CN103644989A - 感光色法台式应力仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感光色法台式应力仪，包括机箱和仪器架，所述仪器架固定于机箱上，所述机箱内安装有光源，试样放置于机箱上方，所述机箱的上表面设有起偏镜，所述光源和起偏镜之间安装有均光板，仪器架的观察窗口内位于试样的正上方设置一检偏镜，透过被测透明物体，本发明的应力仪可以观察到光学双折射现象，从而快速、连续地分析出光学玻璃、玻璃或其它透明物体的内应力状况，从而解决了难以通过数学方法解决的、非常复杂的产品内部质量问题。

Description

感光色法台式应力仪

技术领域

本发明涉及一种应力仪，特别涉及一种感光色法台式应力仪。

背景技术

物体受不均匀冷却或机械作用后会产生内应力，应力仪是一种用来检查透明物体内应力大小和分布状况的仪器，这种透明物体具有光学双折射的特性，因为被测透明物体的这种特性，有的透明物体无法通过一般的应力仪分析内部的应力状况，其内部质量问题复杂，因此不能通过上述应力仪分析应力，再通过数学方法计算得到分析结果，因而限制了应力仪的应用。

 

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种以观察到光学双折射现象，从而快速、连续地分析出光学玻璃、玻璃或其它透明物体的内应力状况的感光色法台式应力仪。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种感光色法台式应力仪，包括机箱和仪器架，所述仪器架固定于机箱上，所述机箱内安装有光源，试样放置于机箱上方，所述机箱的上表面设有起偏镜，所述光源和起偏镜之间安装有均光板，仪器架的观察窗口内位于试样的正上方设置一检偏镜，所述起偏镜和检偏镜的光轴相互垂直。

作为本发明的进一步改进，所述检偏镜的下方安装一全波片，所述全波片的光轴与起偏镜的光轴呈一定夹角设置。

作为本发明的进一步改进，所述起偏镜和检偏镜均为偏振片。

本发明的有益效果是：透过被测透明物体，本发明的应力仪可以观察到光学双折射现象，从而快速、连续地分析出光学玻璃、玻璃或其它透明物体的内应力状况，从而解决了难以通过数学方法解决的、非常复杂的产品内部质量问题，本仪器不仅在光学玻璃、光学仪器、玻璃制品、塑料制品等工业生产得到广泛应用，而且在建材、灯具、制药、饮料、工艺品安全防爆指标的检验方面也占有重要地位，在水晶饰品制作、地质矿产、材料科学等领域也有广泛的应用。

 

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中标示：1-机箱；2-仪器架；3-光源；4-试样；5-起偏镜；6-均光板；7-检偏镜；8-全波片。

 

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

图1示出了本发明一种感光色法台式应力仪的一种实施方式，包括机箱1和仪器架2，所述仪器架2固定于机箱1上，所述机箱1内安装有光源3，试样4放置于机箱1上方，所述机箱1的上表面设有起偏镜5，所述光源3和起偏镜5之间安装有均光板6，仪器架2的观察窗内位于试样4的正上方设置一检偏镜7，所述起偏镜5和检偏镜7的光轴相互垂直，由光源3发出的光束，通过均光板6透过起偏镜5变为平面偏振光，再投射到被测试样4上，所述检偏镜7的下方安装一全波片8，所述全波片8的光轴与起偏镜5的光轴呈夹角设置，所述起偏镜和检偏镜均为偏振片。

上述仪器的工作原理采用偏振光干涉的原理，如果被测试样4是具有双折射性质的，通过检偏镜7将看到具有应力特征的干涉色。

干涉色决定于光程差的大小，光程差决定于双折射的大小和被测样的厚度，可用下式表示：

R＝(n1-n2)d

公式中  R——光程差

        d——被测试样的厚度

       （n1-n2） ——双折射常数（寻常光和非常光的折射率差）

由于光程差是以纳米计的微小长度，试样的厚度以厘米计又比较实际，在光学玻璃应力双折射质量指标的评定中，国家标准规定以单位厘米厚度材料的光程差δ（nm/cm）来表征：

δ＝R/t

公式中    R——光程差 单位：纳米（nm）

           t——光学玻璃试样的厚度 单位：厘米（cm）

要说明一点：如果没有检偏镜7下部的全波片8，也会产生具有应力特征的干涉色，但光程差在200-300nm以下时，干涉色只呈现轻微的灰白色。光程差越小，灰白色越淡，越难以察觉干涉色的变化。可是，当光程差为560nm时变得非常灵敏，干涉色的微小变化也能被察觉。为此，在本仪器中引入了一块光程差为560nm的全波片。此时，空白视场中呈现为一级紫红干涉色。由于全波片显著地提高了仪器的灵敏度，因此，全波片也叫做灵敏片，又叫一级红。

在放有全波片的一级紫红视场中引进被测试样后，如果被检物双折射比较均匀，其光程差比较一致，视场内仅出现一种干涉色。转动被测试样到最大亮度的位置，呈现一种干涉色。再把被测试样转动90度，又呈现另一种颜色。这是由于被测试样的光程差与全波片的光程差相互叠加或相互减少的缘故。

被测试样的干涉色与光程差的关系如下表所示：

在白光中使用全波（色彩）板的颜色

根据上表，可由干涉色对紫红色的偏离程度来决定被测试样光程差R的大小。知道了光程差和厚度后就可确定样品（玻璃）的级别了。

如果被检物双折射不均匀，如玻璃、塑料制品，由于其应力是变化无常的，其颜色也是各式各样的，通过检偏镜将看到艳丽多彩的干涉色的图画。

颜色级次越多，应力越大；密度越高，应力越集中。好的制品是没有色彩的，透过器皿的光仍保持原来的一级紫红色，但会稍淡一点。

Claims (3)

1.一种感光色法台式应力仪，包括机箱(1)和仪器架(2)，所述仪器架(2)固定于机箱(1)上，所述机箱(1)内安装有光源(3)，试样(4)放置于机箱(1)上方，其特征在于：所述机箱(1)的上表面设有起偏镜(5)，所述光源(3)和起偏镜(5)之间安装有均光板(6)，仪器架(2)的观察窗口内位于试样(4)的正上方设置一检偏镜(7)，所述起偏镜(5)和检偏镜(7)的光轴相互垂直。

2.根据权利要求1所述的感光色法台式应力仪，其特征在于：所述检偏镜(7)的下方安装一平行的全波片(8)，所述全波片(8)的光轴与起偏镜(5)的光轴呈夹角设置。

3.根据权利要求1所述的感光色法台式应力仪，其特征在于：所述起偏镜(5)和检偏镜(7)均为偏振片。

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