一种用于测量光学玻璃电阻的方法及应用该方法的装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及光学玻璃材料领域，更具体地说，是涉及光学玻璃的电阻测量方法，包括加热光学玻璃至T1，且T1大于等于250℃，输入电压U1至光学玻璃的一端，经光学玻璃后输出至电阻R0的一端，测量电阻R0的电压UR；加热使光学玻璃多次升温ΔT，记录加热温度以及在加热过程中电阻R0的电压UR，且10℃≤ΔT≤60℃；计算获得光学玻璃在各温度下的电阻对光学玻璃的电阻RX与对应的加热温度进行统计。本电阻测量方法通过一次从低温到高温的温度变化过程，记录均匀分布的多个温度点的光学玻璃电阻值，测量方法简单、速度快。
【专利说明】
一种用于测量光学玻璃电阻的方法及应用该方法的装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及光学玻璃材料领域，更具体地说，是涉及光学玻璃的电阻测量方法和 装置。
【背景技术】
[0002] 如今无论是在军用还是民用，对图像的清晰度要求越来越高。因此，对于镜片的像 素也有了新的要求。普通的塑料镜片加工，一般采用的是注塑成型的方法;传统的光学玻璃 镜片机加工采用磨削方法。以上的两种加工工艺都存在一定的缺点：注塑成型虽然工序简 单，易操作，但是成型出来的镜片像素不够高;传统的光学玻璃超精磨削出来的镜片虽然精 度高，但是工序繁琐，耗时长。
[0003] 解决上述两种问题，目前出现一种新的镜片加工工艺:高温模压，也就是将光学玻 璃加热到软化点然后模压成型。这种加工方法不仅工序简单，易操作，而且成品精度高。但 是由于光学玻璃材料在低温条件下为绝缘体，但在高温条件下为导体，随着温度的变化，其 导电性能也跟着变化，玻璃精密模压机将玻璃毛坯模压成型时，其中一个重要参数是温度， 在不同的温度条件下，光学玻璃毛坯的电阻不一样，高温状态下无法通过温度测量仪器直 接测量光学玻璃电阻，存在光学玻璃高温状态电阻测量困难的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供光学玻璃材料的在不同温度下的电阻测量方法，旨在解决 现有技术中存在的光学玻璃高温状态电阻测量困难的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:提供了一种用于测量光学玻璃电阻 值的方法，包括，
[0006]准备待测量的光学玻璃，并使所述光学玻璃的两侧端分别连接一导线；
[0007]连接信号源、光学玻璃、电阻、电压放大器、示波器，信号源连接光学玻璃的一侧端 的所述导线，光学玻璃的另一侧端的所述导线连接电阻，电压放大器连接于光学玻璃与所 述电阻之间，示波器连接电压放大器，电阻的阻值为Ro;
[0008] 加热所述光学玻璃加热至n个不同的加热温度，其中，n多2,任一个加热温度不少于 250 °C，后一个加热温度大于前一个加热温度，且后一个加热温度与前一个加热温度之间的差 值为AT，10°C < ATS60°C ;并且在每一个加热温度中，使所述信号源输出设定的电压，并定 义该电压值为山，而经过所述光学玻璃后的电压值定义为UQ，经过所述电压放大器放大K倍后 的电压值为U4,且K>1，以计算所述光学玻璃在对应的加热温度下的电阻
[0009] 根据n个不同的加热温度的温度值、以及所述光学玻璃在n个不同的加热温度下的 电阻值，分析所述光学玻璃的电阻。
[0010] 进一步地，使后一个加热温度的温度与前一个加热温度的温度之间的差值为50 r。
[0011] 进一步地，使所述光学玻璃先置于一加热容器上，再将所述加热容器置于所述加 热炉内。
[0012] 进一步地，设置所述加热容器的材料为刚玉。
[0013] 进一步地，使所述光学玻璃通过一绝缘板而设置于加热容器上，所述绝缘板的绝 缘度大于所述加热容器的绝缘度。
[0014]进一步地，使所述绝缘板为云母板。
[0015] 进一步地，在通过所述加热炉将所述光学玻璃加热至n个不同的加热温度的步骤 中，还包括使所述光学玻璃在每个加热温度中进行保温操作。
[0016] 进一步地，使所述光学玻璃在每个加热温度中进行保温的保温时间为2.5-4分钟。
[0017] 本发明的另一个目的在于一种用于测量光学玻璃电阻的装置，包括：
[0018] 加热炉，用于加热光学玻璃；
