玻璃表面應(yīng)力儀/玻璃表面應(yīng)力計(jì) 型號(hào)：MHY-16551
、儀器基本參數(shù)及使用范圍
1. 基本參數(shù)
1) 測(cè)量范圍 0～150MPa
2) 度盤刻值 1°
刻度范圍 360°
3) 度 ±5MPa
4) 激光光源 波長(zhǎng) 635nm
率 10mw
2. 使用范圍
本儀器用于檢測(cè)鋼化玻璃的表面應(yīng)力。由于它是采用 GASP 法的作原理行測(cè)量
的，對(duì)于表面應(yīng)力值不是很的鋼化玻璃具有較的測(cè)量度。因此它適用于
建筑上使用的半鋼化玻璃的表面應(yīng)力檢測(cè)。
二、作原理
儀器使用反射棱鏡，它的折射率大于被測(cè)的玻璃。當(dāng)光線以臨界角入被測(cè)玻璃時(shí)，
便可產(chǎn)生反射，即光線可沿玻璃表面?zhèn)鞑?，并可能再以臨界角反射回來(lái)。當(dāng)光線沿玻
璃表面?zhèn)鞑r(shí)，由于玻璃表面的應(yīng)力，使光線在傳播過(guò)程中產(chǎn)生雙折射。
GASP 法的測(cè)量原理：
1. 棱鏡分為光線入分和光線射出分，這兩分用金屬隔板隔開(kāi)。在這種情況下，
反射出來(lái)的光線由于被測(cè)玻璃的表面應(yīng)力形成了與光線路程成正比的程差線性分
布光場(chǎng)。
2. 儀器使用了石英補(bǔ)償器，這是種用天然石英石制成的楔形光學(xué)元件。用它可以產(chǎn)
生在另個(gè)方向上的程差線性分布光場(chǎng)。由于這兩個(gè)方向上程差分布的疊加，在視
場(chǎng)中就出現(xiàn)了傾斜的黑色干涉條紋。被測(cè)玻璃的表面應(yīng)力值與視場(chǎng)中干涉條紋的傾
斜角的正切函數(shù)成正比。因此，通過(guò)對(duì)干涉條紋傾斜角的測(cè)量就可以計(jì)算出玻璃的
表面應(yīng)力值。
三、儀器的光學(xué)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)
1. 光學(xué)系統(tǒng)（見(jiàn)圖）
2. 儀器結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖二）
儀器的結(jié)構(gòu)主要分為三個(gè)分：
1) 基座：基座的內(nèi)是組合棱鏡和反光鏡。組合棱鏡固定在基座上，它是由光
棱鏡，出光棱鏡和光線隔板組成的。反光鏡可以通過(guò)在基座側(cè)面的搬手來(lái)調(diào)整
角度?；厦媸茄辔膊蹖?dǎo)軌，用來(lái)安裝光源件和測(cè)量件，它們可以在導(dǎo)
軌上移動(dòng)調(diào)節(jié)和固定。
2) 光源件：光源是能發(fā)出單色性很好的紅光的激光器，它射出的線狀光線的方
向是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格調(diào)整好的。光源座可以通過(guò)在側(cè)面的搬手來(lái)調(diào)整光線的入射角度，
使光線達(dá)到反射角度的要求。
3） 測(cè)量件：在它的下方是石英補(bǔ)償器，補(bǔ)償器可以從兩個(gè)方向插入槽內(nèi)。在它
的上方時(shí)測(cè)角用的軸系和度盤，在軸系的中央是觀測(cè)用的光學(xué)系統(tǒng)。這分包
括觀測(cè)干涉條紋用的目鏡和物鏡，以及在它們下方向的雙平行刻線分劃板。測(cè)
量時(shí)移動(dòng)度盤使視場(chǎng)中的雙平行刻線與干涉條紋的方向致。
儀器還帶有激光器所需的電池盒，內(nèi)裝有二節(jié) 5 號(hào)電池，總電壓為 3V。
四、儀器的使用
1． 用清潔的紗布、酒，擦拭棱鏡通光面和被測(cè)玻璃表面，再在棱鏡底面上滴幾滴折
射率油。
2． 確定被測(cè)玻璃的浸錫面，將儀器輕輕放在該表面。
3． 打開(kāi)電池盒上的開(kāi)關(guān)，盒上面的小黃燈亮，儀器光源件中的激光器發(fā)射出紅色激
光。
4． 將光源件和測(cè)量件放在導(dǎo)軌的正位置（儀器上有標(biāo)識(shí)）。
5． 觀察目鏡，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)光源件的搬手調(diào)整激光光線的射出角度當(dāng)達(dá)到反射角度
時(shí)，在目鏡中就會(huì)看到紅色背景中的黑色條紋。
6． 慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡的調(diào)節(jié)搬手，使在目鏡中的干涉條紋處于視場(chǎng)中央。
7． 調(diào)節(jié)目鏡上下位置使所看到的圖像達(dá)到清晰。轉(zhuǎn)動(dòng)圓度盤，使雙平行刻線與干涉
條紋的傾斜角致。這時(shí)就可以通過(guò)度盤測(cè)出干涉條紋的傾斜角度。
8． 如果玻璃沒(méi)有表面應(yīng)力，黑色干涉條紋與視場(chǎng)邊緣界線垂直，當(dāng)有表面應(yīng)力時(shí)，
干涉條紋就會(huì)發(fā)生傾斜，應(yīng)力越大，傾斜角度也越大。（見(jiàn)圖三）
五、公式計(jì)算
F = K ⋅ tgθ
F 被測(cè)玻璃的表面應(yīng)力值（MPa）
θ 干涉條紋的傾斜角
K 儀器常數(shù) K =39.70
上述計(jì)算可以通過(guò)該說(shuō)明書的附表直接取得
六、維護(hù)保養(yǎng)
1． 儀器上面的各種螺釘不要隨便松動(dòng)。如果破壞了光學(xué)系統(tǒng)原來(lái)的狀態(tài)就會(huì)影響圖像
的清晰度，甚至使圖像消失，儀器無(wú)法正常作。
2． 在行作前，應(yīng)用沾酒的干凈的脫脂紗布將儀器的棱鏡表面和被測(cè)玻璃表面擦
干凈，避免表面上的塵土臟物把棱鏡表面擦傷，影響成像的清晰。（應(yīng)特別注意：
棱鏡價(jià)格昂貴）
3． 小反光鏡鏡面是真空鍍膜層，質(zhì)地較軟，如沾有油污只能用軟質(zhì)棉布沾酒輕擦，
否則將破壞表面鍍層。
4． 儀器在使用畢后須把儀器底表面上的折射率油擦拭干凈，避免對(duì)器件成腐
蝕。
5． 該儀器的石英補(bǔ)償器是該儀器關(guān)鍵昂貴的件，定要倍加關(guān)心和保護(hù)。
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