[发明专利]应力式玻璃膨胀仪

说明书

本发明属于物性参数测量技术领域，特别涉及通过测量热应力来实现对玻璃的热膨胀系数的测量装置及方法。

热膨胀系数是生产玻璃制品的重要参数，由于玻璃的膨胀系数小，而生产对测定值的精度又要求高(准确到第三位数字)，常规基于测量伸长的测试方法不能满足要求。美国学者H.E.HAGY提出一种全新的方法，即通过测量封接试件的热应力来测量与标准玻璃之间的膨胀系数差。(见.“三义溶接试件—一种快速而准确的膨胀差试验”美国陶瓷学会学报，Vol.62，No.1-2，1979，60-62)。

美国康宁公司研制了基于这种原理的检测装置，采用常规的偏光仪及Tardy补偿法来测定应力，其分析镜转角用游标读到0.1°，在测量精度与可靠性方面仍不能满足要求，问题的关键是采用光弹性Tardy补偿法来测定因膨胀系数差引起的很小的应力值。在特定的光场布置下转动偏光仪的分析镜，使被测点光强抵消成极小值，由转动的角度确定应力值，由于人眼对光强的微小变化很不敏感，一般Tardy方法的读数精度低于1/50级条纹(相当分析镜转动3.6°)，远不能满足生产的精度要求。

本发明的目的在于为克服已有技术的不足之处，提出一种高精度的应力式玻璃膨胀系数测定装置，包括单色光源，偏光仪，控温电炉，数字测角仪及数字条纹判读仪等部分；并提出一种新的极值判读方法“半峰值平均法”，使测量精度大为提高。

本发明提出一种应力式玻璃膨胀仪，包括发出单色光束的光源，与所说的光束同轴设置的偏光仪、控温电炉，其特征在于，还包括同轴设置的光电转换器及对其输出的信号进行判读的数字条纹判读仪以及圆光栅数字测角仪。

本发明提出用于上述的应力式玻璃膨胀仪的对光强信号进行判读的方法，其特征在于，采用半峰值平均法，即选取光强极小值相邻的二个半峰值点A、B作为测读点，将A、B两处所测得的数值取平均数为测读值。

本发明的工作原理简述如下：

将由待测玻璃制成的二根细圆棒，置于由标准玻璃制成的细圆棒的两侧，在两端端部熔结以构成三义试件。当环境温度变化时，由于二种玻璃膨胀系数之差会引起应力，将该试件置偏光仪的光场中，通过分析镜可以观察到因应力引起的光强变化，转动分析镜可以抵消这种光强变化，使其回到极值状态，由转动的角度可以确定应力值，因此可由下式来测定膨胀系数。 α A = α B + λ ( R t - R 0 ) 180 K d B ( T 1 - T 0 ) [ 1 E B + 1 2 E A ( d B d A ) 2 ] - - - - - ( 1 ) ]]>