統相關申請的交叉引用本專利申請要求于2009年2月2日提交的美國臨時專利申請No. 61/149，210的權益。
背景技術：
基于各種目的用氣體充填許多不同類型的封罩。此類封罩的兩個示例包括熒光燈泡和絕熱玻璃單元(中空玻璃單元，IOT)。I⑶是具有帶有氣體(通常為空氣、稀有氣體或其混合物)的平行設置的兩塊或更多塊玻璃屏(pane)的窗戶結構。用氣體充填封罩的理想狀況是在確保短暫充填持續時間和最大氣體含量的同時限制氣體損耗率的狀況。可通過慢充填流速來獲得低氣體損耗率，但引起長充填持續時間。當然，可通過提高充填流速來縮短充填持續時間。然而，提高流速將增加氣體損耗率。因此，需要一種用于確定限制氣體損耗率但仍能實現快速充填和最大氣體充填率(預期氣體的高濃度)的最佳充填流速的方式。某些常規的IGU充填機器使用熱傳感器來評價已將多少預期氣體充入封罩。然而，這些類型的傳感器反應速度較慢，這引起高氣體損耗率。其他常規的充填方法提出使用順磁O2傳感器。然而，這種傳感器具有幾個缺點。這種傳感器費錢。其限制氣體流動并因此需要真空泵來將小樣品從進行充填的I⑶吸出。這種傳感器還比較易碎且對碰撞敏感。 最后，順磁O2傳感器會比較龐大，這需要傳感器“遠離”(例如，10英尺)進行充填的中空玻璃屏(interpane)操作。由于氣體必須經專用取樣管線從窗戶流到傳感器，因此在感測窗戶出口組分的過程中有延遲。這種延時轉化為氣體損耗。因此，需要一種改進類型的用于在IGU充填機器中使用的傳感器。常規的手動充填過程能夠產生范圍為從30%至200%或更大的氣體損耗率，其中平均最低氣體損耗率為50%。另一個問題在于這些過程通常將對所有尺寸和形狀的I⑶使用相同的充填流速。氣體損耗問題還不是一個很大的問題，因為大部分目前的手動充填工序是針對廉價充填氣體如氬氣而開發的。對于含有氪氣和/或氙氣的更昂貴的氣體，更重要的是盡可能限制氣體損耗以便降低充填成本。專利文獻包括一些與用氣體充填封罩有關的方法和系統。美國專利No. 5，080，146 (Arasteh)公開了一種用于充填絕熱玻璃單元的方法。該方法采用真空腔室，絕熱玻璃單元被安放在其中。將絕熱玻璃單元和真空腔室同時抽空。然后用諸如氪氣的低傳導率氣體重新充填所述單元，同時用空氣重新充填所述腔室。然而，該自動化的多步驟工序過于耗時。美國專利No. 6，622，456B2 (Almasy)公開了一種用于通過將低溫液體分配到絕熱玻璃單元的內部空間中——所述低溫液體隨后蒸發成氣態——而用有別于空氣的氣體充填絕熱玻璃單元的方法。美國專利No. 5，676，736 (Crozel)公開了一種用于將充填氣體(例如，稀有氣體混合物)導入封罩的兩步工序。首先，該封罩容納保持氣體(例如，空氣)。在第一步，將可容易地從保持氣體和充填氣體兩者中提取出來的吹掃氣體(例如，氦氣)導入封罩直到從封罩完全去除保持氣體。在第二步，將充填氣體注入封罩直到從封罩去除一部分或全部的吹掃氣體。然后可回收在第二步期間損耗的充填氣體，從而限制制造成本。任選地，能夠使吹掃氣體與保持氣體分離并且也能夠回收。所提出的分離方法包括滲透(隔膜)、吸附、吸收和蒸餾。所提出的吹掃氣體包括氬氣、二氧化碳、氦氣和氫氣。所提出的充填氣體包括氬氣、氖氣、氪氣和氙氣。鑒于常規的用于用氣體充填封罩(尤其是IGU)的方法和系統所存在的缺點，需要一種克服或未表現出這些缺點的改進的方法和系統。

發明內容
公開了一種用充填氣體充填封罩的方法，包括以下步驟。提供封罩，該封罩具有內部、寬度、高度、厚度以及與所述內部流體連通的流體充填孔和出口孔。通過以充填流速將充填氣體流引入流體充填孔而開始充填封罩。感測離開流體出口孔的氣體的氧氣濃度。當感測到的氧氣濃度達到閾值濃度時停止封罩的充填，其中基于所述寬度、高度和/或厚度通過決策支持工具(Decision Support Tool)來選擇閾值氧氣濃度和/或充填流速。還公開了一種用于用充填氣體充填封罩的系統，該系統包括充填槍(filling lance)，其適于插入形成在封罩一端中的流體充填孔；氧氣傳感器，其布置在形成在封罩的相對端中的流體出口孔附近；以及寫入了算法的控制器。該控制器適于接收由所述氧氣傳感器感測到的氧氣濃度；被輸入封罩的高度、寬度和/或厚度；以及選擇在封罩的充填期間充填氣體的流速和/或閾值氧氣濃度。該選擇基于輸入到控制器的待充填封罩的高度、 寬度和/或厚度。該選擇通過算法來執行。該控制器還適于一旦由所述氧氣傳感器感測到的氧氣濃度達到通過算法選擇的或被預先確定并由操作員輸入到控制器的閾值氧氣濃度就停止由所述充填槍充填封罩。還公開了另一種用于用充填氣體充填封罩的系統，該系統包括充填槍，其適于插入形成在封罩的一端中的流體充填孔；布置在形成在封罩的相對端中的流體出口孔附近的氧氣傳感器；以及控制器。該控制器適于接收由所述氧氣傳感器感測到的封罩中的氧氣濃度，被輸入封罩中的期望的閾值氧氣濃度，并且一旦由所述氧氣傳感器感測到的氧氣濃度達到封罩中的所述期望的閾值氧氣濃度就停止由所述充填槍充填封罩。該傳感器位于與流體出口孔相距不超過5英尺(優選不超過3英尺，更優選不超過1英尺，且更加優選不超過3英寸)處和/或該傳感器具有不超過2秒(優選不超過1秒且更優選不超過0. 5 秒)的響應時間T9tl，其中T9tl為傳感器暴露于有關的分析氣體的時刻與傳感器感測到為所感測到的最終、穩定的氧氣濃度的90%的氧氣濃度的時刻之間的時長。任選地，該封罩為絕熱玻璃單元，包括至少兩塊互相對齊且互相平行的正方形、三角形、半圓形或矩形玻璃屏以及在玻璃屏的周邊周圍并越過由玻璃屏限定的中空玻璃屏空間延伸的密封結構，流體充填孔和出口孔在密封結構的相對角部附近形成在密封結構中。任選的絕熱玻璃單元可在充填期間定向成使得玻璃屏的底邊與水平面成1° -179°的角度，優選5° -175°，更優選 15° -165°，更加優選30° -150°，且最優選45°左右。任選地，該傳感器定位在一段管道的出口處或其內，且該管道連接到充填氣體回收裝置上。任選地，該傳感器具有每秒測量 5-15次左右的氧氣濃度測量速度(其對應于0. 066秒到0. 2秒的響應時間)。任選地，該傳感器被安放在從流體出口孔逸出的整體完整的充填氣體的流動通路中并因此不需要從
