[实用新型]钢化玻璃表面应力测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及应力检测装置，尤其涉及一种钢化玻璃表面应力测量仪。

背景技术

我们知道，钢化玻璃又称强化玻璃，它是一种预应力玻璃，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层压力，从而提高了承载能力，因而钢化玻璃广泛应用于建筑门窗、玻璃幕墙、电子仪表等领域。虽然经过钢化处理的玻璃由于产生应力从而提高了其承载力，但是这种应力通常是极不均匀的，会降低钢化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，严重时甚至会发生自爆现象。尤其是随着触控产业的蓬勃发展，触控产品本身的规格要求也日渐严格，由于触控面板是由外部施加压力去进行感应组件的运作方式从而达到使用效果，因此产品的机械抗压力是各大厂商的重要规范与指标。对于光学玻璃，较大应力的存在也严重影响了光学透光性及成像质量。因而，为保证钢化玻璃制品的使用性能，钢化玻璃的应力要控制在规定范围内，这就要求对钢化玻璃的表面应力进行检测。

目前市场上常见的钢化玻璃表面应力仪包括光源、折射棱镜、目镜、工业相机，折射棱镜位于光源的光线发射方向，目镜的一端位于折射棱镜的光折射方向，另一端连接工业相机，利用这种应力仪检测钢化玻璃表面应力时，将待测玻璃放置在棱镜表面使棱镜与其相贴合，光源发出的光入射到折射棱镜上，在折射棱镜与待测玻璃的接触面发生全反射。由于钢化玻璃表面存在应力，入射到玻璃表面的全反射光在应力层的作用下会产生双折射，形成两束偏振方向互相垂直的光束，该两束光束通过目镜、工业相机后被转换成便于识别的两组亮、暗条纹相间的条纹列，通过对比两组条纹列中相应亮条纹或暗条纹之间的位置对应关系计算玻璃表面的应力。然而，利用现有应力仪测量钢化玻璃表面应力时，虽然光源发出的光经折射棱镜与待测玻璃的接触面发生全反射之后可以得到干涉条纹图像，但是由于全反射之后有部分满足波导模式的光被待测玻璃表层束缚后从玻璃端面出射，出射的这部分光能损耗导致工业相机接收到的图像亮度衰减，图像亮度衰减造成亮条纹和暗条纹之间的对比度变低，条纹边界不清晰。而且，现有应力仪测量时得到的干涉条纹图像中暗条纹比较细，图像处理时会自动选择对比两组条纹列中相应暗条纹之间的对应关系，从而计算出钢化玻璃表面的应力。由于暗条纹与亮条纹之间的对比度低，且暗条纹边界不清晰，图像处理时就无法精确获取两组条纹列中相应暗条纹之间的对应关系，导致现有应力仪测量误差大，测量精度低。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种测量误差小、测量精度高的钢化玻璃表面应力测量仪。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种钢化玻璃表面应力测量仪，包括光源、光折射元件、成像单元，光折射元件位于光源的光发射方向，供放置待测玻璃，光源发出的光经光折射元件折射后进入成像单元成像，其特征在于，所述的光折射元件是沿光路方向设置有第一折射棱镜和第二折射棱镜，所述的成像单元包括透镜组、偏振装置和图像传感器，透镜组的前端位于第二折射棱镜的光折射方向，透镜组的后端设有偏振装置，偏振装置的后端设有图像传感器。

本发明所述的第一折射棱镜和第二折射棱镜均为等腰三角棱镜，且光源发出的主光线垂直于第一折射棱镜的腰。

本发明所述的第一折射棱镜与第二折射棱镜底边的尺寸相同，且第一折射棱镜底边的尺寸与第二折射棱镜底边的尺寸之和小于或等于待测玻璃的尺寸。

本发明所述的第一折射棱镜和第二折射棱镜相接设置。

本发明所述的光源是波长为500-900nm范围的单色光源。

本发明所述的光源与第一折射棱镜之间设置有会聚透镜，光源发出的光经会聚透镜会聚后入射到第一折射棱镜，光源、会聚透镜与第一折射棱镜之间的距离满足高斯光学公式。

本发明所述的光源与图像传感器之间的光路上设置有带通滤波片，带通滤波片的半峰宽≤3nm。

本发明所述的光源与图像传感器之间的光路上还设有衰减片，可以根据需要对光线强弱进行调节。

本发明所述的偏振装置由两片偏振方向互相垂直的偏振片拼接而成。

本发明所述的图像传感器可以为CCD或CMOS中的一种，也可以是基于CCD或CMOS的工业相机。