偏光應(yīng)力儀的使用說明

      感謝您選購山東普創(chuàng)工業(yè)科技有限公司研制生產(chǎn)玻璃制品內(nèi)應(yīng)力檢查儀系列產(chǎn)品。為了更好地使用本儀器，請您在使用前仔細閱讀本說明書，并請妥善保管本說明書，以備日后查閱。

　 本產(chǎn)品屬于精密光電產(chǎn)品，在使用時請注意保護鏡片，以免劃傷或造成破裂。

　 本產(chǎn)品內(nèi)部含有精密電子元器件，使用時應(yīng)遠離磁場，避免干擾。

　 本產(chǎn)品采用220V 電源供電，使用時注意用電安全。

1 用途及使用范圍

    玻璃制品應(yīng)力檢查儀是應(yīng)用偏振光干涉原理檢查玻璃內(nèi)應(yīng)力或晶體雙折射效應(yīng)的儀器。由于儀器備有靈敏色片，并應(yīng)用1/4波片補償方法，因此本儀器不僅可以根據(jù)偏振場中的干涉色序，定性或半定量地測量玻璃的內(nèi)應(yīng)力，還可以準(zhǔn)確定量測量玻璃的內(nèi)應(yīng)力數(shù)值。

本儀器適合光學(xué)儀器廠、玻璃廠、玻璃制品廠、實驗室使用，用于測量各類玻璃制品、光學(xué)玻璃、透明塑料制品及其它光學(xué)材料應(yīng)力值的測量。

本產(chǎn)品在出廠前已嚴(yán)格調(diào)試，符合國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，包括：

l GB/T 4545  《玻璃瓶罐內(nèi)應(yīng)力檢驗方法》

l GB/T 12415 《藥用玻璃容器內(nèi)應(yīng)力檢驗方法》

l GB/T 15726 《玻璃儀器內(nèi)應(yīng)力檢驗方法》

l JC/T 655   《石英玻璃制品內(nèi)應(yīng)力檢驗方法》

l YBB00162003　《國家藥品包裝容器（材料）方法標(biāo)準(zhǔn)　內(nèi)應(yīng)力測定法》

l ASTM C148 (Standard Test Methods for Polariscopic Examination of Glass Containers)（玻璃容器偏振鏡檢查的試驗方法）

2 技術(shù)特色

相對傳統(tǒng)度盤式應(yīng)力儀及數(shù)顯應(yīng)力儀，SG-03進行了針對性改進，提高了測量精度和應(yīng)用體驗，具有測量精度高、無需校零及綠色節(jié)能等先進特點：

l 高精度測量：本產(chǎn)品采用高精度絕對式角度編碼器進行測量，測量精度優(yōu)于2.0nm。

l LED顯示屏雙數(shù)值顯示：本產(chǎn)品顯示窗采用高清晰LED顯示屏，可同時顯示測量角度及光程差數(shù)值，用戶可直觀獲得所需數(shù)據(jù)，使測量直觀易讀。

l 暗視場無需校準(zhǔn)：本產(chǎn)品在出廠前對暗視場進行了精確校對。由于采用了絕對式編碼器，偏振場的暗視場總是處于零角度點，因此無需用戶校對零點，避免了人為校對暗視場造成的誤差。

l 綠色節(jié)能：本產(chǎn)品采用了更加節(jié)能環(huán)保的LED光源，相對傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。

3 主要技術(shù)參數(shù)

4 儀器結(jié)構(gòu)

儀器結(jié)構(gòu)示意圖如下：

5 測量原理

5.1 定性測量原理

（1） 在正交的起偏鏡與檢偏鏡之間放入雙折射物質(zhì)，視場中便會出現(xiàn)干涉色，一定的干涉色對應(yīng)于一定的雙折射光程差，其關(guān)系如表（一）所示。

位于起偏鏡與檢偏鏡之間的全波片，其雙折射光程差為565納米（nm），由表（一）可查到視場中的干涉色為紫紅色。

如果在正交偏振鏡之間除了全波片以外再加試件，則二者的組合程差δ′將大于或小于565納米，干涉色也將相應(yīng)地發(fā)生變化。根據(jù)干涉色查表（一）得到組合的光程差δ′數(shù)值，由下面公式可標(biāo)出附加試件的光程差δ：

1、當(dāng)附加試件的快軸與全波片的快軸互相平行時：

 δ= δ′- 565（納米）—————————— （公式 ①）

2、當(dāng)附加試件的快軸與全波片的慢軸互相平行時：

   δ= 565 -δ′（納米）—————————— （公式 ②）

（2）有應(yīng)力的玻璃試件也是雙折射物質(zhì)，將這樣的試件放入應(yīng)力檢查光路中也會引起干涉色的變化，就象上面所講附加試件放入光路的情形一樣，只是由于玻璃試件應(yīng)力不是均勻分布的。因此，試件各點雙折射光程差也不一致，結(jié)果視場中各點的干涉色變化情況也不相同。但對于試件中某一確定的點來說按上述方法【查表（一）得δ′后用公式①②計算】同樣可求得其光程差δ。

（3）當(dāng)被測玻璃試件的雙折射光程差較大（例如，光程差大于300納米）時；即使沒有全波片，也可以進行測量。這時將被測試件放在正交起偏鏡和檢偏鏡之間，可以看到明顯的干涉色，根據(jù)表（一）即可查出被測試件光程差數(shù)值。