5離開流體出口孔的充填氣體流抽取一部分繞流(滑流，slipstream)或旁通流(bypass)。所公開的方法和/或系統可包括以下方面中的一個或多個-閾值氧氣濃度是預定的且基于所述寬度、高度和/或厚度通過決策支持工具來選擇充填流速。-充填流速是預先確定的且基于所述寬度、高度和/或厚度通過決策支持工具來選擇閾值氧氣濃度。-基于所述寬度、高度和/或厚度通過決策支持工具來選擇充填流速和閾值氧氣濃度兩者。-該方法還包括以下步驟·預先確定將要在封罩內部獲得的充填氣體的最低濃度；以及·預先確定將在所述充填期間發生的充填氣體的最大百分比損耗率，其中通過決策支持工具選擇的充填流速和閾值氧氣濃度進一步基于所述預先確定的最低濃度和預先確定的最大百分比損耗率。-該方法還包括以下步驟·預先確定將要在封罩內部獲得的充填氣體的最低濃度，其中通過決策支持工具選擇的充填流速或閾值氧氣濃度進一步基于所述預先確定的最低充填氣體濃度。-該方法還包括以下步驟·預先確定將在所述充填期間發生的充填氣體的最大百分比損耗率，其中通過決策支持工具選擇的充填流速或閾值氧氣濃度進一步基于所述預先確定的最大百分比損耗率。-該方法還包括以下步驟·預先確定由充填的所述開始和停止之間的時間間隔限定的最大充填持續時間， 其中通過決策支持工具選擇的充填流速或閾值氧氣濃度進一步基于所述預先確定的最大充填持續時間。-決策支持工具基于所述寬度、高度和/或厚度以及充填氣體的組分來選擇充填氣體的流速。-封罩為絕熱玻璃單元，其包括至少兩塊互相對齊且互相平行的正方形、三角形、 半圓形或矩形玻璃屏以及在玻璃屏的周邊周圍并越過由玻璃屏限定的中空玻璃屏空間延伸的密封結構，流體充填孔和出口孔在密封結構的相對角部附近形成在密封結構中。-在封罩的所述充填期間，封罩的底邊相對于水平面形成角度α，所述角度α處于從1°至179°的范圍內，流體出口孔在豎向上高于流體充填孔。-α處于從5°到175°的范圍內。-通過基于光學的氧氣傳感器來感測氧氣濃度。-該傳感器的響應時間小于1秒。-該傳感器布置在流體出口孔內部或附近。-充填氣體選自氬氣、氬氣增濃的空氣、氖氣、氖氣增濃的空氣、氪氣、氪氣增濃的空氣、氙氣、氙氣增濃的空氣、以及它們的混合物。-該方法還包括以下步驟·將高度和/或寬度輸入到控制器；
·使用控制器選擇充填流速，其中決策支持工具為寫入控制器的算法。-該方法還包括向流體出口孔施加真空的步驟，其中·基于所述寬度、高度和/或厚度通過決策支持工具選擇閾值氧氣濃度；·基于由操作員選擇的充填流速(該充填流速補償通過所述真空施加產生的通過封罩的充填氣體流量的增加)預先確定充填流速。-該系統還包括與所述充填槍流體連通的充填氣體源，所述充填氣體選自氬氣、氬氣增濃的空氣、氖氣、氖氣增濃的空氣、氪氣、氪氣增濃的空氣、氙氣、氙氣增濃的空氣、以及它們的混合物。-該控制器還適于由操作員將充填參數輸入其中，所述充填參數選自將要在封罩中獲得的充填氣體的最低濃度、將在充填期間發生的充填氣體的最大百分比損耗率、由使用充填氣體充填封罩的開始和停止之間的時間間隔限定的最大充填持續時間、和充填氣體的組分，其中流速進一步基于所述充填參數。-該系統還包括真空管和與所述真空管真空連通的真空泵，所述傳感器至少部分布置在所述真空管內，所述真空管適于被安放成與流體出口孔處于真空連通。


為進一步理解本發明的性質和目的，應該參考以下結合附圖進行的詳細描述，附圖中同樣的元件被給出相同或類似的參考標號，并且其中圖1是要充填的優選類型的封罩的示意圖。圖2是沿平面A-A截取的圖1的局部截面圖。圖3是沿平面B-B截取的圖1的局部截面圖。圖4是示出了傳感器響應時間對氣體損耗率的影響的曲線圖。圖5是圖1的封罩的示意圖，其中充填在45°執行。圖6是示出了在98%氣體含量下45度充填對充填持續時間和氣體損耗率的影響的曲線圖。圖7是顯示了針對小尺寸和中尺寸正方形單元選擇最佳Kr充填條件的曲線圖。圖8是顯示了針對3/8”中空玻璃屏的最低95%氪氣充填定制的決策支持工具的曲線圖。圖9是顯示了針對3/8”中空玻璃屏的97%氪氣充填定制的決策支持工具的曲線圖。
具體實施例方式所公開的方法和系統允許以最佳充填流速或最佳閾值氧氣濃度用充填氣體充填封罩。理想的充填是限制氣體損耗和/或允許短充填持續時間和/或允許充填氣體濃度在充填完成時足夠高的充填。可通過緩慢的充填流速來獲得低氣體損耗率，但將導致長充填持續時間。另一方面，可通過提高充填流速來縮短充填持續時間，但將增加氣體損耗率。因此，充填封罩的最佳方式是能夠限制氣體損耗率和/或實現快速充填和/或允許足夠高的充填氣體濃度。封罩可為封閉用于容納充填氣體的中空空間的任何類型的封罩。優選地，封罩為多面體，即，具有平直面和直邊的三維形狀。更優選地，封罩具有高度、寬度和厚度且為三角形棱柱(即，具有三角形截面和一致厚度)；直角矩形棱柱(即，盒形)；或半圓形棱柱 (即，具有半圓形截面和一致厚度)。直角矩形棱柱可具有一致厚度以及矩形或正方形截面。封罩具有用于將充填氣體導入其中的充填孔。封罩還具有允許容納在封罩內的氣體在其充填期間逸出的出口。當充填孔和出口孔被堵住或覆蓋時，封罩是相對氣密的。雖然充填氣體可為任何氣體，但其組分最終取決于充填何種類型的封罩。所公開的方法和系統尤其是可應用于充填比較昂貴的氣體，例如氪氣、氬氣、氙氣、氖氣、氪氣增濃的空氣、氬氣增濃的空氣、氙氣增濃的空氣、氖氣增濃的空氣和其混合物。包含空氣和氪氣、 氬氣、氙氣或氖氣中的一者或多者的充填氣體優選包括低于50%的空氣。如圖1-3中最佳地示出，優選的封罩類型為絕熱玻璃單元(IG)2，其帶有任選的框架50，具有封閉充填有充填氣體的中空玻璃屏空間60的第一和第二相對的玻璃屏10、30和間隔件8、58。玻璃屏10、30可由單塊玻璃或層壓玻璃(例如夾置諸如聚乙烯丁醛的塑料薄層的兩塊玻璃)組成。玻璃屏10、30經由間隔件8互相隔開且通過用主密封劑9、59密封間隔件8、58的長邊13、43與框架50之間的空間并用第二密封劑7、57密封間隔件8、58的短邊12、42與玻璃屏10、30的內表面18、38之間的間隙來實現I⑶2的相對氣密性。主密封劑9通過將間隔件8、58牢固地粘附在框架50上而向窗戶結構提供機械剛性并通常由硅膠、聚氨酯或任何其他用于絕熱玻璃窗領域中的粘合材料制成。