为了同时精确获取两种干涉条纹信息，一次强化条纹和二次强化条纹需要不同的放大倍数，因而本实施例中的透镜51与透镜52的放大倍数不同，透镜51的焦距为100-150mm，透镜52的焦距为150_200mm。成像镜筒41、42的前端分别位于折射棱镜31、32的光折射方向，成像镜筒41、42的后端分别设有图像传感器43、44，图像传感器43、44可以为CXD或CMOS中的一种，CXD或CMOS前端设有双偏振片，双偏振片的方向互相垂直。另外，图像传感器43、44也可以是基于C⑶或CMOS的工业相机。优选地，本实施例中的光源21、22选用波长为500-900纳米范围的单色光源，图像传感器43、44为基于CXD的双偏振工业相机，避免了经双折射之后从玻璃射出的两路互相垂直光束之间的彼此掺杂，从而使两束光能够显著地被识别为两部分，提高了测量精度。
[0022]本实施例中的光源21、22与图像传感器43、44之间的光路上均分别设有光强衰减片45、46及光强衰减片调节机构405、406，光强衰减片45、46的具体放置位置不限，可以根据工作过程对光线亮暗进行自由调节，以适应图像传感器进行探测。为了防止受限于视角范围，避免放大后的条纹不能被全部识别，本发明所述的成像镜筒41、42上还可以分别设有两个广角镜头(图中未示出)，两个广角镜头分别位于图像传感器43、44的后端。
[0023]由于对玻璃表面应力进行测试时，在待测玻璃放置折射棱镜上表面之前，需要向折射棱镜上滴少量折射液以提高检测精度，为了避免人工操作费时费力，本实施例应力仪还设有自动滴液装置，如图1所示，自动滴液装置包括设在外框架10上的储液罐60，输送栗601、602，滴液支架61，滴液器621、622以及滴液控制机构，滴液器621、622设在滴液支架61的一端，滴液控制机构控制输送栗601、602将储液罐60中的折射液输送到滴液器621、622来实现自动滴液。优选地，滴液支架为可调节支架，滴液器的位置可根据需要自由调节。本发明中的滴液控制机构为任何能够实现滴液控制功能的装置，如，带有控制处理功能的计算机。本实施例中所述的外框架10内位于折射棱镜31、32的下方设有一废液收集槽70，废液收集槽下方还设有废液收集罐71，废液收集罐71通过管路连接废液收集槽70。使用后的折射液可以通过废液收集槽进行收集，从而可以防止折射液滴落在仪器上对仪器使用寿命造成影响。
[0024]较佳地，本发明所述的图像传感器还可以根据需要连接数据处理单元，数据处理单元根据图像传感器的输入信号实现对待测玻璃表面应力的实时采集和分析，完成多次钢化玻璃表面应力的精确检测。该数据处理装置可以是具有数据处理软件的通用计算机，或者是专用数据处理器。
[0025]图2为本发明应力仪测试二次钢化玻璃表面应力时的使用效果图，其中，图2 (a)为读取到的二次强化条纹效果图，图2 (b)为读取到的一次强化条纹效果图。由图2 (a)可以看出，当读取二次强化条纹时，二次强化的干涉条纹比较清晰，但是一次强化条纹多且密，不易于精确识别。图2 (b)中读取一次强化条纹时，由于通过调节透镜的焦距进行了较大倍数的放大，因而一次强化的干涉条纹变得非常清晰，便于精确识别，这时的二次强化条纹却由于较大倍数的放大，导致条纹变得非常粗，因而其位置不易确定。由于本发明应力仪采用了多光路系统的设计，可以根据不同干涉条纹的性质同时进行不同程度的调节，因而一次测试便可以精确读取多种干涉条纹的信息，大大提高了测量精度和效率。
[0026]上述实施例中所有的调节机构都可使用本领域中的现有技术。
