玻璃表面應力檢測裝置制造方法及圖紙

本申請公開了一種玻璃表面應力檢測裝置，其包括：照明單元，用于提供偏振照明光，該照明單元包括光源；檢測棱鏡，其具有用于與被檢測玻璃的表面貼合以進行檢測的檢測表面；和成像單元，其包括沿光路依次設置的石英楔、檢偏振片和透鏡組，其中，所述照明單元還包括柱面鏡，該柱面鏡設置在所述光源和所述檢測棱鏡之間，具有正的徑向屈光力，并且柱面鏡布置為使得其軸向垂直于所述至少部分光與所述檢測表面的法線共同所在的光路法線平面。柱面鏡將照明光會聚，使入射到檢測棱鏡的檢測表面上的光具有包含了全反射臨界角的不同入射角，使得能夠減輕甚至省去了人工調(diào)節(jié)入射角的工作，并使得玻璃表面應力檢測裝置的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本公開涉及一種光學檢測裝置，具體地，涉及一種玻璃表面應力檢測裝置。
技術(shù)介紹
玻璃板是日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中都常見的材料。為了衡量玻璃板質(zhì)量、確保玻璃板使用的安全，經(jīng)常需要對玻璃板中的應力進行測量。為了檢測玻璃板應力，在國標等標準中規(guī)定，采用雙折射的方式測量玻璃的表面應力，以表征玻璃內(nèi)部的應力水平。目前，實際使用中，測定玻璃表面應力的方式主要有：微分表面折射法DSR(DifferentialSurfaceRefractometry)、表面掠角偏光法GASP(GrazingAngleSurfacePlarimetry)，以及近期愛沙尼亞推出了透射激光的方法。其中GASP方式對表面應力比較低的鋼化玻璃具有較高的測量精度，適用于建筑上使用的半鋼化玻璃的表面應力檢測。GASP的測量原理是：入射偏振光束進入玻璃表面薄層，平行玻璃表面運行一段距離后離開玻璃，由于玻璃表面應力作用，光束產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，其光程差可借助石英楔精確測出。石英楔可制成多種精度等級，因此無論應力大小如何，GASP均可精確地予以測定。然而，現(xiàn)有的GASP方式的玻璃表面應力檢測裝置在測量過程中需要調(diào)節(jié)入射光角度以及入射點兩個自由度，在出射后需要調(diào)節(jié)反射鏡的位置以及角度，手動調(diào)整的部件較多，操作繁瑣，效率低，無法在強光下工作，適應能力低，并且設備體積大，攜帶不方便。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷或不足，本技術(shù)提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作容易的便攜式玻璃表面應力檢測裝置。根據(jù)本技術(shù)的實施例，提供了一種玻璃表面應力檢測裝置，其包括：照明單元，用于提供偏振照明光，該照明單元包括光源；檢測棱鏡，其具有用于與被檢測玻璃的表面貼合以進行檢測的檢測表面，來自所述照明單元的光中的至少部分光以全反射臨界角入射至所述檢測棱鏡的檢測表面，并在沿被檢測玻璃表面?zhèn)鞑ブ笥伤鰴z測表面從所述被檢測玻璃表面耦合導出；和成像單元，其包括沿光路依次設置的石英楔、檢偏振片和透鏡組，該成像單元布置成接收來自所述檢測棱鏡的光并形成檢測圖像，其中，所述照明單元還包括柱面鏡，該柱面鏡設置在所述光源和所述檢測棱鏡之間，具有正的徑向屈光力，并且柱面鏡布置為使得其軸向垂直于所述至少部分光與所述檢測表面的法線共同所在的光路法線平面。優(yōu)選地，所述光源可以包括激光器和準直擴束鏡，所述準直擴束鏡擴大來自所述激光器的光束的直徑。優(yōu)選地，所述光源還可以包括設置在所述激光器與所述準直擴束鏡之間的折光系統(tǒng)，該折光系統(tǒng)將激光器與準直擴束鏡之間的光路折疊180度。優(yōu)選地，所述照明單元還可以包括沿光路設置在所述柱面鏡后面的起偏器。優(yōu)選地，所述照明單元還可以包括沿光路設置在所述光源與所述檢測棱鏡之間的光闌，用于遮擋入射至所述檢測表面的光中入射角小于全反射臨界角的至少部分光。