JP2000028441A - 透明材料の膜を測定する方法とこの方法を実施する装置 - Google Patents
透明材料の膜を測定する方法とこの方法を実施する装置Info
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- G—PHYSICS
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- G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 透明材料の膜の応力を測定する方法と装置を
提供する。 【解決手段】 本発明装置は、透明材料４０の一側に設
けられ単一色の光源と固定偏光子４４と２つの基準周波
数ｆ0 と２ｆ0 を与える光弾性変調器４６とを具備する
発光装置と、透明材料の他側に置かれた拡散ストリップ
６０と、発した光ビーム６２を拡散ストリップの全長に
わたって動かす手段と、透明材料に関し発光装置と同じ
側に位置しかつ検光子４８と電子なだれフォトダイオー
ド５０と変調器によって与えられた２つの周波数を基準
として有する２つの同期検知増幅器５４，５６と応力が
加えられない場合に対し応力が加えられた時フォトダイ
オードの出力部で収集された電気信号の相移動を決定す
る獲得ベンチ５８とを具備する、拡散された光を受け取
る装置、とを具備している。
提供する。 【解決手段】 本発明装置は、透明材料４０の一側に設
けられ単一色の光源と固定偏光子４４と２つの基準周波
数ｆ0 と２ｆ0 を与える光弾性変調器４６とを具備する
発光装置と、透明材料の他側に置かれた拡散ストリップ
６０と、発した光ビーム６２を拡散ストリップの全長に
わたって動かす手段と、透明材料に関し発光装置と同じ
側に位置しかつ検光子４８と電子なだれフォトダイオー
ド５０と変調器によって与えられた２つの周波数を基準
として有する２つの同期検知増幅器５４，５６と応力が
加えられない場合に対し応力が加えられた時フォトダイ
オードの出力部で収集された電気信号の相移動を決定す
る獲得ベンチ５８とを具備する、拡散された光を受け取
る装置、とを具備している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窓のような透明材料
の内部の膜を測定する方法と装置に関する。生産ライン
の終端を離れる浮遊ガラスのストリップには、特に応力
が発生する。膜に対する不完全な制御が浮遊ガラスの列
上のガラスが破損する主な原因である。これらの応力の
状態を測定することはこれらの応力をより良く制御し生
産性を向上させることを可能にする。
の内部の膜を測定する方法と装置に関する。生産ライン
の終端を離れる浮遊ガラスのストリップには、特に応力
が発生する。膜に対する不完全な制御が浮遊ガラスの列
上のガラスが破損する主な原因である。これらの応力の
状態を測定することはこれらの応力をより良く制御し生
産性を向上させることを可能にする。
【０００２】自動車の窓のような一定の窓の周縁部分に
一定のプレストレス（予応力）を発生させ一般に割れや
すいこの部分の強度を増大させることも知られている。
一定のプレストレス（予応力）を発生させ一般に割れや
すいこの部分の強度を増大させることも知られている。
【０００３】
【従来の技術】窓の応力を測定する装置は公知であり、
シャープルズ装置と称されている。この装置は、回転偏
光子、窓、四分の一波長プレート、検光子、及びフォト
ダイオードを連続して通過する光ビームを発する光源を
具備している。
シャープルズ装置と称されている。この装置は、回転偏
光子、窓、四分の一波長プレート、検光子、及びフォト
ダイオードを連続して通過する光ビームを発する光源を
具備している。
【０００４】透明材料が局部応力を受けたならば、その
屈折率は非等方的に変わり、これが材料に局部的な複屈
折を生じる作用をする。この複屈折の効果は材料を通過
する光の種々の偏光要素を相−移動させることである。
屈折率は非等方的に変わり、これが材料に局部的な複屈
折を生じる作用をする。この複屈折の効果は材料を通過
する光の種々の偏光要素を相−移動させることである。
【０００５】窓の一点に存在する応力σが次の式で与え
られることが光弾性の理論により示すことができる。
られることが光弾性の理論により示すことができる。
【数３】 ここでλは光の波長 Ｅは窓の厚さ Ｃ0 は窓の光弾性定数 ψは応力の存在のため窓の複屈折 によって生じた相の移動である。ψは出力部で観察され
る光の強さがゼロになるまで検光子を回転することによ
り測定される。この時、相移動が測定されている窓の場
所に黒色帯が観察される。
る光の強さがゼロになるまで検光子を回転することによ
り測定される。この時、相移動が測定されている窓の場
所に黒色帯が観察される。
【０００６】シャープルズ装置は、これにより行われる
測定が使用者と他の人とで相違する人為的要素と所作と
を必要とするため信頼性のないものとなる。詳細には、
黒色の線を見るのは個々の人の視覚に依存する。したが
って、シャープルズ装置では５MPa のオーダーの応力値
にとって２MPa のオーダーとなる測定値の大きなばらつ
きがある。
測定が使用者と他の人とで相違する人為的要素と所作と
を必要とするため信頼性のないものとなる。詳細には、
黒色の線を見るのは個々の人の視覚に依存する。したが
って、シャープルズ装置では５MPa のオーダーの応力値
にとって２MPa のオーダーとなる測定値の大きなばらつ
きがある。
【０００７】同じ出願人会社に属する特許第２，５６
３，３３７号はシャープルズ装置の欠点を一部は解消す
る応力測定のための他の装置を開示している。添付の図
１によって示されるこの装置は透明な材料、例えば生産
ラインの終端を離れるガラス１４のストリップの上方と
下方にそれぞれ配設された発光装置１０と受光装置１２
とを具備している。ガラスのストリップは図の平面に直
角の方向に動いていると仮定される。発光装置は、光源
１６、ビームをろ過し所定の波長λの単一色ビームを伝
達する干渉フィルター１８、単一色ビームを平行にする
のに用いられる光学装置２０、歯車２６とガラスのスト
リップの長手方向軸線に４５°で位置する四分の一波長
プレート２８とを介してモーター２４によって駆動され
る回転偏光子２２を具備している。
３，３３７号はシャープルズ装置の欠点を一部は解消す
る応力測定のための他の装置を開示している。添付の図
１によって示されるこの装置は透明な材料、例えば生産
ラインの終端を離れるガラス１４のストリップの上方と
下方にそれぞれ配設された発光装置１０と受光装置１２
とを具備している。ガラスのストリップは図の平面に直
角の方向に動いていると仮定される。発光装置は、光源
１６、ビームをろ過し所定の波長λの単一色ビームを伝
達する干渉フィルター１８、単一色ビームを平行にする
のに用いられる光学装置２０、歯車２６とガラスのスト
リップの長手方向軸線に４５°で位置する四分の一波長
プレート２８とを介してモーター２４によって駆動され
る回転偏光子２２を具備している。
【０００８】受光装置１２はガラスのストリップの長手
方向軸線に４５°で位置する検光子３０と、フォトダイ
オード３２と増幅器３４とがその後に続く干渉フィルタ
ーとを具備している。
方向軸線に４５°で位置する検光子３０と、フォトダイ
オード３２と増幅器３４とがその後に続く干渉フィルタ
ーとを具備している。
【０００９】高温計３６が受光装置１２の近くに取付け
られガラスの横断方向の温度形態を測定する。フォトダ
イオードと高温計の出力部はマイクロプロセッサー３８
に接続されている。
られガラスの横断方向の温度形態を測定する。フォトダ
イオードと高温計の出力部はマイクロプロセッサー３８
に接続されている。
【００１０】相移動ψは光エンコーダーによって測定さ
れマイクロプロセッサーに蓄積される。したがって、前
記の式（数３）を用いてガラスのストリップの任意の点
における応力σを計算することができる。
れマイクロプロセッサーに蓄積される。したがって、前
記の式（数３）を用いてガラスのストリップの任意の点
における応力σを計算することができる。
【００１１】発光装置１０と受光装置１２とはガラスの
ストリップの上方と下方にそれぞれ位置する２つの支持
アームに取付けられ、ガラスのストリップの横断方向に
配置された案内レールに沿ってこれら支持アーム上を前
後の運動で移動する。この２つの装置の運動は同期しそ
れによりその光軸が常に相互に整列するようにしなけれ
ばならない。
ストリップの上方と下方にそれぞれ位置する２つの支持
