偏光应力仪的使用说明

      感谢您选购山东普创工业科技有限公司研制生产玻璃制品内应力检查仪系列产品。为了更好地使用本仪器，请您在使用前仔细阅读本说明书，并请妥善保管本说明书，以备日后查阅。

　 本产品属于精密光电产品，在使用时请注意保护镜片，以免划伤或造成破裂。

　 本产品内部含有精密电子元器件，使用时应远离磁场，避免干扰。

　 本产品采用220V 电源供电，使用时注意用电安全。

1 用途及使用范围

    玻璃制品应力检查仪是应用偏振光干涉原理检查玻璃内应力或晶体双折射效应的仪器。由于仪器备有灵敏色片，并应用1/4波片补偿方法，因此本仪器不仅可以根据偏振场中的干涉色序，定性或半定量地测量玻璃的内应力，还可以准确定量测量玻璃的内应力数值。

本仪器适合光学仪器厂、玻璃厂、玻璃制品厂、实验室使用，用于测量各类玻璃制品、光学玻璃、透明塑料制品及其它光学材料应力值的测量。

本产品在出厂前已严格调试，符合国内外相关标准的规定，包括：

l GB/T 4545  《玻璃瓶罐内应力检验方法》

l GB/T 12415 《药用玻璃容器内应力检验方法》

l GB/T 15726 《玻璃仪器内应力检验方法》

l JC/T 655   《石英玻璃制品内应力检验方法》

l YBB00162003　《国家药品包装容器（材料）方法标准　内应力测定法》

l ASTM C148 (Standard Test Methods for Polariscopic Examination of Glass Containers)（玻璃容器偏振镜检查的试验方法）

2 技术特色

相对传统度盘式应力仪及数显应力仪，SG-03进行了针对性改进，提高了测量精度和应用体验，具有测量精度高、无需校零及绿色节能等先进特点：

l 高精度测量：本产品采用高精度绝对式角度编码器进行测量，测量精度优于2.0nm。

l LED显示屏双数值显示：本产品显示窗采用高清晰LED显示屏，可同时显示测量角度及光程差数值，用户可直观获得所需数据，使测量直观易读。

l 暗视场无需校准：本产品在出厂前对暗视场进行了精确校对。由于采用了绝对式编码器，偏振场的暗视场总是处于零角度点，因此无需用户校对零点，避免了人为校对暗视场造成的误差。

l 绿色节能：本产品采用了更加节能环保的LED光源，相对传统光源节能80%以上。

3 主要技术参数

4 仪器结构

仪器结构示意图如下：

5 测量原理

5.1 定性测量原理

（1） 在正交的起偏镜与检偏镜之间放入双折射物质，视场中便会出现干涉色，一定的干涉色对应于一定的双折射光程差，其关系如表（一）所示。

位于起偏镜与检偏镜之间的全波片，其双折射光程差为565纳米（nm），由表（一）可查到视场中的干涉色为紫红色。

如果在正交偏振镜之间除了全波片以外再加试件，则二者的组合程差δ′将大于或小于565纳米，干涉色也将相应地发生变化。根据干涉色查表（一）得到组合的光程差δ′数值，由下面公式可标出附加试件的光程差δ：

1、当附加试件的快轴与全波片的快轴互相平行时：

 δ= δ′- 565（纳米）—————————— （公式 ①）

2、当附加试件的快轴与全波片的慢轴互相平行时：

   δ= 565 -δ′（纳米）—————————— （公式 ②）

（2）有应力的玻璃试件也是双折射物质，将这样的试件放入应力检查光路中也会引起干涉色的变化，就象上面所讲附加试件放入光路的情形一样，只是由于玻璃试件应力不是均匀分布的。因此，试件各点双折射光程差也不一致，结果视场中各点的干涉色变化情况也不相同。但对于试件中某一确定的点来说按上述方法【查表（一）得δ′后用公式①②计算】同样可求得其光程差δ。

（3）当被测玻璃试件的双折射光程差较大（例如，光程差大于300纳米）时；即使没有全波片，也可以进行测量。这时将被测试件放在正交起偏镜和检偏镜之间，可以看到明显的干涉色，根据表（一）即可查出被测试件光程差数值。

