JPS6345519A - 光弾性測定装置 - Google Patents
光弾性測定装置Info
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- JPS6345519A JPS6345519A JP61188492A JP18849286A JPS6345519A JP S6345519 A JPS6345519 A JP S6345519A JP 61188492 A JP61188492 A JP 61188492A JP 18849286 A JP18849286 A JP 18849286A JP S6345519 A JPS6345519 A JP S6345519A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/241—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet by photoelastic stress analysis
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、応力測定に好適な光弾性測定装置に関する。
光弾性測定装置は１例えば「応力測定法」 （朝食書店
、昭和３９年り１月出版＋ｐ、４７３〜６９２）に記載
されているように、透明なガラスあるいはプラスチック
の被測定物に光を照射し、その透過光から被測定物の応
力状態を測定するものである。
、昭和３９年り１月出版＋ｐ、４７３〜６９２）に記載
されているように、透明なガラスあるいはプラスチック
の被測定物に光を照射し、その透過光から被測定物の応
力状態を測定するものである。
応力の解析には、白色光による測定結果と、特定な波長
による測定結果が必要であり、そのため光源を変えるあ
るいはカットフィルタを用いて波長の選択を行っている
。
による測定結果が必要であり、そのため光源を変えるあ
るいはカットフィルタを用いて波長の選択を行っている
。
上記のように、従来は条件の異なる測定を行うため、光
源を変えるあるいはカットフィルタの選定等の煩しい作
業を必要としていた。
源を変えるあるいはカットフィルタの選定等の煩しい作
業を必要としていた。
本発明の目的は、光源あるいはカットフィルタの交換作
業を必要としない光弾性測定装置を提供するにある。
業を必要としない光弾性測定装置を提供するにある。
このため本発明は、光源と被測定物との間に。
光源からの光を分光するプリズムと分光された光から特
定の波長の光を選択するスリットを設け、このスリット
の開口を可変できるように構成したものである。
定の波長の光を選択するスリットを設け、このスリット
の開口を可変できるように構成したものである。
プリズムは、グレーティングに比較して、分解能が悪い
反面、出射エネルギーは数十〜数百倍高い。したがって
、可変スリットを全開したときに得られる光はプリズム
で分光する前の白色光に近いものであり、一方スリット
を絞ったときは単色光を得ることができる。
反面、出射エネルギーは数十〜数百倍高い。したがって
、可変スリットを全開したときに得られる光はプリズム
で分光する前の白色光に近いものであり、一方スリット
を絞ったときは単色光を得ることができる。
この結果、スリットの開口を変化させるだけで条件の異
なる測定が可能となる。
なる測定が可能となる。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明す
る６ 第１図において、１は光源でヨウ素ランプでタングステ
ンランプ及びハロゲンランプなどを使用してもよい。２
は入射スリットで出射スリット３と第２図に示す操作パ
ネル３０からの指示によって連動して０〜約２１１Ｉｌ
開閉できる。開閉はパルスモータ３１で行なう。４はト
ロイダルミラーで入射スリット２をコリメータミラー５
に導くためのものである。コリメータミラー５によって
平行光線としプリズム６に入射する。プリズム６は３０
℃で一面鍍金された反射タイプを用いたがこれに限定す
る必要はない。プリズム６は操作部３０からの指示によ
ってパルスモータ３２とカム３３を介して回転ｉａ＠に
よって分光した光を出射スリット３より単色光として取
り出すことができる。出射スリット３より出射する光は
出射スリット３の設定によって波長純度、及びエネルギ
を必要に応じて設定できる。光弾性測定装置として用い
る光の波長、及びバンドパスは可視域で約５０ｎｍ近赤
外域で約８０ｎｍ位いで良い。特に近赤外域で使用する
試料たとえばＡＢＳ樹脂の応力解析には、光のエネルギ
ーが不足していると偏光子７と検光子８を互いに直交さ
れるときの暗視野での等色線を鮮明に画き得ない、この
ときはできるだけバンドパスを広げて使用できる必要が
ある。
る６ 第１図において、１は光源でヨウ素ランプでタングステ
ンランプ及びハロゲンランプなどを使用してもよい。２
は入射スリットで出射スリット３と第２図に示す操作パ