アームに取付けられ、ガラスのストリップの横断方向に
配置された案内レールに沿ってこれら支持アーム上を前
後の運動で移動する。この２つの装置の運動は同期しそ
れによりその光軸が常に相互に整列するようにしなけれ
ばならない。
【００１２】前記特許の装置は応力を正しく測定するこ
とができるが、いくつかの欠点を有している。すなわ
ち、− この装置は同期して駆動される必要のある２つ
の支持アームを使用するためコストが高くなる。− 偏
光プリズムとエンコーダーとによって形成される光学装
置の回転駆動は頻繁な保守を必要とする比較的複雑な機
械的伝動装置によって得られる。− ２，３ヘルツのオ
ーダーである信号の周波数は、この周波数で光の強さが
ほこりやガラスに積層される層の含有物又は不ぞろいの
ようなほんの少しの動揺によって変動するため、相移動
ψの正確な測定を行うには小さすぎるという欠点を有し
ている。
とができるが、いくつかの欠点を有している。すなわ
ち、− この装置は同期して駆動される必要のある２つ
の支持アームを使用するためコストが高くなる。− 偏
光プリズムとエンコーダーとによって形成される光学装
置の回転駆動は頻繁な保守を必要とする比較的複雑な機
械的伝動装置によって得られる。− ２，３ヘルツのオ
ーダーである信号の周波数は、この周波数で光の強さが
ほこりやガラスに積層される層の含有物又は不ぞろいの
ようなほんの少しの動揺によって変動するため、相移動
ψの正確な測定を行うには小さすぎるという欠点を有し
ている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、応力
測定が良好に行われユニットを並進させる機構を簡単に
し又はこの機構を完全になくしそれによりコストを減少
することのできる応力測定の方法と装置を提供すること
により、上記の欠点を解消することである。
測定が良好に行われユニットを並進させる機構を簡単に
し又はこの機構を完全になくしそれによりコストを減少
することのできる応力測定の方法と装置を提供すること
により、上記の欠点を解消することである。
【００１４】本発明はまたほこり、ガラスの含有物及び
ガラスに載置される層の不ぞろいに起因する光の強さの
変動に対して感度が低い応力測定の方法と装置に関す
る。
ガラスに載置される層の不ぞろいに起因する光の強さの
変動に対して感度が低い応力測定の方法と装置に関す
る。
【００１５】本発明はさらに、信号がノイズに対して弱
くても正しい測定を行うことができるようにする応力測
定方法と装置に関する。
くても正しい測定を行うことができるようにする応力測
定方法と装置に関する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明を記載するため、
本発明が基礎とする原理が最初に記載される。
本発明が基礎とする原理が最初に記載される。
【００１７】応力を受けかつ偏光子と検光子との間に置
かれる複屈折媒体が考えられる。これは相移動ψ0 を導
入し、また検光子の出力部で測った光の強さＩが、偏光
子と検光子とが交差され複屈折媒体の特性軸に対して４
５°である場合に最大となることが知られている。この
強さは次の式で与えられる。
かれる複屈折媒体が考えられる。これは相移動ψ0 を導
入し、また検光子の出力部で測った光の強さＩが、偏光
子と検光子とが交差され複屈折媒体の特性軸に対して４
５°である場合に最大となることが知られている。この
強さは次の式で与えられる。
【数４】 ここでＣは定数、Ｉ0 は伝達された光の強さである。
【００１８】相移動ψ0 は異なる光学要素によって導入
された幾つかの相移動の合計となる。これらの光学要素
の１つが、その特性軸がガラスのストリップの特性軸と
一致する例えば光弾性型の変調器である場合は、次の条
件が得られる。 ψ0 ＝ψ＋ψm ここでψはガラスのストリップで測定される相移動であ
る。ψm は変調器によって導入された相移動である。
された幾つかの相移動の合計となる。これらの光学要素
の１つが、その特性軸がガラスのストリップの特性軸と
一致する例えば光弾性型の変調器である場合は、次の条
件が得られる。 ψ0 ＝ψ＋ψm ここでψはガラスのストリップで測定される相移動であ
る。ψm は変調器によって導入された相移動である。
【００１９】変調器の励起周波数を示すためｆ0 を用い
ると、これはψm ＝Ａ0 ｃｏｓ（２πｆ0 ｔ）を与え
る。測定された強さはしたがって
ると、これはψm ＝Ａ0 ｃｏｓ（２πｆ0 ｔ）を与え
る。測定された強さはしたがって
【数５】 上記の式の配列を変えると、
【数６】
【００２０】周波数ｆ0 と２ｆ0 におけるＩの成分の振
幅はそれぞれ
幅はそれぞれ
【数７】
【数８】 によって与えられ、ここでＪN はＮthオーダーのベツセ
ル関数である。
ル関数である。
【００２１】しかしこれら２つの成分は、実際の測定条
件の点からコントラストＣが１００％より小さい未知の
値に等しいため、相移動ψを計算することを不可能にす
る。同様に、Ｉ0 は、ガラスによる吸収が一方の成分か
ら他方の成分に変わることとほこり、ガラスの中の含有
物及び表面の不ぞろいのためＩ0 に急速の変化が生じる
ことによって未知となる。
件の点からコントラストＣが１００％より小さい未知の
値に等しいため、相移動ψを計算することを不可能にす
る。同様に、Ｉ0 は、ガラスによる吸収が一方の成分か
ら他方の成分に変わることとほこり、ガラスの中の含有
物及び表面の不ぞろいのためＩ0 に急速の変化が生じる
ことによって未知となる。
【００２２】これらの困難性は次の比を計算することに
より解消される。
より解消される。
【数９】 これは配列を変えることにより次の式が得られる。
【数１０】
【００２３】信号のｆ0 と２ｆ0 における２つの成分を
知ることは相移動ψとしたがって応力σとの値を導き出
すことができるようにする。この論法はもちろん、これ
が最後の式におけるベツセル係数の値を変えるだけであ
るため、任意の成分２ｎ・ｆ 0 と（２ｎ＋１）・ｆ0 に
当てはまる。
知ることは相移動ψとしたがって応力σとの値を導き出
すことができるようにする。この論法はもちろん、これ
が最後の式におけるベツセル係数の値を変えるだけであ
るため、任意の成分２ｎ・ｆ 0 と（２ｎ＋１）・ｆ0 に
当てはまる。
【００２４】上記の原理は非常に普遍的であり伝達と屈
折との両方に適用できる。
折との両方に適用できる。
【００２５】本発明は装置の並進機構を簡単にしまた測
定の性能を向上させる目的でこの原理を用いる。
定の性能を向上させる目的でこの原理を用いる。
【００２６】本発明は請求項１による応力を測定する方
法に関する。本発明の方法はそれ自体がこれに与えられ
る運動を有する透明材料に適用することができる。これ
は例えばガラスの生産ラインを出て行く浮遊ガラスのス
トリップの場合である。この材料の全表面は、光ビーム
に、運動方向に直角の材料の寸法に少なくとも等しい振
幅の振動運動を与えることにより、走査することができ
る。
法に関する。本発明の方法はそれ自体がこれに与えられ
る運動を有する透明材料に適用することができる。これ
は例えばガラスの生産ラインを出て行く浮遊ガラスのス
トリップの場合である。この材料の全表面は、光ビーム
に、運動方向に直角の材料の寸法に少なくとも等しい振
幅の振動運動を与えることにより、走査することができ
る。
【００２７】本発明の方法の１つの変更例によれば、透
明材料を通過した光は発光装置に関して透明材料の他の
側に配置された拡散ストリップと反射ストリップの少な
くとも一方を用いて反射され、また受光装置は発光装置
と同じ側に置かれ前記反射された光を受け取るようにす
る。
明材料を通過した光は発光装置に関して透明材料の他の
側に配置された拡散ストリップと反射ストリップの少な
くとも一方を用いて反射され、また受光装置は発光装置
と同じ側に置かれ前記反射された光を受け取るようにす
る。
【００２８】有利には、発光装置と受光装置は相互に一
体とすることができ、固定された個所に配設されこれに
与えられる振動運動を有している。この実施態様によ
り、測定装置は発光装置と受光装置を保持するための支
持アームを有していない。
体とすることができ、固定された個所に配設されこれに
与えられる振動運動を有している。この実施態様によ
り、測定装置は発光装置と受光装置を保持するための支
持アームを有していない。
【００２９】本発明はまた、周縁が非常に暗い色のエナ
メル層で被覆された自動車の窓の場合のように、一方の
表面が不透明層で被覆された透明材料に適用することが
