一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备和检测方法技术

本发明专利技术是关于一种石英玻璃中羟基含量面分布的检测设备和检测方法。检测设备包括，分光光度计、样品支撑架、移动装置、遮光罩和计算机，所述分光光度计有光路导出元件，所述移动装置用于带动所述样品支撑架或所述光路导出元件运动，所述遮光罩用于为样品提供检测空间，所述计算机与所述分光光度计和移动装置连接。本发明专利技术提供的检测设备可对待测石英玻璃中羟基含量的面分布进行自动检测，简化了检测步骤，同时，可对待测石英玻璃直接进行检测，无需制备薄样品，提高了检测结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备和检测方法
本专利技术涉及玻璃检测领域，特别是涉及一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备和检测方法。
技术介绍
石英玻璃由于其具有高纯度、低的热导率，极好的抗热振性，很高的变形温度和软化温度，宽的光学透过能力等其它材料所不具备的综合性能，被广泛应用于电光源、红外光学、激光工程和航天工程等多个领域。石英玻璃是由单一[SiO4]组成的玻璃，OH是石英玻璃的主要杂质成分，是影响石英玻璃性能的重要因素。应用于电光源领域，羟基含量高将严重影响电光源的使用寿命，因此应控制减小羟基含量；应用于红外光学领域，因羟基在2.73μm处产生强烈吸收，影响红外波段的光谱透过率，因此应控制减小羟基含量；应用于激光工程和航天工程领域，OH在石英玻璃结构中起到了缓冲的作用，使得玻璃在受到激光或者宇宙射线辐照时，玻璃不易损坏，提高了其抗激光和宇宙射线辐照损伤的能力，因此应控制提高羟基含量，因此，石英玻璃中的羟基含量检测和控制非常重要。石英玻璃的光学均匀性是衡量石英玻璃光学质量的重要指标，它表示各向同性介质内部折射率均匀的程度。当石英玻璃用于激光工程时，光学均匀性差将导致激光传输过程中能量损失；当石英玻璃应用于光学镜头时，光学均匀性差将导致波面畸变，降低成像分辨率。石英玻璃中羟基会使折射率降低，羟基分布存在梯度则折射率就会存在梯度，从而影响石英玻璃的光学均匀性。光学均匀性可以由激光干涉仪进行检测。除了羟基，石英玻璃中的其它金属元素和氯也会对折射率产生影响，因此仅用干涉仪无法具体分析石英玻璃各组分对均匀性的影响，各影响因素混杂在一起，不利于科学研究和生产环节控制。现有技术通过分布式取样的方式采用GB/T12442-90进行石英玻璃中OH含量的检测，然后以位置和含量分别为横纵坐标绘图，以表征石英玻璃中羟基的分布梯度。然而，上述检测方法，为了不破坏成品玻璃，通常取成品玻璃加工前的上表面或下表面的一薄层玻璃，然后分布式取样加工成国标要求的检测尺寸。可见，以待测石英玻璃的上表面或下表面为检测对象，得到的是OH在该上表面或下表面的分布，用其代表具有一定厚度的石英玻璃中OH的分布。因此，现有的检测方法得到的石英玻璃中OH含量分布不准确，可信度较低，并且，为了获得石英玻璃中OH的分布规律，需要加工得到多块检测样品，增加了检测过程的工作量和复杂程度。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备和检测方法。本专利技术提供的石英玻璃羟基含量面分布的检测设备和检测方法，对待测石英玻璃样品的厚度不作限定，即检测对象可以为整块石英玻璃，提高了检测结果的准确性，同时，可以对整块石英玻璃进行自动检测，无需加工多个样品，简化了检测过程，提高了检测效率。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，包括，分光光度计、样品支撑架、移动装置、遮光罩和计算机，其中，所述分光光度计有光路导出元件，所述移动装置用于带动所述样品支撑架或所述光路导出元件运动，所述遮光罩用于为样品提供检测空间，所述计算机与所述分光光度计和所述移动装置连接。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其中所述的光路导出元件包括第一光路导出元件和第二光路导出元件，定义分光光度计的光源照射出的光线为第一光线，所述第一光路导出元件将所述第一光线改变为第二光线，所述第二光线穿过待测样品，所述第二光路导出元件改变所述第二光线，得到第三光线，分光光度计的检测器接收所述第三光线，对所述第三光线进行检测。优选的，前述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其中将待测样品的三维数据分别定义为待测样品的长度、高度和厚度，定义待测样品的长度所在的方向为水平方向，待测样品的高度所在的方向为垂直方向，所述移动装置带动所述样品支撑架在水平方向和垂直方向运动。优选的，前述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其中所述的移动装置包括，控制单元，用于设定并生成运动路径指令；执行单元，用于执行所述运动路径指令。优选的，前述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其中所述的执行单元包括工作台，用于固定所述的样品支撑架。优选的，前述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其中所述的执行单元为机械手，或者，所述的执行单元包括电机、滚动丝杆和工作台等。优选的，前述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其中所述的分光光度计和样品支撑架均置于所述的遮光罩内。