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偏光应力仪标准及原理

更新时间:2023-02-28   点击次数:1243次

 偏光应力仪,也称玻璃制品应力检查仪,是应用偏振光干涉原理检查玻璃内应力或晶体双折射效应的仪器。由于仪器备有灵敏色片,并应用1/4波片补偿方法,因此数显偏光应力仪不仅可以根据偏振场中的干涉色序定性或半定量地测量玻璃的内应力,还可以准确定量测量玻璃制品的内应力数值。

    数显偏光应力仪采用高清晰LED数字显示屏直接显示测量数据,可以同时显示测量角度和光程差数值,使测量直观易读。

    本仪器适合光学仪器厂、玻璃厂、玻璃制品厂、玻璃仪器厂、实验室使用,用于测量各类玻璃制品、光学玻璃、透明塑料制品及其它光学材料应力值的测量。

    本仪器可用于判定透明注塑制品残余应力分布,有助于优化模具设计及提高注塑工艺。

测试仪器:

偏光应力SG-03.jpg

 符合标准

数显偏光应力仪在出厂前已严格调试,开机即可使用,符合或满足如下标准(包括但不限于)的要求:

l GB/T 4545  《玻璃瓶罐内应力检验方法》

l GB/T 12415 《药用玻璃容器内应力检验方法》

l GB/T 15726 《玻璃仪器内应力检验方法》

l GB/T 18144 《玻璃应力测试方法》

l YBB00162003 《国家药品包装容器(材料)方法标准内应力测定法》

l JC/T 655   《石英玻璃制品内应力检验方法》

l JC/T 915   《热弯玻璃》

l ASTM C148 (Standard Test Methods for Polariscopic Examination of Glass Containers)(玻璃容器偏振镜检查的试验方法)

测量原理

1定性测量原理

(1) 在正交的起偏镜与检偏镜之间放入双折射物质,视场中便会出现干涉色,一定的干涉色对应于一定的双折射光程差,其关系如表(一)所示。

位于起偏镜与检偏镜之间的全波片,其双折射光程差为565纳米(nm),由表(一)可查到视场中的干涉色为紫红色。

如果在正交偏振镜之间除了全波片以外再加试件,则二者的组合程差δ′将大于或小于565纳米,干涉色也将相应地发生变化。根据干涉色查表(一)得到组合的光程差δ′数值,由下面公式可标出附加试件的光程差δ:

1、当附加试件的快轴与全波片的快轴互相平行时:

 δ= δ′- 565(纳米)———————(公式 ①)

2、当附加试件的快轴与全波片的慢轴互相平行时:

   δ= 565 -δ′(纳米)———————(公式 ②)

(2)有应力的玻璃试件也是双折射物质,将这样的试件放入应力检查光路中也会引起干涉色的变化,就象上面所讲附加试件放入光路的情形一样,只是由于玻璃试件应力不是均匀分布的。因此,试件各点双折射光程差也不一致,结果视场中各点的干涉色变化情况也不相同。但对于试件中某一确定的点来说按上述方法【查表(一)得δ′后用公式①②计算】同样可求得其光程差δ。

(3)当被测玻璃试件的双折射光程差较大(例如,光程差大于300纳米)时;即使没有全波片,也可以进行测量。这时将被测试件放在正交起偏镜和检偏镜之间,可以看到明显的干涉色,根据表(一)即可查出被测试件光程差数值。

2定量测量原理(Senarmont 补偿法)

(1)由光源(7)发出的白光,通过起偏镜(14),光线形成线偏振光。线偏振光通过有双折射光程差的被测玻璃试件(18)和1/4波片后其振动方向将旋转一个角度,角度θ的数值(单位为度)与被测试件的双折射光程差δ成正比,其关系式:

image.png

即,当旋转角度θ=1°时,光程差

δ=3.14×θ=3.14(nm)   -----------(公式 ③)

如果被测试件不在光路中,当检偏镜处(3)于零位时,起偏镜发出的线偏振光完quan不能通过检偏镜,因此观测者看到暗视场。现在由于被测试件和1/4波片的作用使线偏振光旋转了θ角。显然检偏镜也必须作相应的旋转才能恢复暗场。这时由角度编码器(4)测得的旋转角度值(检偏镜每旋转1°相当于光程差3.14 纳米),可以代入由公式③即可算出被测试件的光程差δ(光程差也可以直接从显示窗读出)。

玻璃试样内部的应力分布不是均匀一致的,与此相对应,试件各部位的双折射光程差也是不一致的。因此,测量试件中不同部位,将得到不同的光程差数值。

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