CN201637517U - 大视场应力分析仪 - Google Patents

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肖鹏军
石新勇
王冬
王精精
韩松
吴辉廷
邱娟
陆凡
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China building materials inspection and certification Limited by Share Ltd.
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Abstract

本实用新型公开了一种大视场应力分析仪，属于建材检测领域，其包括起偏镜屏幕、分析镜和试样架三部分，所述起偏镜屏幕中装设大尺寸起偏振片，起偏振片后布设一块大面积的面光源；分析镜中安装与起偏振片光轴相互垂直正交的检偏振片，安装待测玻璃样品的试样架尺寸与起偏镜屏幕相当，并置于起偏镜屏幕和分析镜之间。本实用新型具有足够大的偏振光照明视场，可以对大型钢化玻璃制品，如：大型汽车安全玻璃，建筑用幕墙玻璃等进行应力定性和定量测量。

Description

大视场应力分析仪
技术领域
本实用新型涉及建材检测领域，具体涉及一种检测玻璃制品内部应力的分析检测仪器。
背景技术
在建材领域，玻璃制品在出厂前需要对其内部应力进行分析测量，目前执行的为GB/T18144-2000《玻璃应力测试方法》标准。
对玻璃制品内部应力分析测量的仪器均应用偏振光干涉原理，然而，已有的检测分析仪器为小型平面式，其结构是：上下两个直径200毫米左右的圆形镜，两个镜上各装有起偏振片和检偏振片，检测时将待检玻璃边缘放入上下镜之间进行应力测试，由于其尺寸的局限性，因此其应用上的不足是无法测量大尺寸的玻璃试样的整体应力分布情况，对大型钢化玻璃制品(如：大型汽车安全玻璃，建筑用幕墙玻璃)只能进行边部的定量测量而无法进行整块玻璃应力分布状况的定性测量。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能够适用于对大型钢化玻璃制品进行应力定性和定量测量的大视场应力分析仪器。
本实用新型的大视场应力分析仪，包括起偏镜屏幕、分析镜和试样架三部分，所述起偏镜屏幕中装设大尺寸起偏振片，起偏振片后布设一块大面积的面光源；分析镜中安装与起偏振片光轴相互垂直正交的检偏振片，安装待测玻璃样品的试样架尺寸与起偏镜屏幕相当，并置于起偏镜屏幕和分析镜之间。
所述大视场应力分析仪中，所述起偏镜屏幕整体包括一箱体和一固定该箱体的支撑架，该箱体中从前向后依次顺序装设有乳白有机玻璃、起偏振片、透明有机玻璃和面光源。
所述大尺寸起偏振片夹在乳白有机玻璃和透明有机玻璃之间并彼此紧密贴合，大尺寸起偏振片是由数块偏振片拼接而成。
所述面光源是由多支日光灯管均布排列在灯架板上而形成的光源组。
所述箱体后面设两扇门，箱体的一侧边框设计成可拆卸的。
所述分析镜整体包括一镜体、用于安放镜体的三角架、和装设在镜体上用于调整应力状态的刻度盘。
所述分析镜的检偏振片安装在镜体最前端。
所述刻度盘可左右旋转并有刻度。
所述镜体安装于三角架上，且镜体前端朝向起偏镜屏幕。
所述试件架设有三根横梁，最上面的横梁固定不动，其余两根横梁可沿架体移动。
采用以上设计，本实用新型应用偏振光干涉原理，可以对大型玻璃制品的内部应力进行分析测量，符合GB/T18144-2000《玻璃应力测试方法》标准。本仪器的特点是：
1、具有足够大的偏振光照明视场，可以对大型钢化玻璃制品(如：大型汽车安全玻璃，建筑用幕墙玻璃)进行应力定性和定量测量。
2、仪器采用平板照明方式。优点是体积小，结构轻巧，冷光源照明，能耗低，发热量小，可以长时间连续工作。
3、通过仪器可以得到玻璃制品总体的应力分布情况以及应力均匀性。
4、用户可以自行对应力分布图像作出摄影记录，为今后的产品质量分析提供可靠的资料。
5、使用条件，使用环境温度不超过35摄氏度。
附图说明
图1为本实用新型大视场应力分析仪器构成图；
图2A为本实用新型中起偏镜屏幕正面整体结构及部分剖视结构图；
图2B为本实用新型中起偏镜屏幕背面结构图；
图3为本实用新型中分析镜结构示意图；
图3A为本实用新型中分析镜镜体结构正面示意图；
图4为本实用新型中试样架结构示意图。
以下结合附图详述本实用新型的结构与功能。
具体实施方式
