一种光学玻璃应力测试装置和数字化测试方法与流程

专利2025-06-25  11


本发明涉及光学玻璃检测,特别涉及一种光学玻璃应力测试装置和数字化测试方法。


背景技术:

1、透明制品如普通玻璃、有机玻璃、pet塑料等在光学领域的使用频率逐渐增多,由于生产工艺的特殊性,这类制品在做成形时,均需要进行对应的退火工艺,退火工艺的好坏,直接决定了产品的强度及寿命,退火不均匀或者不完全均匀会导致产品内有残余内应力产生,这种残余内应力通常是极不均匀的,会降低玻璃制品的机械强度和热稳定性,影响玻璃制品的安全使用,当残余内应力值超过极限时,制品甚至会发生自爆现象。对于光学玻璃,由于残余内应力的存在,导致加工好的光学零件表面会随时间慢慢变形,严重影响了成像质量,残余内应力的大小也成为光学玻璃光学性能的重要指标之一。因而,为保证玻璃制品的使用性能,玻璃的残余内应力要控制在合理范围内,这就要求对玻璃的残余内应力进行检测。

2、在相关技术中,通常采用应力双折射法对光学玻璃的应力进行测试,通过在样品的通光面上做好划线等测量标记,利用偏振光由通光面射入。在位于样品后方的检偏器处于零位状态时观察被测样品,会发现干涉暗带,通过转动检偏器使干涉暗带向测量标记靠拢并重合后,通过检偏器后端的偏光应力仪对光程差进行读取,以获取样品的测试应力。

3、采用相关技术中的传统测试方式,其在进行光程差数据的获取时,对于干涉暗带的重合需要测试人员通过肉眼进行观察判断,由于光学玻璃锁产生的干涉暗带通常为宽窄不一的像,通过肉眼进行观察容易因主观因素导致误差较大,进而影响对于检偏器转动角度,以及最后的光程差数据获取准确度,造成光学玻璃应力测试结构精确度差。


技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种光学玻璃应力测试装置和数字化测试方法,能够减少光学玻璃应力测试过程中数据获取的误差,提高测试精确度。所述技术方案如下:

2、第一方面,本发明实施例提供了一种光学玻璃应力测试装置,包括:光源、漫射滤光片、起偏器、定量波片、检偏器、圆光栅、ccd成像捕捉器、待测玻璃条料和上位机,

3、所述光源、所述漫射滤光片、所述起偏器、所述定量波片、所述检偏器、所述圆光栅和所述ccd成像捕捉器沿水平方向依次间隔布置,所述圆光栅与所述检偏器被配置为进行同步轴向旋转,所述圆光栅的最小转动角度小于所述检偏器的最小转动角度,所述待测玻璃条料设置于所述起偏器和所述定量波片之间,所述上位机用于基于所述圆光栅的转动角度和所述ccd成像捕捉器获取的图像进行所述待测玻璃条料的应力计算。

4、可选地,所述圆光栅的最小转动角度为0.5°。

5、可选地,所述光学玻璃应力测试装置还包括驱动电机和角度显示器,所述驱动电机被配置为驱动所述圆光栅与所述检偏器同步轴向旋转,所述角度显示器与所述驱动电机连接,用于读取所述圆光栅的转动角度。

6、可选地,所述漫射滤光片的峰值波长范围为535至545nm。

7、可选地,所述定量波片为λ/4波片。

8、可选地,所述起偏器和所述检偏器均为线偏振片。

9、第二方面,本发明实施例提供了一种数字化测试方法,基于前述第一方面所述的光学玻璃应力测试装置实现,所述数字化测试方法包括:

10、将所述待测玻璃条料设置于所述起偏器和所述定量波片之间,利用所述ccd成像捕捉器获取所述待测玻璃条料的图像;

11、基于所述待测玻璃条料的通光宽度和通光厚度,利用计算机测试软件在所述待测玻璃条料的图像上生成虚拟直条标记;

12、利用所述光源向所述待测玻璃条料的通光面发光以形成测试光路,经由所述漫射滤光片和所述起偏器形成偏振光,利用所述ccd成像捕捉器获取所述待测玻璃条料上的通光暗带图像信息,并将所述通光暗带生成反馈于所述待测玻璃条料的图像上;

