浮法玻璃应力测量.ppt

为什么要测量应力? 测量应力是为了控制应力. 测量方法必须具有可重复性和可再生性. 我们需要控制: 切割后玻璃板上的横向应力 为了便于客户切割或说明使用 我们需要控制: 玻璃板上的横向应力 横向的在线应力 以达到最小的退火窑损失和良好的在线切割 我们需要控制: 玻璃板上的横向应力 在线横向应力 在线边部应力 保证好的在线切割质量 我们需要控制: 玻璃板横向应力 在线横向应力 在线边部应力 在线厚度应力 保证最小的退火窑损失 我们需要控制: 玻璃板横向应力 在线横向应力 在线边部应力 在线厚度应力 永久厚度应力 便于客户切割和提供说明书 我们需要控制: 玻璃板横向应力 在线横向应力 在线边部应力 在线厚度应力 永久厚度应力 怎样测量应力? 什么是偏振光 光是一种电磁波 我们把电电磁波在其中传播的面叫做偏振面 在白光(自然光)中有许多不同的偏振面 偏振光只选用其中一个偏振面 双折射 一些晶体在不同方向有不同的折射率 在这些物质内,光在不同的偏振轴上的传播速度是不同的 我们称它们具有双折射性质 实际上： 我们看到什么呢? 等值干涉条纹(Isoclinic fringes) 告诉我们主应力的方向 条纹呈黑色 (使用暗场偏振器) 等色线(Isochromatics) 告诉我们应力的大小 在自然光下呈现出五彩缤纷的色彩 在单色光下则呈黑色 我们希望得到什么呢? 对于测量玻璃的应力,我们关心的是应力的大小 所以只有等色线对我们才是重要的 三维空间的应力 为了简化我们对应力分布的测量方法，我们把玻璃分解为： 横向应力 厚度 (固化) 应力 区域应力的测量 Sénarmont补偿器 这是一种补偿设备 补偿器是引入一个大小已知而方向相反的延误，把样品所产生的延误调回到“0”. 对浮法玻璃的横向应力测量，假定其主要应力沿横向分布并与拉引方向平行是合理的. 使用人工式应力观察器测量平面应力 在玻璃下面设置一个能在整个板宽上移动的光源,其偏振方向与玻璃的拉引方向成45°。 对于切割后的玻璃，这个光源的移动架只要中等长度 确定使用了绿色滤光器(~540 nm) 或已知波长的单色光源 与板带下的光源同步移动的人工测量装置安装在板带之上，而且光源和测量装置分别位于测量点的正上方和正下方 旋转检偏光片(即分析器)，可转向零点两侧的任何一侧，直到观察孔看见黑色(消光)条纹 当黑条纹达到了观察孔的中心时，在分析器的刻度上读出光程差 应力观察板 可得到一般的应力级别 可以作为切割前的应力连续直接观测 可以在退火窑的任何便于观察的地方使用 我们通过应力观察板看到的典型颜色 自动应力在线测量 优点 全自动 可以频繁测量 ，以便尽早发现问题 可以测量在线应力 可以测量玻璃温度 可以预测永久在线应力 计算玻璃板应力 永久厚度应力的测量 要测量厚度应力，我们必须在厚度上穿过待测玻璃样品的宽度观测 我们要取一块样品玻璃 理想的样品的宽度为厚度的6倍 用Babinet 补偿器来测量样品的应力 用Babinet补偿器(石英楔子) 切割后玻璃板的平面应力的测量 在哪儿测? 在生产线的末端的一块冷却均匀的玻璃板上 在玻璃板长度的中间测量 多大的玻璃板? 理想的玻璃板应该是长度是玻璃带毛宽的1.5倍 最好是带边子的 切割后玻璃板的平面应力的测量 实际上 玻璃板应该长于4.7米 而且没有弯曲起拱等 关键是保持样品的一贯性 我们要保证玻璃板的大小要一致，这样就能得到有重复性的目标应力值 如果第一次使用去了边的玻璃板，那就一直要用这样的玻璃板 在线平面应力的测量 一般在马上要到切割控制室的上游测量 如果玻璃带是平的，可以在退火窑的任何可观察的地方测量. 清洗机的作用是减少暂时应力的水平 用Sénarmont补偿器或应力观察板测量 暂时平面应力的在线测量 我们可以通过温度曲线来推算暂时平面应力 一种横向移动或扫描式的高温计通常用来测量温度 根据已知的温度曲线、弹性模量和线性热膨胀系数，我们就可以计算暂时应力 某位置的在线暂时平面应力的计算步骤 先计算玻璃带横向宽度上的平均温度 再计算测量点和平均温度之间的温度差(Tave – Tp) 然后，用上面计算出的温差乘以线性热膨胀系数，得出玻璃的应变量 最后把应变量乘以弹性模量得出应力 永久平面应力的在线测量 测量在线平面应力 计算在线暂时平面应力 在线永久平面应力 = 在线应力 - 暂时应力 预测切割后玻璃的应力 当玻璃被切割后，有相当量的应力会被释放 剩余的应力则会重新分布，并可能造成玻璃的形变 这种应力的计算是很复杂的 不过通过计算机，使用数学模型我们可以预测切割成给定大小的玻璃板的应力 在线厚度应力 在线厚度应力由永久厚度应力加暂时厚度应力合成 永久厚度应力主要由退火窑的设计(退火区的冷却速度)所决定，而暂时厚度应力取决于后退