第二密封劑7、57通常為阻止充填氣體經其滲透的不透氣材料。絕熱玻璃單元I⑶2還具有充填槍1可經其插入的流體充填孔20和來自中空玻璃屏空間60的氣體在充填過程中可經其從IGU 2逸出的流體出口孔40。為了減少在流體出口孔40附近形成局部高壓區，I⑶2可具有超過一個的流體出口孔 40。任選地，I⑶2可具有超過2個的玻璃屏10、30，例如三組或甚至四組相對的玻璃屏，每一對相鄰的玻璃屏夾置密封的中空玻璃屏空間60。這種情況下，應該理解的是，兩個相鄰的玻璃屏之間的每個中空玻璃屏空間60被分開充填有充填氣體。同樣，可對流體出口孔40施加真空以增強從中空玻璃屏空間60選出的氣體的去除。優選地，I⑶2定向成使得玻璃屏10、30的下緣(關于水平面)形成在從 1° -179°的范圍內、優選為5° -175°、更優選為15° -165°、更加優選為30° -150°且最優選為45°左右的角度。如以下更詳細地看到，這種定向限制了在充填過程中在I⑶2 頂部截留出(trap)的空氣頂部空間(air head space)的橫向范圍。這允許在充填過程中更有效地吹掃來自I⑶2頂部的空氣。用充填氣體充填IGU 2的最簡單的實施例可按如下方式用充填氣體充填IGU 2。在所公開的方法和系統的最簡單的形式中，操作員將待充填的封罩的尺寸(高度或寬度或厚度)輸入與控制器相關聯的人機接口 (HMI)中。控制器寫入有包括決策支持工具(Decision Support Tool)的算法。可選地， 使用未寫入有算法的控制器且決策支持工具為單獨的標定/校準曲線(如以下更詳細地說明)。如果使用寬度，則更精確的寬度對應于IGU 2的右側上間隔件8的內緣28與IGU 2 的右側上對應的間隔件的內緣之間的距離。然而，也可使用對應于玻璃屏10、30的最左邊緣與玻璃屏10、30的最右邊緣之間的距離的寬度。實際上，甚至還可使用對應于框架50的最左邊緣與框架50的最右邊緣之間的距離的寬度。類似地，如果使用高度，則更精確的高度對應于間隔件58的內緣48與IGU 2的頂部上對應的間隔件的內緣之間的距離。然而， 也可使用對應于玻璃屏10、30的最上邊緣與玻璃屏10、30的最下邊緣之間的距離的高度。 實際上，甚至還可使用對應于框架50的最上邊緣與框架50的最下邊緣之間的距離的高度。 厚度對應于玻璃屏10、30之間的距離。接下來，將連接到充填氣體的源(未示出)的充填槍1插入流體充填孔20并拔掉流體出口孔40的塞子或除去流體出口孔40的覆蓋物。然后將氧氣分析器70安放在流體出口孔40附近的位置。可選地，可將分析器70安放在一段管道的出口處或其內，且該管道可連接到真空源和/或用于回收任何離開中空玻璃屏空間60的充填氣體的裝置上。如果選擇該可選的選項，則分析器70通常位于與流體出口孔40相距不超過5英尺處。優選地， 分析器70位于與流體出口孔40相距不超過3英尺處，更優選不超過1英尺，且更加優選不超過3英寸。可選地，分析器70位于流體出口孔40內部或甚至中空玻璃屏空間60內與流體出口孔40相距一定距離處。氧氣分析器70優選為響應時間較短的氧氣分析器。例如，可靠的氧氣分析器70將具有不超過2秒、優選不超過0. 5秒的響應時間T9(l。技術人員應該認識到T9tl為分析器70 暴露于有關分析氣體的時刻與分析器70感測到為感測到的最終、穩定的氧氣濃度的90% 的氧氣濃度的時刻之間的時長。優選類型的氧氣分析器70為非侵入式光學傳感器。這種氧氣分析器70提供不約束離開流體出口孔40的氣體的流速使得不需要專用的真空管線的優點。這種氧氣分析器 70的較小的尺寸允許將其安放在流體出口孔40附近或內部或甚至安放在中空玻璃屏空間 60內。一個特別優選類型的氧氣分析器70為非侵入式且其檢測機制是基于光學的氧氣分析器。優選地，該氧氣分析器基于釕或鉬絡合物的熒光猝滅。一種具有基于光學的檢測機構的氧氣分析器70為這樣的氧氣分析器，即，其利用光源照射某種材料(例如釕絡合物)， 該材料呈現與該材料附近的氧氣濃度相關的熒光度。借助這種氧氣分析器70，熒光材料甚至可位于中空玻璃屏空間60內部的任何部位且光源定位在中空玻璃屏空間60外部使得光源透過玻璃屏10、30中的一個照射該材料。這些特別優選的類型的氧氣分析器70具備其他優點。它們具有每秒測量5-15次左右的極好的濃度測量速度，其對應于0. 066秒到0. 2秒的響應時間。可將它們安放在從流體出口孔40逸出的完整充填氣流的流動通路中，例如，每分鐘20-20標準升(slpm)。因此，它們不需要從離開流體出口孔40的主充填氣流吸取一部分繞流或旁通流。相反，常規的導熱型檢測器需要這種部分繞流。否則，此類常規的檢測器將過冷并且將不再在它們的標定性能范圍內操作。可從以下來源/渠道獲得適當的、商業上可得的氧氣分析器70 -位于美國明尼蘇達州Minneapolis市的Mocon公司的0pTechTM_A鉬氧氣分析器，-位于德國Regensburg的PrecisionSensing GmbH的非侵入式氧氣傳感器，-位于美國佛羅里達州Dunedin市的OceanOptics公司的光纖氧氣傳感器系統，-位于愛爾蘭都柏林市的feisSensor Solutions有限公司的knsiSpot 氧氣傳感器，-位于愛爾蘭科克市的LuxcelBiosciences有限公司的Redlight氧氣感測探頭，-位于美國德克薩斯州達拉斯市的Oxy-Sense公司的GENIII 5000系列。
