中华人民共和国国家标准
GB/T 36405-2018
Test method for stress in flat glass
中国国家标准化管理委员会 国家市场监督管理总局 发布
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.
本标准由中国建筑材料联合会提出.
本标准由全国建筑用玻璃标准化技术委员会(SAC/TC255)归口.
第四工程局有限公司、台玻长江玻聘有限公司、华测检测认证集团股份有限公司、北京奥博泰科技有限 本标准起草单位:中国建材检验认证集团泰皇岛有限公司(国家玻璃质量监督检验中心)中国建筑公司、福莱特玻璃集团股份有限公司、福罐玻聘工业集团股份有限公司、佛山市顺德区质量技术监督标准与编码所、湖北省建筑科学研究设计院、四川恒固建设工程检测有限公司、东莞市华喜机电工程有限公司、河北润安建材有限公司、北京信远博恒检测科技有限责任公司、河北宏星检测技术服务有限责任 公司.
本标准主要起草人:稽书伟、张盐民、吴筱、黄建斌、李新例、李查、李虎、杨伟、徐江、阮洪良、高峰、何世猛、李军生、周群、沈敏奇、温汉平、桑路明、孟彩清、李根.
平板玻璃应力检测方法
1范围
本标准规定了平板玻璃应力检测的有关术语和定文、检测原理、应力检测方法和测试报告.本标准的方法适用于退火平板玻璃板面应力和板厚应力的检测.
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括的修改单)适用于本文件.
GB/T15764平板玻璃术语
3术语和定义
GB/T15764界定的以及下列术语和定义适用于本文件.
3.1板面应力plane stress
玻璃成型后,在玻璃板面不同区域之间存在的永久张应力或压应力.
玻璃成型后,在板厚方向由于温度梯度造成的永久应力,其表面为压应力,中心区域为张应力.
起偏器polarizer
置于光源与被检测样品之间,将自然光变成为有一定振动方向的平面偏振光的装置.
检偏器analyzer
置于被检测样品与观察者之间,用于检偏的偏振装置.
3.5
双折射光程差birefringenceoptical path difference
寻常光与异常光在同一存在应力的玻璃中传播时,单位长度上产生的行程差所折合成的在真空中传播的行程差.
4检测原理
玻璃是各向同性体,各方向的折射率相同.如果玻璃中存在应力,各向同性的性质受到破坏,会引起折射率变化,两主应力方向的折射率不再相同,从而导致双折射,双折射引起光程差,光波双折射的程 度与玻璃中所存在的应力大小成正比.平板玻璃应力检测的原理是通过测量应力双折射来衡量玻璃中应力的大小,
图1应力引起的光波双折射示意图
的偏振光:寻常光o光和异常光e光,两者光能量之和等于人射光的总光能量,其中o光在有应力的玻 如图1所示,当一束光垂直射人存在应力的玻璃时,这束光在玻聘中分解成两束振动方向互相垂直璃中的传插速率与入射角无关,e光的传播速率随入射角大小和玻璃内应力的性质变化.
当人射光与玻璃的应力方向成直角时,o光与e光在玻璃中传播的速率差最大:当人射光与玻璃的应力方向一致时,o光与e光的速率差趋向于零.因而,只有在入射光方向与应力方向不平行时才产生双折射现象.玻璃受到单向张应力时,其光学性质如同单轴正晶体,e光的折射率大于o光的折射率,即e光在有张应力的玻璃中传插的速率小于o光:玻璃受单向压应力时,光学性质如同单轴负晶体,ee光的传插速率变化也越大,面o光的传播速率不变. 光的折射率小于o光的折射率,即e光在有压应力的玻璃中传播的速率大于o光.玻璃中的应力越大,
平行光垂直光轴通过晶片时,产生的双折射光程差最大,即光束方向对应于最大双折射方向.对玻璃来说,垂直于光轴的方向就是垂直于玻璃的主应力方向.
以垂直于主应力方向测得的双折射光程差值来表征应力的大小.双折射光程差由式(1)计算:
式中:
双折射光程差,单位为纳米(nm):d一一光在玻璃中传插的距离,单位为毫米(mm);
n-异常光e光的折射率:
n-寻常光o光的折射率.
一般难以对双折射光程差进行直接测量,而是对相位差进行测量进面计算得出双折射光程差.双折射光程差△和相位差之间的关系为:
式中:
8被测玻璃样品的相位差测量值、单位为弧度(rad):
入一测量光波的波长,单位为纳米(nm).
平板玻璃的应力按式(3)计算.
.(3)
式中:
C被测玻璃的应力光学常数,单位为每兆帕(MPa);d一光在玻璃中传播的距离,单位为毫米(mm).
检测点的应力,单位为兆帕(MPa);
检测点的双折射光程差,单位为纳米(nm);
5应力检测方法
5.1板面应力检测方法
5.1.1检测装置
检测板面应力的装置光学示意图见图2,人射的均匀自然光经起偏器P成为线偏振光,经被测玻璃样品G成为椭圆偏振光,再由检偏器P转变为线偏振光,最后由面阵相机D记录被测样品表面的光场信号,起偏器P与检偏器P的主方向相互正交,且与参考坐标系x轴成α角,被测样品的快、慢轴方向分别为f、3,其中快轴f与参考坐标系r轴成8角.面阵相机D距检偏器P一定距离,确保以小视场 角对被测样品的干涉条纹实现成像.被测样品G固定于光路中,起偏器P与检偏器P同步旋转,转角为α
说明:
P起偏器; G-被测玻璃样品;P:--检偏器;D---面阵相机.
图2板面应力检测装置的光学示意图
检测装置包含机电控制、数字图像采集、数字图像分析处理及计算等功能的测控软件.用于测量、计算并显示板面应力分布图、板面应力平均值和最大值,
5.1.2应力计算
由面阵相机D记录的光场图像信号强度I(x,y,a)由式(4)表示.
式中:
I(xya)--光场图像信号强度;
(x)g 人射自然光强度,由标定得到; 被测样品的双折射相位差,单位为弧度(rad):8(x、y) -被测样品的快轴f与参考坐标系r轴的夹角,单位为弧度(rad);-起偏器与检偏器的同步转角.
式(4)描述的信号为时间周期性信号,由测得的峰谷值按式(5)计算出被测样品的双折射相位差.