できる。発光装置から出る光ビームは不透明層で被覆さ
れた面とは反対側の面を通って透明材料に入る。不透明
層に達すると、光は全ての方向に拡散され、拡散された
光の一部は不透明層を通過し、一部は反射される。受光
装置は不透明層と同じ側に配設されて透明材料を通って
伝達された拡散光を受取るようにするか、又は不透明層
とは反対側に配設されて不透明層により反射された光を
受取るようにする。
メル層で被覆された自動車の窓の場合のように、一方の
表面が不透明層で被覆された透明材料に適用することが
できる。発光装置から出る光ビームは不透明層で被覆さ
れた面とは反対側の面を通って透明材料に入る。不透明
層に達すると、光は全ての方向に拡散され、拡散された
光の一部は不透明層を通過し、一部は反射される。受光
装置は不透明層と同じ側に配設されて透明材料を通って
伝達された拡散光を受取るようにするか、又は不透明層
とは反対側に配設されて不透明層により反射された光を
受取るようにする。
【００３０】本発明はさらに請求項１１から１４による
応力を測定する装置に関する。本発明の装置は従来技術
の装置の欠点を有していない。特に、本装置は支持アー
ムを含んでいないため非常に簡単な構造となっている。
さらにまた、光弾性変調器を用いることは偏光子を固定
したままとすることを可能にする。これは機械的装置を
簡単化するものとなる。
応力を測定する装置に関する。本発明の装置は従来技術
の装置の欠点を有していない。特に、本装置は支持アー
ムを含んでいないため非常に簡単な構造となっている。
さらにまた、光弾性変調器を用いることは偏光子を固定
したままとすることを可能にする。これは機械的装置を
簡単化するものとなる。
【００３１】本発明の装置はさらにまた制御が容易とな
る。最大の光の強さは偏光子と検光子とを交差させるこ
とと偏光子と検光子を透明材料の特性軸に対して４５°
で配置することによってのみ得られるが、この条件は本
発明の場合は絶対的に必要なものではない。換言すれ
ば、コントラストＣは必ずしも１００％に等しくする必
要はなく、その理由は上記したように、比Ｂ（ｆ0 ）／
Ｂ（２ｆ0 ）がコントラストに依存しないからである。
る。最大の光の強さは偏光子と検光子とを交差させるこ
とと偏光子と検光子を透明材料の特性軸に対して４５°
で配置することによってのみ得られるが、この条件は本
発明の場合は絶対的に必要なものではない。換言すれ
ば、コントラストＣは必ずしも１００％に等しくする必
要はなく、その理由は上記したように、比Ｂ（ｆ0 ）／
Ｂ（２ｆ0 ）がコントラストに依存しないからである。
【００３２】同じ理由で、本装置はほこり、含有物及び
層の不ぞろいによって生じる光の強さＩ0 の変動の問題
に対して敏感でない。さらに、５０KHz である比較的高
い変調周波数により、測定速度が速くなり測定の間光の
強さＩ0 の変動が無視できるようになる。
層の不ぞろいによって生じる光の強さＩ0 の変動の問題
に対して敏感でない。さらに、５０KHz である比較的高
い変調周波数により、測定速度が速くなり測定の間光の
強さＩ0 の変動が無視できるようになる。
【００３３】散乱体が光を部分的に分極しそのためコン
トラストを予測できないように弱くするが、測定は依然
として上記したのと同じ理由で信頼できるものとなる。
トラストを予測できないように弱くするが、測定は依然
として上記したのと同じ理由で信頼できるものとなる。
【００３４】他の利点は同期検知を用いてｆ0 と２ｆ0
の光の強さの振幅を測定することにより装置がノイズの
点で非常に頑強となる。信号がノイズに対して弱くても
正しい測定を行うことができる。
の光の強さの振幅を測定することにより装置がノイズの
点で非常に頑強となる。信号がノイズに対して弱くても
正しい測定を行うことができる。
【００３５】最後に、本発明の方法と装置は透明材料の
全幅にわたって応力線図を作図することができるように
する。
全幅にわたって応力線図を作図することができるように
する。
【００３６】
【発明の実施の形態】本発明は添付図面を参照して与え
られる以下の記載を読むことによりさらに明瞭に理解さ
れるであろう。
られる以下の記載を読むことによりさらに明瞭に理解さ
れるであろう。
【００３７】以下の記載は生産ラインを出て行く浮遊ガ
ラスのストリップの特定の場合を参照してなされるが、
この記載は透明材料のどのような種類にも等しく当ては
まるものである。
ラスのストリップの特定の場合を参照してなされるが、
この記載は透明材料のどのような種類にも等しく当ては
まるものである。
【００３８】図１についてはすでに記載がなされている
ため、この記載は直接図２についてなされ、同図は伝導
によって応力を測定する装置を示し、この装置は光弾性
変調器と同期−検知装置とを組込み、本発明の拡散によ
る応力測定方法を実証するのに用いられるものである。
ため、この記載は直接図２についてなされ、同図は伝導
によって応力を測定する装置を示し、この装置は光弾性
変調器と同期−検知装置とを組込み、本発明の拡散によ
る応力測定方法を実証するのに用いられるものである。
【００３９】実証の原理は次のとおりである。すなわ
ち、ガラスのストリップに代えて、その応力線図が十分
に知られているプレストレス（予め応力がかけられた）
ガラスの対比試験片４０が用いられる。これらの対比試
験片は、焼なましされ生産ラインの終端を離れるガラス
のストリップの応力線図と同様な応力線図を得るように
したガラスのかたまりによって得られる。
ち、ガラスのストリップに代えて、その応力線図が十分
に知られているプレストレス（予め応力がかけられた）
ガラスの対比試験片４０が用いられる。これらの対比試
験片は、焼なましされ生産ラインの終端を離れるガラス
のストリップの応力線図と同様な応力線図を得るように
したガラスのかたまりによって得られる。
【００４０】これら対比試験片の各々はついで図２の測
定装置の中に置かれる。この装置は対比試験片の各々の
応力線図を実験に基づいて決定することができるように
する。測定によって見出された線図が対比試験片の既知
の線図と同じであったならば、本発明の方法が実証され
たと結論することができる。
定装置の中に置かれる。この装置は対比試験片の各々の
応力線図を実験に基づいて決定することができるように
する。測定によって見出された線図が対比試験片の既知
の線図と同じであったならば、本発明の方法が実証され
たと結論することができる。
【００４１】図２はその軸線ＯX ，ＯY 及びＯZ がそれ
ぞれ縦方向と横方向とに平行で対比試験片４０の平面に
直角である座標系ＯXYZ を示す。
ぞれ縦方向と横方向とに平行で対比試験片４０の平面に
直角である座標系ＯXYZ を示す。
【００４２】図２の装置は例えば２ｍＷ（λ＝６３２．
８nm）ヘリウム−ネオンレーザーの単一色光源４２を具
備している。光は、ＯY 軸に対して４５°で配置された
偏光子４４と、その軸がＯX 軸とＯY 軸とに一致するよ
うに配置された光弾性変調器４６と、既知の応力線図を
有し応力の方向がＯY 軸と平行のガラス対比試験片４０
と、ＯY 軸に対し−４５°で配置された検光子４８と、
光を電気信号に変換させる光ダイオード５０とを、連続
して通過する。
８nm）ヘリウム−ネオンレーザーの単一色光源４２を具
備している。光は、ＯY 軸に対して４５°で配置された
偏光子４４と、その軸がＯX 軸とＯY 軸とに一致するよ
うに配置された光弾性変調器４６と、既知の応力線図を
有し応力の方向がＯY 軸と平行のガラス対比試験片４０
と、ＯY 軸に対し−４５°で配置された検光子４８と、
光を電気信号に変換させる光ダイオード５０とを、連続
して通過する。
【００４３】光弾性変調器の構造と作用の形態とは図３
と４を参照して要約される。
と４を参照して要約される。
【００４４】光弾性変調器４６は透明な材料７０の棒、
例えばシリカで作られその一端が圧電結晶７２に接着剤
で結合され他端が機械的ストッパ６３に当接する、透明
材料の棒からなっている。
例えばシリカで作られその一端が圧電結晶７２に接着剤
で結合され他端が機械的ストッパ６３に当接する、透明
材料の棒からなっている。
【００４５】変調器は固定周波数で振動複屈折を生じさ
せる共振装置である。本発明の場合、周波数は５０KHz
である。
せる共振装置である。本発明の場合、周波数は５０KHz
である。
【００４６】圧電結晶は透明棒６０の共振周波数で励起
され振動の振幅を制御する電子回路により駆動される。
これが変調器から出てくる光の偏光の状態の変調サイク
ルを決定する振動の振幅である。作動振幅Ａ0 ＝πが以
