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玻璃制品應(yīng)力檢查儀是應(yīng)用偏振光干涉原理檢查玻璃內(nèi)應(yīng)力或晶體雙折射效應(yīng)的儀器。由于儀器備有靈敏色片,并應(yīng)用1/4波片補償方法,因此本儀器不僅可以根據(jù)偏振場中的干涉色序,定性或半定量地測量玻璃的內(nèi)應(yīng)力,還可以準(zhǔn)確定量測量玻璃的內(nèi)應(yīng)力數(shù)值。
檢測設(shè)備:
SG-03偏光應(yīng)力儀
本儀器適合光學(xué)儀器廠、玻璃廠、玻璃制品廠、實驗室使用,用于測量各類玻璃制品、光學(xué)玻璃、透明塑料制品及其它光學(xué)材料應(yīng)力值的測量。
本產(chǎn)品在出廠前已嚴(yán)格調(diào)試,符合國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,包括:
l GB/T 4545 《玻璃瓶罐內(nèi)應(yīng)力檢驗方法》
l GB/T 12415 《藥用玻璃容器內(nèi)應(yīng)力檢驗方法》
l GB/T 15726 《玻璃儀器內(nèi)應(yīng)力檢驗方法》
l JC/T 655 《石英玻璃制品內(nèi)應(yīng)力檢驗方法》
l YBB00162003 《國家藥品包裝容器(材料)方法標(biāo)準(zhǔn) 內(nèi)應(yīng)力測定法》
l ASTM C148 (Standard Test Methods for Polariscopic Examination of Glass Containers)(玻璃容器偏振鏡檢查的試驗方法)
1 技術(shù)特色
相對傳統(tǒng)度盤式應(yīng)力儀及數(shù)顯應(yīng)力儀,SG-03進(jìn)行了針對性改進(jìn),提高了測量精度和應(yīng)用體驗,具有測量精度高、無需校零及綠色節(jié)能等先進(jìn)特點:
l 高精度測量:本產(chǎn)品采用高精度絕對式角度編碼器進(jìn)行測量,測量精度優(yōu)于2.0nm。
l LED顯示屏雙數(shù)值顯示:本產(chǎn)品顯示窗采用高清晰LED顯示屏,可同時顯示測量角度及光程差數(shù)值,用戶可直觀獲得所需數(shù)據(jù),使測量直觀易讀。
l 暗視場無需校準(zhǔn):本產(chǎn)品在出廠前對暗視場進(jìn)行了精確校對。由于采用了絕對式編碼器,偏振場的暗視場總是處于零角度點,因此無需用戶校對零點,避免了人為校對暗視場造成的誤差。
l 綠色節(jié)能:本產(chǎn)品采用了更加節(jié)能環(huán)保的LED光源,相對傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。
主要技術(shù)參數(shù)
測量精度 | ± 2nm |
復(fù)lingwu差 | ± 2nm |
光程差示值 | 0.1nm |
角度示值 | 0.1° |
偏振場直徑 | 150mm |
視場光亮度 | >120cd/m2 |
檢偏鏡旋轉(zhuǎn)角度 | 360°(±180°) |
偏振場間距調(diào)整范圍 | 50-250mm |
光源 | LED 色溫3500K |
功率 | <8W |
電壓 | AV 220V 50Hz |
總重量 |
測量原理:
定性測量原理
(1) 在正交的起偏鏡與檢偏鏡之間放入雙折射物質(zhì),視場中便會出現(xiàn)干涉色,一定的干涉色對應(yīng)于一定的雙折射光程差,其關(guān)系如表(一)所示。
位于起偏鏡與檢偏鏡之間的全波片,其雙折射光程差為565納米(nm),由表(一)可查到視場中的干涉色為紫紅色。
如果在正交偏振鏡之間除了全波片以外再加試件,則二者的組合程差δ′將大于或小于565納米,干涉色也將相應(yīng)地發(fā)生變化。根據(jù)干涉色查表(一)得到組合的光程差δ′數(shù)值,由下面公式可標(biāo)出附加試件的光程差δ:
1、當(dāng)附加試件的快軸與全波片的快軸互相平行時:
