一种透明样件内应力方向检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种透明样件内应力方向检测装置，属于内应力检测技术领域，解决了现有技术中内应力方向无损检测的问题。包括光学平台，以及依次安装在光学平台定位孔上的入射装置、样件固定工装和接收装置；所述入射装置包括入射光组件以及带有起偏器的第一偏振片镜架，所述入射光组件发出的平行光经所述起偏器入射至待测样件；所述样件固定工装为一个带有凹槽的U型装置，用于固定待测样件；所述接收装置包括接收光组件、第二光纤以及光谱仪，所述接收装置用于接收从待测样件出射的平行光。实现了透明样件内应力方向无损检测。实现了透明样件内应力方向无损检测。实现了透明样件内应力方向无损检测。

【技术实现步骤摘要】
一种透明样件内应力方向检测装置


[0001]本技术涉及内应力检测
，尤其涉及一种透明样件内应力方向检测装置。

技术介绍

[0002]在影响材料质量和结构寿命的因素中，应力这一因素起着至关重要的作用。材料内应力是指在外界作用消除后，仍存在于材料内部并保持自相平衡的应力，又称作残余应力。材料中的内应力按来源一般分为热应力、结构应力和机械应力，这些应力会引起材料发生翘曲或扭曲变形，产生开裂，甚至导致材料失效。而材料内应力的检测可以反映材料自身的状态及潜在的问题，因此具有十分重要的研究和应用意义。
[0003]内应力检测主要包括内应力水平与内应力方向两个方面。内应力水平一般是指内应力的幅值，即内应力的大小。通过测量和计算材料的内应力水平，并与材料自身的力学参数进行比较，可以分析和预测内应力存在时材料的结构安全性和使用寿命；而内应力方向是另一个重要的方面，很多情况下，内应力方向都值得关注和了解。通过内应力方向的准确检测，可以帮助判断内应力与材料特定结构间的关系，可以帮助预测材料内应力的进一步发展及影响范围，以及为采取有效的防范措施提供依据和参考。而目前国内外对于内应力检测局限于内应力水平的检测。
[0004]内应力方向的准确检测充满难度和挑战，理想的检测方式是针对待测材料采用无损检测方法，即在完成内应力方向检测后也不会影响材料的正常使用，不会造成待测材料自身结构的破坏。在航空航天舷窗玻璃、潜水器舷窗玻璃、透明大型结构、电子产品屏幕等透明材料相关应用领域，对于内应力方向的无损检测都有着强烈的需求。