下に用いられる。
され振動の振幅を制御する電子回路により駆動される。
これが変調器から出てくる光の偏光の状態の変調サイク
ルを決定する振動の振幅である。作動振幅Ａ0 ＝πが以
下に用いられる。
【００４７】図４は変調器の４５°偏光状態についての
時間に対する振動の振幅の変化を示す。
時間に対する振動の振幅の変化を示す。
【００４８】図２に戻ると、光ダイオードを出る信号は
その基準が光弾性変調器４６によって与えられる２つの
同期−検知増幅器５４，５６を具備する同期−検知装置
５２に送られる。これらの基準はｆ0 と２ｆ0 に等しい
ように、例えば５０KHz と１００KHz に選択される。フ
ォトダイオードによって測定された信号のｆ0 （５０KH
z)と２ｆ0 （１００KHz)における分光成分に対応する２
つのアナログ信号Ｂ（Ｗ0 ）とＢ（２Ｗ0 ）が増幅器５
４と５６の出力部で再生される。
その基準が光弾性変調器４６によって与えられる２つの
同期−検知増幅器５４，５６を具備する同期−検知装置
５２に送られる。これらの基準はｆ0 と２ｆ0 に等しい
ように、例えば５０KHz と１００KHz に選択される。フ
ォトダイオードによって測定された信号のｆ0 （５０KH
z)と２ｆ0 （１００KHz)における分光成分に対応する２
つのアナログ信号Ｂ（Ｗ0 ）とＢ（２Ｗ0 ）が増幅器５
４と５６の出力部で再生される。
【００４９】これら２つのアナログ信号は上記の式
（２）を用いることによりまたその結果応力を用いるこ
とにより相移動ψの値を決定する獲得ベンチ５８によ
り、デジタル形式に変換される。ガラス対比試験片の応
力線図の座標への作図はこうして直接得られる。
（２）を用いることによりまたその結果応力を用いるこ
とにより相移動ψの値を決定する獲得ベンチ５８によ
り、デジタル形式に変換される。ガラス対比試験片の応
力線図の座標への作図はこうして直接得られる。
【００５０】特定の例示の実施態様においては、２つの
対比試験片が用いられ、その一方は３．２５MPa の中心
の応力を有し、他方は３．９MPa の中心の応力を有し、
そして実質的に放物線の線図を有している。それはＡ0
＝π，Ｊ1 （Ａ0 ）＝０．２８４６及びＪ2 （Ａ0 ）＝
０．４８５４であるからである。これらの値を式（２）
に置換えると、
対比試験片が用いられ、その一方は３．２５MPa の中心
の応力を有し、他方は３．９MPa の中心の応力を有し、
そして実質的に放物線の線図を有している。それはＡ0
＝π，Ｊ1 （Ａ0 ）＝０．２８４６及びＪ2 （Ａ0 ）＝
０．４８５４であるからである。これらの値を式（２）
に置換えると、
【数１１】 ここでＣ0 ＝２．６ １０-6 MPa-1である。
【００５１】図５はこうして得られた応力線図を示す。
この線図は、図５においては３．２０MPa の最大値が求
められ一方上記のように手動で測定された値は３．２５
MPaであるから、対比試験片について従来技術によって
測定された線図と完全に一致することがわかる。
この線図は、図５においては３．２０MPa の最大値が求
められ一方上記のように手動で測定された値は３．２５
MPaであるから、対比試験片について従来技術によって
測定された線図と完全に一致することがわかる。
【００５２】この実験は幾つかのプレストレスガラスの
対比試験片について繰返され、そして本発明の方法で得
られた値はどの場合も手動で測定した値と一致してい
た。
対比試験片について繰返され、そして本発明の方法で得
られた値はどの場合も手動で測定した値と一致してい
た。
【００５３】本発明の方法はしたがって伝達構造におい
て実証される。
て実証される。
【００５４】本発明の拡散による応力測定装置へのこの
方法の適用が以下に記載される。
方法の適用が以下に記載される。
【００５５】この装置の第１の実施態様が図６に示され
ている。同図において、図２と同様な各要素は同一符号
で示されている。図６の装置は図２の装置とは次の点
で、すなわち − 発光装置（レーザー４２、偏光子４４及び変調器４
６を具備する）と受光装置（検光子４８と検知器５０と
を具備する）が測定されるべきガラス４０と同じ側に置
かれる。 − この装置はガラスのストリップの他方の側に配置さ
れ受けた入射ビーム６２の少なくとも一部を拡散された
ビーム６４の形式で受光装置に反射することのできる反
射又は拡散材料のバンド（帯域）６０を具備している。 − フォトダイオードが電子なだれフォトダイオードに
置換えられ、この電子なだれフォトダイオードは拡散さ
れた光束６４が伝達された光束６２よりも弱いため感度
が高い。という点で異なっている。
ている。同図において、図２と同様な各要素は同一符号
で示されている。図６の装置は図２の装置とは次の点
で、すなわち − 発光装置（レーザー４２、偏光子４４及び変調器４
６を具備する）と受光装置（検光子４８と検知器５０と
を具備する）が測定されるべきガラス４０と同じ側に置
かれる。 − この装置はガラスのストリップの他方の側に配置さ
れ受けた入射ビーム６２の少なくとも一部を拡散された
ビーム６４の形式で受光装置に反射することのできる反
射又は拡散材料のバンド（帯域）６０を具備している。 − フォトダイオードが電子なだれフォトダイオードに
置換えられ、この電子なだれフォトダイオードは拡散さ
れた光束６４が伝達された光束６２よりも弱いため感度
が高い。という点で異なっている。
【００５６】伝達の場合に対する他の大きな相違は光が
検知される前に２回ガラスを通過することにある。発光
軸と受光軸との間の小さな角を選択することにより、応
力は２回測定され測定の感度を２倍にすることが認めら
れる。
検知される前に２回ガラスを通過することにある。発光
軸と受光軸との間の小さな角を選択することにより、応
力は２回測定され測定の感度を２倍にすることが認めら
れる。
【００５７】発光装置と受光装置はモノレール支持アー
ム（図示しない）上を摺動するよう取付けられた同じユ
ニット６５に組合わされる。このレールはガラス４０の
ストリップが動く方向に対して横断して配設され、それ
によりユニットの戻り行程の間発せられた光ビーム６２
がガラスのストリップを通ってその全幅にわたって走行
するようになっている。
ム（図示しない）上を摺動するよう取付けられた同じユ
ニット６５に組合わされる。このレールはガラス４０の
ストリップが動く方向に対して横断して配設され、それ
によりユニットの戻り行程の間発せられた光ビーム６２
がガラスのストリップを通ってその全幅にわたって走行
するようになっている。
【００５８】バンド６０はガラスのストリップに対して
横断方向に、好ましくはレールを含みかつガラスのスト
リップに直角の垂直平面上に配設される。バンドは好ま
しくは反射信号を発する材料又は陽極処理された白色金
属で作られる。
横断方向に、好ましくはレールを含みかつガラスのスト
リップに直角の垂直平面上に配設される。バンドは好ま
しくは反射信号を発する材料又は陽極処理された白色金
属で作られる。
【００５９】対比試験片上の測定の一例が図７に示され
ている。最大応力σM ＝７．８０MPa がプレートの中心
で測定され、得られた値は測定された値のまさに半分の
３．９MPa である。
ている。最大応力σM ＝７．８０MPa がプレートの中心
で測定され、得られた値は測定された値のまさに半分の
３．９MPa である。
【００６０】線図の端部における不連続性が注目され
る。この不連続性は、測定の感度が２倍となるため、測
定された相移動が９０°を超えることによるものであ
る。この結果は、応力を決定することができるようにす
る式（２）が逆タンジェントの１８０°の周期による偏
差を有する結果を与えることである。この不連続性はさ
らにまた数値的に補正するのを容易にする。
る。この不連続性は、測定の感度が２倍となるため、測
定された相移動が９０°を超えることによるものであ
る。この結果は、応力を決定することができるようにす
る式（２）が逆タンジェントの１８０°の周期による偏
差を有する結果を与えることである。この不連続性はさ
らにまた数値的に補正するのを容易にする。
【００６１】こうして得られた線図は手動で測定された
線図と完全に一致している。この拡散構造はしたがって
それ自体が実証される。この配置構造は単一の支持アー
ムを用いることを可能にするため有利である。
線図と完全に一致している。この拡散構造はしたがって
それ自体が実証される。この配置構造は単一の支持アー
ムを用いることを可能にするため有利である。
【００６２】拡散により応力を測定する装置の第２の実
