专利名称：透明塑料件内应力检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于对透明塑料件的内应力进行检测的透明塑料件内应力检测仪。
背景技术：
在一般的塑料制品中，通常残存有一些内应力，单凭人眼只能检查出塑料制品的表面是否有破损，无法看出塑料件内残存的内应力，其结果是会导致一些不良品流到市面上。这些有残余内应力的塑料件在高温、受力等情况下，很容易变形甚至破裂，对产品质量造成极大的破坏。
在专利号为‘ZL00250700.5’，公布了一种‘可观测塑胶件残余内应力的偏振光装置’，其中利用有残余内应力的透明塑料件会对光线产生折射效果这一原理，来观测塑料件中是否有残余内应力。但其中需要由人眼直接面对光源来观测具体结果，观测者会有刺眼感觉，而且其观测到的是没有被放大的原始结果，如果被观测塑料件的体积较小，则可能因看不清楚而无法作出正确的判断。
另外，对于某些透明或非透明的塑料件，需要在设计时充分考虑其正常或非正常受力后最可能在何处产生裂纹或破损，通过预加一定的外力并同时检测其内应力，则可以实现这一目的。而前述‘可观测塑胶件残余内应力的偏振光装置’只能观测受力后的情况，不能在加力的同时观测其内应力情况。
实用新型内容针对现有技术的上述缺陷，本实用新型要解决现有的透明塑料件内应力检测仪只能由人眼直接观测原始效果，会刺眼且观测效果并不理想等问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种透明塑料件内应力检测仪，包括光源、起偏镜和检偏镜；还包括机柜和摄像镜头；所述光源、起偏镜、检偏镜以及摄像镜头沿同一直线依次放置，并装在所述机柜中。可见，本实用新型将各组件集成到一个机柜中，并通过一个摄像镜头来摄取检测结果，再输出到相应的显示器，根据显示图像情况，控制摄像镜头的光圈和焦距，使显示图像为最清晰状态，以便观测，并可对显示图像进行放大、缩小等处理。
为了可以一边对被测塑料件施加外力，一边检测其内应力变化情况，所述透明塑料件内应力检测仪中还包括用于对被检测的透明塑料件施加适当外力的加载机构，所述加载机构位于所述起偏镜与检偏镜之间；所述光源、起偏镜、加载机构、检偏镜以及摄像镜头由下至上依次装在所述机柜中，使所述加载机构可为水平加载状态，即可对被测塑料件施加水平方向的力。
本实用新型中，所述机柜内部可由一块透光镜分隔为上下两层；所述光源和起偏镜装在所述机柜的下层；所述加载机构、检偏镜以及摄像镜头装在所述机柜的上层。另外，可在机柜的上下层各装一根立柱，将起偏镜、检偏镜和摄像镜头通过各自的支架装在上层立柱上，并将起偏镜通过其支架装在下层立柱上，各支架可沿各立柱上下移动。当然，也可用一根立柱穿过中间分隔同时作为所述上层立柱和下层立柱。
本实用新型中，为了将应力的等倾线与等差线分离，清晰地观察应力等差线图像分布状态(应力大小主要由等差线的分布状态进行计算)，还可在检测仪中安装两块1/4波片。其中的第一块1/4波片位于所述起偏镜与加载机构之间，第二块1/4波片位于所述加载机构与检偏镜之间。并可将第一块1/4波片通过其支架装在下层立柱上，第二块1/4波片通过其支架也装在上层立柱上，各支架也可沿各立柱上下移动。
本实用新型中，所述起偏镜和第一块1/4波片的支架可分别绕所述下层立柱水平旋转任意角度；所述第二块1/4波片和检偏镜的支架也可分别绕所述上层立柱水平旋转任意角度。并可将两片1/4波片转向偏振片的两侧，只用偏振片观察应力的等差线与等倾线的混合分布图像。
