[發(fā)明專利]偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應(yīng)力測量裝置及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711119591.4
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107796545B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳高偉;吳恒博;劉慧;鄭新軍;曾春林;葛茂輝;霍留鵬;董慧敏
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01L5/00
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.一種偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應(yīng)力測量裝置，其特征在于：包括計(jì)算機(jī)和機(jī)架，機(jī)架的上表面呈水平狀態(tài)，機(jī)架頂部的左側(cè)垂直固定有安裝架，機(jī)架頂部的右側(cè)沿左右方向滑動設(shè)置固定架，安裝架上固定有萬能角度尺和光斑分析儀，其中萬能角度尺的直角尺向右延伸設(shè)置，直角尺上固定有激光發(fā)射器，激光發(fā)射器傾斜設(shè)置且激光發(fā)射器的發(fā)射端口向下設(shè)置，激光發(fā)射器的發(fā)射端口固定有偏振器，固定架上固定有光斑接收屏，所述的計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線與光板分析儀的數(shù)據(jù)端口連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應(yīng)力測量裝置，其特征在于：機(jī)架前側(cè)沿左右方向設(shè)有刻度。

3.利用權(quán)利要求1所述的一種偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應(yīng)力測量裝置進(jìn)行應(yīng)力測量的方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）、準(zhǔn)備n塊試驗(yàn)用鋼化玻璃和一塊待測鋼化玻璃，其中n塊試驗(yàn)用鋼化玻璃的表面應(yīng)力分別為σ₁、σ₂、σ₃、σ₄、σ₅……σ_n，其中σ₁、σ₂、σ₃、σ₄、σ₅……σ_n為已知數(shù)值，且σ₂-σ₁=σ₃-σ₂=……σ_n-σ_n-1，待測鋼化玻璃的表面應(yīng)力未知；

（2）、在不同角度θ、相同的L值的情況下測量n塊試驗(yàn)用鋼化玻璃，得出測試數(shù)據(jù)，其中θ為萬能角度尺上的角度值，L為激光在鋼化表面反射點(diǎn)與固定架之間的水平距離；

（3）、分析測試數(shù)據(jù)：根據(jù)在不同角度θ值的情況下測得的測試數(shù)據(jù)制作函數(shù)曲線，并利用origin數(shù)據(jù)分析軟件對函數(shù)曲線進(jìn)行擬合分析，得出鋼化玻璃的表面應(yīng)力σ與光斑位置S (x,y)的函數(shù)關(guān)系；

（4）、將不同角度θ下擬合分析出的鋼化玻璃表面應(yīng)力σ與光斑位置S (x,y)的函數(shù)關(guān)系存入計(jì)算機(jī)，整理所有分析后的數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫；

（5）、對待測鋼化玻璃進(jìn)行表面應(yīng)力測試，調(diào)整光斑接收屏與激光在鋼化表面反射點(diǎn)之間的水平距離為L_x，引進(jìn)比例系數(shù)k= L/L_x， 函數(shù)調(diào)整為，利用鋼化玻璃表面應(yīng)力σ與光斑位置S (x,y)的函數(shù)關(guān)系，對待測鋼化玻璃進(jìn)行測試，將測試所得數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，得出待測鋼化玻璃的表面應(yīng)力。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應(yīng)力測量裝置進(jìn)行應(yīng)力測量的方法，其特征在于：在不同角度θ的情況下測量n塊試驗(yàn)用鋼化玻璃，得出測試數(shù)據(jù)的方法包括：

選取θ₁、θ₂ ……θ_m共m個角度值作為測量的角度值，并且θ₂-θ₁=θ₃-θ₂=……θ_m-θ_m-1，依次選取角度值θ₁、θ₂ ……θ_m，并且分別進(jìn)行n塊試驗(yàn)用鋼化玻璃的測試，得出測試數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應(yīng)力測量裝置進(jìn)行應(yīng)力測量的方法，其特征在于：

當(dāng)萬能角度尺上的角度值為θ₁時(shí)，利用應(yīng)力數(shù)據(jù)測試方法對n塊試驗(yàn)用鋼化玻璃依次進(jìn)行測試，得出測試數(shù)據(jù)：α₁=（A₁ 、A₂、A₃、……A_n）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應(yīng)力測量裝置進(jìn)行應(yīng)力測量的方法，其特征在于：所述的應(yīng)力數(shù)據(jù)測試方法具體包括以下步驟包括：

（a）、將表面應(yīng)力為σ₁的試驗(yàn)用鋼化玻璃水平放置在機(jī)架的上表面；

（b）、旋轉(zhuǎn)萬能角度尺上的角度調(diào)節(jié)旋鈕至角度θ₁，此時(shí)光斑接收屏距離激光在鋼化玻璃表面反射點(diǎn)的水平距離為L₁；

（c）、取下偏振器，打開激光發(fā)射器及光斑分析儀，激光發(fā)射器發(fā)射光線經(jīng)鋼化玻璃表面反射到光斑接收屏上，光斑分析儀分析光斑接收屏上光斑位置，并且光斑分析儀將光斑位置通過數(shù)據(jù)線傳輸給計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)記錄光線經(jīng)過所述試驗(yàn)用鋼化玻璃表面反射到光斑接收屏的光斑位置S₁（x₁,y₁），關(guān)閉激光發(fā)射器及光斑分析儀；

（d）、重新將偏振器裝配在激光發(fā)射器上，打開激光發(fā)射器及光斑分析儀，通過計(jì)算機(jī)記錄光線經(jīng)過所述試驗(yàn)用鋼化玻璃表面反射到光斑接收屏的光斑位置S₁'(x₁',y₁')，關(guān)閉激光發(fā)射器及光斑分析儀；

（e）、將表面應(yīng)力σ₁、角度θ₁、光斑位置S₁（x₁,y₁）、光斑位置S₁'(x₁',y₁')、水平距離L₁記為測試數(shù)據(jù)A₁；

（g）、在θ₁、L₁不變的條件下測試表面應(yīng)力為σ₂的試驗(yàn)用鋼化玻璃，按照步驟（a）-（e）的操作方法測試表面應(yīng)力為σ₂的試驗(yàn)用鋼化玻璃，并記錄光斑位置S₂（x₂,y₂）和S₂'(x₂',y₂')，將表面應(yīng)力σ₂、角度θ₁、光斑位置S₂（x₂,y₂）、光斑位置S₂'(x₂',y₂')、水平距離L₁記錄為測試數(shù)據(jù)A₂；

（h）、按照步驟（a）-（e），在θ₁、L₁不變的條件下，依次測試其余的試驗(yàn)用鋼化玻璃（即表面應(yīng)力為σ₃、σ₄、σ₅……σ_n的試驗(yàn)用鋼化玻璃），記錄測試數(shù)據(jù)A₃、A₄、A₅……A_n，得出α₁=（A₁ 、A₂、A₃、……A_n）。