大視場應力分析儀的製作方法
2023-10-08 10:56:19
專利名稱：大視場應力分析儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及建材檢測領域，具體涉及一種檢測玻璃製品內部應力的分析檢測 儀器。
背景技術：
在建材領域，玻璃製品在出廠前需要對其內部應力進行分析測量，目前執行的為 GB/T18144-2000《玻璃應力測試方法》標準。對玻璃製品內部應力分析測量的儀器均應用偏振光幹涉原理，然而，已有的檢測 分析儀器為小型平面式，其結構是上下兩個直徑200毫米左右的圓形鏡，兩個鏡上各裝有 起偏振片和檢偏振片，檢測時將待檢玻璃邊緣放入上下鏡之間進行應力測試，由於其尺寸 的局限性，因此其應用上的不足是無法測量大尺寸的玻璃試樣的整體應力分布情況，對大 型鋼化玻璃製品(如大型汽車安全玻璃，建築用幕牆玻璃)只能進行邊部的定量測量而無 法進行整塊玻璃應力分布狀況的定性測量。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種能夠適用於對大型鋼化玻璃製品進行應力定性 和定量測量的大視場應力分析儀器。本實用新型的大視場應力分析儀，包括起偏鏡屏幕、分析鏡和試樣架三部分，所述 起偏鏡屏幕中裝設大尺寸起偏振片，起偏振片後布設一塊大面積的面光源；分析鏡中安裝 與起偏振片光軸相互垂直正交的檢偏振片，安裝待測玻璃樣品的試樣架尺寸與起偏鏡屏幕 相當，並置於起偏鏡屏幕和分析鏡之間。所述大視場應力分析儀中，所述起偏鏡屏幕整體包括一箱體和一固定該箱體的支 撐架，該箱體中從前向後依次順序裝設有乳白有機玻璃、起偏振片、透明有機玻璃和面光 源。所述大尺寸起偏振片夾在乳白有機玻璃和透明有機玻璃之間並彼此緊密貼合，大 尺寸起偏振片是由數塊偏振片拼接而成。所述面光源是由多支日光燈管均布排列在燈架板上而形成的光源組。所述箱體後面設兩扇門，箱體的一側邊框設計成可拆卸的。所述分析鏡整體包括一鏡體、用於安放鏡體的三角架、和裝設在鏡體上用於調整 應力狀態的刻度盤。所述分析鏡的檢偏振片安裝在鏡體最前端。所述刻度盤可左右旋轉並有刻度。所述鏡體安裝於三角架上，且鏡體前端朝向起偏鏡屏幕。所述試件架設有三根橫梁，最上面的橫梁固定不動，其餘兩根橫梁可沿架體移動。採用以上設計，本實用新型應用偏振光幹涉原理，可以對大型玻璃製品的內部應 力進行分析測量，符合GB/T18144-2000《玻璃應力測試方法》標準。本儀器的特點是[0016]1、具有足夠大的偏振光照明視場，可以對大型鋼化玻璃製品(如大型汽車安全 玻璃，建築用幕牆玻璃)進行應力定性和定量測量。2、儀器採用平板照明方式。優點是體積小，結構輕巧，冷光源照明，能耗低，發熱量 小，可以長時間連續工作。3、通過儀器可以得到玻璃製品總體的應力分布情況以及應力均勻性。4、用戶可以自行對應力分布圖像作出攝影記錄，為今後的產品質量分析提供可靠 的資料。5、使用條件，使用環境溫度不超過35攝氏度。
圖1為本實用新型大視場應力分析儀器構成圖；圖2A為本實用新型中起偏鏡屏幕正面整體結構及部分剖視結構圖；圖2B為本實用新型中起偏鏡屏幕背面結構圖；圖3為本實用新型中分析鏡結構示意圖；圖3A為本實用新型中分析鏡鏡體結構正面示意圖；圖4為本實用新型中試樣架結構示意圖。
以下結合附圖詳述本實用新型的結構與功能。
具體實施方式
