偏光應(yīng)力儀的測(cè)試原理是什么

2023-05-12 11:05

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偏光應(yīng)力儀，也稱(chēng)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(chǎng)中的干涉色序定性或半定量地測(cè)量玻璃的內(nèi)應(yīng)力，還可以準(zhǔn)確定量測(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)，可以同時(shí)顯示測(cè)量角度和光程差數(shù)值，使測(cè)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(cè)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(yīng)力值的測(cè)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(jì)及提高注塑工藝。

測(cè)試儀器：

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(kāi)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(cè)試方法》

l YBB00162003 《國(guó)家藥品包裝容器（材料）方法標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)應(yīng)力測(cè)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(cè)量原理

1定性測(cè)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(xiàn)干涉色，一定的干涉色對(duì)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(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(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（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(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(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(chǎng)中各點(diǎn)的干涉色變化情況也不相同。但對(duì)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(jì)算】同樣可求得其光程差δ。

（3）當(dāng)被測(cè)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(cè)量。這時(shí)將被測(cè)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(cè)試件光程差數(shù)值。

2定量測(cè)量原理（Senarmont 補(bǔ)償法）

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

即,當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度θ=1°時(shí)，光程差

δ=3.14×θ=3.14(nm) -----------（公式 ③）

如果被測(cè)試件不在光路中，當(dāng)檢偏鏡處（3）于零位時(shí)，起偏鏡發(fā)出的線偏振光完quan不能通過(guò)檢偏鏡，因此觀測(cè)者看到暗視場(chǎng)?，F(xiàn)在由于被測(cè)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(chǎng)。這時(shí)由角度編碼器（4）測(cè)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(cè)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(duì)應(yīng)，試件各部位的雙折射光程差也是不一致的。因此，測(cè)量試件中不同部位，將得到不同的光程差數(shù)值。

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