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偏光應(yīng)力儀標(biāo)準(zhǔn)及原理

閱讀:1282      發(fā)布時間:2023-2-28
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    偏光應(yīng)力儀,也稱玻璃制品應(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(bǔ)償方法,因此數(shù)顯偏光應(yīng)力儀不僅可以根據(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)確定量測量玻璃制品的內(nèi)應(yīng)力數(shù)值。

    數(shù)顯偏光應(yīng)力儀采用高清晰LED數(shù)字顯示屏直接顯示測量數(shù)據(jù),可以同時顯示測量角度和光程差數(shù)值,使測量直觀易讀。

    本儀器適合光學(xué)儀器廠、玻璃廠、玻璃制品廠、玻璃儀器廠、實(shí)驗(yàn)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。

    本儀器可用于判定透明注塑制品殘余應(yīng)力分布,有助于優(yōu)化模具設(shè)計及提高注塑工藝。

測試儀器:

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 符合標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)顯偏光應(yīng)力儀在出廠前已嚴(yán)格調(diào)試,開機(jī)即可使用,符合或滿足如下標(biāo)準(zhǔn)(包括但不限于)的要求:

l GB/T 4545  《玻璃瓶罐內(nèi)應(yīng)力檢驗(yàn)方法》

l GB/T 12415 《藥用玻璃容器內(nèi)應(yīng)力檢驗(yàn)方法》

l GB/T 15726 《玻璃儀器內(nèi)應(yīng)力檢驗(yàn)方法》

l GB/T 18144 《玻璃應(yīng)力測試方法》

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 JC/T 655   《石英玻璃制品內(nèi)應(yīng)力檢驗(yàn)方法》

l JC/T 915   《熱彎玻璃》

l ASTM C148 (Standard Test Methods for Polariscopic Examination of Glass Containers)(玻璃容器偏振鏡檢查的試驗(yàn)方法)

測量原理

1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(diǎn)雙折射光程差也不一致,結(jié)果視場中各點(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。

2定量測量原理(Senarmont 補(bǔ)償法)

(1)由光源(7)發(fā)出的白光,通過起偏鏡(14),光線形成線偏振光。線偏振光通過有雙折射光程差的被測玻璃試件(18)和1/4波片后其振動方向?qū)⑿D(zhuǎn)一個角度,角度θ的數(shù)值(單位為度)與被測試件的雙折射光程差δ成正比,其關(guān)系式:

image.png

即,當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度θ=1°時,光程差

δ=3.14×θ=3.14(nm)   -----------(公式 ③)

如果被測試件不在光路中,當(dāng)檢偏鏡處(3)于零位時,起偏鏡發(fā)出的線偏振光完quan不能通過檢偏鏡,因此觀測者看到暗視場?,F(xiàn)在由于被測試件和1/4波片的作用使線偏振光旋轉(zhuǎn)了θ角。顯然檢偏鏡也必須作相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)才能恢復(fù)暗場。這時由角度編碼器(4)測得的旋轉(zhuǎn)角度值(檢偏鏡每旋轉(zhuǎn)1°相當(dāng)于光程差3.14 納米),可以代入由公式③即可算出被測試件的光程差δ(光程差也可以直接從顯示窗讀出)。

玻璃試樣內(nèi)部的應(yīng)力分布不是均勻一致的,與此相對應(yīng),試件各部位的雙折射光程差也是不一致的。因此,測量試件中不同部位,將得到不同的光程差數(shù)值。

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