更優(yōu)選地，所述光闌沿垂直于光路的方向是位置可調(diào)的。所述檢測棱鏡還可以包括對進入檢測棱鏡的光進行反射并將其引導到所述檢測表面的反射面。所述成像單元還可以包括設置在所述檢測棱鏡與所述石英楔之間的反射鏡以及用于調(diào)節(jié)該反射鏡位置和姿態(tài)的調(diào)節(jié)裝置。優(yōu)選地，玻璃表面應力檢測裝置還可以包括遮光外罩，所述照明單元、檢測棱鏡和成像單元容納在該遮光外罩中，并且所述遮光外罩形成有檢測孔，所述檢測棱鏡的檢測表面從所述檢測孔露出。優(yōu)選地，玻璃表面應力檢測裝置還可以包括圖像檢測單元，其檢測通過所述成像單元形成的圖像。優(yōu)選地，所述玻璃表面應力檢測裝置還可以包括：設置在所述遮光外罩內(nèi)的數(shù)據(jù)處理單元，所述圖像檢測單元與數(shù)據(jù)處理單元電連接；和形成在所述遮光外罩的表面上或支撐在所述遮光外罩上的顯示單元，該顯示單元電連接至所述數(shù)據(jù)處理單元，用于顯示所述檢測圖像。本技術(shù)中，通過加入柱面鏡將照明光會聚，使得入射到檢測棱鏡的檢測表面上的光具有不同的入射角，其中包含了臨界角，這樣使得能夠減輕甚至省去了人工調(diào)節(jié)入射角的工作。相應地，這樣可以省略用于調(diào)節(jié)入射角的部件，從而使得玻璃表面應力檢測裝置的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。附圖說明通過參照以下附圖所作的對非限制性實施例的詳細描述，本技術(shù)的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯，附圖中相同的附圖標記表示相同或相應的部件和特征。圖1為根據(jù)本技術(shù)實施例1的玻璃表面應力檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本技術(shù)實施例2的玻璃表面應力檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本技術(shù)實施例3的玻璃表面應力檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為根據(jù)本技術(shù)實施例4的玻璃表面應力檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關技術(shù)，而非對該技術(shù)的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與技術(shù)相關的部分。圖1為根據(jù)本技術(shù)實施例1的玻璃表面應力檢測裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，玻璃表面應力檢測裝置100包括：照明單元10、檢測棱鏡20和成像單元30。照明單元10用于提供偏振照明光。該照明單元包括光源。照明單元10還包括柱面鏡15，該柱面鏡15設置在光源和檢測棱鏡20之間，柱面鏡15布置為使得其軸向垂直于光路法線平面。這里光路法線平面指的是入射光線與法線共同所在的平面。檢測棱鏡20具有用于與被檢測玻璃的表面貼合以進行檢測的檢測表面20a，來自所述照明單元10的光中的至少部分光以全反射臨界角入射至檢測表面20a，并在沿被檢測玻璃表面?zhèn)鞑ブ笥伤鰴z測表面從所述被檢測玻璃表面20a耦合導出。成像單元30包括沿光路依次設置的石英楔32、檢偏振片33和透鏡組34。該成像單元30布置成接收來自檢測棱鏡20的光并形成檢測圖像。在所示示例中，來自光源的光束通過柱面鏡15將產(chǎn)生會聚的扇形會聚光束，扇形會聚光束被引導到檢測棱鏡20的檢測表面上。扇形會聚光束在進入檢測棱鏡20時具有不同的入射角，這些入射角中包含全反射臨界角。因此，通過柱面鏡產(chǎn)生扇形會聚光束使得入射到檢測棱鏡20的檢測表面20a上的光中的至少部分光具有全反射臨界角，這部分光可以被用于通過GASP方法檢測玻璃表面應力。