CN207502086U - 偏振光非接触式钢化玻璃表面应力测量装置 - Google Patents

Abstract

一种偏振光非接触式钢化玻璃表面应力测量装置，包括计算机和机架，机架的上表面呈水平状态，机架顶部的左侧垂直固定有安装架，机架顶部的右侧沿左右方向滑动设置固定架，安装架上固定有万能角度尺和光斑分析仪，其中万能角度尺的直角尺向右延伸设置，直角尺上固定有激光发射器，激光发射器倾斜设置且激光发射器的发射端口向下设置，激光发射器的发射端口固定有偏振器；本实用新型在使用的时候比较容易，将前期测试所得出的函数存入数据库，后期测试时直接输入测试数据即可得出应力测试结果。本实用新型使用的时候能耗较低，节能环保，降低生产、测量成本。

Description

偏振光非接触式钢化玻璃表面应力测量装置

技术领域

本实用新型属于玻璃应力检测技术领域，具体涉及一种偏振光非接触式钢化玻璃表面应力测量装置。

背景技术

我国是世界上最大的玻璃生产国之一，2017年1~8月中国钢化玻璃产量为3.83亿平方米，同比增长6.8%。玻璃的表面应力不仅是玻璃的强度指标，同时也是最重要的安全学性能。不论是在玻璃的生产阶段，还是使用阶段其表面应力的检测都是十分重要且必不可少的环节。

目前主流的应力测试仪器是接触式的，即GASP应力测试仪，也称作掠射角表面应力计，是一种用来检测玻璃产品表面应力的便携式光学仪器。GASP应力仪基于一种光弹性测量原理，通过光穿过玻璃表面来换算。操作员滴一滴测试溶剂在玻璃上，确保光学接触。GASP应力仪置于液体上，穿过棱镜的光与玻璃表面形成一临界角。通过GASP应力仪的目镜可以观测到，也出现与角度相关的十字准线。读出角度，然后参考随机的角度应力换算表，即可换算出应力值，角度越大，应力值越大。

然而这种应力测试仪具有一定的局限性，其局限性体现在以下几个方面：第一，测试条件的局限性，即GASP应力仪需要放置在钢化玻璃表面（保证与其接触）才能进行测试，在不能保证接触的时候不能进行测试；第二，读取测试结果的局限性，GASP应力测试仪需要人工读数，人工读数时很可能产生测量误差，影响测试结果；第三，测试时间的局限性，利用GASP应力测试仪测量钢化玻璃表面应力的时候需要滴液、放置仪器至钢化玻璃表面、人工读数、换算应力值等操作，而这些操作都需要一定的时间来完成（人工操作失误的时候，还需要重新花费时间操作）。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种非接触式、测试准确、操作方便的偏振光非接触式钢化玻璃表面应力测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种偏振光非接触式钢化玻璃表面应力测量装置，包括计算机和机架，机架的上表面呈水平状态，机架顶部的左侧垂直固定有安装架，机架顶部的右侧沿左右方向滑动设置固定架，安装架上固定有万能角度尺和光斑分析仪，其中万能角度尺的直角尺向右延伸设置，直角尺上固定有激光发射器，激光发射器倾斜设置且激光发射器的发射端口向下设置，激光发射器的发射端口固定有偏振器，固定架上固定有光斑接收屏，所述的计算机通过数据线与光板分析仪的数据端口连接。

机架前侧沿左右方向设有刻度。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是测试方法独特，不同于GASP的光弹性测试法，创新了一套新的钢化玻璃表面应力测试方法，本实用新型是一种非接触式钢化玻璃表面应力测量仪，测试的时候仪器本身可以不接钢化玻璃，不需要人工读数换算应力，只需要将前期的数据分析处理存入计算机，后期测量钢化玻璃的表面应力省时省力，测试结果直接由计算机显示，测量速度比GASP应力仪测量速度更快，更适合工厂流水线在线检测。本实用新型在使用的时候比较容易，将前期测试所得出的函数存入数据库，后期测试时直接输入测试数据即可得出应力测试结果，本实用新型使用的时候能耗较低，节能环保，降低生产、测量成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的偏振光非接触式钢化玻璃表面应力测量装置，包括计算机1和机架2，机架2的上表面呈水平状态，机架2顶部的左侧垂直固定有安装架3，机架2顶部的右侧沿左右方向滑动设置固定架4，安装架3上固定有万能角度尺5和光斑分析仪6，其中万能角度尺5的直角尺向右延伸设置，直角尺上固定有激光发射器7，激光发射器7倾斜设置且激光发射器7的发射端口向下设置，激光发射器7的发射端口固定有偏振器8，固定架4上固定有光斑接收屏9，所述的计算机1通过数据线与光板分析仪的数据端口连接。机架2前侧沿左右方向设有刻度10。