本實用新型同樣應用偏振光幹涉原理進行設計，參見圖1所示，大視場應力分析 儀器主要由起偏鏡屏幕1、分析鏡3、和試樣架2三部分組成，起偏鏡屏幕1用於發出偏振 光，分析鏡3用於接收偏振光，試樣架2上裝有待測玻璃樣品，置於起偏鏡屏幕1和分析鏡3 之間，這樣，通過分析鏡3的光場可以觀察到偏振光照射到被測玻璃反應出的光應力圖案。參見圖2A與圖2B，起偏鏡屏幕1整體包括一箱體11和一固定該箱體11的支撐 架12，該箱體11中，從前向後依次順序裝設有乳白有機玻璃13、起偏振片14、透明有機玻璃 15、和光源組16 ；箱體11後面設兩扇門17，箱體11的一側邊框設計成可拆卸的。其中主要部件是一張大面積的起偏振片14。受目前市場上所能夠提供偏振片面積的限 制，本儀器的偏振片是由數塊偏振片拼接而成，但不會對儀器的使用性能造成任何影響。起偏振片14是夾在乳白有機玻璃13和透明有機玻璃15之間，前者可以使光線更 加均勻柔和，更便於觀察；後者是為了保護起偏振片14。乳白有機玻璃13、偏振片14和透 明有機玻璃15緊密貼合形成一塊大型玻璃平板，箱體11的一側邊框取下後，可以把該玻璃 平板整體從箱體櫃架中抽出來。箱體11中，光源組16位於透明有機玻璃15後面。光源組16是由多支(如12支 40W)日光燈管均布排列在燈架板上而形成一塊大面積的面光源，使照射到偏振片14的光 線達到足夠的亮度，光源組16與夾有偏振片14的大型玻璃平板之間有10釐米的間隔。這 些日光燈管和燈架板設於箱體11內的最後端，如果有燈管壞了，打開箱體11後面的兩扇門 17就可以進行更換。另外，在箱體11的側面還設置燈開關、接電源指示燈和保險等方便光 源組使用和維護的部件。參見圖3和圖3A所示，分析鏡3整體包括一鏡體21、用於安放鏡體21的三角架22、和裝設在鏡體用於測量應力的刻度盤23，刻度盤23固定在鏡體21上，通過刻度盤23上 的撥扭24轉動內圈25，以讀數來計算應力數值。分析鏡3的主要部件是檢偏振片，安裝在鏡體21最前端(分析鏡3朝向起偏鏡屏 幕1的方向為前)，它與起偏振片14組成了光軸相互垂直的正交偏振光場，通過這個光場就 可以看到被測玻璃工作的光應力圖案。參見圖3A，顯示了刻度盤23結構，撥扭24裝於內圈 25上，撥扭對應於刻度線0，通過撥扭24帶動內圈25旋轉，根據撥扭對應的刻度數值，從而 計算出應力大小。鏡體21直接安置在三角架22的頂部(與照相機三角架相同)，三角架22連同鏡 體21 —起可移動，工作時可以把三角架22安放在比較合適的位置來進行觀測。另外，本實用新型中還可配備專用偏光眼鏡，通過偏光眼鏡可以很方便的看到被 測量玻璃製品的應力分布圖案，並進行定性分析。參見圖4所示，試件架2是用來安放被測工件的，架底有四個滾輪31，可以推動它 隨意滑行。試樣架2是用螺釘連接的，其中有多根橫梁，最上面的橫梁32和最下面的橫梁 33是固定不動的，用來保持架子的剛性。中間兩根橫梁34是可以上下移動放置的，用來安 放被測試玻璃。中間橫梁34的高低位置可以調節，以適應大小不同的工件。工作時試件架 2應儘量靠近起偏片屏幕1。按以上方式，本實用新型按以下指標設計了大視場應力分析儀器主要技術指標包括1、起偏鏡屏幕面積(有效)1. 9m X 1. Im2、起偏鏡屏幕中心高度1.35m3、光源組日光燈16X40W4、起偏振鏡光軸方向45°5、分析鏡直徑IOOmm6、分析鏡測試量度盤格值 5. 