[0027]利用本发明所述的应力仪测试多次钢化玻璃表面应力时，通过自动滴液装置向折射棱镜表面滴少量折射液，将待测玻璃放置滴有折射液的折射棱镜表面，通过光源高度调节装置调整光源的高度，以调整一个合适的光线发射角度，使光线经过折射棱镜在待测玻璃上发生临界反射，光线经折射棱镜折射后进入成像镜筒进行图像识别，识别之后的图像经图像传感器转换成带有玻璃表面应力信息的电子信号，最后电子信号由数据处理元件完成最终应力计算。由于本发明采用了多光路系统，测试玻璃表面应力时可以同时通过光源高度调节装置、透镜调节机构以及成像镜筒角度调节机构对光源、透镜以及成像镜筒的角度进行调节，以使每个光路中至少一种干涉条纹的图像非常清晰，从而可以在互不影响的情况下同时对一次和多次强化的干涉条纹进行图像识别，提高了测量精度和效率。
[0028]本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
【主权项】
1.一种多次钢化玻璃表面应力仪，设有外框架，外框架内沿光路依次设置光发射单元、光折射元件、成像单元，其特征在于，光发射单元包括至少两个光源以及至少两个光源高度调节装置，所述光源分别固定在光源高度调节装置上；光折射元件包括至少两个折射棱镜，折射棱镜分别位于光源的光线发射方向，供放置待测玻璃，光源发出的光经折射棱镜折射后进入成像单元成像；成像单元包括至少两个成像镜筒、至少两个成像镜筒角度调节机构以及至少两个图像传感器，成像镜筒内均分别设有透镜及透镜调节机构，透镜的放大倍数互不相同，成像镜筒的前端分别位于折射棱镜的光折射方向，成像镜筒的后端分别设有图像传感器。2.根据权利要求1所述的多次钢化玻璃表面应力仪，其特征在于，所述的光源是波长为500-900nm范围的单色光源。3.根据权利要求1或2所述的多次钢化玻璃表面应力仪，其特征在于，所述的光源与折射棱镜之间的光路上设置有滤波片。4.根据权利要求1或2所述的多次钢化玻璃表面应力仪，其特征在于，所述的光源与图像传感器之间的光路上设有光强衰减片及光强衰减片调节机构。5.根据权利要求1或2所述的多次钢化玻璃表面应力仪，其特征在于，所述的成像镜筒上位于图像传感器的前端设有广角镜头。6.根据权利要求1或2所述的多次钢化玻璃表面应力仪，其特征在于，所述的图像传感器可以为C⑶或CMOS中的一种，CXD或CMOS前端设有双偏振片；也可以是基于CXD或CMOS的双偏振工业相机。7.根据权利要求1或2所述的多次钢化玻璃表面应力仪，其特征在于，还设有自动滴液装置，自动滴液装置包括设在外框架上的储液罐、输送栗、滴液支架、滴液器以及滴液控制机构，输送栗以及滴液器均至少设有两个，滴液器设在滴液支架的一端，滴液控制机构控制输送栗将储液罐中的折射液输送到滴液器进行滴液。8.根据权利要求7所述的多次钢化玻璃表面应力仪，其特征在于，所述的滴液支架为可调节支架，滴液器的位置可根据需要自由调节。9.根据权利要求1或2所述的钢化玻璃表面应力仪，其特征在于，所述外框架上位于折射棱镜的下方设有一废液收集槽，废液收集槽下方设有废液收集罐，废液收集罐通过管路连接废液收集槽。10.根据上述任一项权利要求所述的多次钢化玻璃表面应力仪，其特征在于，所述图像传感器连接有数据处理单元。
【专利摘要】本发明公开了一种多次钢化玻璃表面应力仪，设有外框架，外框架内沿光路依次设置光发射单元、光折射元件、成像单元，光发射单元包括至少两个光源以及至少两个光源高度调节装置，所述光源分别固定在光源高度调节装置上；光折射元件包括至少两个折射棱镜，折射棱镜分别位于光源的光线发射方向，供放置待测玻璃；成像单元包括至少两个成像镜筒、至少两个成像镜筒角度调节机构以及至少两个图像传感器，成像镜筒的前端分别位于折射棱镜的光折射方向，成像镜筒的后端分别设有图像传感器。本发明应力仪通过采用多光路系统的方式可以同时精确读取一次和多次强化的干涉条纹，使测量精度和效率都得以大幅提升，具有广阔的市场应用前景。
【IPC分类】G01L1/24, G01N21/45
【公开号】CN105115635
【申请号】CN201510638763
【发明人】闫飞, 唐翔, 彭卫军, 汪旭东, 黄海瑞, 王绍龙, 谭炳辉, 王友
【申请人】苏州精创光学仪器有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月30日