CN204166209U - 一种偏振装置及玻璃应力检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种偏振装置及玻璃应力检测装置，涉及应力检测领域，解决了现有技术中的玻璃应力检测仪测试精度、准确度不高的技术问题。主要采用的技术方案为：该偏振装置包括第一偏振部及第二偏振部，第二偏振部与第一偏振部拼接；第一偏振部的偏振方向与第二偏振部的偏振方向垂直。本实用新型的偏振装置结构简单、易于实现，在应用于玻璃应力检测中时，能够充分利用检测器的小像素尺寸，提高检测的精度和准确性。

Description

一种偏振装置及玻璃应力检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种应力检测领域，特别是涉及一种偏振装置及具有该偏振装置的玻璃应力检测装置。 

背景技术

通常情况下，由于加工过程中的各种工艺影响，玻璃板中会残留应力，而应力的大小是衡量玻璃板质量的重要标准；如果应力较大，则会对玻璃板的使用性能以及使用安全造成明显严重的影响。因此，玻璃板的应力检测尤为重要。 

目前，检测玻璃表面应力的方法主要有两种：微分表面折射法DSR(Differential Surface Refractometry)和表面掠角偏光法GASP(GrazingAngle Surface Polarimetry)。其中，GASP法主要适用于低应力的玻璃测试，在测试高应力时，其准确度低，且GASP测试仪价格昂贵。DSR法由于使用的光学元件较少，检测仪器的价格相对较低，而被各种检测机构广为采用。DSR的测试原理是当一定入射角的光线到达玻璃与棱镜的交界面时，由于双折射率的不同，光束会分成以不同临界角a,b反射返回棱镜的两路光束，通过目镜测定两光束之间的距离可得到双折射率，从而可计算出玻璃的应力值。 

但是，发明人发现利用DSR检测仪在进行测试时，发现两束光会彼此掺杂，使得两者距离不清晰，只能估算，从而使得DSR法测试精度、准确度较低，尤其是对于低应力玻璃，无法检测。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种偏振装置及玻璃应力检测装置，主要目的在于用于检测玻璃应力，且具有较高的检测精度和准确性。 

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案： 

一方面，本实用新型的实施例提供一种偏振装置，包括： 

第一偏振部； 

第二偏振部，所述第二偏振部与所述第一偏振部拼接； 

其中，所述第一偏振部的偏振方向与所述第二偏振部的偏振方向垂直。 

前述的偏振装置，所述第一偏振部包括第一偏振片和第一基片，所述第一偏振片铺设在第一基片上； 

所述第二偏振部包括第二偏振片和第二基片，所述第二偏振片铺设在第二基片上； 

所述第一基片与所述第二基片连接； 

所述第一偏振片和第二偏振片相邻。 

前述的偏振装置，所述第一偏振部与所述第二偏振部粘接在一起。 

前述的偏振装置，所述第一偏振片、第二偏振片具有不同材质的基片。 

前述的偏振装置，所述偏振装置还包括基片； 

所述第一偏振部包括第一偏振片； 

所述第二偏振部包括第二偏振片； 

所述第一偏振片、第二偏振片相邻设置在所述基片上。 

前述的偏振装置，所述第一偏振部、第二偏振部的形状和面积一致。 

另一方面，本实用新型的实施例提供一种玻璃应力检测装置，包括：沿光路方向依次布置的光源、棱镜、滤光片、望远物镜系统、如上述任一项所述的偏振装置以及检测器； 

其中，所述棱镜的反射面用于连接被测玻璃。 

前述的玻璃应力检测装置，所述玻璃应力检测装置还包括反射镜； 

沿着光路方向，所述反射镜布置在所述棱镜反射面和所述滤光片入射面之间。 

前述的玻璃应力检测装置，所述检测器为CCD或CMOS。 

借由上述技术方案，本实用新型提供的偏振装置及玻璃应力检测装置至少具有下列优点： 

本实用新型提供的偏振装置包括第一偏振部、第二偏振部，第一偏振部的偏振方向与第二偏振部的偏振方向垂直，使的该偏振装置在应用于玻璃应力检测中时，可以将从被测玻璃出射的两束光分别进行过滤分光，从而使两束光在入射到检测器后能够显著地被识别为两部分，即使在小像素的尺寸下，两束光的入射位置能够被清楚的区别开，从而能够以较低成本获得高准确性、高精度的检测结果。 

本实用新型提供的玻璃应力检测装置具有上述偏振装置，使的该玻璃应力检测装置在进行玻璃应力测试时，偏振装置可将被测玻璃出射的两束光分别进行过滤分光，从而使该玻璃应力检测装置的检测器上的不同位置的光能够准确代表两束垂直偏振方向的光，从而提高了玻璃应力测试的精度和准确性。 