相比于現(xiàn)有技術(shù)中的玻璃表面應力檢測裝置，根據(jù)本技術(shù)實施例的玻璃表面應力檢測裝置可以減輕甚至省卻調(diào)節(jié)光線入射檢測表面20a時的入射角的工作；相應地，也使得裝置的結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊。在圖1所示示例中，照明單元10中的光源包括激光器12和準直擴束鏡13。激光器12發(fā)出的激光單色性好、相干性好、方向性好、亮度高。準直擴束鏡13用于擴大來自激光器12的光束的直徑，從而使得進入柱面鏡15的光束為準直光束。然而，在此方面，本技術(shù)并不限于此；在根據(jù)本技術(shù)的玻璃表面應力檢測裝置中，光源也可以采取其它合適的形式。例如，光源可以包括單色LED，并且不限于使用準直擴束鏡。照明單元10還可以包括起偏器16，用于選擇一定偏振方向的光來照射檢測棱鏡20。所述一定偏振方向例如為與光路法線平面成近似45°的方向，但是并不限于此。起偏器16可以設置在檢測棱鏡之前的光路中的任何適當?shù)奈恢茫缛鐖D1所示設置在柱面鏡15和檢測棱鏡20之間。在光源包括激光器的情況下，可以使用或不使用起偏器16。檢測棱鏡20可以為三角棱鏡、入射面為圓弧型的矩形棱鏡等。圖1中示出的檢測棱鏡20為方形棱鏡。檢測棱鏡20具有用于與被檢測本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種玻璃表面應力檢測裝置，包括：照明單元，用于提供偏振照明光，該照明單元包括光源；檢測棱鏡，其具有用于與被檢測玻璃的表面貼合以進行檢測的檢測表面，來自所述照明單元的光中的至少部分光以全反射臨界角入射至所述檢測棱鏡的檢測表面，并在沿被檢測玻璃表面?zhèn)鞑ブ笥伤鰴z測表面從所述被檢測玻璃表面耦合導出；和成像單元，其包括沿光路依次設置的石英楔、檢偏振片和透鏡組，該成像單元布置成接收來自所述檢測棱鏡的光并形成檢測圖像，其特征在于，所述照明單元還包括柱面鏡，該柱面鏡設置在所述光源和所述檢測棱鏡之間，具有正的徑向屈光力，并且柱面鏡布置為使得其軸向垂直于所述至少部分光與所述檢測表面的法線共同所在的光路法線平面。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種玻璃表面應力檢測裝置，包括：照明單元，用于提供偏振照明光，該照明單元包括光源；檢測棱鏡，其具有用于與被檢測玻璃的表面貼合以進行檢測的檢測表面，來自所述照明單元的光中的至少部分光以全反射臨界角入射至所述檢測棱鏡的檢測表面，并在沿被檢測玻璃表面?zhèn)鞑ブ笥伤鰴z測表面從所述被檢測玻璃表面耦合導出；和成像單元，其包括沿光路依次設置的石英楔、檢偏振片和透鏡組，該成像單元布置成接收來自所述檢測棱鏡的光并形成檢測圖像，其特征在于，所述照明單元還包括柱面鏡，該柱面鏡設置在所述光源和所述檢測棱鏡之間，具有正的徑向屈光力，并且柱面鏡布置為使得其軸向垂直于所述至少部分光與所述檢測表面的法線共同所在的光路法線平面。2.如權(quán)利要求1所述的玻璃表面應力檢測裝置，其特征在于，所述光源包括激光器和準直擴束鏡，所述準直擴束鏡擴大來自所述激光器的光束的直徑。3.如權(quán)利要求2所述的玻璃表面應力檢測裝置，其特征在于，所述光源還包括設置在所述激光器與所述準直擴束鏡之間的折光系統(tǒng)，該折光系統(tǒng)將激光器與準直擴束鏡之間的光路折疊180度。4.如權(quán)利要求1所述的玻璃表面應力檢測裝置，其特征在于，所述照明單元還包括沿光路設置在所述柱面鏡后面的起偏器。5.如權(quán)利要求1所述的玻璃表面應力檢測裝置，其特征在于，所述照明單元還包括沿光...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李俊峰，
申請(專利權(quán))人：北京杰福科技有限公司，南通杰福光學儀器科技有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11