偏光應力儀的工作原理?

    偏光應力儀的工作原理

    偏光應力儀大量應用于玻璃、塑料等透明材質的內部應力檢測。長期以來該儀器的校準一直難以實施,本文介紹了基于光強法的光學相位延遲的量值復現原理及相應的測量裝置,闡述了光學相位延遲量值的傳遞過程和相關問題。

    玻璃等透明材料存在的內部應力是這些材料的極為重要的物理指標。該應力的存在不僅導致材料表面會隨時間而慢慢變形,嚴重影響成像質量,而且應力分布不均勻嚴重時還會引起自爆。近期發生的玻璃幕墻自爆事件,以及啤酒瓶的安全事件就是其典型事例。因此,對該類材料內部應力的準確測量顯得尤為重要。

    目前,市面上用于測量透明材料內部應力的儀器主要為偏光應力儀(又稱偏光儀)。其測量原理基于應力雙折射檢測,即:玻璃是各向同性體,各方向的折射率相同。如果玻璃中存在應力,各向同性的性質會受到破壞,引起折射率的變化,兩個主應力方向的折射率不再相同,會出現雙折射現象。雙折射導致材料產生光學相位延遲,其相位延遲值與應力值的關系由下式確定:C為應力光學常數,它是物性常數,僅與玻璃品種有關。只要能測量出相位延遲值,就可以知道材料的內部應力。并且,絕大多數偏光應力儀給出的量值就是相位延遲值。

    雖然該項測試與人們的安全息息相關,但由于相關的校準技術規范及檢定規程至今尚未建立,相關的量傳體系也沒有完善,因此,偏光應力儀的校準一直存在問題。


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