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。 

附图说明

图1是本实用新型的实施例提供的一种偏振装置的结构示意图； 

图2是本实用新型的实施例提供的一种玻璃应力检测装置的示意图； 

图3为本实用新型的实施例的玻璃应力检测装置在检测玻璃应力时，检测器上的图像示意图。 

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。 

实施例1 

如图1所示，本实用新型的一个实施例提出的一种偏振装置，该偏振 装置1包括第一偏振部11和第二偏振部12。其中，第一偏振部11与第二偏振部12拼接(在此的拼接是指，第二偏振部、第一偏振部延长相接，非加后相接)，且第一偏振部11的偏振方向与第二偏振部12的偏振方向垂直(例如，第一偏振部相对于观察者而言具有水平的偏振方向，而第二偏振部则具有垂直的偏振方向)。 

本实施例的偏振装置应用于玻璃应力检测的装置中，在玻璃应力检测装置测试玻璃应力时，本实施例的偏振装置通过偏振方向相互垂直的第一偏振部、第二偏振部能够对从被测玻璃出射的光进行过滤，从而使入射到检测器的光显著的被识别为两部分，从而使得在图像传感器中将两束光的入射位置能够被清楚的区别开，这样经过图像处理后，能够以较低成本获得高准确性、高精度的检测结果。 

实施例2 

较佳地，本实施例提供一种偏振装置，与实施例1相比，本实施例中的第一偏振部11包括第一偏振片和第一基片，第一偏振片铺设在第一基片上；第二偏振部12包括第二偏振片和第二基片，第一基片和第二基片连接。且铺设在第一基片上的第一偏振片与铺设在第二基片上的第二偏振片相邻。其中，第一偏振片的偏振方向与第二偏振片的偏振方向垂直。 

较佳地，第一基片与第二基片通过胶黏剂或者其他方式粘接在一起。 

较佳地，本实施例中的第一的基片材质不同于第二基片材质。其中，第一基片、第二基片的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、PA、玻璃以及有机玻璃等材料。 

另外，为了便于安装在玻璃应力检测装置中，本实施例的第一偏振部、第二偏振部具有相同的面积和形状(如长方形、方形以及半圆形等)，并以对称的方式布置；但不限于此，第一偏振部与第二偏振部可以具有不同的面积，或者不同的形状，或者不同的面积和形状。第一偏振部和第二偏振部的面积和形状可以根据在测试装置中安装等实际测量需要进行设置，任何便于安装和测试的形状和面积分配均可。 

本实施例中的偏振装置为两个偏振方向垂直的偏振片，且该两个偏振 方向垂直的偏振片分别铺设在两个基片上，通过将两个基片粘接而成，使得该偏振装置的结构简单，易于实现，成本低。 

实施例3 

较佳地，本实施例提供的一种偏振装置，与实施例1相比，本实施例中的偏振装置包括基片；第一偏振部包括第一偏振片，第二偏振部包括第二偏振片，第一偏振片的偏振方向与第二偏振片的偏振方向垂直。第一偏振片、第二偏振片设置在基片上。本实施例中的包括的两个偏振方向相互垂直的两个偏振片铺设在同一基片上，使得该偏振装置的结构更加简单，易于实现，成本低。 

本实施例中的第一偏振部、第二偏振部具有相同的面积和形状(如长方形、方形以及半圆形等)，并以对称的方式布置；但不限于此，第一偏振部与第二偏振部可以具有不同的面积，或者不同的形状，或者不同的面积和形状。第一偏振部和第二偏振部的面积和形状可以根据在测试装置中安装等实际测量需要进行设置，任何便于安装和测试的形状和面积分配均可。 

较佳地，本实施例中的基片的材质可以为聚甲基丙烯酸甲酯、PA、玻璃以及有机玻璃等材料。 

实施例4 

如图2所示，本实用新型另一实施例提供一种玻璃应力检测装置，该玻璃应力检测装置包括沿光路方向依次布置(连接)的光源2、棱镜3、滤光片4、望远物镜系统5、上述任一实施例所述的偏振装置1以及检测器6。其中，棱镜3的反射面连接被测玻璃7。 

本实施例的玻璃应力检测装置的原理为：玻璃在经处理后，其表面形成一定的压力，且方向平行于玻璃表面。因玻璃表面压应力与内部张应力相互平衡、及应力的各向同性，用垂直玻璃平面的透射光是无法测应力的，而具有一定角度入射的偏振光通过有应力的玻璃时，由于应力引起的双折射率不同，则会形成二束相互垂直且传播速度不同的光束。双折射率的计算公式为：Dn＝na-nb，其中，Dn与玻璃中的应力s成正比，即Dn＝C×s，即应力可由如下公式算出：s＝Dn/C，其中C称为应力光学常数，对固定的玻璃 类型，如浮法玻璃等，C为固定值。 

依据上述原理，在进行测试时，以一定入射角的光线到达玻璃与棱镜的交界面时，光束会分成以不同临界角a，b反射返回棱镜的两路光束，测定两光束之间的距离，即可得到双折射率Dn，并依据公式s＝Dn/C算出应力s值。 

