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技術(shù)文章

偏光應力儀的使用方法

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    玻璃制品應力檢查儀是應用偏振光干涉原理檢查玻璃內應力或晶體雙折射效應的儀器。由于儀器備有靈敏色片,并應用1/4波片補償方法,因此本儀器不僅可以根據偏振場(chǎng)中的干涉色序,定性或半定量地測量玻璃的內應力,還可以準確定量測量玻璃的內應力數值。

檢測設備:

SG-03數顯偏光應力儀1.jpg

                                    SG-03偏光應力儀

本儀器適合光學(xué)儀器廠(chǎng)、玻璃廠(chǎng)、玻璃制品廠(chǎng)、實(shí)驗室使用,用于測量各類(lèi)玻璃制品、光學(xué)玻璃、透明塑料制品及其它光學(xué)材料應力值的測量。

本產(chǎn)品在出廠(chǎng)前已嚴格調試,符合國內外相關(guān)標準的規定,包括:

l GB/T 4545  《玻璃瓶罐內應力檢驗方法》

l GB/T 12415 《藥用玻璃容器內應力檢驗方法》

l GB/T 15726 《玻璃儀器內應力檢驗方法》

l JC/T 655   《石英玻璃制品內應力檢驗方法》

l YBB00162003 《國家藥品包裝容器(材料)方法標準 內應力測定法》

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

相對傳統度盤(pán)式應力儀及數顯應力儀,SG-03進(jìn)行了針對性改進(jìn),提高了測量精度和應用體驗,具有測量精度高、無(wú)需校零及綠色節能等*特點(diǎn):

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顯示屏雙數值顯示:本產(chǎn)品顯示窗采用高清晰LED顯示屏,可同時(shí)顯示測量角度及光程差數值,用戶(hù)可直觀(guān)獲得所需數據,使測量直觀(guān)易讀。

l 暗視場(chǎng)無(wú)需校準:本產(chǎn)品在出廠(chǎng)前對暗視場(chǎng)進(jìn)行了精確校對。由于采用了絕對式編碼器,偏振場(chǎng)的暗視場(chǎng)總是處于零角度點(diǎn),因此無(wú)需用戶(hù)校對零點(diǎn),避免了人為校對暗視場(chǎng)造成的誤差。

l 綠色節能:本產(chǎn)品采用了更加節能環(huán)保的LED光源,相對傳統光源節能80%以上。

 主要技術(shù)參數

測量精度

± 2nm

lingwu差

± 2nm

光程差示值

0.1nm

角度示值

0.1°

偏振場(chǎng)直徑

150mm

視場(chǎng)光亮度

>120cd/m2

檢偏鏡旋轉角度

360°(±180°)

偏振場(chǎng)間距調整范圍

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(chǎng)中便會(huì )出現干涉色,一定的干涉色對應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(chǎng)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,干涉色也將相應地發(fā)生變化。根據干涉色查表(一)得到組合的光程差δ′數值,由下面公式可標出附加試件的光程差δ:

1、當附加試件的快軸與全波片的快軸互相平行時(shí):

 δ= δ′- 565(納米)—————————— (公式 ①)

2、當附加試件的快軸與全波片的慢軸互相平行時(shí):

   δ= 565 -δ′(納米)—————————— (公式 ②)

(2)有應力的玻璃試件也是雙折射物質(zhì),將這樣的試件放入應力檢查光路中也會(huì )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力不是均勻分布的。因此,試件各點(diǎn)雙折射光程差也不一致,結果視場(chǎng)中各點(diǎn)的干涉色變化情況也不相同。但對于試件中某一確定的點(diǎn)來(lái)說(shuō)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(shí);即使沒(méi)有全波片,也可以進(jìn)行測量。這時(shí)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,根據表(一)即可查出被測試件光程差數值。

5 測量方法

5.1 測量之前

1、 根據被測量制品的長(cháng)短,調整檢偏鏡與起偏鏡之間的距離。松動(dòng)鎖緊螺釘(16)并拉動(dòng)導桿(18)上下移動(dòng),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(kāi)關(guān)(12)。此時(shí)儀器光源打開(kāi),數值顯示窗顯示相關(guān)數據。

5.2 定性測量

1. 注意:定性測量前,需要通過(guò)旋轉波片切換旋鈕(4),將全波片(3)置入視場(chǎng)。旋轉檢偏鏡座(1),使數值顯示窗(10)顯示角度為0(同時(shí)光程差也顯示為0)。此時(shí),通過(guò)檢偏鏡(2)觀(guān)察視場(chǎng),視場(chǎng)為紫紅色。本儀器在出廠(chǎng)前已經(jīng)將光路調試正確。

2. 將試件置入干涉視場(chǎng)中,通過(guò)檢偏鏡觀(guān)察被測試件整個(gè)表面,根據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(chǎng)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(shuō)明退火質(zhì)量良好。如果試件某些部位上干涉色變化較大(例如出現綠色或黃色)說(shuō)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動(dòng)試件,一面觀(guān)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(jiàn)后面表一(由其中一位置到另一位置,試樣約需轉動(dòng)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。

試件轉動(dòng) 90°后同一部位將處于zui低色序位置,通過(guò)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,這一數值是全波片光程差與試件光程差相減的結果(由于試件轉了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(gè)固定數值,然而測得兩個(gè)δ值卻有相當大的出入,這是由人眼判別顏色的主觀(guān)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(shí),需要通過(guò)旋轉波片切換旋鈕(4),將1/4波片(5)置入視場(chǎng)。旋轉檢偏鏡座(1),使數值顯示窗(10)顯示角度為0(同時(shí)光程差也顯示為0)。此時(shí),通過(guò)檢偏鏡(2)觀(guān)察視場(chǎng),視場(chǎng)為暗視場(chǎng)。如圖3所示。

 無(wú)試件時(shí)切換到1/4波片觀(guān)察

2. 被測試件雙折射光程差δ不大于1級條紋時(shí),在應力檢查儀視場(chǎng)中沒(méi)有明顯的干涉色。當檢偏鏡處于零位時(shí),在試件中部和靠近上下表面處均有較亮區域,被兩根暗條紋隔開(kāi),旋轉檢偏鏡,使兩暗條紋向試件中部移動(dòng)并重合,通過(guò)數值顯示窗(10)可以直接讀出被測試件的光程差數值。


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