本实用新型同样应用偏振光干涉原理进行设计，参见图1所示，大视场应力分析仪器主要由起偏镜屏幕1、分析镜3、和试样架2三部分组成，起偏镜屏幕1用于发出偏振光，分析镜3用于接收偏振光，试样架2上装有待测玻璃样品，置于起偏镜屏幕1和分析镜3之间，这样，通过分析镜3的光场可以观察到偏振光照射到被测玻璃反应出的光应力图案。
参见图2A与图2B，起偏镜屏幕1整体包括一箱体11和一固定该箱体11的支撑架12，该箱体11中，从前向后依次顺序装设有乳白有机玻璃13、起偏振片14、透明有机玻璃15、和光源组16；箱体11后面设两扇门17，箱体11的一侧边框设计成可拆卸的。其中：
主要部件是一张大面积的起偏振片14。受目前市场上所能够提供偏振片面积的限制，本仪器的偏振片是由数块偏振片拼接而成，但不会对仪器的使用性能造成任何影响。
起偏振片14是夹在乳白有机玻璃13和透明有机玻璃15之间，前者可以使光线更加均匀柔和，更便于观察；后者是为了保护起偏振片14。乳白有机玻璃13、偏振片14和透明有机玻璃15紧密贴合形成一块大型玻璃平板，箱体11的一侧边框取下后，可以把该玻璃平板整体从箱体柜架中抽出来。
箱体11中，光源组16位于透明有机玻璃15后面。光源组16是由多支(如12支40W)日光灯管均布排列在灯架板上而形成一块大面积的面光源，使照射到偏振片14的光线达到足够的亮度，光源组16与夹有偏振片14的大型玻璃平板之间有10厘米的间隔。这些日光灯管和灯架板设于箱体11内的最后端，如果有灯管坏了，打开箱体11后面的两扇门17就可以进行更换。另外，在箱体11的侧面还设置灯开关、接电源指示灯和保险等方便光源组使用和维护的部件。
参见图3和图3A所示，分析镜3整体包括一镜体21、用于安放镜体21的三角架22、和装设在镜体用于测量应力的刻度盘23，刻度盘23固定在镜体21上，通过刻度盘23上的拨扭24转动内圈25，以读数来计算应力数值。
分析镜3的主要部件是检偏振片，安装在镜体21最前端(分析镜3朝向起偏镜屏幕1的方向为前)，它与起偏振片14组成了光轴相互垂直的正交偏振光场，通过这个光场就可以看到被测玻璃工作的光应力图案。参见图3A，显示了刻度盘23结构，拨扭24装于内圈25上，拨扭对应于刻度线0，通过拨扭24带动内圈25旋转，根据拨扭对应的刻度数值，从而计算出应力大小。
镜体21直接安置在三角架22的顶部(与照相机三角架相同)，三角架22连同镜体21一起可移动，工作时可以把三角架22安放在比较合适的位置来进行观测。
另外，本实用新型中还可配备专用偏光眼镜，通过偏光眼镜可以很方便的看到被测量玻璃制品的应力分布图案，并进行定性分析。
参见图4所示，试件架2是用来安放被测工件的，架底有四个滚轮31，可以推动它随意滑行。试样架2是用螺钉连接的，其中有多根横梁，最上面的横梁32和最下面的横梁33是固定不动的，用来保持架子的刚性。中间两根横梁34是可以上下移动放置的，用来安放被测试玻璃。中间横梁34的高低位置可以调节，以适应大小不同的工件。工作时试件架2应尽量靠近起偏片屏幕1。
按以上方式，本实用新型按以下指标设计了大视场应力分析仪器：
主要技术指标包括：
1、起偏镜屏幕面积(有效)      1.9m×1.1m
2、起偏镜屏幕中心高度        1.35m
3、光源组日光灯              16×40W
4、起偏振镜光轴方向          45°
5、分析镜直径                100mm
6、分析镜测试量度盘格值      5.6nm(λ/100)
7、主要附件                  试样架，三角架
使用本实用新型对玻璃制品内应力的测量原理：
玻璃制品在经过钢化过程以后，内部就会产生内应力，同时玻璃材质就会有双折射现象，即光线通过时会分裂为O光和E光，这两束光线的折射率不同，因而产生了光程差，当把具有内应力的玻璃放到这正交偏振光场中，就可以看到因为产生了光程差而出现的光的干涉图像。
本实用新型可以按以下方式使用：
1.插上电源，打开总开关。
2.把玻璃试样装在试样架上，推到起偏光片屏幕前合适的位置，尽可能靠近屏幕的中心。注意地面的平整度，以避免测量的精度。
3.将三角架打开，放在合适的位置和高度。将分析镜镜体装在三角架的云台上。刻度盘置于零度位置。通过分析镜进行测量，将刻度盘读数带入本专业应力公式计算出应力数值。
通过移动三角架，可以得到试样不同水平位置或不同高度区域的应力数值，通过多点测量数据的统计和分析，可以得到被测玻璃制品总体的应力分布情况以及应力均匀性状态。

