[發(fā)明專利]一種基于光干涉法測(cè)玻璃體應(yīng)力的測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410625224.1
• 申請(qǐng)日: 2014-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104374501A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭長(zhǎng)立;楊曼;郭朝霞;王守全;楊易
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/24
• 分類號(hào): G01L1/24
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于應(yīng)用光學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于光干涉法測(cè)玻璃體應(yīng)力的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

控制應(yīng)力是玻璃生產(chǎn)工藝中極其重要的一環(huán)，應(yīng)用適當(dāng)熱處理來(lái)控制應(yīng)力的方法已為玻璃技術(shù)人員所熟知。然而，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)性估計(jì)已越來(lái)越不適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)玻璃制品質(zhì)量的要求。為了低成本方便快速地實(shí)現(xiàn)玻璃的全面質(zhì)量控制，必須采用應(yīng)力檢測(cè)方法來(lái)穩(wěn)定生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，因此精確地測(cè)量玻璃的應(yīng)力是非常必要和有意義的。

目前，測(cè)量光學(xué)玻璃應(yīng)力的方法主要有：干涉色法，Senamont定量測(cè)量法和光譜掃描法。干涉色法只能定性和半定性地測(cè)量應(yīng)力；Senamont定量測(cè)量法要求玻璃的主應(yīng)力方向與偏振方向成45°角，且系統(tǒng)對(duì)四分之一波片的精度要求很高；光譜掃描法測(cè)試系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。本發(fā)明方法以光的干涉原理、平板理論及牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)為理論和測(cè)量依據(jù)，使用一種基于光干涉法測(cè)量玻璃體應(yīng)力的測(cè)量裝置，提出一種基于牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)的無(wú)損快速測(cè)量方法，測(cè)量方法原理簡(jiǎn)單，測(cè)量系統(tǒng)易于操作，測(cè)量重復(fù)性好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于光干涉法測(cè)玻璃體應(yīng)力的測(cè)量方法，測(cè)量方法原理簡(jiǎn)單，測(cè)量系統(tǒng)易于操作，無(wú)損快速測(cè)量。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于光干涉法測(cè)玻璃體應(yīng)力的測(cè)量方法，采用的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)為：包括外支撐架部、牛頓環(huán)儀部、砝碼托盤部；

外支撐架部包括圓形的上端蓋，上端蓋通過(guò)鋁桿a與圓形的下端蓋連接，上端蓋的中心設(shè)有與上端蓋同軸的圓形凹槽；

牛頓環(huán)儀部包括底蓋，底蓋上表面設(shè)置有與底蓋同軸的環(huán)形凸臺(tái)，底蓋的上方設(shè)置有壓蓋，壓蓋的下表面設(shè)置有與底蓋的凸臺(tái)相匹配的凹槽，壓蓋與底蓋之間設(shè)置有平凸透鏡和平板玻璃，平凸透鏡嵌入壓蓋的凹槽內(nèi)，平板玻璃嵌入底蓋的凸臺(tái)上，且平板玻璃與底蓋之間有間隙，底蓋嵌入上端蓋的凹槽內(nèi)；

砝碼托盤部包括鋁桿b，鋁桿b的一端依次穿過(guò)上蓋和壓蓋，鋁桿b通過(guò)螺母與壓蓋連接，鋁桿b的另一端連接有底盤；

上端蓋的半徑和下端蓋的半徑相等；

壓蓋的凹槽的半徑不小于底蓋的凸臺(tái)的外徑；

鋁桿a和鋁桿b均不少于3根；

鋁桿a通過(guò)螺紋分別與上端蓋、下端蓋連接；

鋁桿b的半徑小于鋁桿b穿過(guò)壓蓋開(kāi)孔的半徑；

鋁桿b與底盤通過(guò)螺栓連接；

具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、在壓蓋1的軸心上方放置與水平面成45度夾角的反射鏡12，反射鏡12的上方放置讀數(shù)顯微鏡13，反射鏡12的水平入射方向放置鈉光源11；

步驟2、在底盤9上放置U型砝碼；

步驟3、利用鈉光源11發(fā)出鈉黃光，鈉黃光照到反射鏡12，光線經(jīng)過(guò)45度反射后，垂直入射到平凸透鏡3中，經(jīng)平凸透鏡3的下表面和平板玻璃10的上表面反射的光線產(chǎn)生干涉條紋，再通過(guò)反射鏡12上方設(shè)置的讀數(shù)顯微鏡13得到干涉條紋的暗環(huán)對(duì)應(yīng)的半徑，然后通過(guò)受力分析和平板理論計(jì)算得到平板玻璃10受到的應(yīng)力。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

所述步驟3中計(jì)算平板玻璃10受到的應(yīng)力的具體過(guò)程為：

在距平板玻璃10中心的距離為r處，平板玻璃10的撓度ω為：

ω=σ8πDr2lg(r/a)+C3r2+C4---(1)]]>

其中，D為平板的撓曲剛度，a表示平板玻璃10的半徑，σ表示平板玻璃10所受的應(yīng)力；

平板玻璃10邊緣簡(jiǎn)支時(shí)，