玻璃表面应力仪制造技术

根据本发明专利技术提供了一种玻璃表面应力仪，其包括：照明单元，照明单元包括光源；检测棱镜，检测棱镜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检测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，成像单元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，所述照明单元还包括聚光镜，该聚光镜被形成和布置为将来自所述光源的光聚焦到所述检测棱镜的所述检测表面上或其附近。所述玻璃表面应力仪通过设置聚光镜将来自光源的光聚焦到检测棱镜的检测表面上或其附近，这样有助于提高检测精度。

【技术实现步骤摘要】
玻璃表面应力仪
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(DifferentialSurfaceRefractometry)和表面掠角偏关法GASP(GrazingAngleSurfacePlarimetry)。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。具体而言，图1a和图1b示出了现有的DSR方式的玻璃表面应力仪的光学检测的局部示意图。如图1a和1b所示，从光源1发出的光是发散的，该发散的光照射到检测棱镜2的检测表面2a上，并在检测棱镜与玻璃表面之间的界面被反射。在检测曲面玻璃3(例如用于汽车的挡风玻璃)的情况下，如图1a所示，曲面玻璃和棱镜接触点3a处的入射光线不一定包含具有全反射角的光线，因此检测的误差较大。对于平面玻璃4检测，如图1b所示，存在对被检测玻璃的折射率的范围要求窄的问题。另外，上述现有的玻璃表面应力仪如果在检测表面2a上有划痕或污迹，划痕或污迹对检测结果的影响很大，造成较大的检测误差。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的上述不足，做出了本专利技术创造。根据本专利技术，提供了一种玻璃表面应力仪，其包括：照明单元，照明单元包括光源；检测棱镜，检测棱镜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检测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，成像单元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，所述照明单元还包括聚光镜，该聚光镜被形成和布置为将来自所述光源的光聚焦到所述检测棱镜的所述检测表面上或其附近。优选，所述光源为白色LED光源。优选，所述照明单元在所述光源和所述聚光镜之间还包括光阑和滤光片中的至少一者。根据一些实施例，所述照明单元还可以包括将来自所述聚光镜的光引导至所述检测棱镜的反射镜。根据另一些实施例，所述检测棱镜可以包括对进入检测棱镜的检测光进行反射并将其引导到所述检测表面的反射面。所述聚光镜的焦距优选不大于25mm。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该遮光外罩中，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。更优选地，所述检测孔位于所述遮光外罩底部，并且在所述遮光外罩与所述检测棱镜之间围绕所述检测孔设置有遮光密封件。所述检测棱镜的检测表面从所述检测孔伸出的距离优选是可调的。优选，所述成像单元包括沿着光路依次设置的第一反射镜、透镜组、第二反射镜、分析镜和感光元件，并且穿过所述遮光外罩可设置有对所述第一反射镜的位置进行调节的调节件。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。优选，所述成像单元还包括第三反射镜和目视观察单元，该第三反射镜设置在所述第二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，该第三反射镜将来自第二反射镜的光引导至所述分析镜，并且在所述第二位置，该第三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。根据本专利技术的玻璃表面应力仪通过设置聚光镜将来自光源的光聚焦到检测棱镜的检测表面上或其附近，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1a是现有技术玻璃表面应力仪检测曲面玻璃时的局部示意图；图1b是现有技术玻璃表面应力仪检测平面玻璃时的局部示意图；图2a是根据本专利技术实施例的玻璃表面应力仪用于检测曲面玻璃的局部示意图；图2b是根据本专利技术实施例的玻璃表面应力仪用于检测平面玻璃的局部示意图；图3是根据本专利技术第一实施例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变型的玻璃表面应力仪的结构示意图；图5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6是根据本专利技术第二实施例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专利技术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专利技术创造，而非对其的限定。图2a和图2b分别示出了根据本专利技术实施例的玻璃表面应力仪用于检测曲面玻璃和平面玻璃时的局部示意图。如图所示，根据本专利技术的玻璃表面应力仪在光源11之后增添了用于会聚光束的聚光镜12。光源11发出的光通过聚光镜12的会聚，可选地再通过反射镜13的反射，入射检测棱镜20。光线在检测棱镜20的检测表面20a上或其附近聚焦。将根据本专利技术的玻璃表面应力仪放置在玻璃上,使得检测棱镜20的检测表面20a与玻璃表面贴合。检测棱镜20和玻璃表面之间可以施以适当的折射率匹配介质，例如匹配液或凝胶。来自光源的光被聚光镜聚焦至贴合处(例如与曲面玻璃的接触点30a)，使得光线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。该发生全反射的光线携带了玻璃表面应力引起的玻璃双折射能力的信息，并可由后续的成像单元来检测。根据本专利技术，玻璃表面应力仪中利用聚光镜将来自光源的、通常为发散光束的光会聚至与检测棱镜的检测表面上或其附近。在检测曲面玻璃时，使光束聚焦在检测表面与玻璃表面贴合处。这样可以保证照射贴合处的光线中包含了尽可能多的具有满足全反射条件的入射角的光线，提高了应力检测结果的准确度。在检测平面玻璃时，根据本专利技术的玻璃表面应力仪能够更好地适应玻璃表面应力造成的折射率变化大的情况。另外，这有助于减小检测棱镜的检测表面上的划痕或污迹对检测结果的影响。下面具体介绍本专利技术的实施例。图3为根据本专利技术第一实施例的玻璃表面应力仪的结构示意图。图示的玻璃表面应力仪包括照明单元、检测棱镜200和成像单元。如图3所示，根据本专利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3所示，照明单元包括依次设置的光源101、光阑102、滤色镜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。在本实施例中，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。滤色镜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，可以不使用滤光镜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和滤光镜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如以上参照图2a和2b已经讨论的，其被形成和布置为本文档来自技高网...

【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，所述照明单元还包括聚光镜，该聚光镜被形成和布置为将来自所述光源的光聚焦到所述检测棱镜的所述检测表面上或其附近。

【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，所述照明单元还包括聚光镜，该聚光镜被形成和布置为将来自所述光源的光聚焦到所述检测棱镜的所述检测表面上或其附近。2.如权利要求1所述的玻璃表面应力仪，其特征在于，所述光源为白色LED光源。3.如权利要求1所述的玻璃表面应力仪，其特征在于，所述照明单元在所述光源和所述聚光镜之间还包括光阑和滤光片中的至少一者。4.如权利要求1所述的玻璃表面应力仪，其特征在于，所述照明单元还包括将来自所述聚光镜的光引导至所述检测棱镜的反射镜。5.如权利要求1所述的玻璃表面应力仪，其特征在于，所述检测棱镜还包括对进入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。6.如权利要求1所述的玻璃表面应力仪，其特征在于，所述聚光镜的焦距不大于25mm。7.如权利要求1-6中任一项所述的玻璃表面应力仪，其特征在于，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该遮光外罩中，并且所述遮光外罩形成有检测孔，所述检测棱镜的检测表...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊峰，
申请(专利权)人：北京杰福科技有限公司，南通杰福光学仪器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11