施態様を示す図８が参照される。
施態様を示す図８が参照される。
【００６３】前の実施態様におけるように、発光装置と
受光装置が点Ｏによって略示されるユニットに並んで取
付けられる。このユニットはガラス４０のストリップの
上方の固定位置に取付けられる。
受光装置が点Ｏによって略示されるユニットに並んで取
付けられる。このユニットはガラス４０のストリップの
上方の固定位置に取付けられる。
【００６４】発光装置と受光装置は固定点Ｏの周りを回
転しそれによりレーザービームがガラスのストリップの
全幅を角度をおいて走査するようにしている。走査角度
θ0は−４５°と＋４５°の間で変化する。光はガラス
のストリップの下側に配置された横断支持体に固定され
た拡散材料６０のバンドにより反射される。
転しそれによりレーザービームがガラスのストリップの
全幅を角度をおいて走査するようにしている。走査角度
θ0は−４５°と＋４５°の間で変化する。光はガラス
のストリップの下側に配置された横断支持体に固定され
た拡散材料６０のバンドにより反射される。
【００６５】図８によって示されるように、発光−受光
装置はガラスのストリップに対し垂直には位置せず角度
α0 だけこの垂直方向に対し後方に角度をなして偏倚
し、それによりレーザービームがストリップに直角に
（θ0 ＝０）入射した時正反射がガラスにより反射され
たビームを反射するのを阻止するようにする。
装置はガラスのストリップに対し垂直には位置せず角度
α0 だけこの垂直方向に対し後方に角度をなして偏倚
し、それによりレーザービームがストリップに直角に
（θ0 ＝０）入射した時正反射がガラスにより反射され
たビームを反射するのを阻止するようにする。
【００６６】これに関する説明は次のとおりである。角
度による走査の間、検知器は常時全く安定した光度を受
ける。しかし正反射により反射されたビームが捕えられ
た場合、光の強さに突然の増加が観察されこれが検知器
を飽和させる。さらに、正反射はそのためガラスのスト
リップの２つの面からの反射の間の干渉に関する情報を
包含し、これが上記の理論を意味のないものにする。実
際上は、α0 は小さな値の５°に設定される。
度による走査の間、検知器は常時全く安定した光度を受
ける。しかし正反射により反射されたビームが捕えられ
た場合、光の強さに突然の増加が観察されこれが検知器
を飽和させる。さらに、正反射はそのためガラスのスト
リップの２つの面からの反射の間の干渉に関する情報を
包含し、これが上記の理論を意味のないものにする。実
際上は、α0 は小さな値の５°に設定される。
【００６７】図８の構造は何らの支持アームも有してい
ないため図６の構造よりもさらに簡単でありまたさらに
経済的である。さらに、発光−受光装置がガラスのスト
リップの上方に離れて置かれるため冷却装置を取付ける
ことができる。これは熱い時に応力の測定を行うのがで
きるようにする。
ないため図６の構造よりもさらに簡単でありまたさらに
経済的である。さらに、発光−受光装置がガラスのスト
リップの上方に離れて置かれるため冷却装置を取付ける
ことができる。これは熱い時に応力の測定を行うのがで
きるようにする。
【００６８】しかし、図８の装置で得られる結果は補正
を必要とするが、その理由はガラスのストリップが角度
をおいて走査されることが、ガラスへのレーザービーム
の入射角度が変化しまたレーザービームが通過するガラ
スの厚さもまた変化することを意味するからである。厚
さＥが一定となるようにする式（５）がそのため適用で
きない。
を必要とするが、その理由はガラスのストリップが角度
をおいて走査されることが、ガラスへのレーザービーム
の入射角度が変化しまたレーザービームが通過するガラ
スの厚さもまた変化することを意味するからである。厚
さＥが一定となるようにする式（５）がそのため適用で
きない。
【００６９】ガラスへの入射角が変化した時に固定点で
測定された実効応力σ1 1が次の式によって測定されるσ
1 と関係していることを示すことができる。
測定された実効応力σ1 1が次の式によって測定されるσ
1 と関係していることを示すことができる。
【数１２】
【数１３】 ここでα1 0とθ1 0はｓｉｎα1 0＝ｓｉｎα0 ｎ ｓｉｎ
θ1 0＝ｓｉｎθ0 となるようにガラスに区画形成された
２つの角度であり、ここでｎはガラスの屈折率である。
本発明の特定の場合は、σ1 ＝０でα1 0は非常に小さ
い。この結果σ1 2≒σ2 となる。実効厚さはしたがって
Ｅ0 ＝Ｅ／ｃｏｓθ1 0となり、最後に相移動ψは次の式
で得られる。
θ1 0＝ｓｉｎθ0 となるようにガラスに区画形成された
２つの角度であり、ここでｎはガラスの屈折率である。
本発明の特定の場合は、σ1 ＝０でα1 0は非常に小さ
い。この結果σ1 2≒σ2 となる。実効厚さはしたがって
Ｅ0 ＝Ｅ／ｃｏｓθ1 0となり、最後に相移動ψは次の式
で得られる。
【数１４】
【００７０】図９は従来の装置の場合における浮遊ガラ
ス生産ライン上の応力の変化曲線を示し、また図１０は
単一支持アームを有する拡散による測定装置の場合の曲
線を示している。この２つの測定装置によって得られた
結果の間の非常に良好な一致が認められる。
ス生産ライン上の応力の変化曲線を示し、また図１０は
単一支持アームを有する拡散による測定装置の場合の曲
線を示している。この２つの測定装置によって得られた
結果の間の非常に良好な一致が認められる。
【００７１】最後に、図１１は支持アームのない、拡散
による測定装置の場合の応力の変化曲線を示し、破線の
曲線は未加工の曲線で実線は入射角の変化を考慮するよ
う補正された曲線である。
による測定装置の場合の応力の変化曲線を示し、破線の
曲線は未加工の曲線で実線は入射角の変化を考慮するよ
う補正された曲線である。
【００７２】本発明による応力測定方法は、大きな幾何
学的変形を有する印刷ガラスや高い吸収性のガラスのよ
うな特殊ガラス上で測定を行うのに適用することができ
る。
学的変形を有する印刷ガラスや高い吸収性のガラスのよ
うな特殊ガラス上で測定を行うのに適用することができ
る。
【００７３】その高い測定速度のため、本発明の測定装
置は印刷されたガラス上での測定を補正することができ
るが、それは測定時間がその全期間にわたって非常に短
くそのためガラスの変形が信号を大きく混乱させること
がないからである。
置は印刷されたガラス上での測定を補正することができ
るが、それは測定時間がその全期間にわたって非常に短
くそのためガラスの変形が信号を大きく混乱させること
がないからである。
【００７４】さらに、本発明の装置は電子ノイズの点で
非常に頑強である。信号処理は信号対ノイズの比が小さ
い時でも測定を検知することができるようにする。本装
置はしたがって非常に高い吸収性のガラスに対する作動
を可能にする。
非常に頑強である。信号処理は信号対ノイズの比が小さ
い時でも測定を検知することができるようにする。本装
置はしたがって非常に高い吸収性のガラスに対する作動
を可能にする。
【００７５】本発明の方法はまたその一方の面が不透明
の材料の層で被覆された透明材料における応力の測定に
適用することができる。これは例えば、周縁が非常に暗
い色のエナメルの層で被覆され窓を紫外線の作用に抗し
て取付けるのに必要な接着を保護しまた接合部の欠陥を
隠すようにする網戸のような一定の自動車の窓の場合で
ある。
の材料の層で被覆された透明材料における応力の測定に
適用することができる。これは例えば、周縁が非常に暗
い色のエナメルの層で被覆され窓を紫外線の作用に抗し
て取付けるのに必要な接着を保護しまた接合部の欠陥を
隠すようにする網戸のような一定の自動車の窓の場合で
ある。
【００７６】これら窓の周縁部分に一定状態の応力を発
生させ一般に割れやすいこの周縁部分を増強させるよう
にすることが知られている。この結果は、この周縁部分
に圧縮応力を、またその補償として引張り応力を２，３
センチメートルの幅のこの周縁部分に対して内側の帯域
上に発生させることである。この現象は添付の図１２に
よって示され、同図は応力の変化の曲線を周縁からの距
離の関数として表わしている。圧縮領域は幅ｌを有し引
張り領域は幅Ｌを有している。
生させ一般に割れやすいこの周縁部分を増強させるよう
にすることが知られている。この結果は、この周縁部分
に圧縮応力を、またその補償として引張り応力を２，３
センチメートルの幅のこの周縁部分に対して内側の帯域
上に発生させることである。この現象は添付の図１２に
よって示され、同図は応力の変化の曲線を周縁からの距
離の関数として表わしている。圧縮領域は幅ｌを有し引