技术实现思路

[0005]鉴于上述分析，本技术旨在提供一种透明样件内应力方向检测装置，用以解决现有内应力方向无损检测的问题。
[0006]本技术的目的主要通过以下技术方案实现：
[0007]一种透明样件内应力方向检测装置，包括光学平台，以及依次安装在光学平台定位孔上的入射装置、样件固定工装和接收装置；
[0008]所述入射装置包括入射光组件以及带有起偏器的第一偏振片镜架，所述入射光组件发出的平行光经所述起偏器入射至待测样件；
[0009]所述样件固定工装为一个带有凹槽的U型装置，用于固定待测样件；
[0010]所述接收装置依次包括带有波片的波片镜架、带有检偏器的第二偏振片镜架和接收光组件；经待测样件出射的平行光依次经所述波片、第二偏振片入射至接收光组件；其中，所述第一偏振片镜架、波片镜架和第二偏振片镜架均设置有刻度盘。
[0011]可选地，所述入射光组件包括光源、第一光纤、准直透镜、第一转接板和第一连接杆；
[0012]第一转接板四角及中间均有通孔，所述准直透镜固定在中间的通孔内；光源发出的光线通过第一光纤传输至准直透镜；
[0013]所述第一偏振片镜架的四角设置有与第一转接板四角对应的通孔，所述第一连接杆的两端分别通过第一转接板和第一偏振片镜架四角的通孔，支撑第一转接板和第一偏振片镜架。
[0014]可选地，所述接收光组件包括第二转接板、第二连接杆、第二光纤以及光谱仪；
[0015]所述第二转接板四角及中间均有通孔，所述中间的通孔内设置有转接结构，接收的光线通过转接结构传输给第二光纤；
[0016]所述第二偏振片镜架的四角设置有与第二转接板四角对应的通孔；
[0017]所述波片镜架的四角设置有与第二转接板四角对应的通孔；
[0018]所述第二连接杆的两端分别通过波片镜架、第二转接板和第二偏振片镜架四角的通孔，连接波片镜架、第二转接板和第二偏振片镜架。
[0019]可选地，所述入射装置还包括第一连接杆支腿、第一支腿固定件；
[0020]第一连接杆支腿通过支架支撑第一连接杆；
[0021]第一支腿固定件分别与第一连接杆支腿和位于光学平台上的孔洞连接。
[0022]可选地，所述接收装置还包括第二连接杆支腿、第二支腿固定件；
[0023]第二连接杆支腿通过支架支撑第二连接杆；
[0024]第二支腿固定件分别与第二连接杆支腿和位于光学平台上的孔洞连接。
[0025]可选地，所述第一偏振片镜架刻度盘朝向与第二偏振片镜架刻度盘朝向相反放置。
[0026]可选地，所述光学平台上带有定位孔洞，用于固定安装所述入射装置和接收装置。
[0027]可选地，所述波片为四分之一波片。
[0028]可选地，还包括螺丝，所述螺丝位于U型装置同一侧，用于固定位于凹槽内的样件。
[0029]可选地，所述第一光纤和第二光纤芯径规格为1mm。
[0030]与现有技术相比，本技术至少可实现如下有益效果之一：
[0031]1、通过在透明样件两侧设置入射装置和接收装置，并在接收装置处设置带有波片的波片镜架，通过已知波片的慢轴方向从而确定透明样件内应力方向，实现了内应力方向的检测。
[0032]2、分别调整起偏器、波片以及检偏器刻度盘的刻度值，并保持起偏器与波片刻度盘刻度值之和为360
°
，起偏器与检偏器刻度盘刻度值之和为90
°
，记录光谱仪上的光谱数据；当采集的光谱数据曲线幅值最小时，得到透明样件内应力的可能方向为与波片慢轴方向平行或垂直，再通过波片光程差与透明样件光程差的叠加结果最终确定透明样件的内应力方向。
[0033]保持当前时刻波片刻度值不变，同步转动起偏器刻度盘与检偏器刻度盘，记录光谱仪上的光谱数据，此时光谱数据为波片光程差与透明样件光程差的叠加结果；当所述叠加结果为波片与透明样件的光程差数值上等于波片光程差与透明样件光程差和值的绝对值时，如果透明样件存在的内应力为压应力，则压应力方向与波片慢轴方向平行；如果存在的内应力为张应力，则张应力方向与波片慢轴方向垂直；
[0034]当波片与透明样件的光程差数值上等于波片光程差与透明样件光程差差值绝对
值时，如果透明样件存在的内应力为压应力，则压应力方向与波片慢轴方向垂直；如果存在的内应力为张应力，则张应力方向与波片慢轴方向平行。
[0035]本技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本技术的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0036]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0037]图1为本技术实施例中透明内应力方向检测装置；
[0038]图2为本技术实施例中带刻度盘的偏振片镜架；
[0039]图3为本技术实施例中透明材料光弹性产生干涉光的光路图；
[0040]图4为本技术实施例中实验光路中光矢量在各个器件方向上的分量图；
[0041]图5为本技术实施例中波片快慢轴方向示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明样件内应力方向检测装置，其特征在于，包括光学平台，以及依次安装在光学平台定位孔上的入射装置、样件固定工装和接收装置；所述入射装置包括入射光组件以及带有起偏器的第一偏振片镜架，所述入射光组件发出的平行光经所述起偏器入射至待测样件；所述样件固定工装为一个带有凹槽的U型装置，用于固定待测样件；所述接收装置依次包括带有波片的波片镜架、带有检偏器的第二偏振片镜架和接收光组件；经待测样件出射的平行光依次经所述波片、第二偏振片入射至接收光组件；其中，所述第一偏振片镜架、波片镜架和第二偏振片镜架均设置有刻度盘。2.根据权利要求1所述的透明样件内应力方向检测装置，其特征在于，所述入射光组件包括光源、第一光纤、准直透镜、第一转接板和第一连接杆；第一转接板四角及中间均有通孔，所述准直透镜固定在中间的通孔内；光源发出的光线通过第一光纤传输至准直透镜；所述第一偏振片镜架的四角设置有与第一转接板四角对应的通孔，所述第一连接杆的两端分别通过第一转接板和第一偏振片镜架四角的通孔，支撑第一转接板和第一偏振片镜架。3.根据权利要求1所述的透明样件内应力方向检测装置，其特征在于，所述接收光组件包括第二转接板、第二连接杆、第二光纤以及光谱仪；所述第二转接板四角及中间均有通孔，所述中间的通孔内设置有转接结构，接收的光线通过转接结构传输给第二光纤；所述第二偏振片镜架的四角设置有与第二转接板四角对应的通孔；所述波片镜架的四角设置有与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓宇，衡月昆，陈志强，魏存峰，章志明，魏龙，
申请(专利权)人：济南中科核技术研究院，
类型：新型
国别省市：