[发明专利]一种基于光干涉法测玻璃体应力的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于应用光学设备技术领域，涉及一种基于光干涉法测玻璃体应力的测量方法。

背景技术

控制应力是玻璃生产工艺中极其重要的一环，应用适当热处理来控制应力的方法已为玻璃技术人员所熟知。然而，传统的经验性估计已越来越不适应当今社会对玻璃制品质量的要求。为了低成本方便快速地实现玻璃的全面质量控制，必须采用应力检测方法来稳定生产及产品质量，因此精确地测量玻璃的应力是非常必要和有意义的。

目前，测量光学玻璃应力的方法主要有：干涉色法，Senamont定量测量法和光谱扫描法。干涉色法只能定性和半定性地测量应力；Senamont定量测量法要求玻璃的主应力方向与偏振方向成45°角，且系统对四分之一波片的精度要求很高；光谱扫描法测试系统复杂，成本高。本发明方法以光的干涉原理、平板理论及牛顿环实验为理论和测量依据，使用一种基于光干涉法测量玻璃体应力的测量装置，提出一种基于牛顿环实验的无损快速测量方法，测量方法原理简单，测量系统易于操作，测量重复性好。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光干涉法测玻璃体应力的测量方法，测量方法原理简单，测量系统易于操作，无损快速测量。

本发明所采用的技术方案是，一种基于光干涉法测玻璃体应力的测量方法，采用的测量装置的结构为：包括外支撑架部、牛顿环仪部、砝码托盘部；

外支撑架部包括圆形的上端盖，上端盖通过铝杆a与圆形的下端盖连接，上端盖的中心设有与上端盖同轴的圆形凹槽；

牛顿环仪部包括底盖，底盖上表面设置有与底盖同轴的环形凸台，底盖的上方设置有压盖，压盖的下表面设置有与底盖的凸台相匹配的凹槽，压盖与底盖之间设置有平凸透镜和平板玻璃，平凸透镜嵌入压盖的凹槽内，平板玻璃嵌入底盖的凸台上，且平板玻璃与底盖之间有间隙，底盖嵌入上端盖的凹槽内；

砝码托盘部包括铝杆b，铝杆b的一端依次穿过上盖和压盖，铝杆b通过螺母与压盖连接，铝杆b的另一端连接有底盘；

上端盖的半径和下端盖的半径相等；

压盖的凹槽的半径不小于底盖的凸台的外径；

铝杆a和铝杆b均不少于3根；

铝杆a通过螺纹分别与上端盖、下端盖连接；

铝杆b的半径小于铝杆b穿过压盖开孔的半径；

铝杆b与底盘通过螺栓连接；

具体按照以下步骤实施：

步骤1、在压盖1的轴心上方放置与水平面成45度夹角的反射镜12，反射镜12的上方放置读数显微镜13，反射镜12的水平入射方向放置钠光源11；

步骤2、在底盘9上放置U型砝码；

步骤3、利用钠光源11发出钠黄光，钠黄光照到反射镜12，光线经过45度反射后，垂直入射到平凸透镜3中，经平凸透镜3的下表面和平板玻璃10的上表面反射的光线产生干涉条纹，再通过反射镜12上方设置的读数显微镜13得到干涉条纹的暗环对应的半径，然后通过受力分析和平板理论计算得到平板玻璃10受到的应力。

本发明的特点还在于：

所述步骤3中计算平板玻璃10受到的应力的具体过程为：

在距平板玻璃10中心的距离为r处，平板玻璃10的挠度ω为：

ω=σ8πDr2lg(r/a)+C3r2+C4---(1)]]>

其中，D为平板的挠曲刚度，a表示平板玻璃10的半径，σ表示平板玻璃10所受的应力；

平板玻璃10边缘简支时，