[0019] 光学玻璃，所述光学玻璃置于所述加热炉内，且所述光学玻璃的两侧端分别连接 一导线；
[0020] 信号源，所述信号源与位于所述光学玻璃的一侧端上的所述导线连接；
[0021] 电压放大器，所述电压放大器与位于所述光学玻璃的另一侧端上的所述导线连 接；
[0022] 示波器，所述示波器包括第一连接端及第二连接端，所述示波器的第一连接端连 接于所述电压放大器，所述示波器的第二连接端连接于所述信号源与所述加热炉之间；
[0023] 电阻，所述电阻连接于所述加热炉与所述电压放大器之间。
[0024] 进一步地，还包括加热容器，所述加热容器置于所述加热炉内，所述光学玻璃置于 所述加热容器上。
[0025]本发明有益效果：
[0026] 本发明提供了一种用于一次完整测量光学玻璃的多个高温状态电阻的方法，大于 250°C的温度范围对光学玻璃的电阻，通过增加一个辅助测量的电阻Ro进行光学玻璃的电 阻测量，光学玻璃和电阻R〇输入电压山，电阻Ro分压，在测量获得电阻Ro的电流后，便可计算 出光学玻璃在某一温度下的电阻。再经过多次相同幅度的升温测量，完成一系列从较低温 度到较高温度的电阻测量。本电阻测量方法通过一次从低温到高温的温度变化过程，记录 均匀分布的多个温度点的光学玻璃电阻值，测量方法简单、速度快。另外，通过本法获得光 学玻璃的高温状态下电阻数据，便于获得相应电阻下玻璃的状态性能。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明提供的光学玻璃电阻测量装置。
[0028] 附图标示说明：
[0029] 1、信号源，2、加热炉，3、电压放大器，4、不波器，5、光学玻璃，6、电阻，21、加热容 器，22、绝缘板，41、第一连接端，42、第二连接端。
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0031] 需要说明的是，当元件被称为"固定于"或"设置于"另一个元件，它可以直接在另 一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为"连接于"另一个元件，它可以 是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0032] 还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是 以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
[0033] 如图1所示，为了研究光学玻璃随着温度变化，其电阻的变化规律。本发明提出了 一种用于测量光学玻璃5电阻的装置，包括信号源1、加热炉2、光学玻璃5、电阻6、电压放大 器3、示波器4和若干用于连接各个元件和电器的导线，本实施例中导线为铜导线。
[0034] 所述信号源1输出恒定电压值山，所述信号源1连接所述光学玻璃5-侧端的所述 导线，所述光学玻璃5另一侧端的所述导线连接电阻6的一端。
[0035] 加热炉2,光学玻璃5放置于与加热炉2内，用于加热光学玻璃6。
[0036]电压放大器3的输入端连接于所述光学玻璃5与所述电阻6之间，具体来说与位于 所述光学玻璃5的另一侧端上的所述导线连接;所述电压放大器3的输出端连接示波器4的 第一连接端。光学玻璃5的电阻值Rx很大，最大电阻达到M Q级，示波器4输入灵敏度有限，需 要前置电压放大器3对待测信号进行放大。
[0037]示波器4,所述示波器4为数字示波器，用于测量输入的电信号U4,能够很好地获取 强背景噪声下信号平均值，利于数据存储分析，包括第一连接端41及第二连接端42,所述示 波器4的第一连接端41连接于所述电压放大器3,所述示波器4的第二连接端42连接于所述 信号源1与所述加热炉2之间，通过第二连接端42测量记录输入电阻的电压信号，为示波器4 的多次平均提供同步信号。另外，电压放大器3和示波器4接地设置。
[0038]所述光学玻璃5置于所述加热炉2内，且所述光学玻璃5的两侧端分别连接一导线。
[0039] 所述电阻6的一端与位于所述光学玻璃5的另一侧端上的所述导线连接，另一端接 地；
[0040] 进一步地，本发明中，设置加热容器21，加热之前，所述光学玻璃5置于所述加热容 器21上，再所述加热容器21置于所述加热炉2内。本实施例中，设置所述加热容器21的材料 为刚玉，具体为刚玉槽。
