一种大尺寸偏光应力检测装置的制作方法

[0001]
本发明涉及应力检测装置，尤其涉及一种大尺寸偏光应力检测装置。


背景技术：

[0002]
透明制品如普通玻璃、有机玻璃、pet塑料等在光学领域的使用频率逐渐增多，由于生产工艺的特殊性，这类制品在做成形时，均需要进行对应的退火工艺，退火工艺的好坏，直接决定了产品的强度及寿命，退火不均匀或者不完全均匀会导致产品内有残余内应力产生，这种残余内应力通常是极不均匀的，会降低玻璃制品的机械强度和热稳定性，影响玻璃制品的安全使用，当残余内应力值超过极限时，制品甚至会发生自爆现象。因而，为保证玻璃制品的使用性能，玻璃的残余内应力要控制在合理范围内，这就要求对玻璃的残余内应力进行检测。
[0003]
大尺寸坯料在切割之前由于内部具有残余应力，会直接导致后续的加工元件内部存在应力，因此，大尺寸坯料的内应力检测是非常有必要的，随着电子产品的不断更新普及，玻璃及塑料使用不断增加，因此，市场急需可以针对大尺寸坯料的内应力进行检测的装置。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种高效率、高精度，可以一次性全面测量出大尺寸玻璃样品应力大小的检测装置。本发明具体的技术方案如下：
[0005]
一种大尺寸偏光应力检测装置，包括光源、起偏器和视觉成像单元，其特征在：还包括x轴运动支架组件和y轴运动支架组件，x轴运动支架组件设置在ｙ轴运动支架组件的上方，并可以在所述ｙ轴运动支架组件上进行竖直运动；所述光源和起偏器通过承载台固定的安装在y轴运动支架组件下方，所述起偏器位于光源上方，检测样品则放置于起偏器上进行应力检测；所述视觉成像单元活动的设置在x轴运动支架组件上，并可以在所述ｘ轴运动支架组件上进行水平运动，所述y轴运动支架组件上还固定的架设有1/4波片，1/4波片位于起偏器和视觉成像单元之间。
[0006]
进一步，所述视觉成像单元包括成像镜头和偏振相机，所述成像镜头采用广角高分辨率镜头，便于增大拍摄范围；所述偏振相机拍摄的一个画面中可同时撷取0
°
、45
°
、90
°
、135
°
四个偏振方向的图像，用来采集多角度的图像信息。
[0007]
进一步，所述大尺寸偏光应力检测装置还包括图像处理元件和伺服电机，所述图像处理元件对采集到的图像信息进行分析处理，执行样品内应力的计算；所述伺服电机用于实现视觉成像单元的运动和定位。
[0008]
进一步，所述起偏器为线偏振光，偏振相机撷取0
°
偏振方向的图像时与起偏器偏光轴方向垂直。
[0009]
进一步，所述光源为均匀单色面光源，其中心波长范围560-590nm。
[0010]
进一步，所述1/4波片的慢轴与起偏器成
±
45
°
。
[0011]
本发明玻璃应力检测装置光路路径上依次排列沿光路方向依次设置有光源，起偏器，检测样品，1/4波片，成像镜头，偏振相机。由光源10发出的光经起偏器后变成线偏振光，由于检测样品内部存在残余内应力，该线偏振光经过检测样品之后被分解为具有光程差且偏振方向互相垂直的两束偏振光，偏振相机采集此时的图像信息，然后将采集的图像信息传送给图像处理元件，由图像处理元件对摄像元件采集的图像进行分析处理，从而执行样品内应力的计算。当检测样品尺寸很大时，可通过x、y运动支架组件移动改变偏振相机位置，实现对大尺寸样品的应力检测。
[0012]
本申请装置可直接获取玻璃样品整面区域的应力值，解决了现有技术中不能一次性全面测量出大尺寸玻璃样品应力大小的技术问题。
[0013]
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中进一步给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0014]
图1为本发明大尺寸偏光应力检测装置的光学原理示意图；
[0015]
图2为本发明大尺寸偏光应力检测装置的结构示意图；
[0016]
其中，1为光源，2为起偏器，3为检测样品，4为1/4玻片，5为成像镜头，6为偏振相机，7为x轴运动支架组件，8为y轴运动支架组件，9为承载台，10为图像处理元件。
具体实施方式
[0017]
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。
[0018]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0019]
图1示出了本发明大尺寸偏光应力检测装置的光学原理示意图，在本装置中，包括x轴运动支架组件7和y轴运动支架组件8，和沿光路路径上依次排列有的光源1、起偏器2、检测样品3、1/4波片4、视觉成像单元，x轴运动支架组件7活动的设置在ｙ轴运动支架组件8的上方，并可以在ｙ轴运动支架组件8上进行竖直运动；光源1和起偏器2通过承载台9固定的安装在y轴运动支架组件8下方，起偏器2位于光源1上方，检测样品3则放置于起偏器2上进行应力检测，视觉成像单元活动的设置在x轴运动支架组件7上，并可以在ｘ轴运动支架组件7上进行水平运动，y轴运动支架组件8上还固定的架设有1/4波片4，1/4波片4位于起偏器2和视觉成像单元之间，其中视觉成像单元包括成像镜头5，偏振相机6。
[0020]
进一步，本实施例大尺寸偏光应力检测装置还包括图像处理元件10和伺服电机，图像处理元件10对采集到的图像信息进行分析处理，执行样品内应力的计算，优选的，本实施例的图像处理元件10为具有数据处理软件的通用计算机；伺服电机用于实现视觉成像单元的运动和定位。
[0021]
在本实施例中，x轴运动支架组件7和y轴运动支架组件8优选采用丝杠组件传动方式，在其他一些实施例中也可选取滑轨组件等其他传动方式。x轴运动支架组件7和y轴运动支架组件8通过伺服电机控制驱动，且其上还配备有光栅尺，通过光栅尺与伺服电机闭环反
馈控制，可以实现对偏振相机6位置的准确移动，本实施例大尺寸偏光应力检测装置通过x轴运动支架组件7和y轴运动支架组件8的设置，在检测样品3为大尺寸时可带动偏振相机6进行多工位移动检测，不受检测样品3尺寸的限制，高效的满足各类尺寸的玻璃物料的应力检测。
[0022]
进一步，起偏器2为线偏振光，偏振相机6撷取0
°
偏振方向的图像时与起偏器2偏光轴方向垂直。本实施例中偏振相机6拍摄的一个画面中可同时撷取0
°
、45
°
、90
°
、135
°
四个偏振方向的图像。成像镜头50采用广角高分辨率镜头，便于增大拍摄范围，1/4波片4、起偏器2及光源1的尺寸可由检测样品尺寸进行选择。优选的，所述起偏器2为线偏振光，其偏振方向与检偏相机0
°
偏光轴方向垂直。优选的，光源1为均匀单色面光源，其中心波长范围560-590nm较佳。优选的，1/4波片4的慢轴与起偏器2成
±
45
°
。
[0023]
于本实施例中，为了避免其他不必要的杂光对本发明测量精度造成影响，可在本实施例中的检测装置外套一个罩壳，确保装置在黑暗的操作环境中无影响使用，提高了本发明应力检测装置的操作便利性。
[0024]
尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。