[發明專利]一種基于圖像處理的光學平板玻璃彈性模量快速測量方法

有效

• 申請號: 201910934722.7
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110631911B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 黃艷;張君;曲晨
• 申請（專利權）人: 西安財經大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本發明公開了一種基于圖像處理的光學平板玻璃彈性模量快速測量方法，在讀數顯微鏡目鏡處安裝攝像頭，攝像頭連接有計算機，具體為：調節螺絲給平凸透鏡施加應力P；保持應力不變，調整調整牛頓環測量裝置，獲取該應力下的牛頓環干涉圖像；標準牛頓環的標定，獲得圖像單位像素對應的實際長度值L₀；測量牛頓環光干涉圖像中心黑斑半徑r；調節不同的應力值獲取牛頓環干涉圖像，得到不同應力P_i情況下牛頓環干涉圖像中心黑斑的半徑r_i；計算不同應力變形情況下光學平板玻璃的彈性模量E_i，獲得光學平板玻璃的彈性模量測量值E。本發明解決了現有技術中存在的光學平板玻璃彈性模量測量過程復雜的問題。

技術領域

本發明屬于智能設備技術領域，涉及一種基于圖像處理的光學平板玻璃彈性模量快速測量方法。

背景技術

玻璃應用領域廣泛，玻璃的力學參數決定了玻璃的應用特征和質量，玻璃的力學參數主要有彈性模量、彎曲剛度和泊松比等，但是，玻璃力學參數的傳統測量方法測量過程比較繁瑣，只能測量大樣品玻璃，不能測量小樣平玻璃，且需破壞玻璃樣品，重復性不好。以彈性模量測量為例，一般常見的光學平板玻璃的彈性模量的測量方法主要有靜力學測試法、動力學測試法等。在靜力學測試法中，因為玻璃是脆性材料，硬度和剛度都不是很高，所以玻璃受到彎曲和扭轉很容易破壞，測量的重復性較差，精度不高，用于在實驗室研究等方面所用到的光學平板玻璃樣品均為小樣品，小樣品光學平板玻璃泊松比的測量更是困難。動力學測試法對于材料的頻率測定要求較高，一般很難達到實驗所要求的精度。而且基于以上方法的測量過程比較繁瑣，適用范圍比較小。

現有的牛頓環應力測量裝置(專利名稱為：《一種牛頓環應力測量裝置》，申請號為：201610247746.1，公告號：CN105865686B，公告號：2018-04-03)，可以精確測量由于螺絲松緊造成的玻璃體發生形變時受到的應力，但不能進行圖像采集以及圖像處理。

中國專利《一種利用光干涉法測量光學平板玻璃彈性模量的方法》(申請號為：201611146179.7，公告號：CN106769459B，公告號：2019-07-30)，用于測量小樣品光學平板玻璃的彈性模量，人為通過讀數顯微鏡讀取在該應力下牛頓環干涉圖像中心黑斑的直徑Q，然后計算出黑斑的半徑r，計算彈性模量E，其測量過程較慢、耗費人力，且其測量計算彈性模量E的力學模型復雜。

本發明基于上述問題提出了一種基于圖像處理的光學平板玻璃彈性模量快速測量方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于圖像處理的光學平板玻璃彈性模量快速測量方法，解決了現有技術中存在的光學平板玻璃彈性模量測量過程復雜的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種基于圖像處理的光學平板玻璃彈性模量快速測量方法，在一種牛頓環應力測量裝置的讀數顯微鏡目鏡處安裝攝像頭，攝像頭連接有計算機，具體按照以下步驟實施：

步驟1，在彈性范圍內，調節螺絲給平凸透鏡施加應力，并通過應力顯示儀顯示應力傳感器測量的施加到光學平板玻璃的中心應力P，記錄中心應力P的大小；

步驟2，保持步驟1中的中心應力不變，利用鈉光源發出鈉光，鈉光經45°反射鏡反射后垂直入射到平凸透鏡上，通過攝像頭獲取讀數顯微鏡目鏡處的該應力下的牛頓環干涉圖像，并將圖像傳輸給計算機；

步驟3，通過標準牛頓環的標定，獲得圖像單位像素對應的實際長度值L₀；

步驟4，利用步驟3計算的圖像單位像素對應的實際長度值L₀，測量牛頓環光干涉圖像中心黑斑半徑r；

步驟5，重復步驟1、2、4，得到不同應力P_i情況下牛頓環干涉圖像中心黑斑的半徑r_i(i＝1，2，…，n)；