玻璃表面应力仪制造技术

本申请公开了一种玻璃表面应力仪，照明单元，其包括光源；检测棱镜，其具有用于与被检测玻璃的表面贴合以进行检测的检测表面，从照明单元入射检测棱镜的光在检测表面和被检测玻璃的表面之间的贴合处被全反射；和成像单元，其包括透镜系统，该透镜系统布置成接收来自检测棱镜的出射光并形成检测图像，其中透镜系统的焦距小于60mm。玻璃表面应力仪通过设置小焦距的透镜系统以获得较宽的成像视角，有助于提高检测精度。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种光学检测装置，具体地，涉及一种玻璃表面应力仪。
技术介绍
玻璃板是日常生活和工业生产中都常见的材料。为了衡量玻璃板质量、确保玻璃板使用的安全，经常需要对玻璃板中的应力进行测量。为了检测玻璃板应力，在国标等标准中规定，采用双折射的方式测量玻璃的表面应力，以表征玻璃内部的应力水平。目前，实际使用中，测定玻璃表面应力的方式主要有两种：微分表面折射法DSR(Differential Surface Refractometry)和表面掠角偏关法GASP(Grazing Angle Surface Plarimetry)。其中DSR方式由于使用的光学元件少，检测仪器的价格相对较低，而被各种检测机构广为采用。然而，现有的DSR方式的玻璃表面应力仪并非没有缺陷。现有的DSR方式的玻璃表面应力仪所包括的成像单元部分的透镜系统的焦距都比较大，焦距愈大导致通过透镜系统成像的视角愈窄，从而对检测棱镜与玻璃表面之间的界面反射的光的检测范围较窄，因此检测的误差较大。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，做出了本技术。根据本技术，提供了一种玻璃表面应力仪，包括：照明单元，其包括光源；检测棱镜，其具有用于与被检测玻璃的表面贴合以进行检测的检测表面，从所述照明单元入射检测棱镜的光在所述检测表面和被检测玻璃的表面之间的贴合处被全反射；和成像单元，其包括透镜系统，该透镜系统布置成接收来自所述检测棱镜的出射光并形成检测图像，其中所述透镜系统的焦距小于60mm。优选，所述成像单元还包括：沿着光路方向且在所述透镜系统后面紧邻挨次布置的分析镜和感光元件。优选，所述成像单元还包括：沿着光路方向且在所述透镜系统后面依次设置的第一反射镜、分析镜和感光元件。更优选地，所述成像单元还包括：第二反射镜和目视观察单元，该第二反射镜设置在所述第一反射镜和分析镜之间，其能够在第一位置和第二位置之间旋转，在所述第一位置，该第二反射镜将来自第一反射镜的光引导至所述分析镜，并且在所述第二位置，该第二反射镜将来自第二反射镜的光引导至所述目视观察单元，所述目视观察单元从所述遮光外罩露出。优选，所述透镜系统为单个透镜或双片复合聚焦镜。优选，所述光源为白色LED或单色LED光源。优选，所述照明单元还包括：在所述光源后的光路上依次设置的光阑、滤光片、聚光镜。优选，所述检测棱镜还包括对进入所述检测棱镜的光进行反射并将其引导到所述检测表面的反射面。优选，所述检测棱镜还包括对被所述检测表面和被检测玻璃的表面之间的贴合处全反射的光进行反射并将其引导出所述检测棱镜以进入所述透镜系统的反射面。优选，所述玻璃表面应力仪还包括遮光外罩，所述照明单元、检测棱镜和成像单元容纳在所述遮光外罩中，并且所述遮光外罩形成有检测孔，所述检测棱镜的检测表面从所述检测孔伸出。优选，所述玻璃表面应力仪还包括设置在所述遮光外罩内的数据处理单元，所述成像单元中的感光元件与数据处理单元电连接；和形成在所述遮光外罩的表面上或支撑在所述遮光外罩上的显示单元，该显示单元电连接至所述数据处理单元，用于显示所述检测图像。根据本技术的玻璃表面应力仪通过设置小焦距的透镜系统以获得较宽的成像视角，这样有助于提高检测精度。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是根据本技术第一实施例的玻璃表面应力仪的结构示意图；图2是根据第一实施例的变型的玻璃表面应力仪的结构示意图；图3是根据第一实施例的另一变型的玻璃表面应力仪的结构示意图；图4是根据第一实施例的再一变型的玻璃表面应力仪的结构示意图；图5是根据本技术第二实施例的玻璃表面应力仪的结构示意图；图6是根据第二实施例的变型的玻璃表面应力仪的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关技术，而非对该技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。本申请提供的玻璃表面应力仪适合于检测平面玻璃或曲面玻璃的表面应力。图1为根据本技术第一实施例的表面应力仪的结构示意图。图1所示的玻璃表应力仪包括照明单元、检测棱镜200和成像单元。