接下來，操作員使用帶控制器的充填槍1開始IGU 2的充填。控制器根據決策支持工具作出的決定自動停止充填。決策支持工具選擇充填流速和/或閾值氧氣濃度。在其中決策支持工具選擇充填流速的簡單實施例中，通過充填槍用充填氣體充填封罩可無需操作員干預在選定的充填流速下自動執行。可選地，通過決策支持工具選擇的充填流速可由 HMI顯示且操作員將充填槍(以及相關設備，如果有的話)手動調節為顯示的充填流速。最后，堵住或覆蓋流體充填和出口孔20、40。復雜的實施例在更復雜的實施例中且在希望的情況下，體現決策支持工具的算法可由操作員根據以下方式中的一種或多種的任何排列任選地進行修改。第一，操作員可利用HMI選擇特定的閾值氧氣濃度(在該氧氣濃度將停止用充填氣體充填IGU 2)并且決策支持工具將選擇在充填期間要采用的最佳充填流速。特定閾值氧氣濃度的選擇并不是關鍵的。然而，所選的閾值氧氣濃度不應該過低以致其接近氧氣分析器70的檢測極限精度。此外，所選的閾值氧氣濃度不應該過高(即，接近空氣的氧氣濃度)，因為這樣的話IGU 2在充填完成時將不會具有足夠高的充填氣體濃度。優選地，所選的閾值氧氣濃度不小于5%且不大于18%。可選地，控制器可能已經具有預先選擇的閾值氧氣濃度或控制器上的(體現決策支持工具的)算法可適于確定最佳的閾值氧氣濃度。第二，操作員可利用HMI選擇要輸入到控制器的特定充填流速且決策支持工具將選擇最佳的氧氣閾值濃度(在該濃度將停止用充填氣體充填IGU 2)。特定充填速度的選擇也并不是關鍵的。然而，所選的充填速度不應該過低使得充填耗費異常長的持續時間。此外，所選的充填速度不應該過高使得產生安全風險。可選地，控制器可能已經具有預先選擇的充填流速或控制器上的(體現決策支持工具的)算法可適于確定最佳充填流速。當操作員的經驗表明特定的閾值氧氣濃度或流速設定特別適合時前面這兩個選項可能是理想的。這些更復雜的實施例可與其中控制器的算法(其體現決策支持工具)選擇最佳閾值氧氣濃度和流速且操作員不需要進行任何選擇的最簡單的實施例形成對比。第三，操作員可利用HMI為一個或兩個充填參數選擇最小或最大值，基于該參數進一步優化充填速度和/或感測到的閾值氧氣濃度。這些充填參數包括在充填完成時中空玻璃屏空間60內部的充填氣體的最低濃度、在充填期間實現的充填氣體的最大百分比損耗率、或最大充填持續時間。因此，決策支持工具將選擇對應于高于所述的充填參數的最小值和/或低于所選的所述充填參數的最大值的潛在結果的閾值氧氣濃度或充填流速。可選地，控制器可能已經具有預先確定的這些充填參數最小值或最大值中的一者且操作員無需選擇一個，或決策支持工具的標定曲線之中已經結合了該最小或最大值。第四，操作員也可利用HMI選擇要進行優化的充填參數(有別于閾值氧氣濃度或充填流速)。這些充填參數包括在充填完成時中空玻璃屏空間60內部的充填氣體的濃度、 在充填過程中實現的充填氣體的百分比損耗率、或充填持續時間。因此，決策支持工具將選擇對應于與預測的在充填完成時中空玻璃屏空間60內部的充填氣體的最高濃度和/或預測的在充填過程中實現的充填氣體的最低百分比損耗率和/或預測的最短充填持續時間相關的潛在結果的閾值氧氣濃度或充填流速。可選地，控制器可能已經預先選擇了這些充填參數中的一個或多個或全部且操作員無需選擇一個，或決策支持工具的標定曲線之中已經結合了另外的充填參數。
雖然以下詳細描述了下面的決策支持工具的開發，但基于清楚的目的，應該注意， 在最簡單的實施例中，選項三和四已經結合在決策支持工具中。不論選擇最簡單的實施例還是更復雜的實施例，它們都具有這樣的共同之處，即， 寫入控制器的(體現決策支持工具的)算法將基于待充填的封罩的一個或多個尺寸選擇閾值氧氣濃度和/或充填流速。或者，在包含決策支持工具的標定曲線的情況下，標定曲線可用于選擇閾值氧氣濃度和/或充填流速且所述曲線基于待充填的封罩的一個或多個尺寸。接下來，操作員開始用充填氣體充填IGU 2。對于其中算法體現決策支持工具的實施例，當測出的離開流體出口孔40的充填氣體的氧氣濃度達到閾值氧氣濃度時控制器自動停止充填。應該認識到，閾值氧氣濃度可能已經預先輸入到控制器，或操作員經由HMI將閾值氧氣濃度輸入到控制器，或通過決策支持工具選擇閾值氧氣濃度。對于其中標定曲線體現決策支持工具的實施例，應該注意，在充填開始之前，操作員已預先查詢標定曲線并執行以下選項中的一個A)操作員在標定曲線上查找對應于以其執行充填的充填速度的閾值氧氣濃度 (當特定充填流速已結合在標定曲線中時)，其中標定曲線基于待充填的封罩的次要尺寸； 或B)操作員在標定曲線上查找對應于在其將停止充填的閾值氧氣濃度的充填流速 (當特定的閾值氧氣濃度已經結合在標定曲線中時)，其中標定曲線基于待充填的封罩的次要尺寸。真空實施例在制造/工業背景下，如果工廠的充填流水線中的一系列I⑶2的充填的整體生產率受到較高關注，則可能希望提高充填速度使其超過最佳和/或可能存在安全風險的速度。I⑶2中可能由于流體出口孔40為限流部而出現壓力累積。當通過I⑶2的充填氣體的流速較低時，例如對于直徑為3. 5mm的流體出口孔40而言< 20slpm，孔40呈現出最小的限流作用。當流速較高時，出口 40形成大的壓降并因此在IGU 2內形成將取決于流速和出口孔40的直徑的壓力累積。有兩種在充填期間避免IGU 2內的壓力累積的方式1)為出口孔40選擇大直徑； 以及2)對出口孔40施加真空。因此，為了提高用充填氣體充填I⑶2的速度，在另一個實施例中，可在IGU 2的充填期間對流體出口孔40施加真空(“真空實施例”)。可利用任何真空源，但最簡單的方案是使用真空泵。以與如上所述相同的方式執行真空實施例，除了針對充填槍1的流速設定將需要被向下調節以便補償通過對流體出口孔40施加真空而產生的通過封罩的充填氣體的實際流速的增加以外。技術人員可通過常規和簡單的實驗來完成這一點，以確立施加至流體出口孔40的真空度、在充填槍1選擇的流速和通過IGU 2的充填氣體的實際流速之間的關系。更特別地，技術人員可改變所施加的真空度并記錄通過所施加的真空度而產生的實際流速(使用流量計)。可選地，可利用控制器來采集包括與真空水平相關的來自泵的信號 (例如電壓)和與實際流速相關的來自流量計的信號的數據。然后可將采集的數據結合在 HMI的算法中，以對所選的充填槍1的流速(或充填槍1的由算法決定或由標定曲線決定的流速)自動應用修正系數，從而補償所施加的特定的真空水平。
