1、浮法玻璃生产中的应力测量浮法玻璃专栏浮法玻璃专栏我们用偏振光我们用偏振光xyz光 源偏 振 轴偏 振 片产生平面偏振光产生平面偏振光起偏镜检偏镜光源(白光)观察者:光能透过光能透过 偏振光偏振光观察者:光无法透过光无法透过 平面偏振器平面偏振器的视场的视场亮亮平面偏振平面偏振器器的视场的视场暗暗起偏镜检偏镜光源(白光)如图所示当光线进入玻璃样品后产生了相位差如图所示当光线进入玻璃样品后产生了相位差起偏镜产生相位差或延迟(d)光源样板厚度(t)主应力方向s1s2ssd12Ct应力与光程差的关系应力与光程差的关系:光光 弹弹 性性 作作 用用检偏镜光束在两个互相呈90o方向上以不同的速度传播Ct2
2、1光程差(nm)主要应力差(MPa)厚度(mm)应力光学系数(光弹性系数)(布鲁斯特Brewsters系数)光程差 应力 =-样品厚度 x 2.75玻璃带宽度方向(1)玻璃带厚度方向(2)平平 面面 应应 力力 和和 厚厚 度度 应应 力力平面应力(用偏振仪在方向(1)上观察所看到的应力)厚度应力分布(用偏振仪在方向(2)上观察所看到的应力)Snarmont 补偿原理补偿原理起偏镜检偏镜/4 板光源(单色光)观察者样品Snarmont 补偿技术装置的构造补偿技术装置的构造用单色光源，或者在白光源前放一个虑色镜用单色光源，或者在白光源前放一个虑色镜s1s2快轴慢轴(旋转)用于浮法玻璃平面应力在线
3、测量的人工观察器用于浮法玻璃平面应力在线测量的人工观察器正视图正视图侧视图侧视图绿色滤光镜绿色滤光镜(波长波长540nm)波片着色片着色片通过这个孔通过这个孔观察样品观察样品分析器盘分析器盘中心轴中心轴分析器刻度分析器刻度作成空心的部分作成空心的部分,能能让分析器自由转动让分析器自由转动使用人工式应力观察器测量平面应力n在玻璃下面设置一个能在整个板宽上移动的光源在玻璃下面设置一个能在整个板宽上移动的光源,其偏振其偏振方向与玻璃的拉引方向成方向与玻璃的拉引方向成45。n对于切割后的玻璃，这个光源的移动架只要中等长度对于切割后的玻璃，这个光源的移动架只要中等长度n确定使用了绿色滤光器确定使用了绿色
4、滤光器(540 nm)或已知波长的单色或已知波长的单色光源光源n与板带下的光源同步移动的人工测量装置安装在板带之与板带下的光源同步移动的人工测量装置安装在板带之上，而且光源和测量装置分别位于测量点的正上方和正上，而且光源和测量装置分别位于测量点的正上方和正下方下方n旋转检偏光片旋转检偏光片(即分析器即分析器)，可转向零点两侧的任何一侧，可转向零点两侧的任何一侧，直到观察孔看见黑色直到观察孔看见黑色(消光消光)条纹条纹n当黑条纹达到了观察孔的中心时，在分析器的刻度上读当黑条纹达到了观察孔的中心时，在分析器的刻度上读出光程差出光程差 应力观察板应力观察板起偏镜检偏镜光源(白光)观察者样品应力观察板
5、的构成应力观察板的构成 使用白色光源使用白色光源s1s2快轴慢轴波板(固定的)光光 源源起偏镜起偏镜待测的玻璃待测的玻璃镜头镜头 波片波片马达马达光敏二极管光敏二极管输出每转2个亮-暗周期轴编码器输出1000个/转1个/转以以5000转转/分钟分钟旋转的检偏镜旋转的检偏镜自自 动动 在在 线线 应应 力力 检检 测测 仪仪 的的 结结 构构 示示 意意 图图光源光源起偏镜起偏镜待测玻璃样品待测玻璃样品起偏镜的偏振轴起偏镜的偏振轴Babinet补偿器补偿器(石英楔子石英楔子)样品主应力方向与起偏样品主应力方向与起偏镜的偏振轴成镜的偏振轴成45O角角检偏镜检偏镜检偏镜的偏振轴检偏镜的偏振轴用用Ba
6、binet补偿器补偿器(石英楔子石英楔子)测量玻璃厚度应力的光学结构示意图测量玻璃厚度应力的光学结构示意图No Sample011SampleSample after adjustmentsr Ct21使用的单色光的波长使用的单色光的波长一个波长的读数差一个波长的读数差测量值测量值样品宽度样品宽度应力应力-光学常数光学常数无样品无样品放入样品放入样品调节补偿器后的样品调节补偿器后的样品某位置的在线暂时平面应力的计算步骤n先计算玻璃带横向宽度上的平均温度先计算玻璃带横向宽度上的平均温度n再计算测量点和平均温度之间的温度差再计算测量点和平均温度之间的温度差(Tave Tp)n然后，用上面计算出的温
7、差乘以线性热膨然后，用上面计算出的温差乘以线性热膨胀系数，得出玻璃的应变量胀系数，得出玻璃的应变量n最后把应变量乘以弹性模量得出应力最后把应变量乘以弹性模量得出应力平均来说，温度每变化一度，在线暂时横向平均来说，温度每变化一度，在线暂时横向平面应力大约变化平面应力大约变化 0.566 MPa这相当于光程差变化约这相当于光程差变化约 1.5 nm每每mm样品样品厚度厚度.UK6 4mm-150-130-110-90-70-50-30-10103050050100150200250300350Position(cm)Retardation(nm)01020304050607080TemperatureHOT_STRESSPLATE_STRESSCOLD_STRESSTEMPERATURE某厂某厂 4 mm玻璃玻璃光程差光程差(nm)位置位置(cm)温度温度(OC)拉张光程差TC光程差TC在线歪的