5.2 定量測量原理（Senarmont 補償法）

（1）由光源（7）發(fā)出的白光，通過起偏鏡組件（6），光線形成線偏振光。線偏振光通過有雙折射光程差的被測玻璃試件和1/4波片后其振動方向?qū)⑿D(zhuǎn)一個角度，角度θ的數(shù)值（單位為度）與被測試件的雙折射光程差δ成正比，其關(guān)系式：

(度)

取565納米(nm)

(度)

則

即,當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度θ=1°時，光程差

δ=3.14×θ=3.14(nm)   --------------------（公式 ③）

如果被測試件不在光路中，當(dāng)檢偏鏡處于零位時，起偏鏡發(fā)出的線偏振光不能通過檢偏鏡，因此觀測者看到暗視場?，F(xiàn)在由于被測試件和1/4波片的作用使線偏振光旋轉(zhuǎn)了θ角。顯然檢偏鏡也必須作相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)才能恢復(fù)暗場。這時由分度盤讀出檢偏鏡旋轉(zhuǎn)角的讀數(shù)值（檢偏鏡每旋轉(zhuǎn)1°相當(dāng)于光程差3.14 納米），由公式③，即可算出被測試件的光程差δ。

（2）玻璃試樣內(nèi)部的應(yīng)力分布不是均勻一致的，與此相對應(yīng)，試件各部位的雙折射光程差也是不一致的。因此，測量試件中不同部位，將得到不同的光程差數(shù)值。

6 測量方法

6.1 測量之前

1、 根據(jù)被測量制品的長短，調(diào)整檢偏鏡與起偏鏡之間的距離。松動鎖緊螺釘（16）并拉動導(dǎo)桿（18）上下移動，定好距離后要可靠鎖緊。

2、 將外接電源插頭插入220V 50Hz交流電使用，請確保用電安全。

3、按下電源開關(guān)（12）。此時儀器光源打開，數(shù)值顯示窗顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。

6.2 定性測量

1. 注意：定性測量前，需要通過旋轉(zhuǎn)波片切換旋鈕（4），將全波片（3）置入視場。旋轉(zhuǎn)檢偏鏡座（1），使數(shù)值顯示窗（10）顯示角度為0（同時光程差也顯示為0）。此時，通過檢偏鏡（2）觀察視場，視場為紫紅色。本儀器在出廠前已經(jīng)將光路調(diào)試正確，如圖2所示。

                                      圖2 無試件時切換到全波片觀察

2. 將試件置入干涉視場中，通過檢偏鏡觀察被測試件整個表面，根據(jù)干涉色定性地判斷退火質(zhì)量。如果被測試件放入光路后，視場的顏色基本不變（仍為紫紅色）或者只有輕微的變化（由暗紅到紫色）說明退火質(zhì)量良好。如果試件某些部位上干涉色變化較大（例如出現(xiàn)綠色或黃色）說明退火質(zhì)量差。

3. 如果有必要進行半定量檢驗，可一面繞儀器光軸轉(zhuǎn)動試件，一面觀察干涉色的變化情況找出試件中干涉色變化較大的某一部位，并確定出最高色序與色序，見后面表一（由其中一位置到另一位置，試樣約需轉(zhuǎn)動90°），然后參照下列計算被測試樣雙折射光程差。

6.3 定量測試

1. 注意：定量測量時，需要通過旋轉(zhuǎn)波片切換旋鈕（4），將1/4波片（5）置入視場。旋轉(zhuǎn)檢偏鏡座（1），使數(shù)值顯示窗（10）顯示角度為0（同時光程差也顯示為0）。此時，通過檢偏鏡（2）觀察視場，視場為暗視場。如圖3所示。

圖3 無試件時切換到1/4波片觀察

2. 被測試件雙折射光程差δ不大于1級條紋時，在應(yīng)力檢查儀視場中沒有明顯的干涉色。當(dāng)檢偏鏡處于零位時，在試件中部和靠近上下表面處均有較亮區(qū)域，被兩根暗條紋隔開，旋轉(zhuǎn)檢偏鏡，使兩暗條紋向試件中部移動并重合，通過數(shù)值顯示窗（10）可以直接讀出被測試件的光程差數(shù)值。

3. 關(guān)于讀數(shù)和測量

1）檢偏鏡每旋轉(zhuǎn)1°相當(dāng)于光程差3.14 nm；

2）對于一般測量，沒必要區(qū)分?jǐn)?shù)值的正負(fù)，可以取絕對值；

3）可按國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T4545 玻璃瓶罐內(nèi)應(yīng)力檢驗方法》或其他標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的檢測規(guī)范進行檢測。

7 儀器使用注意事項

①儀器應(yīng)存放于干燥的實驗室中使用，室內(nèi)防潮、防塵、防腐蝕性氣體，暫不使用時罩上防塵罩。

②儀器各光學(xué)零件表面不得用手摸或擦拭，如有灰塵時可用毛刷輕輕拂去。

③長時間不用本儀器，應(yīng)關(guān)閉電源開關(guān)。

④本產(chǎn)品至購買之日起享受整機１年保修服務(wù)。但鏡片損傷，因操作不當(dāng)、人為或不可抗拒的自然現(xiàn)象而造成的損壞，不在保修范圍之內(nèi)。保修期滿后提供有償服務(wù)(收取一定的成本費用)。

8 附錄（一）

表（一） 偏振鏡正交時干涉色與光程差的關(guān)系

注：色序隨光程差增大而升高，例如：由紫紅色變藍色時，色序升高；由紫紅變紅色，色序降低。

 標(biāo) 準(zhǔn) 配 置 單