張り領域は幅Ｌを有している。
【００７７】上記の方法と測定装置は窓の周縁の全幅に
わたって応力を測定するのに用いることができる。
わたって応力を測定するのに用いることができる。
【００７８】図１３は図２の伝達による測定の装置を示
し、不透明層４１で被覆された窓の応力を測定するよう
になっている。図２の要素と同じのこの装置の要素は同
一の参照符号で示されている。この装置はこれ以上は記
載されず、発光装置が不透明層４１で被覆された窓の面
とは反対側に配置されまた装置の感度を増大させるため
被覆レンズ５１とフォトダイオードとして電子なだれフ
ォトダイオード５０とが用いられていることを指摘する
にとどめる。
し、不透明層４１で被覆された窓の応力を測定するよう
になっている。図２の要素と同じのこの装置の要素は同
一の参照符号で示されている。この装置はこれ以上は記
載されず、発光装置が不透明層４１で被覆された窓の面
とは反対側に配置されまた装置の感度を増大させるため
被覆レンズ５１とフォトダイオードとして電子なだれフ
ォトダイオード５０とが用いられていることを指摘する
にとどめる。
【００７９】変調器がπに等しい振動の振幅で作動し、
窓が４．８mmの厚さの積層された網戸であり、λ＝６７
５nmの波長を有する光で照射される特定例の実施態様に
おいては、図１４に示される線図が得られる。この線図
は周縁から測定が行われる点までの距離の関数として相
移動ψを与え、任意の距離単位ψが上記の式（２）によ
って計算される。
窓が４．８mmの厚さの積層された網戸であり、λ＝６７
５nmの波長を有する光で照射される特定例の実施態様に
おいては、図１４に示される線図が得られる。この線図
は周縁から測定が行われる点までの距離の関数として相
移動ψを与え、任意の距離単位ψが上記の式（２）によ
って計算される。
【００８０】最初に、この線図は図１２に示される理論
的な線図と同じ形状を有していることが認められる。こ
の線図の起点に見られる相の不連続性は逆タンジェント
関数が−９０°と＋９０°との間にある値を有している
ことによる。相偏差の値は９０°より大きいため、結果
は逆タンジェントにおける１８０°の周期による偏差を
有している。
的な線図と同じ形状を有していることが認められる。こ
の線図の起点に見られる相の不連続性は逆タンジェント
関数が−９０°と＋９０°との間にある値を有している
ことによる。相偏差の値は９０°より大きいため、結果
は逆タンジェントにおける１８０°の周期による偏差を
有している。
【００８１】この誤りを補正するため、採用される処理
手順は次のとおりである。すなわち − 曲線の３つの部分ＡＢ，ＢＣ及びＤＥが削除され
る。 − 標本の縁の前方の空気中で得られたそのため関係の
ない測定値に対応する水平部分ＡＢが除外される。 − 部分ＢＣが振幅９０°の垂直下方に向う並進運動を
受け点Ｃを点Ｄに一致させる。部分Ｂ′Ｄはこうして得
られる。 − このようにして得られた曲線Ｂ′ＤＥは水平方向左
側へ並進され点Ｂ′を座標軸に持ってくる。図１５の曲
線がこうして得られる。
手順は次のとおりである。すなわち − 曲線の３つの部分ＡＢ，ＢＣ及びＤＥが削除され
る。 − 標本の縁の前方の空気中で得られたそのため関係の
ない測定値に対応する水平部分ＡＢが除外される。 − 部分ＢＣが振幅９０°の垂直下方に向う並進運動を
受け点Ｃを点Ｄに一致させる。部分Ｂ′Ｄはこうして得
られる。 − このようにして得られた曲線Ｂ′ＤＥは水平方向左
側へ並進され点Ｂ′を座標軸に持ってくる。図１５の曲
線がこうして得られる。
【００８２】相移動の応力値への変換はこの時に行わ
れ、図１６の曲線が得られる。
れ、図１６の曲線が得られる。
【００８３】相移動と引張り応力との最大値は曲線１５
と１６から読取られる。これらはそれぞれ３４°と５．
１MPa である。相移動と圧縮応力との最小値はそれぞれ
−１６０°と−２４．０MPa である。
と１６から読取られる。これらはそれぞれ３４°と５．
１MPa である。相移動と圧縮応力との最小値はそれぞれ
−１６０°と−２４．０MPa である。
【００８４】図１７は一方の面が不透明層４１で被覆さ
れた窓における応力の測定に適用された時の図６の反射
による測定装置を示す。発光装置と受光装置が共に窓の
同じ側にあり、すなわち不透明層によって被覆された面
とは反対側にある。
れた窓における応力の測定に適用された時の図６の反射
による測定装置を示す。発光装置と受光装置が共に窓の
同じ側にあり、すなわち不透明層によって被覆された面
とは反対側にある。
【００８５】この装置は上記の窓標本における相移動ψ
を測定するのに用いられ図１８の曲線が得られた。この
曲線は、測定の感度がこの実施態様では２倍となるため
図１４の場合よりも多数の相の不連続を有していること
がわかる。
を測定するのに用いられ図１８の曲線が得られた。この
曲線は、測定の感度がこの実施態様では２倍となるため
図１４の場合よりも多数の相の不連続を有していること
がわかる。
【００８６】上記した削除方法を用いて、図１９が作成
され、そしてこれに基づき図２０に示される応力線図が
得られる。
され、そしてこれに基づき図２０に示される応力線図が
得られる。
【００８７】図１９において、引張りでの最大の相移動
として７０°が読取られ圧縮での最小の相移動として−
３３０°が読取られる。これらの値はそれぞれ引張りに
おける５．２MPa と圧縮における−２４．８MPa とに対
応している。
として７０°が読取られ圧縮での最小の相移動として−
３３０°が読取られる。これらの値はそれぞれ引張りに
おける５．２MPa と圧縮における−２４．８MPa とに対
応している。
【００８８】反射の場合に見出された応力の値が伝達に
よって見出された応力の値と実質的に等しいことが認め
られる。
よって見出された応力の値と実質的に等しいことが認め
られる。
【００８９】これらの値はまたシャープルズ装置により
見出された値と一致していることが認められる。詳細に
は、標本が５２３nmの波長で照射される実験の間、５．
１MPa が引張りとしてまた− ２３．３MPa が圧縮とし
て見出された。
見出された値と一致していることが認められる。詳細に
は、標本が５２３nmの波長で照射される実験の間、５．
１MPa が引張りとしてまた− ２３．３MPa が圧縮とし
て見出された。
【００９０】伝達による方法で得られた測定と反射によ
る方法で得られた測定のとの間の一致のため、図１６の
曲線と図２０の曲線が図２１に示されるように重ね合わ
される。
る方法で得られた測定のとの間の一致のため、図１６の
曲線と図２０の曲線が図２１に示されるように重ね合わ
される。
【００９１】しかし、これらの結果の間の一致にもかか
わらず、伝達による配置槽がその感度が十分であるた
め、好ましい。反射による配置構造の２倍の感度は欠点
が多いが、その理由は線図の始点で生じる相の不連続性
が問題で役に立たず、またこの不連続性が数値的な処理
により取除かれなければならないからである。さらにま
た伝達による線図は反射による線図よりも滑らかである
ことがわかる。最後に、反射による結果の判定は困難で
あり、その理由は明るくまた汚れることの多い標本の前
面が、測定にとって有用な唯一の光である不透明層によ
って拡散された光に対し迷光である多量の拡散光を発生
するからである。
わらず、伝達による配置槽がその感度が十分であるた
め、好ましい。反射による配置構造の２倍の感度は欠点
が多いが、その理由は線図の始点で生じる相の不連続性
が問題で役に立たず、またこの不連続性が数値的な処理
により取除かれなければならないからである。さらにま
た伝達による線図は反射による線図よりも滑らかである
ことがわかる。最後に、反射による結果の判定は困難で
あり、その理由は明るくまた汚れることの多い標本の前
面が、測定にとって有用な唯一の光である不透明層によ
って拡散された光に対し迷光である多量の拡散光を発生
するからである。
【００９２】上記のことから、不透明層が窓の外面を被
覆するが、本発明はまた不透明層４１が窓の２つの隣接
層の間、例えばガラス板４３とプラスチックで形成され
た接着中間層４５との間に挟まれている図２２の窓に適
用できることが推測された。
覆するが、本発明はまた不透明層４１が窓の２つの隣接
層の間、例えばガラス板４３とプラスチックで形成され
た接着中間層４５との間に挟まれている図２２の窓に適
用できることが推測された。
【図１】従来技術による応力測定装置の概略図である。
【図２】伝達のために設計されかつ本発明の原理に基づ