決策支持工具現將描述決策支持工具的開發。決策支持工具基于根據各種充填參數的排列從多個測試封罩的充填編輯的數據。 其可采取寫入控制器的算法或標定曲線的形式。實踐上來說，通過兩個參數來描述充填過程充填流速和離開封罩的氣流的有關氣體的濃度(或相反地，氧氣含量)。因此，為最佳地充填封罩，需要找到流速和閾值氧氣濃度的最佳聯系。最佳流速或閾值氧氣濃度取決于封罩的尺寸，不論是否在體積(高度、寬度和厚度)、截面表面積(高度和寬度，高度和厚度，或寬度和厚度)方面或在待充填的封罩的單個尺寸(高度或寬度或厚度)方面表示該尺寸。雖然測試封罩具有不同于待充填的封罩的尺寸，但應理解，測試封罩應該具有與待充填的封罩相同的尺寸(通常為厚度)。在I⑶2的情形中，該尺寸可為中空玻璃屏間距 D0理想地，測試封罩將具有與待充填的封罩相同的截面形狀。在三角棱柱形的待充填的封罩的情形中，測試封罩理想地將在三角形截面的角部具有相同角度。不過，在直角矩形棱柱形的待充填的封罩的情形中，測試封罩可具有不同于待充填的封罩的截面形狀。例如，雖然直角矩形棱柱形的待充填的封罩可具有矩形截面形狀，但測試封罩可具有正方形截面(即，高寬比為1 1)或反之亦然。因此，在判斷具有不相等的寬度和高度的直角矩形棱柱形的封罩的最佳充填的情形中，理想地，各測試封罩(也具有直角矩形棱柱形)的高寬比理想地應該與待充填的封罩相同。然而，為了簡單并作為一種近似，可使用具有正方形截面的直角矩形棱柱形的測試封罩來開發決策支持工具。因此，其將必須輸入到決策支持工具中的待充填的封罩的尺寸數量減少到一個(寬度或高度)。由于對于具有正方形截面的封罩將出現最大氣體損耗率，因此該選擇(減少到一個尺寸)是有意義的。換言之，對于正方形截面封罩而言比矩形截面封罩更難以限制氣體損耗，從而針對正方形截面測試封罩開發的決策支持工具將對任何類型的待充填的矩形截面封罩起作用。如上所述，在開發決策支持工具的過程中應該利用至少兩種不同尺寸的正方形截面測試封罩。優選地，應該利用三種或更多種尺寸的正方形截面封罩。用于開發決策支持工具的正方形截面封罩的尺寸(從最小到最大)應該選擇成使得要使用決策支持工具充填的封罩的尺寸將落在正方形截面測試封罩的最小尺寸和最大尺寸之間。換言之，封罩的表面積(寬度X高度的乘積)應該大于最小的測試封罩且小于最大的測試封罩。為了在要使用決策支持工具充填各種各樣尺寸的封罩時具有較大的優化程度，推薦使用各種各樣的正方形截面測試封罩來開發該決策支持工具。在確定測試封罩的數量和尺寸之后，操作員選擇一系列閾值&濃度(將通過氧氣分析器70感測)以便在編輯對于決策支持工具而言所需要的數據(與多個測試封罩的充填相關)的過程中用作約束條件。這些濃度對應于離開測試封罩的氣體的O2濃度。當氧氣分析器感測到所選的A閾值濃度時，停止用充填氣體充填測試封罩并記錄各種充填參數， 例如充填持續時間、充填氣體損耗率和充填好的測試封罩內的充填氣體濃度。所選的閾值 O2水平不應該與空氣中的氧氣濃度(約21%)過于接近，因為在該情形中氧氣分析器將感測到閾值水平并在任何基本充填完成之前停止充填。O2閾值也不應該過低(例如百分之零點幾)，因為在該情形中測試封罩在過長的時間段被充填以充填氣體。很低的A閾值也具有受限的使用，因為其唯一的用途將是用于在充填完成之后用不必要的高純度充填氣體完成封罩的充填。可執行簡單和常規的實驗來判斷所選的閾值水平是否過高(過于接近空氣的氧氣濃度并過早切斷充填)或過低(過長的充填持續時間)。盡管應該選擇至少兩個O2 閾值濃度，但更大數量的A閾值濃度將引起通過決策支持工具實現的較大的優化程度。接下來，選擇一系列遞增的充填流速以便在編輯決策支持工具所需的數據(與多個測試封罩的充填相關)的過程中用作約束條件。最低充填流速不應該過低使得充填持續時間過長。其也不應該過高，因為很高的充填速度將浪費氣體。再次，可進行簡單和常規的實驗以適當地確定低或高充填流速。盡管應該選擇至少兩個充填流速，但更大數量的充填流速將引起通過決策支持工具實現的較大的優化程度。接下來，以第一選定的充填流速充填測試封罩(最初充填有空氣)直到氧氣分析器感測到第一選定的A閾值水平并記錄充填持續時間(時間)、百分比氣體損耗率和最終充填氣體濃度。可采用許多方式并優選根據以下公式計算百分比氣體損耗率將氣體損耗率定義如下
化-CIGxVIG 氣體損耗率(％) = -X100
Cig x ^/g其中Q為充填流速(slpm或每分鐘標準升)t為充填持續時間(秒)Cig為一旦充填停止絕熱玻璃內的氣體含量(％每體積)Vig為中空玻璃屏容積(升)換言之，■^代表在充填過程中使用的氣體的總體積，且
60CIGX Vig代表中空玻璃屏內的氣體的體積。因此，將氣體損耗率定義為相對于中空玻璃屏內部存在的充填氣體的體積被排出到中空玻璃屏外部的充填氣體的體積。充填氣體然后從測試封罩排出并以第一選定的充填流速充填測試封罩直到通過氧氣分析器感測到第二選定的O2閾值濃度。以第三(如果選擇了超過兩個的話)和其他選定的O2閾值水平重復該過程。然后對第二和第三(如果選擇了超過兩個的話)和其他選定的充填流速重復以上系列的充填。因此，如果選擇了 4個充填流速和3個仏閾值水平， 則用充填氣體充填每個測試封罩十二次。一旦已編輯數據，就通過過濾該數據創建決策支持工具。這可采用幾種不同的方式來完成。在第一種過濾數據的方式中，對與每個測試封罩相關的數據施加閾值氧氣濃度或流速的第一人為約束條件使得所有剩下的數據與特定的閾值氧氣濃度或特定流速相關。除在施加第一人為約束條件之后剩下的數據(對于每個測試封罩)外，施加第二人為約束條件，其過濾掉一些不理想的數據。然后對在第二次過濾(針對每個測試封罩)之后剩下的數據施加第三人為約束條件，以對每個測試封罩產生一個數據點，其對應于第三人為約束
13條件的最理想的值。如果第一人為約束條件為閾值氧氣濃度，則最后剩下的數據點與流速有關。如果第一人為約束條件為流速，則最后剩下的數據點與閾值氧氣濃度有關。第二或第三人為約束可為充填持續時間、充填氣體損耗率或最終充填氣體濃度。由于對于第二和第三人為約束條件每一者有三種不同選擇，因此本領域的技術人員應該認識到可采用各種方式來確定最佳充填流速。a)操作員可決定僅特定時間或更短的充填持續時間是理想的且對數據進行篩選以消除所有與異常高的充填持續時間相關的測試封罩充填。操作員然后決定充填氣體損耗率是一個重要參數并檢查剩下的數據以察看流速和A閾值濃度的哪一種數據聯系產生最低充填氣體損耗率。在該范圍內，然后為各測試封罩選擇剩下的(閾值氧氣濃度或流速的) 數據點。b)操作員可決定僅特定時間或更短時間的充填持續時間是理想的且對數據進行篩選以消除所有與異常高的充填持續時間相關的測試封罩充填。操作員然后決定確保最終的高純度充填氣體濃度是一個重要參數并檢查剩下的數據以察看流速和A閾值濃度的哪一種數據聯系產生最高的最終充填氣體濃度。