[发明专利]玻璃表面应力检测装置以及用于其的检测棱镜

说明书

本申请公开了一种玻璃表面应力检测装置以及用于其的检测棱镜。所述检测装置包括：照明单元；检测棱镜，其具有检测表面，至少部分光以全反射临界角入射至检测表面并在沿被检测玻璃表面传播之后由检测表面耦合导出；成像单元，用于形成检测图像；以及布置在所述照明单元和所述检测棱镜的检测表面之间的光路上的柱面反射镜，该柱面反射镜的柱面形状的轴向垂直于所述至少部分光与检测表面的法线共同所在的光路法线平面。所述柱面形状的反射面使光束发散或会聚，使入射到检测表面上的光具有包含全反射临界角的不同入射角，使得能够减轻甚至省去人工调节入射角的工作，并使装置的整体结构更加紧凑。

技术领域

本公开涉及一种光学检测装置，具体地涉及一种玻璃表面应力检测装置。

背景技术

玻璃板是日常生活和工业生产中都常见的材料。为了衡量玻璃板质量、确保玻璃板使用的安全，经常需要对玻璃板中的应力进行测量。为了检测玻璃板应力，在国标等标准中规定，采用双折射的方式测量玻璃的表面应力，以表征玻璃内部的应力水平。目前，实际使用中，测定玻璃表面应力的方式主要有：微分表面折射法DSR(Differential SurfaceRefractometry)、表面掠角偏光法GASP(Grazing Angle Surface Plarimetry)，以及近期爱沙尼亚推出了透射激光的方法。其中GASP方式对表面应力比较低的钢化玻璃具有较高的测量精度，适用于建筑上使用的半钢化玻璃的表面应力检测。

GASP的测量原理是：入射偏振光束进入玻璃表面薄层，平行玻璃表面运行一段距离后离开玻璃，由于玻璃表面应力作用，光束产生双折射现象，其光程差可借助光楔精确测出。光楔可制成多种精度等级，因此无论应力大小如何，GASP均可精确地予以测定。

然而，现有的GASP方式的玻璃表面应力检测装置在测量过程中需要调节入射光角度以及入射点两个自由度，在出射后需要调节反射镜的位置以及角度，手动调整的部件较多，操作繁琐，效率低，无法在强光下工作，适应能力低，并且设备体积大，携带不方便。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述缺陷或不足，本发明提供了一种结构简单、操作容易的便携式玻璃表面应力检测装置。

根据本发明的一个方面，提供一种玻璃表面应力检测装置，其包括：照明单元，用于提供偏振照明光；检测棱镜，其具有用于与被检测玻璃的表面贴合以进行检测的检测表面，来自所述照明单元的光中的至少部分光以全反射临界角入射至所述检测棱镜的检测表面，并在沿被检测玻璃表面传播之后由所述检测表面从所述被检测玻璃表面耦合导出；和成像单元，该成像单元布置成接收来自所述检测棱镜的光并形成检测图像，其中，所述玻璃表面应力检测装置还包括布置在所述照明单元和所述检测棱镜的检测表面之间的光路上的柱面反射镜，该柱面反射镜的柱面形状的轴向垂直于所述至少部分光与所述检测表面的法线共同所在的光路法线平面。

所述柱面反射镜可以是凸面柱面反射镜。

优选地，所述柱面反射镜是凹面柱面反射镜。

在一些实施例中，所述柱面反射镜为布置在所述照明单元与检测棱镜之间的反射镜。

优选地，所述检测棱镜构造为使得来自所述柱面反射镜的光入射检测棱镜之后直接照射到所述检测表面上。

所述检测棱镜可以包括导入棱镜、导出棱镜和设置在导入棱镜和导出棱镜之间的光阑，所述检测表面由所述导入棱镜和导出棱镜各自的彼此共面的表面形成。

在另一些实施例中，所述柱面反射镜可以由所述检测棱镜的、用于对进入检测棱镜的光进行反射并将其引导到所述检测表面的反射面构成。

优选地，所述检测棱镜包括导入棱镜、导出棱镜和设置在导入棱镜和导出棱镜之间的光阑，所述检测表面由所述导入棱镜和导出棱镜各自的彼此共面的表面形成，所述反射面形成在所述导入棱镜上。