利用本实施例提供的玻璃应力检测装置在进行玻璃应力测试时，棱镜3置于被测玻璃7的上方，紧贴被测玻璃7。沿着光行进方向，由光源2发出的光沿垂直于棱镜3的入射面射入棱镜3，入射棱镜3后传播的光在棱镜3和被测玻璃7的表面进行全反射，由于被测玻璃7表面存在应力作用的双折射，导致光在全反射后形成两束偏振方向互相垂直且传播方向不同的光束，从而使得这两束光以不同的出射角度出射棱镜，随后进入滤光片4和望远物镜系统5，再进入偏振装置1，偏振装置1会对上述两束光进行检偏，以过滤混杂在其中一束光中的少量另一束光，确保入射检测器6上不同位置的光能够分别准确代表两束垂直偏振方向的光，从而根据上述两束光分开的距离确定出双折射率Dn。进而根据公式s＝Dn/C算出应力s值。 

实施例5 

较佳地，本实施例提供了一种玻璃应力检测装置，与上述实施例相比，本实施例中的玻璃应力检测装置还包括反射镜8，反射镜8的布置满足：沿着光路方向，反射镜8布置在棱镜3的反射面和滤光片4之间。 

本实施例通过设置反射镜8，使从棱镜3出射光经反射镜8反射后进入滤光片4及望远物镜系统5，以缩短整个玻璃应力检测装置在长度方向上占据的空间。 

较佳地，上述实施例中的玻璃应力检测装置还包括数据处理装置(未示出)，数据处理装置与检测器连接，以接收检测器检测到的图像信息，并将其处理。该数据处理装置可以是具有数据处理软件的通用计算机，或者是专用数据处理器，另外小型的数据处理器可以集成在检测器中实现。 

较佳地，检测器可以是诸如CCD或CMOS这样的光电转换器件，能够同时提供光强信息和光强对应的位置信息(像素位置)。 

较佳地，滤光片可以是诸如干涉滤光片这样的带通滤光片，也可以是进入望远系统的光束呈具有一定光谱带宽的单色光，避免色彩混杂对偏振装置和检测器检测时的不利影响。 

如图3所示，图3为根据上述实施例的玻璃应力检测装置在检测玻璃应力时，由检测器6获得的图像，其中线AA和线BB位置分别对应于两偏振方向相互垂直的光在检测器6上的成像位置。通过已知的计算方式，根据上述成像位置信息以及望远物镜系统的参数，即可获得Dn值，在玻璃种类确定的情况下，根据公式s＝Dn/C计算出被测玻璃板的应力。 

另外，上述实施例中的玻璃应力检测装置还包括固定光源、棱镜、滤光片、望远物镜系统、偏振装置以及检测器的支架，以将上述各个部件固定。另外，还包括将上述各个部件连接成一体的连接件。 

综上，本实用新型实施例提供的偏振装置应用于玻璃应力检测装置中，其通过两个偏振方向相互垂直的偏振部将从被测玻璃出射的两束光分别进行过滤分光，从而使两束光在入射到检测器后能够显著地被识别为两部分，即使在小像素的尺寸下，两束光的入射位置能够被清楚的区别开，从而能够以较低成本获得高准确性、高精度的检测结果。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。 

Claims (9)

1.一种偏振装置，其特征在于，包括： 

第一偏振部； 

第二偏振部，所述第二偏振部与所述第一偏振部拼接； 

其中，所述第一偏振部的偏振方向与所述第二偏振部的偏振方向垂直。 

2.根据权利要求1所述的偏振装置，其特征在于， 

所述第一偏振部包括第一偏振片和第一基片，所述第一偏振片铺设在第一基片上； 

所述第二偏振部包括第二偏振片和第二基片，所述第二偏振片铺设在第二基片上； 

所述第一基片与所述第二基片连接； 

所述第一偏振片和第二偏振片相邻。 

3.根据权利要求2所述的偏振装置，其特征在于，所述第一偏振部与所述第二偏振部粘接在一起。 

4.根据权利要求2所述的偏振装置，其特征在于，所述第一基片、第二基片的材质不同。 

5.根据权利要求1所述的偏振装置，其特征在于，所述偏振装置还包括基片； 

所述第一偏振部包括第一偏振片； 

所述第二偏振部包括第二偏振片； 

所述第一偏振片、第二偏振片相邻设置在所述基片上。 

6.根据权利要求2或5所述的偏振装置，其特征在于，所述第一偏振部、第二偏振部的形状和面积一致。 

7.一种玻璃应力检测装置，其特征在于，包括：沿光路方向依次布置的光源、棱镜、滤光片、望远物镜系统、如权利要求1-6任一项所述的偏振装置以及检测器； 

其中，所述棱镜的反射面用于连接被测玻璃。 

8.根据权利要求7所述的玻璃应力检测装置，其特征在于，所述玻璃应力检测装置还包括反射镜； 

沿着光路方向，所述反射镜布置在所述棱镜反射面和所述滤光片入射面之间。 

9.根据权利要求7所述的玻璃应力检测装置，其特征在于，所述检测器为CCD或CMOS。