在該范圍內，然后為各測試封罩選擇剩下的 (閾值氧氣濃度或流速的)數據點。c)操作員可決定僅特定水平或更低水平的充填氣體損耗率是理想的且對數據進行篩選以消除所有與異常高的充填氣體損耗率相關的測試封罩充填。操作員然后決定充填持續時間是一個重要參數并檢查剩下的數據以察看流速和A閾值濃度的哪一種數據聯系產生最短充填持續時間。在該范圍內，然后為各測試封罩選擇剩下的(閾值氧氣濃度或流速的)數據點。d)操作員可決定僅特定水平或更低水平的充填氣體損耗率是理想的且對數據進行篩選以消除所有與異常高的充填氣體損耗率相關的測試封罩充填。操作員然后決定確保最后的高純度充填氣體濃度是一個重要參數且檢查剩下的數據以察看流速和A閾值濃度的哪一種數據聯系產生最高的最終充填氣體濃度。在該范圍內，然后為各測試封罩選擇剩下的(閾值氧氣濃度或流速的)數據點。e)操作員可決定僅特定純度或更高純度的最終充填氣體濃度是理想的并對數據進行篩選以消除所有與異常低的最終充填氣體濃度相關的測試封罩充填。操作員然后決定充填持續時間是一個重要參數并檢查剩下的數據以察看流速和A閾值濃度的哪一種數據聯系產生最短充填持續時間。在該范圍內，然后為各測試封罩選擇剩下的(閾值氧氣濃度或流速的)數據點。f)操作員可決定僅特定純度或更高純度的最終充填氣體濃度是理想的并對數據進行篩選以消除所有與異常低的最終充填氣體濃度相關的測試封罩充填。操作員然后決定充填氣體損耗率是一個重要參數且檢查剩下的數據以察看流速和O2閾值濃度的哪一種數據聯系產生最低充填氣體損耗率。在該范圍內，然后為各測試封罩選擇剩下的(閾值氧氣濃度或流速的)數據點。繼續說明第一種過濾數據的方式，在體現決策支持工具的算法的情形中，算法作為方程式寫入，對應于A)擬合在流速與測試封罩尺寸的關系圖上的線(對應于在施加閾值氧氣濃度的第一人為約束條件之后以及施加第二和第三人為約束條件之后剩下的選定數據點)；或B)擬合在閾值氧氣濃度與測試封罩尺寸的關系圖上的線(對應于在施加流速
14的第一人為約束條件之后以及施加第二和第三人為約束條件之后剩下的選定的數據點)。 因此流速=ax+b閾值氧氣濃度=cx+d其中χ為待充填的封罩的尺寸。該算法然后根據方程式選擇流速(當第一人為約束條件為閾值氧氣濃度時)或閾值氧氣濃度(當第一人為約束條件為流速時)并根據選定的流速或選定的閾值氧氣濃度執行充填。待充填的封罩的尺寸應該與用于創建方程式的測試封罩的尺寸相同。換言之，如果方程式在創建方程式(對應于在流速與測試封罩的尺寸和閾值氧氣濃度與測試封罩的尺寸的關系曲線圖中繪制的線)的過程中利用了測試封罩的寬度，則以上方程式中的X將為待充填的封罩的寬度。然而，應該注意，在正方形截面測試封罩和矩形截面待充填封罩的情形中，X更理想地為待充填的封罩的兩個尺寸的乘積的平方根或待充填的封罩的三個尺寸的乘積的立方根。換言之，X更理想地為·(待充填的封罩的)寬度X高度的平方根；·(待充填的封罩的)寬度X厚度的平方根；·(待充填的封罩的)高度X厚度的平方根；或·(待充填的封罩的)寬度X高度X厚度的立方根。在通過標定曲線體現決策支持工具的情形中，標定曲線由流速與測試封罩的尺寸的關系(當閾值氧氣濃度為第一人為約束條件時)或閾值氧氣濃度與測試封罩的尺寸的關系(當流速為第一人為約束條件時)繪制而成。術語“標定曲線”當然對曲線和直線兩者是通用的，因為可使用商業上可得的軟件或眾所周知的統計方法對數據點進行統計分析以產生直線或曲線。因此，標定曲線實際上可繪制在紙上或可為對應于將作為標定曲線的圖手動執行的數據的電子推導。在充填過程中，操作員可在對應于待充填的封罩的尺寸的曲線上查找流速或閾值氧氣濃度。待充填的封罩的尺寸應當是與用于創建標定曲線的測試封罩的尺寸相同的尺寸。換言之，如果標定曲線采用了測試封罩的寬度，則以上方程式中的X 將為待充填的封罩的寬度。然而，應該注意，在正方形截面測試封罩和矩形截面待充填封罩的情形中，X更理想地為待充填的封罩的兩個尺寸的乘積的平方根或待充填的封罩的三個尺寸的乘積的立方根。換言之，X更理想地為·(待充填的封罩的)寬度X高度的平方根；·(待充填的封罩的)寬度X厚度的平方根；·(待充填的封罩的)高度X厚度的平方根；或·(待充填的封罩的)寬度X高度X厚度的立方根。在第二種且優選的過濾數據的方式中，施加將某些不理想的數據過濾掉(針對每個測試封罩)的第一和第二人為約束條件。第一和第二人為約束條件包括用于任何一對以下充填參數的值a)在或低于最大值的氣體損耗率和在或高于最小值的最終充填濃度；b)在或低于最大值的氣體損耗率和在或低于最大值的充填持續時間；c)在或高于最小值的最終充填濃度和在或低于最大值的充填持續時間。在施加第一和第二人為約束條件(針對每個測試封罩)之后剩下的數據中，然后施加第三人為約束條件，以對每個測試封罩產生對應于第三人為約束條件的最理想的值的一個數據點。因此，如果第三人為約束條件為氣體損耗率，則對每個測試封罩產生的數據點是在施加第一和第二人為約束條件之后剩下的數據中對應于最低氣體損耗率的數據點。類似地，如果第三人為約束條件為最終充填濃度，則對每個測試封罩產生的數據點是在施加第一和第二人為約束條件之后剩下的數據中對應于最高的最終充填濃度的數據點。最后， 如果第三人為約束條件為充填持續時間，則對每個測試封罩產生的數據點是在施加第一和第二人為約束條件之后剩下的數據中對應于最短充填持續時間的數據點。繼續說明第二種過濾數據的方式，本領域的技術人員應該認識到有多種執行第二種過濾數據的方式的排列a)僅特定最大值或更小最大值的氣體損耗率是理想的并對數據進行篩選(針對每個測試封罩)以消除所有與異常高的氣體損耗率相關的測試封罩充填。僅特定純度或更高純度的最終充填濃度是理想的并對數據進行篩選(針對每個測試封罩)以消除所有與異常低的最終充填濃度相關的測試封罩充填。充填持續時間為重要參數且檢查剩下的數據 (針對每個測試封罩并在施加氣體損耗率和最終充填濃度的第一和第二數據約束條件之后)以察看流速和O2閾值濃度的哪一種數據聯系產生最短充填持續時間。然后選擇用于每個測試封罩的數據點。或b)僅特定最大值或更小最大值的氣體損耗率是理想的并對數據進行篩選(針對每個測試封罩)以消除所有與異常高的氣體損耗率相關的測試封罩充填。