ネル３０からの指示によって連動して０〜約２１１Ｉｌ
開閉できる。開閉はパルスモータ３１で行なう。４はト
ロイダルミラーで入射スリット２をコリメータミラー５
に導くためのものである。コリメータミラー５によって
平行光線としプリズム６に入射する。プリズム６は３０
℃で一面鍍金された反射タイプを用いたがこれに限定す
る必要はない。プリズム６は操作部３０からの指示によ
ってパルスモータ３２とカム３３を介して回転ｉａ＠に
よって分光した光を出射スリット３より単色光として取
り出すことができる。出射スリット３より出射する光は
出射スリット３の設定によって波長純度、及びエネルギ
を必要に応じて設定できる。光弾性測定装置として用い
る光の波長、及びバンドパスは可視域で約５０ｎｍ近赤
外域で約８０ｎｍ位いで良い。特に近赤外域で使用する
試料たとえばＡＢＳ樹脂の応力解析には、光のエネルギ
ーが不足していると偏光子７と検光子８を互いに直交さ
れるときの暗視野での等色線を鮮明に画き得ない、この
ときはできるだけバンドパスを広げて使用できる必要が
ある。
７．８は偏光子と検光子で単色光を直線偏光にする機能
を有する。９，１０は直線偏光を円偏光及び円偏光を直
線偏光に変える働きをする１／４λ波長板である。光弾
性測定項目で等傾線を求めるときは光路より操作パネル
からの指示によりソレノイド３４の動作によって外す。
を有する。９，１０は直線偏光を円偏光及び円偏光を直
線偏光に変える働きをする１／４λ波長板である。光弾
性測定項目で等傾線を求めるときは光路より操作パネル
からの指示によりソレノイド３４の動作によって外す。
１１は、５ｍ／ｍ〜１０ｍ／ｍφの光束を約１５０ｍ／
ｍφの光束に拡大する両凹レンズでｆ＝３０を用いた。
ｍφの光束に拡大する両凹レンズでｆ＝３０を用いた。
ｆ＝３００の凹レンズで拡大した光束は、凸レンズ１２
で平行光線として測定試料１３に照射する。
で平行光線として測定試料１３に照射する。
試料１３を透過した光は凸レンズ１４２両凹レンズＩＳ
にて集光され、１７４波長板１０．検光子８を経てＴＶ
カメラ１６に入射される。ＴＶカメラ１６により試料１
３の光弾性効果による光弾性縞（明暗）信号がアンプ１
７を経ることにより、ＴＶモニタ１８に映しだされる。
にて集光され、１７４波長板１０．検光子８を経てＴＶ
カメラ１６に入射される。ＴＶカメラ１６により試料１
３の光弾性効果による光弾性縞（明暗）信号がアンプ１
７を経ることにより、ＴＶモニタ１８に映しだされる。
これによって、試料１３の光弾性測定が可能となる。
このような構成になっているので、次の操作によって測
定試料の等色線（ｉｓｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ １ｉｎｅ
）を容易に測定できる。スリット２，３を全開にし波長
帯域の広い分光した光を偏光子７に取り込めば白色光を
照射したと同じ干渉色の縞模様となる。
定試料の等色線（ｉｓｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ １ｉｎｅ
）を容易に測定できる。スリット２，３を全開にし波長
帯域の広い分光した光を偏光子７に取り込めば白色光を
照射したと同じ干渉色の縞模様となる。
第３図に示す主応力σ工とσ２の等しいところの連なり
は色の等しい縞線となり等色線として求めることができ
る。また、スリット２，３を操作部の入力により必要に
応じたバンドパスに設定し単色光を偏光子７に取り込み
、偏光子７と検光子８の偏光軸を平行になるよう駆動部
３５でコントロールする。
は色の等しい縞線となり等色線として求めることができ
る。また、スリット２，３を操作部の入力により必要に
応じたバンドパスに設定し単色光を偏光子７に取り込み
、偏光子７と検光子８の偏光軸を平行になるよう駆動部
３５でコントロールする。
次に１／４λ波長板９，１０の進相軸を直交させた状態
で測定試料に照射すると半整数法の暗線即ち明視野を、
また偏光子７と検光子８の偏光軸を直交させると整数法
の暗線、即ち暗視野を求められる。
で測定試料に照射すると半整数法の暗線即ち明視野を、
また偏光子７と検光子８の偏光軸を直交させると整数法
の暗線、即ち暗視野を求められる。
その点の等色線縞次数ｎがわかれば（１）式より主応力
σｌとσ２の差σｌ−σ２を求められる。
σｌとσ２の差σｌ−σ２を求められる。
ａｘ−ｔｙｚ＝（ｎλ） ／ ｃ ｔ −−
（１）ここでλは波長、Ｃは物質特有な光弾性定数（ｐ
ｈｏｔｏｅｌａｓｓｔｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ） 、
ｔは測定試料の厚さである。
（１）ここでλは波長、Ｃは物質特有な光弾性定数（ｐ
ｈｏｔｏｅｌａｓｓｔｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ） 、
ｔは測定試料の厚さである。