く応力測定装置の概略図で、透明材料が対比試験片から
なっている概略図である。
く応力測定装置の概略図で、透明材料が対比試験片から
なっている概略図である。
【図３】光弾性変調器の概略断面図である。
【図４】光弾性変調器の変調サイクルを示す図である。
【図５】透明材料の対比試験片における図２の装置で得
られた応力線図を示す図である。
られた応力線図を示す図である。
【図６】単一の支持アームを用いる、本発明の第１の実
施態様の拡散のために設計された応力測定装置の概略図
である。
施態様の拡散のために設計された応力測定装置の概略図
である。
【図７】透明材料の対比試験片における図６の装置で得
られた応力線図である。
られた応力線図である。
【図８】拡散のために設計されているが支持アームを用
いていない応力測定装置の概略図である。
いていない応力測定装置の概略図である。
【図９】浮遊ガラスのストリップにおける図１の装置で
得られた応力曲線を示す図である。
得られた応力曲線を示す図である。
【図１０】同じく図６の装置で得られた応力曲線を示す
図である。
図である。
【図１１】同じく図８の装置で得られた応力曲線を示す
図である。
図である。
【図１２】窓の縁からの距離の関数としての、不透明層
が塗着された窓の周縁領域における応力変動の理論的曲
線を示す図である。
が塗着された窓の周縁領域における応力変動の理論的曲
線を示す図である。
【図１３】測定が伝達及び拡散によって行われている前
記周縁領域での応力を測定する装置を示す図である。
記周縁領域での応力を測定する装置を示す図である。
【図１４】窓の測定されるべき領域での位置の関数とし
ての相移動の変動曲線を示し、この変動曲線が図１３の
装置で得られる変動曲線の図である。
ての相移動の変動曲線を示し、この変動曲線が図１３の
装置で得られる変動曲線の図である。
【図１５】同じ曲線であるが相移動の不連続性をなくす
よう補正した図１４と同様な図である。
よう補正した図１４と同様な図である。
【図１６】図１５の曲線から得られた応力線図である。
【図１７】測定が反射及び拡散によって行われる前記周
縁領域で応力を測定する装置の他の実施態様を示す図で
ある。
縁領域で応力を測定する装置の他の実施態様を示す図で
ある。
【図１８】図１４と同様の、図１７の装置で得られた相
移動の変化の曲線を示す図である。
移動の変化の曲線を示す図である。
【図１９】図１５と同様の、図１７の装置で得られた相
移動の変化の曲線を示す図である。
移動の変化の曲線を示す図である。
【図２０】図１９の曲線から得られた応力線図を示す図
である。
である。
【図２１】図１６と図２０の２つの曲線を重ねた線図で
ある。
ある。
【図２２】本発明の方法を適用することのできる窓の他
の実施態様であって、この窓が積層され２つの構成層の
間に不透明層が含まれている窓の他の実施態様を示す図
である。
の実施態様であって、この窓が積層され２つの構成層の
間に不透明層が含まれている窓の他の実施態様を示す図
である。
４０…透明材料 ４２…光源 ４４…偏光子 ４６…変調器 ４８…検光子 ５０…フォトダイオード ５２…同期−検知装置 ５４，５６…増幅器 ５８…獲得ベンチ ６０…拡散ストリップ ６２…入射ビーム ６４…拡散ビーム ６５…ユニット
Claims (17)
- 【請求項１】 ガラス窓のような透明な材料における膜
を測定する方法であって、 振動運動が与えられて透明材料を走査する発光装置によ
り、偏光された単一色の光ビームを発する段階と、 前記光ビームを変調器、特に２つの基準周波数、好まし
くはｆ0 と２ｆ0 を有する光弾性変調器を通過させる段
階と、 変調器から出てくる変調された光ビームを透明材料を通
過させる段階と、 透明材料を通過した光を、透明材料が含有する応力を原
因とする透明材料の複屈折により導入された変調を決定
することのできる検光子を有する受光装置で、受取る段
階と、 受け取った光ビームを対応の電気信号に変換する段階
と、 変調器の前記基準周波数に対応する電気信号の周波数成
分Ｂ（ｆ0 ）とＢ（２ｆ0 ）を検出する段階と、 前記周波数成分に基づき、応力が透明材料に加えられて
いる時収集された電気信号の相移動ψを透明材料が応力
を受けていない場合に対して、 【数１】 ここでＪ1 とＪ2 は第１及び第２のオーダーのベツセル
関数、Ａ0 は変調器の相−移動の変調振幅により計算す
る段階と、 応力σを 【数２】 ここでλは光の波長、Ｅは窓の厚さ、Ｃ0 は材料の光弾
性定数により計算する段階とからなることを特徴とする
透明材料における膜の測定方法。 - 【請求項２】 透明材料を通過した光が発光装置に関し
て透明材料の他方の側に配置された拡散ストリップと反
射ストリップの少なくとも一方を用いて反射され、受光
装置が発光装置と同じ側に置かれ前記反射された光を受
取るようにしていることを特徴とする請求項１に記載の
方法。 - 【請求項３】 透明材料を通過した光が発光装置に関し
透明材料の他の側に配置された拡散ストリップと反射ス
トリップの少なくとも一方を通過され、受光装置が拡散
ストリップと反射ストリップの少なくとも一方に関して
透明材料の他方の側に置かれ前記ストリップを通過した
光を受取るようにしていることを特徴とする請求項１に
記載の方法。 - 【請求項４】 透明材料が単一色の光ビームを透明材料
に対して前後に動かすことにより走査され、透明材料自
体が前記前後の運動に実質的に直角の方向の与えられた
相対運動を有していることを特徴とする請求項２又は３
に記載の方法。 - 【請求項５】 発光装置と受光装置が相互に一体に作ら
れていることを特徴とする請求項２から４のうちの１項
に記載の方法。 - 【請求項６】 走査が固定個所から行われ、発光装置と
受光装置が、与えられた前記固定個所の周りの振動運動
を有していることを特徴とする請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 ガラスのストリップ、特に生産ライン上
の浮遊ガラスのストリップにおける応力の測定に適用さ
れることを特徴とする請求項１から６のうちの１項に記
載の方法。 - 【請求項８】 一方の面が実質的に不透明の層、特に自
動車の窓の周縁を被覆するような非常に暗い色のエナメ
ルからなる層で被覆された透明物質の応力を測定するの
に適用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 発光装置から出るビームが不透明層で被
覆された面の反対側の面を通って透明材料に入り、前記
ビームが前記不透明層とは反対側に位置する受光装置に
よって受取られる不透明層自体によって拡散された光で
あることを特徴とする請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 発光装置から出るビームが不透明層で
被覆された面の反対側の面を通って透明材料に入り、前
記ビームが前記不透明層と同じ側に位置する受光装置に
よって受取られる不透明層自体によって拡散された光で
あることを特徴とする請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】 凸面の窓に適用され、応力σを相移動
ψの関数として与える式が入射角と厚さの関数として補
正されることを特徴とする請求項８から１０のうちの１
項に記載の方法。 - 【請求項１２】 請求項１に記載の方法を実施する装置
であって、 単一色の光ビームを発する光源（４２）と、偏光子（４
４）と、２つの基準周波数、好ましくはｆ0 及び２ｆ0
を与える光弾性変調器（４６）とを含む発光装置と、 透明材料（４０）に対して光ビーム（６２）を相対運動
させる手段と、 検光子（４８）と、フォトダイオード（５０）と、基準
として変調器により与えられた２つの周波数を有する２
つの同期−検知増幅器（５４，５６）とを具備し、光を
透明材料を通過した後に受取る装置と、 相移動ψと応力σとを計算する獲得ベンチ（５８）、と
を有していることを特徴とする装置。 - 【請求項１３】 透明材料（４０）の発光装置とは反対
側に位置する拡散ストリップと反射ストリップの少なく
とも一方を有し、発光装置が受光装置と一体になってい
ることを特徴とする請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 発光装置と受光装置が振動運動で動か
されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。 - 【請求項１５】 発光装置と受光装置が透明材料（４
