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偏光应力仪应用于透明材质的内部应力检测

发布时间:2020-08-20    点击次数:288
      偏光应力仪大量应用于玻璃、塑料等透明材质的内部应力检测。长期以来该仪器的校准一直难以实施,本文介绍了基于光强法的光学相位延迟的量值复现原理及相应的测量装置,阐述了光学相位延迟量值的传递过程和相关问题。
  玻璃等透明材料存在的内部应力是这些材料的极为重要的物理指标。该应力的存在不仅导致材料表面会随时间而慢慢变形,严重影响成像质量,而且应力分布不均匀严重时还会引起自爆。近期发生的玻璃幕墙自爆事件,以及啤酒瓶的安全事件就是其典型事例。因此,对该类材料内部应力的准确测量显得尤为重要。
  目前,市面上用于测量透明材料内部应力的仪器主要为偏光应力仪(又称偏光仪)。其测量原理基于应力双折射检测,即: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,各向同性的性质会受到破坏,引起折射率的变化,两个主应力方向的折射率不再相同,会出现双折射现象。双折射导致材料产生光学相位延迟,其相位延迟值与应力值的关系由下式确定:C为应力光学常数,它是物性常数,仅与玻璃品种有关。只要能测量出相位延迟值,就可以知道材料的内部应力。并且,绝大多数偏光应力仪给出的量值就是相位延迟值。
  虽然该项测试与人们的安全息息相关,但由于相关的校准技术规范及检定规程至今尚未建立,相关的量传体系也没有完善,因此,偏光应力仪的校准一直存在问题。
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