次に、本装置で等傾線を求めるには次の操作により容易
に求められる。
に求められる。
第４図及び第５図のように等色線撮影の場合の円偏光子
から１／４λ波長板９及び１０を操作部の指令によって
取り除き偏光子７と検光子８を互に直交する偏光面第４
図のＰｌ、Ｐｌをもつようにする。
から１／４λ波長板９及び１０を操作部の指令によって
取り除き偏光子７と検光子８を互に直交する偏光面第４
図のＰｌ、Ｐｌをもつようにする。
このとき単色平行光束を通すとき得られる光強度Ｉは（
２）式で示すようになる。
２）式で示すようになる。
δ
Ｉ ＝ Ｉ ｏ ｓｉｎ”２φｓｉｎ”−・・・・・・
（２）ここでφは主力方向が偏光子となす角 ｓｉｎ” （δ／２）は前記の等色線を示す項ＩＯは入
射光強度 δはδ＝（２π／λ）Ｑ（σｌ−σｚ） ｔδがいかな
る値をとってもｓｉｎ”φの項によってφ＝０および−
のときＩ＝Ｏとなる。
（２）ここでφは主力方向が偏光子となす角 ｓｉｎ” （δ／２）は前記の等色線を示す項ＩＯは入
射光強度 δはδ＝（２π／λ）Ｑ（σｌ−σｚ） ｔδがいかな
る値をとってもｓｉｎ”φの項によってφ＝０および−
のときＩ＝Ｏとなる。
すなわち、主応力方向と直交偏光子の偏光面が一致した
ときその点は暗くなり、これらの連なりとして主応力方
向一定の軌跡が暗線として表示される。等傾線を求める
とき等色線と混合しないよう通常白色光を用いる。この
とき本発明の装置では、前述同様操作部３０よりスリッ
ト全開の指令によって広帯域の波長を含んだ光を偏光子
７に照射することにより得られる。
ときその点は暗くなり、これらの連なりとして主応力方
向一定の軌跡が暗線として表示される。等傾線を求める
とき等色線と混合しないよう通常白色光を用いる。この
とき本発明の装置では、前述同様操作部３０よりスリッ
ト全開の指令によって広帯域の波長を含んだ光を偏光子
７に照射することにより得られる。
以上が本発明の実施例であるが、１／４λ波長板９，１
０の代りにフレネルロム１／４波長板を用いてもよい。
０の代りにフレネルロム１／４波長板を用いてもよい。
このときフレネルロム１／４波長板を取外すと光軸がず
れるので補正月別ミラを取付ける必要がある。
れるので補正月別ミラを取付ける必要がある。
本実施例で偏光子、検光子として消光子が良くかつ波長
λ＝３１０ ｎｍ〜２３０Ｏｎｍ間で光の吸収のない方
解石によるプラン・テーラプリズムを用いたがプラント
ムソンのプリズムを用いてもよい。
λ＝３１０ ｎｍ〜２３０Ｏｎｍ間で光の吸収のない方
解石によるプラン・テーラプリズムを用いたがプラント
ムソンのプリズムを用いてもよい。
本発明によれば、光弾性測定に必要な白色光。
単色光、光源エネルギーの調節等を簡単な操作で行うこ
とができ、迅速な測定ができる効果がある。
とができ、迅速な測定ができる効果がある。
第１図は本発明の一実施例の光学系統図、第２等傾線を
測定するときの光学系を示す図である。 １・・・光源、２・・・入射スリット、３・・・出射ス
リット、４・・・トロイダルミラー、５・・・コリメー
タミラー、６・・・プリズム、１９・・・平面ミラー、
７．８・・・偏光子、９，１０・・・１／４λ波長板、
１１．１５・・・両凹レンズ、１２．１４・・・凸レン
ズ、１３・・・測定試料、１６・・・ＴＶカメラ、１７
・・・増幅器、１８・・・ＴＶモニタ、３０・・・操作
パネル、３１．３２・・・モータ、３４・・・ソレノイ
ド、３５・・・駆動装置。
測定するときの光学系を示す図である。 １・・・光源、２・・・入射スリット、３・・・出射ス
リット、４・・・トロイダルミラー、５・・・コリメー
タミラー、６・・・プリズム、１９・・・平面ミラー、
７．８・・・偏光子、９，１０・・・１／４λ波長板、
１１．１５・・・両凹レンズ、１２．１４・・・凸レン
ズ、１３・・・測定試料、１６・・・ＴＶカメラ、１７
・・・増幅器、１８・・・ＴＶモニタ、３０・・・操作
パネル、３１．３２・・・モータ、３４・・・ソレノイ
ド、３５・・・駆動装置。
Claims (1)
- １、光源、この光源からの光を分光するプリズム、この
プリズムによって分光された光を選択する可変スリット
、この可変スリットからの光が照射される被測定物、こ
の被測定物を透過した光を検知する手段とより構成した
ことを特徴とする光弾性測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188492A JPS6345519A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光弾性測定装置 |
| US07/084,076 US4810089A (en) | 1986-08-13 | 1987-08-11 | Photoelastic effect measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188492A JPS6345519A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光弾性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345519A true JPS6345519A (ja) | 1988-02-26 |
