[发明专利]一种快速测量光学平板玻璃弯曲刚度的方法

权利要求书

1.一种快速测量光学平板玻璃弯曲刚度的方法，其特征在于，在一种牛顿环应力测量装置的读数显微镜(2)目镜处安装摄像头(12)，所述摄像头(12)连接有计算机(13)，所述一种牛顿环应力测量装置包括底座(6)，底座(6)的凹槽中放置有应力传感器(7)，应力传感器(7)的探头高于底座(6)的凹槽上表面，应力传感器(7)的探头上放置有光学平板玻璃(10)，光学平板玻璃(10)上放置有平凸透镜(11)，平凸透镜(11)的凸面与光学平板玻璃(10)接触，光学平板玻璃(10)除与平凸透镜(11)和应力传感器(7)接触外不与其他任何部件接触，应力传感器(7)、光学平板玻璃(10)、平凸透镜(11)同轴，平凸透镜(11)的平面边缘上放置有上盖(5)，上盖(5)通过螺丝(4)与底座(6)连接，螺丝(4)拧紧的过程中，上盖(5)不会与底座(6)相接触，即上盖(5)与底座(6)之间有空隙；应力传感器(7)的信号线穿过底座(6)上的通孔(8)与应力显示仪(9)连接，应力显示仪(9)用于显示应力传感器(7)采集到的应力，具体按照以下步骤实施：

步骤1，在弹性范围内，调节螺丝(4)给平凸透镜(11)施加应力，并通过应力显示仪(9)显示应力传感器(7)测量的施加到光学平板玻璃(10)的中心应力P，记录中心应力P的大小；

步骤2，保持步骤1中的中心应力不变，利用钠光源(1)发出钠光，钠光经45°反射镜(3)反射后垂直入射到平凸透镜(11)上，通过摄像头(12)获取读数显微镜(2)目镜处的该应力下的牛顿环干涉图像，并将图像传输给计算机(13)；

步骤3，通过标准牛顿环的标定，获得图像单位像素对应的实际长度值L₀，具体为：

步骤3.1，通过计算机获取标准牛顿环图像

制作标准牛顿环，取下步骤2中的牛顿环仪，并将标准牛顿环放置在原来牛顿环仪对应的位置重复步骤2，通过计算机获取标准牛顿环图像；

步骤3.2，测量标准牛顿环图像的黑斑面积

对经步骤3.1获取的标准牛顿环图像依次通过图像预处理、图像增强处理、灰度转换、二值图像转换、二值图像取反、图像反光背景去除以及霍夫圆检测获取标准牛顿环图像中心黑斑像素面积；

步骤3.3，标定图像单位像素对应的实际长度值

已知标准牛顿环黑斑半径是R₀，单位：mm，标准牛顿环黑斑对应的图像黑斑像素半径为r₀，单位：pixel，像素面积是S₀，单位：pixel²，则S₀＝πr₀²，则得标准牛顿环像素半径r₀，单位：pixel，与黑斑图像像素面积S₀，单位：pixel²，对应的关系式：

则图像单位像素对应的实际长度值L₀，单位：mm/pixel，为：

步骤4，利用步骤3计算的图像单位像素对应的实际长度值L₀，测量牛顿环光干涉图像中心黑斑半径r，具体为：

依据步骤3.2的方法获得经步骤2获得的牛顿环干涉图像黑斑的像素面积S₁，单位：pixel²，计算图像黑斑的像素半径a₁，单位：pixel，

则牛顿环干涉图像黑斑半径的实际测量值r，单位：mm，为：

r＝L₀a₁ (4)；

步骤5，重复步骤1、2、4，得到不同应力P_i情况下牛顿环干涉图像中心黑斑的半径r_i，i＝1，2，…，n；

步骤6，根据步骤5测得的数据，得到不同应力变形情况下光学平板玻璃的弯曲刚度D_i，i＝1，2，…，n，取平均值获得光学平板玻璃的弯曲刚度测量值D，具体为：

步骤6.1，根据步骤5得到不同应力P_i情况下牛顿环干涉图像中心黑斑的半径r_i，i＝1，2，…，n，计算不同应力变形情况下光学平板玻璃的弯曲刚度D_i：

其中，P_i为光学平板玻璃的中心应力，r_i为牛顿环干涉图像黑斑的半径，R为平凸透镜的标准曲率半径，h为光学平板玻璃的厚度；

步骤6.2，光学平板玻璃的弯曲刚度测量值D为：