δ= δ′- 565(納米)—————————— (公式 ①)
2、當(dāng)附加試件的快軸與全波片的慢軸互相平行時:
δ= 565 -δ′(納米)—————————— (公式 ②)
(2)有應(yīng)力的玻璃試件也是雙折射物質(zhì),將這樣的試件放入應(yīng)力檢查光路中也會引起干涉色的變化,就象上面所講附加試件放入光路的情形一樣,只是由于玻璃試件應(yīng)力不是均勻分布的。因此,試件各點雙折射光程差也不一致,結(jié)果視場中各點的干涉色變化情況也不相同。但對于試件中某一確定的點來說按上述方法【查表(一)得δ′后用公式①②計算】同樣可求得其光程差δ。
(3)當(dāng)被測玻璃試件的雙折射光程差較大(例如,光程差大于300納米)時;即使沒有全波片,也可以進(jìn)行測量。這時將被測試件放在正交起偏鏡和檢偏鏡之間,可以看到明顯的干涉色,根據(jù)表(一)即可查出被測試件光程差數(shù)值。
5 測量方法
5.1 測量之前
1、 根據(jù)被測量制品的長短,調(diào)整檢偏鏡與起偏鏡之間的距離。松動鎖緊螺釘(16)并拉動導(dǎo)桿(18)上下移動,定好距離后要可靠鎖緊。
2、 將外接電源插頭插入220V 50Hz交流電使用,請確保用電安全。
3、按下電源開關(guān)(12)。此時儀器光源打開,數(shù)值顯示窗顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。
5.2 定性測量
1. 注意:定性測量前,需要通過旋轉(zhuǎn)波片切換旋鈕(4),將全波片(3)置入視場。旋轉(zhuǎn)檢偏鏡座(1),使數(shù)值顯示窗(10)顯示角度為0(同時光程差也顯示為0)。此時,通過檢偏鏡(2)觀察視場,視場為紫紅色。本儀器在出廠前已經(jīng)將光路調(diào)試正確。
2. 將試件置入干涉視場中,通過檢偏鏡觀察被測試件整個表面,根據(jù)干涉色定性地判斷退火質(zhì)量。如果被測試件放入光路后,視場的顏色基本不變(仍為紫紅色)或者只有輕微的變化(由暗紅到紫色)說明退火質(zhì)量良好。如果試件某些部位上干涉色變化較大(例如出現(xiàn)綠色或黃色)說明退火質(zhì)量差。
3. 如果有必要進(jìn)行半定量檢驗,可一面繞儀器光軸轉(zhuǎn)動試件,一面觀察干涉色的變化情況找出試件中干涉色變化較大的某一部位,并確定出最高色序與zuidi色序,見后面表一(由其中一位置到另一位置,試樣約需轉(zhuǎn)動90°),然后參照下列計算被測試樣雙折射光程差。
例:試件某一部位在最高色序位置呈天藍(lán)色,由表(一)查得試樣與全波片的組合光程差δ′= 664納米,它顯然是試樣與全波片光程差相加結(jié)果(試件快軸與全波片快軸互相平行)。將δ′帶入公式①得δ= 664–565 = 99納米。 試件轉(zhuǎn)動 90°后同一部位將處于zui低色序位置,通過檢偏鏡所看到的干涉色為褐黃色,由表一查得試件與全波片組合光程差δ′=430納米,這一數(shù)值是全波片光程差與試件光程差相減的結(jié)果(由于試件轉(zhuǎn)了90°其快軸與全波片慢軸相平行)將δ′帶入公式②得δ= 565 –430 = 135納米。 試件同一部位的光程差是一個固定數(shù)值,然而測得兩個δ值卻有相當(dāng)大的出入,這是由人眼判別顏色的主觀誤差以及誤差因素造成,則可以取平均值。 δ=1/2(99+135)=117.5納米 |
定量測試
1. 注意:定量測量時,需要通過旋轉(zhuǎn)波片切換旋鈕(4),將1/4波片(5)置入視場。旋轉(zhuǎn)檢偏鏡座(1),使數(shù)值顯示窗(10)顯示角度為0(同時光程差也顯示為0)。此時,通過檢偏鏡(2)觀察視場,視場為暗視場。如圖3所示。
無試件時切換到1/4波片觀察
2. 被測試件雙折射光程差δ不大于1級條紋時,在應(yīng)力檢查儀視場中沒有明顯的干涉色。當(dāng)檢偏鏡處于零位時,在試件中部和靠近上下表面處均有較亮區(qū)域,被兩根暗條紋隔開,旋轉(zhuǎn)檢偏鏡,使兩暗條紋向試件中部移動并重合,通過數(shù)值顯示窗(10)可以直接讀出被測試件的光程差數(shù)值。