5.2 定量测量原理（Senarmont 补偿法）

（1）由光源（7）发出的白光，通过起偏镜组件（6），光线形成线偏振光。线偏振光通过有双折射光程差的被测玻璃试件和1/4波片后其振动方向将旋转一个角度，角度θ的数值（单位为度）与被测试件的双折射光程差δ成正比，其关系式：

(度)

取565纳米(nm)

(度)

则

即,当旋转角度θ=1°时，光程差

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

如果被测试件不在光路中，当检偏镜处于零位时，起偏镜发出的线偏振光不能通过检偏镜，因此观测者看到暗视场。现在由于被测试件和1/4波片的作用使线偏振光旋转了θ角。显然检偏镜也必须作相应的旋转才能恢复暗场。这时由分度盘读出检偏镜旋转角的读数值（检偏镜每旋转1°相当于光程差3.14 纳米），由公式③，即可算出被测试件的光程差δ。

（2）玻璃试样内部的应力分布不是均匀一致的，与此相对应，试件各部位的双折射光程差也是不一致的。因此，测量试件中不同部位，将得到不同的光程差数值。

6 测量方法

6.1 测量之前

1、 根据被测量制品的长短，调整检偏镜与起偏镜之间的距离。松动锁紧螺钉（16）并拉动导杆（18）上下移动，定好距离后要可靠锁紧。

2、 将外接电源插头插入220V 50Hz交流电使用，请确保用电安全。

3、按下电源开关（12）。此时仪器光源打开，数值显示窗显示相关数据。

6.2 定性测量

1. 注意：定性测量前，需要通过旋转波片切换旋钮（4），将全波片（3）置入视场。旋转检偏镜座（1），使数值显示窗（10）显示角度为0（同时光程差也显示为0）。此时，通过检偏镜（2）观察视场，视场为紫红色。本仪器在出厂前已经将光路调试正确，如图2所示。

                                      图2 无试件时切换到全波片观察

2. 将试件置入干涉视场中，通过检偏镜观察被测试件整个表面，根据干涉色定性地判断退火质量。如果被测试件放入光路后，视场的颜色基本不变（仍为紫红色）或者只有轻微的变化（由暗红到紫色）说明退火质量良好。如果试件某些部位上干涉色变化较大（例如出现绿色或黄色）说明退火质量差。

3. 如果有必要进行半定量检验，可一面绕仪器光轴转动试件，一面观察干涉色的变化情况找出试件中干涉色变化较大的某一部位，并确定出最高色序与色序，见后面表一（由其中一位置到另一位置，试样约需转动90°），然后参照下列计算被测试样双折射光程差。

6.3 定量测试

1. 注意：定量测量时，需要通过旋转波片切换旋钮（4），将1/4波片（5）置入视场。旋转检偏镜座（1），使数值显示窗（10）显示角度为0（同时光程差也显示为0）。此时，通过检偏镜（2）观察视场，视场为暗视场。如图3所示。

图3 无试件时切换到1/4波片观察

2. 被测试件双折射光程差δ不大于1级条纹时，在应力检查仪视场中没有明显的干涉色。当检偏镜处于零位时，在试件中部和靠近上下表面处均有较亮区域，被两根暗条纹隔开，旋转检偏镜，使两暗条纹向试件中部移动并重合，通过数值显示窗（10）可以直接读出被测试件的光程差数值。

3. 关于读数和测量

1）检偏镜每旋转1°相当于光程差3.14 nm；

2）对于一般测量，没必要区分数值的正负，可以取绝对值；

3）可按国家标准《GB/T4545 玻璃瓶罐内应力检验方法》或其他标准中规定的检测规范进行检测。

7 仪器使用注意事项

①仪器应存放于干燥的实验室中使用，室内防潮、防尘、防腐蚀性气体，暂不使用时罩上防尘罩。

②仪器各光学零件表面不得用手摸或擦拭，如有灰尘时可用毛刷轻轻拂去。

③长时间不用本仪器，应关闭电源开关。

④本产品至购买之日起享受整机１年保修服务。但镜片损伤，因操作不当、人为或不可抗拒的自然现象而造成的损坏，不在保修范围之内。保修期满后提供有偿服务(收取一定的成本费用)。

8 附录（一）

表（一） 偏振镜正交时干涉色与光程差的关系

注：色序随光程差增大而升高，例如：由紫红色变蓝色时，色序升高；由紫红变红色，色序降低。

 标 准 配 置 单