6nm( λ /100)7、主要附件試樣架，三角架使用本實用新型對玻璃製品內應力的測量原理玻璃製品在經過鋼化過程以後，內部就會產生內應力，同時玻璃材質就會有雙摺 射現象，即光線通過時會分裂為0光和E光，這兩束光線的折射率不同，因而產生了光程差， 當把具有內應力的玻璃放到這正交偏振光場中，就可以看到因為產生了光程差而出現的光 的幹涉圖像。本實用新型可以按以下方式使用1.插上電源，打開總開關。2.把玻璃試樣裝在試樣架上，推到起偏光片屏幕前合適的位置，儘可能靠近屏幕 的中心。注意地面的平整度，以避免測量的精度。3.將三角架打開，放在合適的位置和高度。將分析鏡鏡體裝在三角架的雲臺上。 刻度盤置於零度位置。通過分析鏡進行測量，將刻度盤讀數帶入本專業應力公式計算出應 力數值。通過移動三角架，可以得到試樣不同水平位置或不同高度區域的應力數值，通過 多點測量數據的統計和分析，可以得到被測玻璃製品總體的應力分布情況以及應力均勻性狀態。
權利要求一種大視場應力分析儀，其特徵在於，其包括起偏鏡屏幕、分析鏡和試樣架三部分，所述起偏鏡屏幕中裝設大尺寸起偏振片，起偏振片後布設一塊大面積的面光源；分析鏡中安裝與起偏振片光軸相互垂直正交的檢偏振片，安裝待測玻璃樣品的試樣架尺寸與起偏鏡屏幕相當，並置於起偏鏡屏幕和分析鏡之間。
2.根據權利要求1所述大視場應力分析儀，其特徵在於，所述起偏鏡屏幕整體包括一 箱體和一固定該箱體的支撐架，該箱體中從前向後依次順序裝設有乳白有機玻璃、起偏振 片、透明有機玻璃和面光源。
3.根據權利要求2所述大視場應力分析儀，其特徵在於，所述大尺寸起偏振片夾在乳 白有機玻璃和透明有機玻璃之間並彼此緊密貼合，大尺寸起偏振片是由數塊偏振片拼接而 成。
4.根據權利要求2所述大視場應力分析儀，其特徵在於，所述面光源是由多支日光燈 管均布排列在燈架板上而形成的光源組。
5.根據權利要求2至4任一所述大視場應力分析儀，其特徵在於，所述箱體後面設兩扇 門，箱體的一側邊框設計成可拆卸的。
6.根據權利要求1所述大視場應力分析儀，其特徵在於，所述分析鏡整體包括一鏡體、 用於安放鏡體的三角架、和裝設在鏡體上用於調整應力狀態的刻度盤。
7.根據權利要求6所述大視場應力分析儀，其特徵在於，所述分析鏡的檢偏振片安裝 在鏡體最前端。
8.根據權利要求6所述大視場應力分析儀，其特徵在於，所述刻度盤可左右旋轉並有 刻度。
9.根據權利要求7所述大視場應力分析儀，其特徵在於，所述鏡體安裝於三角架上且 鏡體前端朝向起偏鏡屏幕。
10.根據權利要求1所述大視場應力分析儀，其特徵在於，所述試件架設有三根橫梁， 最上面的橫梁固定不動，其餘兩根橫梁可沿架體移動。
專利摘要本實用新型公開了一種大視場應力分析儀，屬於建材檢測領域，其包括起偏鏡屏幕、分析鏡和試樣架三部分，所述起偏鏡屏幕中裝設大尺寸起偏振片，起偏振片後布設一塊大面積的面光源；分析鏡中安裝與起偏振片光軸相互垂直正交的檢偏振片，安裝待測玻璃樣品的試樣架尺寸與起偏鏡屏幕相當，並置於起偏鏡屏幕和分析鏡之間。本實用新型具有足夠大的偏振光照明視場，可以對大型鋼化玻璃製品，如大型汽車安全玻璃，建築用幕牆玻璃等進行應力定性和定量測量。
文檔編號G01L1/24GK201637517SQ20092035067
公開日2010年11月17日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者吳輝廷, 王冬, 王精精, 石新勇, 肖鵬軍, 邱娟, 陸凡, 韓松 申請人:中國建築材料檢驗認證中心