[0041] 进一步地，设置一绝缘板22,绝缘板22设置于加热容器21上，所述绝缘板22的绝缘 度大于所述加热容器21的绝缘度。本实施例中，使所述绝缘板22为云母板。刚玉材质的加热 容器21虽具有绝缘性，但是在高温状态下转变为导体，而在高温状态下云母材质的绝缘板 22绝缘度更大，能够起到更好的绝缘作用，通过绝缘板22分隔加热容器21和光学玻璃5,避 免干扰试验结果。本实施例中还可通过其他具有高温绝缘的加热容器21代替刚玉槽和绝缘 板22。
[0042] 信号源1输出电压信号到光学玻璃5，从光学玻璃5输出后分两个支路，其一输入到 电阻6,其二输入到电压放大器3,电压放大器3放大之后输出放大信号到示波器4,通过示波 器4测量电压放大器3输出的电压信号。
[0043] 本实施例中电阻6的电阻值Ro为1000 Q，电压放大器3电压远远大于电阻6的电阻 值Ro。
[0044] 进一步地，所述示波器4为数字示波器，所述电压放大器3为前置电压放大器3，加 热炉2为箱式电阻炉，箱式电阻炉具有自动执行加热程序的功能，加热容器21置于箱式电阻 炉内对光学玻璃5进行加热。
[0045] 本发明还提供了一种用于一次完整测量光学玻璃5的多个高温状态的电阻值Rx的 方法，测量范围为大于等于250°C，通过增加一个辅助测量的电阻6进行光学玻璃5的电阻值 Rx的测量，光学玻璃5输入电压Ui，电阻6分压，在测量经过电阻6的电压Ur后，便可计算出光 学玻璃5在某一温度下的电阻值。再经过多次相同幅度的升温测量，完成一系列从较低温度 到较高温度的电阻测量。本电阻测量方法通过一次从低温到高温的温度变化过程，记录均 勾分布的多个温度点的光学玻璃5电阻值，测量方法简单、速度快。
[0046] 本实施例中选用一段长方形的光学玻璃5。按照上述连接方式连接好装置，关闭箱 式电阻炉，注意避免铜导线碰触到箱式电阻炉的铁质部件，如不与箱式电阻炉的铁质门把、 箱体壳碰触。
[0047]本发明测量步骤为：
[0048] 步骤一、准备待测量的光学玻璃5,并使所述光学玻璃5的两侧端分别连接一导线；
[0049] 步骤二、连接信号源1、光学玻璃5、电阻6、电压放大器3、示波器4,信号源1连接光 学玻璃5的一侧端的所述导线，光学玻璃5的另一侧端的所述导线连接电阻6,电压放大器3 连接于光学玻璃5与所述电阻6之间，示波器4连接电压放大器3,电阻6的电阻值为R〇;
[0050] 步骤三、加热所述光学玻璃5加热至n个不同的加热温度，其中，n多2,任一个加热 温度不少于250°C，后一个加热温度大于前一个加热温度，且后一个加热温度与前一个加热温 度之间的差值为八1'，10°(：<八1'<60°(：;并且在每一个加热温度中，使所述信号源1输出设定 的电压山，而经过所述光学玻璃5后的电压值定义为U〇,经过所述电压放大器3放大K倍后的 电压值为U4,且K>1，以计算所述光学玻璃5在对应的加热温度下的电阻
5
[0051] 步骤四、根据n个不同的加热温度的温度值、以及所述光学玻璃5在n个不同的加热 温度下的电阻值，分析所述光学玻璃5的电阻值。
[0052]进一步地，步骤三中，在通过所述加热炉2将所述光学玻璃加热至n个不同的加热 温度时，还包括使所述光学玻璃5在每个加热温度中进行保温操作。
[0053]具体地，使所述光学玻璃5在每个加热温度中进行保温的保温时间为2.5-4分钟。 本实施例中优选保温3分钟，保温3分钟即能确保数据的准确，又能缩短整体测试时间。
[0054] 本实施例中测量光学玻璃5的测量原理为：电压放大器3输入阻抗远远大于电阻6
的电阻值Ro,流过光学玻璃5的电流近似等于流过电阻6的电流， 当电压放 大器3放大K倍时，示波器测量电压U4=KUR，所以光学玻璃5的电0 〇
[0055]本实施例中，以后一个加热温度的温度与前一个加热温度的温度之间的差值为50 °(：做加热温度状态的说明，本实施例中优选初始温度T1为250°C，最高测量温度为800°C，本 实施例的具体加热工序为先快速加热到250度，再持续加热升温，然后每上升50°C保温3分 钟，直至加热至800摄氏度，示波器测量数据的重点在250°C、300°C、350°C、400°C、450°C、 500°C、550°C、600°C、650°C、700°C、750°C、800°C恒定温度下观察记录电阻6的放大电压。
