[發明專利]一種適用于大幅面平板玻璃物理鋼化應力檢測裝置

有效

• 申請號: 201610083995.1
• 申請日: 2016-02-06
• 公開（公告）號: CN105698985B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 田英良;孫詩兵;王輝;吳中偉;張繼光;李輝
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種適用于大幅面平板玻璃物理鋼化應力檢測裝置屬于玻璃生產領域。該裝置包括支撐系統、光源系統、起偏系統、承托/傳動系統、檢偏系統、成像/記錄系統，其位置關系為自下而上布置；被檢測試樣是物理鋼化平板玻璃；光源系統為面光源，在大于1.5m×2.5m的視域范圍，光源的表面色溫溫差小于50K；具體的光源系統包括透明有機板，在透明有機板表面刻蝕不同直徑的點，反射膜貼合已加工刻蝕點的透明有機板的下表面，LED燈帶包圍在透明有機板的四周。本發明檢測建筑玻璃物理鋼化安全性和自爆風險，保障了建筑玻璃的安全性，減少了破壞性檢測損失，避免了傳統檢測方式的局部檢測方式不足和應力測量值不準確的問題。

技術領域

本發明涉及玻璃材料物理鋼化應力檢測領域，其更適用于大幅面平板玻璃的物理鋼化應力狀況的檢測，滿足大幅面平板狀物理鋼化玻璃制品的應力分布均勻性、預應力值大小、鋼化質量和安全性評估。

背景技術

平板玻璃廣泛用于建筑物，其可滿足采光、遮風、避雨、裝飾、隔音、節能、安全等功能。隨著社會發展和城市建設發展需要，在城市中大量建設高層建筑，為了解決高層建筑所用平板玻璃的安全性，一般需要對平板玻璃進行物理鋼化處理，使其在機械強度方面得到提高，其抗沖擊強度和抗彎強度是普通玻璃的3～5倍，經過物理鋼化處理的玻璃在外力作用下破壞時，玻璃碎片一般呈類似蜂窩狀的鈍角顆粒，顆粒尺寸小于1cm²，對人體或事物造成的損傷降低到最小程度。

平板玻璃物理鋼化處理是通過在普通玻璃中施加預應力方式來提高玻璃強度，其工藝過程為：首先將平板玻璃切割加工成一定規格形狀，進行磨邊、倒角或鉆孔處理；其次將玻璃板加熱至接近軟化點溫度；然后通過向玻璃表面吹冷風進行淬冷處理，使玻璃板表面產生預應力,該預應力為壓應力。當鋼化玻璃受到外力作用時，首先抵消玻璃板表面的預應力，從而提高其抵抗外力作用的能力，對于高層建筑用外窗玻璃和幕墻玻璃而言，平板玻璃的物理鋼化將能很好地滿足抗風壓、耐高溫、抗沖擊等性能，為高層建筑提供了安全保障。

盡管建筑玻璃(包括窗玻璃、幕墻玻璃、玻璃隔斷、玻璃圍擋、玻璃屋頂等)可以通過物理鋼化方式來增強其抵抗外界作用的能力，提高其使用安全性，但是建筑玻璃的物理鋼化質量是十分重要的安全指標。目前，建筑玻璃安全性評價指標主要包括抗沖擊性實驗和霰彈實驗，這屬于破壞性檢測項目。另外有一項表面應力非破壞性實驗，要求表面應力不應小于90MPa，但測量區域面積僅有1cm²區域，對于每塊窗玻璃或幕墻玻璃而言，檢測面積偏小，不能很好地進行整體評價，因此該測量方法具有評估和檢測的局限性，主要在于平板玻璃的物理鋼化方式是通過風嘴噴出冷風方式來實現對加熱玻璃表面的快速冷卻，使玻璃表面產生壓應力，在風嘴冷卻位置的玻璃表面應力呈現集中，并且應力數值較大，而遠離風嘴位置的玻璃表面應力呈現疏散，并且數值相對較小，冷卻風嘴間距一般在8-15cm，即使水平鋼化爐在物理鋼化時能夠提供傳動輥的前后篩動功能，但不能實現平板玻璃原片的左右篩動，因此經物理鋼化處理后的玻璃會出現有一定間隔距離的應力斑點或應力帶，總體而言玻璃板表面的應力分布是不均勻的，所以采用局部玻璃表面應力的測量是很難準確了解和掌握物理鋼化平板玻璃的鋼化質量。另外關于玻璃應力檢測方法多使用光彈原理，利用玻璃應力所產生的雙折射現象來了解玻璃的應力分布，但是該類檢測儀器的檢測區域也相對較小，很少有超過1m²檢測面積的儀器，主要由于當視場面積增大，而背光源的均勻性是很難實現，這對玻璃應力測量而言是致命缺陷，另外隨著視場面積增大，必然導致圖像接收端目鏡與被測試樣(物理鋼化玻璃)的距離增大，那么圖像接收端目鏡中心點與視場區域內不同位置上的距離不同，對于光程差會產生較大的影響，導致同一物質在不同位置的光程差不同，體現出的應力分布顏色明暗或深淺不一，而建筑玻璃單塊制品尺寸規格大部分大于1m²，所以此類檢測儀器僅能適用普通日用玻璃和小型玻璃制品的應力檢測。另外在建筑玻璃鋼化玻璃生產多采用智能型水平式鋼化爐生產線，其生產效率很高，每班生產面積可達1600m²，大約2000-3000片，對于鋼化質量控制而言，對每一片進行檢測是最佳選擇，其檢測數量很大，一般采取抽檢或小試樣敲擊破碎法定性評估，還不能實現無縫對接式物理鋼化應力檢測，另外作為玻璃物理鋼化質量控制而言，需要進行圖像拍攝和記錄，傳統的肉眼識別和觀察已經不能滿足質量控制的可追溯性要求。因此需要一種適用于大幅面平板玻璃物理鋼化應力檢測裝置，來滿足平板玻璃物理鋼化處理后和建筑玻璃使用前的質量檢測與評估，保障建筑玻璃的安全性。