Family
ID=16224676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61188492A Pending JPS6345519A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光弾性測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4810089A (ja) |
| JP (1) | JPS6345519A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016142600A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 有限会社折原製作所 | 表面応力測定方法、表面応力測定装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5262840A (en) * | 1990-01-30 | 1993-11-16 | Sequa Corporation | Multispectral reflectometer |
| US5305090A (en) * | 1991-12-11 | 1994-04-19 | Gmi Engineering And Management Institute | Birefringent inspection polarscope |
| US5661560A (en) * | 1993-08-23 | 1997-08-26 | Nippon Telegraph And Telephone Public Corporation | Elliptical light measuring method |
| CN113008427B (zh) * | 2021-02-26 | 2021-12-03 | 江南大学 | 一种液晶光弹性应力测量仪及测量方法 |
| CN114486773B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-08-30 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 多种气体的分析装置和方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE935998C (de) * | 1953-05-12 | 1955-12-01 | Commw Scient Ind Res Org | Mehrfach-Prismenmonochromator |
| US3462227A (en) * | 1966-05-11 | 1969-08-19 | Beckman Instruments Inc | Wavelength programmed monochromator device with adjustable entrance and exit cam operated slit means for providing a variable proportionality factor between their widths |
| US4309110A (en) * | 1978-04-23 | 1982-01-05 | Leo Tumerman | Method and apparatus for measuring the quantities which characterize the optical properties of substances |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP61188492A patent/JPS6345519A/ja active Pending
-
1987
- 1987-08-11 US US07/084,076 patent/US4810089A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016142600A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 有限会社折原製作所 | 表面応力測定方法、表面応力測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4810089A (en) | 1989-03-07 |
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