[發明專利]偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應力測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201711119591.4
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107796545B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）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）人: 河南理工大學
• 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所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

技術領域

本發明屬于玻璃應力檢測技術領域，具體涉及一種偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應力測量裝置及應力測量方法。

背景技術

我國是世界上最大的玻璃生產國之一，2017年1~8月中國鋼化玻璃產量為3.83億平方米，同比增長6.8%。玻璃的表面應力不僅是玻璃的強度指標，同時也是最重要的安全學性能。不論是在玻璃的生產階段，還是使用階段其表面應力的檢測都是十分重要且必不可少的環節。

目前主流的應力測試儀器是接觸式的，即GASP應力測試儀，也稱作掠射角表面應力計，是一種用來檢測玻璃產品表面應力的便攜式光學儀器。GASP應力儀基于一種光彈性測量原理，通過光穿過玻璃表面來換算。操作員滴一滴測試溶劑在玻璃上，確保光學接觸。GASP應力儀置于液體上，穿過棱鏡的光與玻璃表面形成一臨界角。通過GASP應力儀的目鏡可以觀測到，也出現與角度相關的十字準線。讀出角度，然后參考隨機的角度應力換算表，即可換算出應力值，角度越大，應力值越大。

然而這種應力測試儀具有一定的局限性，其局限性體現在以下幾個方面：第一，測試條件的局限性，即GASP應力儀需要放置在鋼化玻璃表面（保證與其接觸）才能進行測試，在不能保證接觸的時候不能進行測試；第二，讀取測試結果的局限性，GASP應力測試儀需要人工讀數，人工讀數時很可能產生測量誤差，影響測試結果；第三，測試時間的局限性，利用GASP應力測試儀測量鋼化玻璃表面應力的時候需要滴液、放置儀器至鋼化玻璃表面、人工讀數、換算應力值等操作，而這些操作都需要一定的時間來完成（人工操作失誤的時候，還需要重新花費時間操作）。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種非接觸式、測試準確、操作方便的偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應力測量裝置及應力測量方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應力測量裝置，包括計算機和機架，機架的上表面呈水平狀態，機架頂部的左側垂直固定有安裝架，機架頂部的右側沿左右方向滑動設置固定架，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置，直角尺上固定有激光發射器，激光發射器傾斜設置且激光發射器的發射端口向下設置，激光發射器的發射端口固定有偏振器，固定架上固定有光斑接收屏，所述的計算機通過數據線與光板分析儀的數據端口連接。

機架前側沿左右方向設有刻度。

一種偏振光非接觸式鋼化玻璃表面應力測量裝置進行應力測量的方法，包括以下步驟：

（1）、準備n塊試驗用鋼化玻璃和一塊待測鋼化玻璃，其中n塊試驗用鋼化玻璃的表面應力分別為σ₁、σ₂、σ₃、σ₄、σ₅……σ_n，其中σ₁、σ₂、σ₃、σ₄、σ₅……σ_n為已知數值，且σ₂-σ₁=σ₃-σ₂=……σ_n-σ_n-1，待測鋼化玻璃的表面應力未知；

（2）、在不同角度θ、相同的L值的情況下測量n塊試驗用鋼化玻璃，得出測試數據，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與固定架之間的水平距離；

（3）、分析測試數據：根據在不同角度θ值的情況下測得的測試數據制作函數曲線，并利用origin數據分析軟件對函數曲線進行擬合分析，得出鋼化玻璃的表面應力σ與光斑位置S (x,y)的函數關系；

（4）、將不同角度θ下擬合分析出的鋼化玻璃表面應力σ與光斑位置S (x,y)的函數關系存入計算機，整理所有分析后的數據，建立數據庫；

（5）、對待測鋼化玻璃進行表面應力測試，調整光斑接收屏與激光在鋼化表面反射點之間的水平距離為L_x，引進比例系數k= L/L_x， 函數調整為，利用鋼化玻璃表面應力σ與光斑位置S (x,y)的函數關系，對待測鋼化玻璃進行測試，將測試所得數據輸入計算機，得出待測鋼化玻璃的表面應力。

在不同角度θ的情況下測量n塊試驗用鋼化玻璃，得出測試數據的方法包括：