为获得较宽成像视角以观察检测棱镜200的检测表面与待检测玻璃的贴合处较宽范围内的作用光线，其中成像单元所包含的透镜系统优选为小焦距的透镜系统，以此获得更精确的检测图像。如图1所示，根据本技术的玻璃表面应力仪还可以包括外罩400，并且该外罩优选为遮光外罩。遮光外罩400容纳上述照明单元、检测棱镜和成像单元，其遮蔽来自外部的杂散光，界定应力仪的外形。如图1所示，照明单元包括依次设置的光源101、光阑102、滤光片103、聚光镜104和反射镜105。为节能和供电电压的便利考虑，照明单元使用的光源101优选为LED光源。本实施例提供了光阑102，其用于调整光强；如果光源101的光强合适，可以不使用光阑。滤光片103可以为例如干涉滤光片，其用于对光源发射的光进行提纯，以提高检测精度；如果光源101的单色性满足检测精度的要求，可以不使用滤光片103。在本实施例中，光源101例如采用LED白光光源，并通过光阑102和滤光片103调整和改善用于检测的光线的特性，从而确保检测精度。聚光镜104被形成和布置为将来自所述光源的光聚焦到检测棱镜200的检测表面200a上或其附近。聚光镜104可以例如由凸透镜构成，所述聚光镜的焦距以及物距和像距通过光程计算，使得光进入棱镜后会聚在检测棱镜的检测表面上或其附近，使得光学检测面较小。为了缩小整个设备的体积，聚光镜的焦距优选不大于25mm。在光线进入检测棱镜200之前的光路中，可以选择性地设置反射镜105，用于折叠光路，从而减小应力仪的整体体积。本技术并不限于使用或者不使用该反射镜105。检测棱镜200可以为三角棱镜、入射面为圆弧型的矩形棱镜等。图3中示出的检测棱镜200为方形棱镜。检测棱镜200具有用于与被检测玻璃的表面贴合的检测表面200a。通过对光源出射的光进行了滤光，可以使入射检测棱镜的光成为单色性好的光，减少了检测光从玻璃-棱镜界面出射后光源光谱宽度对测量的不利影响。光源的入射角通过科学计算确定，配合相应参数的检测棱镜的使用，避免了操作人员在多个台阶中选择而影响测量精度。类似的，在光线从检测棱镜200出来进入透镜系统的光路上，根据光路方向，在检测棱镜200后可以选择性地设置反射镜300a，调整光入射到成像系统的角度，修正组装误差。反射镜300a置于检测棱镜
200和透镜系统之间，且临近检测棱镜200，以将从检测棱镜出射的光反射进入透镜系统，优选地，临近检测棱镜200的反射镜300a的位置可以由使用者经由调节件300d进行调节，从而调节进入透镜系统的光的角度，使得临界角度的光经过透镜组后照射到感光元件上，呈现高质量的台阶差图像。调节件300d优选为螺丝，以提高易用性和调节的精度。在光线从检测棱镜200出来进入透镜系统的光路上，本技术并不限于使用或者不使用该反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃表面应力仪，包括：照明单元，其包括光源；检测棱镜，其具有用于与被检测玻璃的表面贴合以进行检测的检测表面，从所述照明单元入射检测棱镜的光在所述检测表面和被检测玻璃的表面之间的贴合处被全反射；和成像单元，其包括透镜系统，该透镜系统布置成接收来自所述检测棱镜的出射光并形成检测图像，其特征在于，所述透镜系统的焦距小于60mm。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃表面应力仪，包括：照明单元，其包括光源；检测棱镜，其具有用于与被检测玻璃的表面贴合以进行检测的检测表面，从所述照明单元入射检测棱镜的光在所述检测表面和被检测玻璃的表面之间的贴合处被全反射；和成像单元，其包括透镜系统，该透镜系统布置成接收来自所述检测棱镜的出射光并形成检测图像，其特征在于，所述透镜系统的焦距小于60mm。2.根据权利要求1所述的玻璃表面应力仪，其特征在于，所述成像单元还包括：沿着光路方向且在所述透镜系统后面紧邻挨次布置的分析镜和感光元件。3.根据权利要求1所述的玻璃表面应力仪，其特征在于，所述成像单元还包括：沿着光路方向且在所述透镜系统后面依次设置的第一反射镜、分析镜和感光元件。4.根据权利要求3所述的玻璃表面应力仪，其特征在于，所述成像单元还包括：第二反射镜和目视观察单元，该第二反射镜设置在所述第一反射镜和分析镜之间，其能够在第一位置和第二位置之间旋转，在所述第一位置，该第二反射镜将来自第一反射镜的光引导至所述分析镜，并且在所述第二位置，该第二反射镜将来自第二反射镜的光引导至所述目视观察单元，所述目视观察单元从遮光外罩露出。5.根据权利要求1所述的玻璃表面应力仪，其特征在于，所述透镜系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊峰，
申请(专利权)人：李俊峰，
类型：新型
国别省市：北京;11