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测方法，包括，将待测石英玻璃固定于样品支撑架上，在移动装置的控制单元设定运动路径，并形成运动路径指令，移动装置的执行单元执行所述的运动路径指令，带动所述样品支撑架沿所述运动路径运动，样品支撑架带动所述待测石英玻璃运动，样品支撑架运动和待测石英玻璃运动均在遮光罩内完成，获取运动路径中所述待测石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm或2.73μm处基线光谱透过率和吸收峰光谱透过率，获取石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm或2.73μm处的消光系数，计算，得到待测石英玻璃不同位置的羟基含量，统计，得到所述待测石英玻璃羟基含量的面分布。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测方法，其中将待测石英玻璃的三维数据分别定义为待测样品的长度、高度和厚度，定义待测石英玻璃的长度所在的方向为水平方向，待测石英玻璃的高度所在的方向为垂直方向，所述运动路径指令包括运动轨迹、运动速度、停留位置和所述停留位置的停留时间，所述运动轨迹包括水平方向和垂直方向。优选的，前述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测方法，其中所述的停留位置至少包括第一停留位置和第二停留位置，获取所述第一停留位置和所述第二停留位置的坐标，分别计算所述第一停留位置处和第二停留位置处的羟基含量，统计，得到石英玻璃羟基含量的面分布。借由上述技术方案，本专利技术提供的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备和检测方法，至少具有下列优点：1、本专利技术提供了一种石英玻璃中羟基含量面分布的检测设备，提高了石英玻璃中羟基含量面分布检测结果的准确性，简化了检测步骤。本专利技术提供的检测设备，分光光度计中设置有光路导出元件，将分光光度计的光源射出的光线导出，使待测样品在样品室外进行检测，不受样品室大小的限制，可用于大尺寸石英玻璃的检测；同时，本专利技术提供的检测设备包含有移动装置，所述移动装置可用于带动所述样品支撑架或光路导出元件运动，实现石英玻璃羟基含量面分布的自动检测，节省了人力，简化了检测步骤；同时，本专利技术提供的检测设备，可对具有一定厚度的石英玻璃进行检测，无需制备石英玻璃样品，极大地节约了检测步骤，同时，检测结果即为待测石英玻璃厚度下的羟基含量，提高了检测结果的准确性。2、本专利技术同时提供了一种石英玻璃羟基含量的面分布的检测方法。采用该检测方法，可对待测石英玻璃中的羟基含量进行自动检测，简化了检测步骤，提高了检测结果的准确性。3、本专利技术进一步提供了一种石英玻璃的单个位点的羟基含量的检测方法。现有技术中，仅采用石英本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其特征在于：包括，分光光度计、样品支撑架、移动装置、遮光罩和计算机，其中，所述分光光度计有光路导出元件，所述移动装置用于带动所述样品支撑架或所述光路导出元件运动，所述遮光罩用于为样品提供检测空间，所述计算机与所述分光光度计和移动装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其特征在于：包括，分光光度计、样品支撑架、移动装置、遮光罩和计算机，其中，所述分光光度计有光路导出元件，所述移动装置用于带动所述样品支撑架或所述光路导出元件运动，所述遮光罩用于为样品提供检测空间，所述计算机与所述分光光度计和移动装置连接。2.根据权利要求1所述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其特征在于：所述光路导出元件包括第一光路导出元件和第二光路导出元件，定义分光光度计的光源照射出的光线为第一光线，所述第一光路导出元件将所述第一光线改变为第二光线，所述第二光线穿过待测样品，所述第二光路导出元件改变所述第二光线，得到第三光线，分光光度计的检测器接收所述第三光线，对所述第三光线进行检测。3.根据权利要求1所述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其特征在于：将待测样品的三维数据分别定义为待测样品的长度、高度和厚度，定义待测样品的长度所在的方向为水平方向，待测样品的高度所在的方向为垂直方向，所述移动装置带动所述样品支撑架在水平方向和垂直方向运动。4.根据权利要求1所述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其特征在于：所述移动装置包括，控制单元，用于设定并生成运动路径指令；执行单元，用于执行所述运动路径指令。5.根据权利要求4所述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其特征在于：所述的执行单元包括工作台，用于固定所述的样品支撑架。6.根据权利要求4所述的一种石英玻璃羟基含量面分布的检测设备，其特征在于：所述的执行单元包括机械手；或者，所述的执行单元包括电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，向在奎，王慧，邵竹锋，符博，王佳佳，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11