僅特定時間或更短時間的充填持續時間是理想的并對數據進行篩選(針對每個測試封罩)以消除所有與異常高的充填持續時間相關的測試封罩充填。最終充填濃度是一個重要參數且檢查剩下的數據(針對每個測試封罩并在施加氣體損耗率和充填持續時間的第一和第二數據約束條件之后)以察看流速和O2閾值濃度的哪一種數據聯系產生最高的最終充填濃度。然后選擇用于每個測試封罩的數據點。或c)僅特定純度或更高純度的最終充填濃度是理想的并對數據進行篩選(針對每個測試封罩)以消除所有與異常低的最終充填濃度相關的測試封罩充填。僅特定最大值或更小最大值的充填持續時間是理想的并對數據進行篩選(針對每個測試封罩)以消除所有與異常長的充填持續時間相關的測試封罩充填。氣體損耗率是一個重要參數并檢查剩下的數據(針對每個測試封罩并在施加最終充填濃度和充填持續時間的第一和第二數據約束條件之后)以察看流速和α閾值濃度的哪一種數據聯系產生最低氣體損耗率。然后選擇用于每個測試封罩的數據點。繼續說明第二種過濾數據的方式，算法作為兩個方程式寫入，各方程式對應于擬合在流速與測試封罩尺寸的關系圖上的線(對應于選定的數據點)或擬合在閾值氧氣濃度與測試封罩尺寸的關系圖上的線(對應于選定的數據點)。因此流速=ax+b閾值氧氣濃度=cx+d其中χ為待充填的封罩的尺寸。待充填的封罩的尺寸應該與用于創建方程式的測試封罩的尺寸相同。換言之，如果方程式在創建方程式(對應于在流速與測試封罩的尺寸和閾值氧氣水平與測試封罩的尺寸的關系曲線圖中繪制的線)的過程中利用了測試封罩的寬度，則以上方程式中的X將為待充填的封罩的寬度。然而，應該注意，在正方形截面測試封罩和矩形截面待充填封罩的情形中，X更理想地為待充填的封罩的兩個尺寸的乘積的
16平方根或待充填的封罩的三個尺寸的乘積的立方根。換言之，X更理想地為·(待充填的封罩的)寬度X高度的平方根；·(待充填的封罩的)寬度X厚度的平方根；·(待充填的封罩的)高度X厚度的平方根；或·(待充填的封罩的)寬度X高度X厚度的立方根。在充填過程中，所述算法然后從以上方程式選擇流速和閾值氧氣濃度(將在選定的流速和閾值氧氣濃度下執行充填過程)。所公開的方法和系統較常規的方法和系統而言產生了幾個優點。如在示例1中更詳細地描述，慢速和遠距離氣體傳感器(即，遠離出口端口安放)會引起幾秒延遲。取決于充填流速，該延遲可引起損耗幾升昂貴的充填氣體。另一方面，本發明利用了快速和體積不大的傳感器，其可被安放在流體出口孔40附近或內部或甚至完全安放在中空玻璃屏空間 60內，這獲得了非常短暫的延遲。在利用光源照射呈現一定熒光度的材料——所述熒光度與該材料附近的氧氣濃度相關——的光學傳感器的情形中，熒光材料甚至可位于中空玻璃屏空間60內部的任何部位且光源定位在中空玻璃屏空間60外部使得其透過玻璃屏10、30 中的一個照射所述材料。雖然許多常規的充填方法不論被充填的IGU的尺寸如何都采用單個流速，但所公開的方法和系統包括使用決策支持工具，該決策支持工具可確定一充填流速，該充填流速使IGU 2中的氣體含量最大化，優化充填持續時間，和/或優化充填氣體的保持(以最佳方式減少充填氣體的損耗)。因此，所公開的充填系統基于IGU 2尺寸匹配充填流速。最后， 所公開的方法和系統還具有通用、簡單、成本劃算且易于維護的優點。現將在幾個示例中更詳細地描述本發明的優點和/或方面。示例 1示例1論證了當充填雙玻璃屏IGU時在限制氣體損耗率的過程中出口氣體傳感器響應時間的重要性。條件-矩形中空玻璃屏的尺寸為22” X36” X3/8"(即 55. 9cmX91. 4cmX9. 5mm = > 0. 51m2 和 4· 9 升)-利用Kr(氪)進行雙孔充填-絕熱玻璃在充填過程中定向成45°使得具有充填(或排出)孔的一個角部布置在IGU的底部而具有充填(或排出)孔的相對角部布置在IGU的頂部-不在出口氣流端口上施加真空-充填流速設定在5.4slpm-一旦熱傳感器檢測出每體積95% Kr (相當于&的狀態)就停止充填過程-出口處的&含量由響應時間很短的傳感器監控(參看圖4)-將響應時間很短的傳感器安放在距出口9”處。結果-在出口處使用傳統的熱傳感器(設定在相當于O2的95%Kr)，充填過程在 71. 5秒后停止。-響應時間很短的傳感器在64秒左右檢測出充填過程結束(即，在出口處Kr為95% )，這代表與熱傳感器相差7. 5秒。-使用響應時間很短的傳感器，充填持續時間縮短10.50Z0，從71. 5秒到64秒。-此外，在該特定情形中，使用響應時間很短的傳感器能夠節省660ml的氪。示例 2示例2論證了對于給定的充填持續時間就中空玻璃屏內的氣體含量而言和響應時間短的傳感器相結合的45°充填與豎直充填相比帶來的改進。45°充填構型(參看圖 5)能使在充填氣體開始從單元排出之前的空氣頂部空間最小。因此，對于給定的充填持續時間，氣體含量在45°充填的情形中總是高于由傳統的豎直充填獲得的氣體含量。本領域的技術人員應該認識到，本發明的該特定方面并不限于45°角。相反，仍然認為從15°至 75°的任何角度可實現非90°充填角度的目標。條件-矩形中空玻璃屏的尺寸為22” X36” X3/8"(即 55. 9cmX91. 4cmX9. 5mm = > 0. 51m2 和 4· 9 升)-充填流速=IOslpm-氪氣充填-雙孔充填-不在出口氣流端口上施加真空-將響應時間很短的氧氣傳感器安放在距出口9”處。-兩個實驗(i)豎直氪氣充填和(ii)45°充填-充填過程在33秒時停止結果-在一致的充填持續時間(例如，33秒)和相同的充填流速下，45°充填能夠增加中空玻璃屏的氣體含量同時降低氣體損耗率。表1 在充填過程中中空玻璃屏定向的影響
權利要求
1.一種用充填氣體充填封罩的方法，包括以下步驟提供封罩，其具有內部、寬度、高度、厚度以及與所述內部流體連通的流體充填孔和出口孔；通過以充填流速將充填氣體流引入所述流體充填孔而開始充填所述封罩；感測離開所述流體出口孔的氣體的氧氣濃度；以及當感測到的氧氣濃度達到閾值濃度時停止所述封罩的所述充填，其中基于所述寬度、 所述高度和/或所述厚度通過決策支持工具選擇所述閾值氧氣濃度和/或所述充填流速。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述閾值氧氣濃度是預定的且基于所述寬度、 所述高度和/或所述厚度通過所述決策支持工具選擇所述充填流速。