Claims (10)

1.一种大视场应力分析仪，其特征在于，其包括起偏镜屏幕、分析镜和试样架三部分，所述起偏镜屏幕中装设大尺寸起偏振片，起偏振片后布设一块大面积的面光源；分析镜中安装与起偏振片光轴相互垂直正交的检偏振片，安装待测玻璃样品的试样架尺寸与起偏镜屏幕相当，并置于起偏镜屏幕和分析镜之间。
2.根据权利要求1所述大视场应力分析仪，其特征在于，所述起偏镜屏幕整体包括一箱体和一固定该箱体的支撑架，该箱体中从前向后依次顺序装设有乳白有机玻璃、起偏振片、透明有机玻璃和面光源。
3.根据权利要求2所述大视场应力分析仪，其特征在于，所述大尺寸起偏振片夹在乳白有机玻璃和透明有机玻璃之间并彼此紧密贴合，大尺寸起偏振片是由数块偏振片拼接而成。
4.根据权利要求2所述大视场应力分析仪，其特征在于，所述面光源是由多支日光灯管均布排列在灯架板上而形成的光源组。
5.根据权利要求2至4任一所述大视场应力分析仪，其特征在于，所述箱体后面设两扇门，箱体的一侧边框设计成可拆卸的。
6.根据权利要求1所述大视场应力分析仪，其特征在于，所述分析镜整体包括一镜体、用于安放镜体的三角架、和装设在镜体上用于调整应力状态的刻度盘。
7.根据权利要求6所述大视场应力分析仪，其特征在于，所述分析镜的检偏振片安装在镜体最前端。
8.根据权利要求6所述大视场应力分析仪，其特征在于，所述刻度盘可左右旋转并有刻度。
9.根据权利要求7所述大视场应力分析仪，其特征在于，所述镜体安装于三角架上且镜体前端朝向起偏镜屏幕。
10.根据权利要求1所述大视场应力分析仪，其特征在于，所述试件架设有三根横梁，最上面的横梁固定不动，其余两根横梁可沿架体移动。
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