０）のいずれかの側に位置し、透明材料が受光装置と同
じ側に位置する実質的に不透明の層（４１）で被覆され
ていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１６】 収れん光学レンズ（５１）が設けら
れ、検光子（４８）によるビーム出力をフォトダイオー
ド（５０）に収れんするようにしていることを特徴とす
る請求項１５に記載の装置。 - 【請求項１７】 透明材料が積層された窓であり、不透
明層（４１）が窓の２つの隣接層（４３，４５）の間に
挟まれていることを特徴とする請求項１６に記載の装
置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9807836A FR2780158B1 (fr) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | Procede et dispositif pour la mesure des contraintes de forme dans un materiau transparent |
| FR9807836 | 1998-06-22 | ||
| FR9811932 | 1998-09-24 | ||
| FR9811932A FR2783918B1 (fr) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | Procede et dispositif pour la mesure des contraintes de forme dans un vitrage recouvert sur l'une de ses faces d'une couche opaque |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000028441A true JP2000028441A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=26234389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11175553A Pending JP2000028441A (ja) | 1998-06-22 | 1999-06-22 | 透明材料の膜を測定する方法とこの方法を実施する装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0967469B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000028441A (ja) |
| KR (1) | KR100602991B1 (ja) |
| DE (1) | DE69912525T2 (ja) |
| ES (1) | ES2211004T3 (ja) |
| PT (1) | PT967469E (ja) |
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| JP2009047685A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-03-05 | Keio Gijuku | 光弾性測定方法およびその装置 |
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| JP2019521062A (ja) * | 2016-05-23 | 2019-07-25 | コーニング インコーポレイテッド | ガラスシートの無重力形状を予測する方法、及び無重力形状に基づくガラスシートの品質を管理する方法 |
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| BE1019378A3 (fr) * | 2010-06-17 | 2012-06-05 | Agc Glass Europe | Analyse des marques de trempe. |
| TWI454674B (zh) * | 2011-01-12 | 2014-10-01 | Nat Univ Tsing Hua | 量化材料殘餘應力之裝置及其方法 |
| TWI457550B (zh) * | 2012-03-16 | 2014-10-21 | Nat Univ Tsing Hua | 量化材料未知應力與殘餘應力之裝置及其方法 |
| CN104089728A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-10-08 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种透光结构的应力检测装置和检测方法 |
| DE102014115318A1 (de) * | 2014-10-21 | 2016-04-21 | cibite AG | Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung des Transmissionsgrads eines Flachglas-Substrats |
| CN104280171A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-01-14 | 苏州精创光学仪器有限公司 | 玻璃表面应力测量方法 |
| CN105928640A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-09-07 | 中国矿业大学 | 一种基于单片机的矿用低功耗数字压力计 |
| KR102526723B1 (ko) * | 2016-05-23 | 2023-04-27 | 코닝 인코포레이티드 | 유리 제조 방법 및 장치 |
| KR102418325B1 (ko) * | 2020-09-29 | 2022-07-08 | (주)엘립소테크놀러지 | 블랭크 위상변위 마스크 시료의 위상변위 측정장치 |
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| US4310242A (en) * | 1980-04-01 | 1982-01-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Field test unit for windscreen optical evaluation |
| US4523847A (en) * | 1983-07-07 | 1985-06-18 | International Business Machines Corporation | Frequency modulation-polarization spectroscopy method and device for detecting spectral features |
| FR2563337B1 (fr) * | 1984-04-19 | 1986-06-27 | Saint Gobain Rech | Mesure des contraintes dans le verre flotte |
-
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- 1999-06-17 PT PT99401493T patent/PT967469E/pt unknown
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- 1999-06-17 ES ES99401493T patent/ES2211004T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-17 EP EP99401493A patent/EP0967469B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-21 KR KR1019990023204A patent/KR100602991B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 1999-06-22 JP JP11175553A patent/JP2000028441A/ja active Pending
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