3.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述充填流速是預定的且基于所述寬度、所述高度和/或所述厚度通過所述決策支持工具選擇所述閾值氧氣濃度。
4.根據權利要求1的方法，其特征在于，基于所述寬度、所述高度和/或所述厚度通過所述決策支持工具選擇所述充填流速和所述閾值氧氣濃度兩者。
5.根據權利要求4的方法，還包括以下步驟預先確定要在所述封罩內部獲得的所述充填氣體的最低濃度；預先確定在所述充填期間發生的所述充填氣體的最大百分比損耗率，其中通過所述決策支持工具選擇的所述充填流速和閾值氧氣濃度進一步基于所述預先確定的最低濃度和預先確定的最大百分比損耗率。
6.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟預先確定要在所述封罩內部獲得的所述充填氣體的最低濃度，其中通過所述決策支持工具選擇的所述充填流速或閾值氧氣濃度進一步基于所述預先確定的最低充填氣體濃度。
7.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟預先確定在所述充填期間發生的所述充填氣體的最大百分比損耗率，其中通過所述決策支持工具選擇的所述充填流速或閾值氧氣濃度進一步基于所述預先確定的最大百分比損耗率。
8.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟預先確定通過所述充填的所述開始和停止之間的時間間隔限定的最大充填持續時間，其中通過所述決策支持工具選擇的所述充填流速或閾值氧氣濃度進一步基于所述預先確定的最大充填持續時間。
9.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述決策支持工具基于所述寬度、所述高度和 /或所述厚度和所述充填氣體的組分選擇所述充填氣體的流速。
10.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述封罩為絕熱玻璃單元，其包括至少兩塊互相對齊且互相平行的正方形、三角形、半圓形或矩形玻璃屏以及在玻璃屏的周邊周圍并在通過玻璃屏限定的中空玻璃屏空間上延伸的密封結構，所述流體充填孔和出口孔在密封結構的相對角部附近形成在密封結構中。
11.根據權利要求1的方法，其特征在于，在所述封罩的所述充填期間，所述封罩的底邊相對于水平面形成角度α，所述角度α處于從Γ至179°的范圍內，所述流體出口孔在豎向上高于所述流體充填孔。
12.根據權利要求11的方法，其特征在于，α處于從5°到175°的范圍內。
13.根據權利要求1的方法，其特征在于，通過基于光學的氧氣傳感器感測所述氧氣濃度。
14.根據權利要求13的方法，其特征在于，所述傳感器的響應時間小于1秒。
15.根據權利要求13的方法，其特征在于，所述傳感器布置在所述流體出口孔內部或附近。
16.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述充填氣體選自由氬氣、氬氣增濃的空氣、 氖氣、氖氣增濃的空氣、氪氣、氪氣增濃的空氣、氙氣、氙氣增濃的空氣及其混合物組成的組。
17.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟 將所述高度和/或寬度輸入控制器；利用所述控制器選擇所述充填流速，其中所述決策支持工具為寫入所述控制器的算法。
18.根據權利要求1的方法，還包括向流體出口孔施加真空的步驟，其中 基于所述寬度、高度和/或厚度通過決策支持工具選擇所述閾值氧氣濃度；基于由操作員選擇的充填流速預先確定充填流速，其補償通過所述真空施加產生的通過所述封罩的充填氣體流量的增加。
19.一種用于利用充填氣體充填封罩的系統，包括充填槍，其適于插入形成在所述封罩的一端中的流體充填孔內； 氧氣傳感器，其布置在形成在所述封罩的相對端中的流體出口孔附近；以及寫入有算法的控制器，所述控制器適于 接收通過所述氧氣傳感器感測到的氧氣濃度， 被輸入所述封罩的高度、寬度和/或厚度，選擇在所述封罩的充填期間充填氣體的流速和/或閾值氧氣濃度，所述選擇基于輸入到所述控制器的待充填封罩的高度、寬度和/或厚度，所述選擇通過所述算法執行，以及一旦通過所述氧氣傳感器感測到的氧氣濃度達到通過所述算法選擇的或預先確定并由操作員輸入控制器的閾值氧氣濃度就停止通過所述充填槍對封罩的充填。
20.根據權利要求19的系統，還包括與所述充填槍流體連通的充填氣體源，所述充填氣體選自由氬氣、氬氣增濃的空氣、氖氣、氖氣增濃的空氣、氪氣、氪氣增濃的空氣、氙氣、氙氣增濃的空氣及其混合物組成的組。
21.根據權利要求19的系統，其特征在于，所述控制器還適于由操作員將充填參數輸入其中，所述充填參數選自由將在所述封罩中獲得的充填氣體的最低濃度、將在充填期間發生的充填氣體的最大百分比損耗率、由使用所述充填氣體充填所述封罩的開始和停止之間的時間間隔限定的最大充填持續時間、和充填氣體的組分組成的組，其中流速進一步基于所述充填參數。
22.根據權利要求19的方法，還包括真空管和與所述真空管真空連通的真空泵，所述傳感器至少部分布置在所述真空管內，所述真空管適于被安放成與所述流體出口孔真空連ο
全文摘要
根據所公開的方法用充填氣體充填封罩。提供封罩，該封罩具有內部、寬度、高度、厚度、以及與內部流體連通的流體充填孔和出口孔。通過以充填流速將充填氣體流引入流體充填孔而開始充填封罩。感測離開流體出口孔的氣體的氧氣濃度。當感測到的氧氣濃度達到閾值濃度時停止封罩的充填，其中基于所述寬度、高度和/或厚度通過決策支持工具選擇閾值氧氣濃度和/或充填流速。
文檔編號E06B3/677GK102365415SQ201080015554
公開日2012年2月29日 申請日期2010年1月29日 優先權日2009年2月2日
發明者J·J·王, P·A·夸涅, P·J·特羅默 申請人:喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司