[0056] 光学玻璃5在其软化点之前为非导体，所以也相当于断路，示波器4不会显示波形， 在箱式电阻炉加热温度低于400摄氏度之前，可断开测量电路。
[0057] 本实施中，数字示波器能够很好地获取强背景噪声下信号平均值，存储数据分析。 设计如图1所示的简单线路，在较低的工作电压下，实现对光学玻璃5的电阻值Rx的准确测 量。
[0058] 通过数字示波器测量出抑制噪声后的U4以及信号源1发出的电压山，利用上式公式 可以计算出光学玻璃5的电阻值Rx。
[0059]本实施例的步骤三中，还包括在升温过程的U4的测量，且计算出对应温度下的光 学玻璃5的电阻值，通过对升温状态的光学玻璃5的电阻值和温度进行分析统计，有利于了 解光学玻璃5在升温状态时电阻的变化状况。
[0060] 本发明提供了一种通过一次从低温到高温的温度变化过程，记录均匀分布的多个 温度点的光学玻璃电阻值，测量方法简单、速度快。通过本法获得光学玻璃的高温状态下电 阻数据，便于获得相应温度下玻璃的状态性能。
[0061] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于测量光学玻璃电阻的方法，其特征在于:包括 准备待测量的光学玻璃，并使所述光学玻璃的两侧端分别连接一导线； 连接信号源、光学玻璃、电阻、电压放大器、示波器，信号源连接光学玻璃的一侧端的所 述导线，光学玻璃的另一侧端的所述导线连接电阻，电压放大器连接于光学玻璃与所述电 阻之间，示波器连接电压放大器，电阻的阻值为R〇; 加热所述光学玻璃加热至η个不同的加热温度，其中，η多2,任一个加热温度不少于250 °C，后一个加热温度大于前一个加热温度，且后一个加热温度与前一个加热温度之间的差值 为AT，10°C<AT<60°C;并且在每一个加热温度中，使所述信号源输出设定的电压，并定义 该电压值为山，而经过所述光学玻璃后的电压值定义为U〇,经过所述电压放大器放大K倍后 的电压值为U4,且K>1，以计算所述光学玻璃在对应的加热温度下的电阻根据η个不同的加热温度的温度值、以及所述光学玻璃在η个不同的加热温度下的电阻 值，分析所述光学玻璃的电阻。2. 如权利要求1所述的用于测量光学玻璃电阻的方法，其特征在于:使后一个加热温度 的温度与前一个加热温度的温度之间的差值为50°C。3. 如权利要求1所述的用于测量光学玻璃电阻的方法，其特征在于:使所述光学玻璃先 置于一加热容器上，再将所述加热容器置于所述加热炉内。4. 如权利要求3所述的用于测量光学玻璃电阻的方法，其特征在于:设置所述加热容器 的材料为刚玉。5. 如权利要求3所述的用于测量光学玻璃电阻的方法，其特征在于:使所述光学玻璃通 过一绝缘板而设置于加热容器上，所述绝缘板的绝缘度大于所述加热容器的绝缘度。6. 如权利要求5所述的用于测量光学玻璃电阻的方法，其特征在于:使所述绝缘板为云 母板。7. 如权利要求1-6任一项所述的用于测量光学玻璃电阻的方法，其特征在于:在通过所 述加热炉将所述光学玻璃加热至η个不同的加热温度的步骤中，还包括使所述光学玻璃在 每个加热温度中进行保温操作。8. 如权利要求7所述的用于测量光学玻璃电阻的方法，其特征在于:使所述光学玻璃在 每个加热温度中进行保温的保温时间为2.5-4分钟。9. 一种用于测量光学玻璃电阻的装置，其特征在于，包括： 加热炉，用于加热光学玻璃； 光学玻璃，所述光学玻璃置于所述加热炉内，且所述光学玻璃的两侧端分别连接一导 线； 信号源，所述信号源与位于所述光学玻璃的一侧端上的所述导线连接； 电压放大器，所述电压放大器连接于所述光学玻璃与所述电阻之间； 示波器，所述示波器包括第一连接端及第二连接端，所述示波器的第一连接端连接所 述电压放大器，所述示波器的第二连接端连接于所述信号源与所述加热炉之间； 电阻，所述电阻连接所述光学玻璃。10. 根据权利要求9所述的一种用于测量光学玻璃电阻的的装置，其特征在于:还包括 加热容器，所述加热容器置于所述加热炉内，所述光学玻璃置于所述加热容器上。
【文档编号】G01R27/14GK105929243SQ201610465956
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】龚峰, 李康森, 李积彬
【申请人】深圳大学