13、同步转动所述检偏器和所述圆光栅,并通过所述ccd成像捕捉器进行同步取样,直至所述通光暗带与所述虚拟直条标记重合,利用所述上位机基于所述圆光栅的转动角度计算所述待测玻璃条料的应力数据。

14、可选地,在所述待测玻璃条料的通光面上,所述虚拟直条标记与所述通光面一侧边缘的间距小于或等于所述通光面宽度的5%。

15、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:

16、采用本发明实施例所提供的光学玻璃应力测试装置,操作者只需要将待测玻璃条料放置于起偏器和定量波片,启动光源,并利用上位机驱动控制检偏器和圆光栅同步转动,并通过增设的ccd成像捕捉器对待测玻璃条料上经过应力双折射产生的干涉暗带移动图像进行拍摄即可进行应力数据的全自动定量测试。相比传统测试方式,该测试装置选用最小转动角度相对检偏器更小的圆光栅进行转动角度的获取,同时利用ccd成像捕捉器获取的图像,在上位机中利用测试软件对待测玻璃条料、虚拟直条标记、以及通光暗带条纹进行数字化生成处理和转动模拟,代替传统方法中通过人眼观察通光暗带与实体标记重合的判断方式,能够有效减少光学玻璃应力测试过程中数据获取的误差,提高测试精确度。



技术特征:

1.一种光学玻璃应力测试装置,其特征在于,包括:光源(1)、漫射滤光片(2)、起偏器(3)、定量波片(4)、检偏器(5)、圆光栅(6)、ccd成像捕捉器(7)、待测玻璃条料(8)和上位机(9),

2.根据权利要求1所述的一种光学玻璃应力测试装置,其特征在于,所述圆光栅(6)的最小转动角度为0.5°。

3.根据权利要求2所述的一种光学玻璃应力测试装置,其特征在于,所述光学玻璃应力测试装置还包括驱动电机(61)和角度显示器(62),所述驱动电机(61)被配置为驱动所述圆光栅(6)与所述检偏器(5)同步轴向旋转,所述角度显示器(62)与所述驱动电机(61)连接,用于读取所述圆光栅(6)的转动角度。

4.根据权利要求1所述的一种光学玻璃应力测试装置,其特征在于,所述漫射滤光片(2)的峰值波长范围为535至545nm。

5.根据权利要求1所述的一种光学玻璃应力测试装置,其特征在于,所述定量波片(4)为λ/4波片。

6.根据权利要求1所述的一种光学玻璃应力测试装置,其特征在于,所述起偏器(3)和所述检偏器(5)均为线偏振片。

7.一种数字化测试方法,基于如权利要求1至6任一项所述的光学玻璃应力测试装置实现,其特征在于,包括:

8.根据权利要求7所述的数字化测试方法,其特征在于,在所述待测玻璃条料(8)的通光面上,所述虚拟直条标记与所述通光面一侧边缘的间距小于或等于所述通光面宽度的5%。


技术总结
本发明提供了一种光学玻璃应力测试装置和数字化测试方法,属于光学玻璃检测技术领域。该光学玻璃应力测试装置包括光源、漫射滤光片、起偏器、定量波片、检偏器、圆光栅、CCD成像捕捉器、待测玻璃条料和上位机,光源、漫射滤光片、起偏器、定量波片、检偏器、圆光栅和CCD成像捕捉器沿水平方向依次间隔布置。圆光栅与检偏器被配置为进行同步轴向旋转,圆光栅的最小转动角度小于检偏器的最小转动角度。待测玻璃条料设置于起偏器和定量波片之间,上位机用于基于圆光栅的转动角度和CCD成像捕捉器获取的图像进行待测玻璃条料的应力计算。采用该光学玻璃应力测试装置和数字化测试方法能够减少光学玻璃应力测试过程中数据获取的误差,提高测试精确度。

技术研发人员:李辉,吴志强,朱大鹏,周芳魏
受保护的技术使用者:湖北戈碧迦光电科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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