[发明专利]一种快速测量光学平板玻璃弯曲刚度的方法

说明书

本发明公开了一种快速测量光学平板玻璃弯曲刚度的方法，在读数显微镜目镜处安装摄像头，摄像头连接有计算机，具体为：调节螺丝给平凸透镜施加应力P；保持应力不变，调整牛顿环测量装置，获取该应力下的牛顿环干涉图像；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；测量牛顿环光干涉图像中心黑斑半径r；调节不同的应力值获取牛顿环干涉图像，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；计算不同应力变形情况下光学平板玻璃的弯曲刚度D_i，获得光学平板玻璃的弯曲刚度测量值D。本发明解决了现有技术中存在的光学平板玻璃弯曲刚度测量过程复杂的问题。

技术领域

本发明属于光学设备技术领域，涉及一种快速测量光学平板玻璃弯曲刚度的方法。

背景技术

玻璃应用领域广泛，玻璃的力学参数决定了玻璃的应用特征和质量，玻璃的力学参数主要有弹性模量、弯曲刚度和泊松比等，但是，玻璃力学参数的传统测量方法测量过程比较繁琐，只能测量大样品玻璃，不能测量小样平玻璃，且需破坏玻璃样品，重复性不好。以弯曲刚度测量为例，一般常见的光学平板玻璃的弯曲刚度的测量方法主要有静态刚度测量法、谐振激励测量法等。静态刚度测量法是通过确定施加于弹挠性零上的力矩和转角(或力和位移)的大小，直接用胡克定律算出弯曲刚度值，因为玻璃是脆性材料，硬度和刚度都不是很高，所以受到弯曲和扭转很容易破坏，测量的重复性较差，精度不高。谐振激励测量法虽然采用波形分析法和频谱分析得出的弹挠性元件的自然谐振频率的测试精度非常高，但是将该频率转换为刚度系数时所建立的测量模型非常复杂，其准确度无法得到保证，此方法有待进一步研究。而且基于以上方法的测量过程比较繁琐，适用范围比较小。

现有的牛顿环应力测量装置(专利名称为：《一种牛顿环应力测量装置》，申请号为：201610247746.1，公告号：CN105865686B，公告号：2018-04-03)，可以精确测量由于螺丝松紧造成的玻璃体发生形变时受到的应力，但不能进行图像采集以及图像处理。

中国专利《一种利用光干涉法测量光学平板玻璃弯曲刚度的方法》(申请号为：201611146179.7，公告号为：CN106769459B，公告号：2019-07-30)，用于测量小样品光学平板玻璃的弯曲刚度，人为通过读数显微镜读取在该应力下牛顿环干涉图像中心黑斑的直径Q，然后计算出黑斑的半径r，计算弯曲刚度D，其测量过程较慢、耗费人力，且其测量计算弯曲刚度D的力学模型复杂。

本发明基于上述问题提出了一种快速测量光学平板玻璃弯曲刚度的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速测量光学平板玻璃弯曲刚度的方法，解决了现有技术中存在的光学平板玻璃弯曲刚度测量过程复杂的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种快速测量光学平板玻璃弯曲刚度的方法，在一种牛顿环应力测量装置的读数显微镜目镜处安装摄像头，摄像头连接有计算机，具体按照以下步骤实施：

步骤1，在弹性范围内，调节螺丝给平凸透镜施加应力，并通过应力显示仪显示应力传感器测量的施加到光学平板玻璃的中心应力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，利用钠光源发出钠光，钠光经45°反射镜反射后垂直入射到平凸透镜上，通过摄像头获取读数显微镜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；

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；

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；

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)；