利用本实用新型进行应力测量的方法，包括以下步骤：

（1）、准备120块试验用钢化玻璃和一块待测钢化玻璃，其中120块试验用钢化玻璃的表面应力分别为σ₁、σ₂、……σ₁₂₀，其中σ₁、σ₂、……σ₁₂₀为已知数值，且σ₂-σ₁=σ₃-σ₂=……σ₁₂₀-σ₁₁₉，待测钢化玻璃的表面应力未知；

（2）、在不同角度θ、相同的L值的情况下测量120块试验用钢化玻璃，得出测试数据，其中θ为万能角度尺5上的角度值，L为光斑接收屏与固定架之间的水平距离；

（3）、分析测试数据：根据在不同角度θ值的情况下测得的测试数据制作函数曲线，并利用origin数据分析软件对函数曲线进行拟合分析，得出钢化玻璃的表面应力σ与光斑位置S (x,y)的函数关系；

（4）、将不同角度θ下拟合分析出的钢化玻璃表面应力σ与光斑位置S (x,y)的函数关系存入计算机1，整理所有分析后的数据，建立数据库；

（5）、对待测钢化玻璃进行表面应力测试，调整光斑接收屏与激光在钢化表面反射点之间的水平距离为L_x，引进比例系数k= L/L_x， 函数调整为，利用钢化玻璃表面应力σ与光斑位置S (x,y)的函数关系，对待测钢化玻璃进行测试，将测试所得数据输入计算机，得出待测钢化玻璃的表面应力。

在不同角度θ的情况下测量120块试验用钢化玻璃，得出测试数据的方法包括：选取θ₁、θ₂ ……θ₆共6个角度值作为测量的角度值，并且θ₂-θ₁=θ₃-θ₂=……θ₆-θ₅，依次选取角度值θ₁、θ₂ ……θ₆，并且分别进行120块试验用钢化玻璃的测试，得出测试数据。

当万能角度尺5上的角度值为θ₁时，利用应力数据测试方法对120块试验用钢化玻璃依次进行测试，得出测试数据：α₁=（A₁ 、A₂、A₃、……A₁₂₀），β₁=（B₁、B₂、B₃……B₁₂₀），γ₁=（C₁、C₂、C₃……C₁₂₀）。

所述的应力数据测试方法具体包括以下步骤包括：

（a）、将表面应力为σ₁的试验用钢化玻璃水平放置在机架2的上表面；

（b）、旋转万能角度尺5上的角度调节旋钮至角度θ₁，此时光斑接收屏9距离激光在钢化玻璃表面反射点的水平距离为L₁；

（c）、取下偏振器8，打开激光发射器7及光斑分析仪6，激光发射器7发射光线经钢化玻璃表面反射到光斑接收屏9上，光斑分析仪6分析光斑接收屏9上光斑位置，并且光斑分析仪6将光斑位置通过数据线传输给计算机1，通过计算机1记录光线经过所述试验用钢化玻璃表面反射到光斑接收屏9的光斑位置S₁（x₁,y₁），关闭激光发射器7及光斑分析仪6；

（d）、重新将偏振器8装配在激光发射器7上，打开激光发射器7及光斑分析仪6，通过计算机1记录光线经过所述试验用钢化玻璃表面反射到光斑接收屏9的光斑位置S₁'(x₁',y₁')，关闭激光发射器7及光斑分析仪6；

（e）、将表面应力σ₁、角度θ₁、光斑位置S₁（x₁,y₁）、光斑位置S₁'(x₁',y₁')、水平距离L₁记为测试数据A₁；

（g）、在θ₁、L₁不变的条件下测试表面应力为σ₂的试验用钢化玻璃，按照步骤（a）-（e）的操作方法测试表面应力为σ₂的试验用钢化玻璃，并记录光斑位置S₂（x₂,y₂）和S₂'(x₂',y₂')，将表面应力σ₂、角度θ₁、光斑位置S₂（x₂,y₂）、光斑位置S₂'(x₂',y₂')、水平距离L₁记录为测试数据A₂；

（h）、按照步骤（a）-（e），在θ₁、L₁不变的条件下，依次测试其余的试验用钢化玻璃（即表面应力为σ₃、σ₄、……σ₁₂₀的试验用钢化玻璃），记录测试数据A₃、A₄、……A₁₂₀，得出α₁=（A₁ 、A₂、A₃、……A₁₂₀）；

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是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，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种偏振光非接触式钢化玻璃表面应力测量装置，其特征在于：包括计算机和机架，机架的上表面呈水平状态，机架顶部的左侧垂直固定有安装架，机架顶部的右侧沿左右方向滑动设置固定架，安装架上固定有万能角度尺和光斑分析仪，其中万能角度尺的直角尺向右延伸设置，直角尺上固定有激光发射器，激光发射器倾斜设置且激光发射器的发射端口向下设置，激光发射器的发射端口固定有偏振器，固定架上固定有光斑接收屏，所述的计算机通过数据线与光板分析仪的数据端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种偏振光非接触式钢化玻璃表面应力测量装置，其特征在于：机架前侧沿左右方向设有刻度。