本实用新型中，所述起偏镜、第一块1/4波片、第二块1/4波片以及检偏镜可在各自的支架上水平旋转任意角度，从而可观察同一应力的整级次条纹和半级次条纹。
本实用新型中，还可设置用于对摄像镜头进行控制的镜头控制装置及实现图像采集功能的计算机控制系统，所述镜头控制装置和计算机通过相应的电缆线与所述摄像镜头相连。
可见，本实用新型的透明塑料件内应力检测仪可在计算机显示器上提供直观的透明塑料件内残余内应力的分布图像，并能对图像进行实时放大、编辑、处理、存储和打印；能提供透明塑料件内残余内应力的等倾线和等差线混合分布图像；能对试件进行加载并实时观察、存储加载后的内应力分布图像，从而能提供残余内应力定量计算的图像依据。技术人员根据残余内应力的分布图像，可改进透明塑料件的生产工艺、优化注塑模具的设计，最终消除产品中的残余内应力。另外，整个检测仪结构紧凑、成本低、采用一体化设计；其检测结果直观，可存储、拷贝和打印或生成文档；操作简单且使用可靠。


下面将结合附图及实例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型中由平面偏振光产生等倾线和等差线混合条纹的光路示意图；图2是本实用新型中由圆偏振光产生等差线条纹的光路示意图；图3是本实用新型检测仪的原理框图；图4是本实用新型一个优选实施方案的结构示意图；图5是将图4中的各部件装入机柜后的示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型利用光弹性应力---光性定律，当具有残余内应力的透明塑料件14置于由光源11、起偏镜12、检偏镜16所组成的偏振光场中时，会产生干涉条纹(即内应力等倾线和等差线混合)图案；而当透明塑料件24处于由光源21、起偏镜22、第一块1/4波片23、第二块1/4波片25、检偏镜66所组成的圆偏振光场时，会产生明晰的干涉条纹(即内应力等差线)图案。根据这些图案，可以分析残余内应力的分布情况，从而改进产品生产工艺及模具的优化设计，最终消除残余内应力，生产出质量稳定的合格产品。
如图3所示，本实用新型的检测仪主要由光源、光路单元、摄像镜头、镜头控制装置以及用于实现图像采集和处理的计算机所组成。其中的光源采用纯绿色光源；光路单元中包括起偏镜和检偏镜，还可包括两块1/4波片。
本实用新型的一个优选实施例如图4和图5所示，其中，机柜10被分隔为上下两层，并配有上柜门101和下柜门102。光源1、起偏镜2和第一块1/4波片3被装在机柜的下层；而摄像镜头7、检偏镜6、第二块1/4波片5和加载机构4被装在机柜的上层；在上下分隔处设有一个透光镜8；由光源1所发出的光可经起偏镜2、第一块1/4波片3、透光镜8、第二块1/4波片5、检偏镜6而进入摄像镜头7。
其中，起偏镜2、第一块1/4波片3、第二块1/4波片5、检偏镜6可在各自的支架上水平旋转任意角度，在图4中，则是以光轴(如图4中虚线所示)为中心按顺/逆时针方向旋转任意角度，从而可观察同一应力的整级次条纹和半级次条纹。另外，上述部件的支架还可分别以立柱9为中心顺/逆时针方向(水平面内)旋转，例如将两块1/4波片3、5分别旋转开，使它们不再与起偏镜2和检偏镜6在同一光轴上，此时光线不会通过这两块1/4波片3、5，由光源1所发出的光可经起偏镜2、透光镜8、检偏镜6而进入摄像镜头7，从而可产生应力等倾线和等差线混合图象。
其中的摄像镜头7通过电缆线与外部计算机和摄像机控制装置(未在图中画出)相连，该计算机和摄像机控制装置位于机柜外部，用于对摄像镜头进行控制并实现图像采集和处理功能。其中的加载机构4用于对被检测塑料件施加一定的拉力或压力，具体使用时，可根据被检测塑料件及需要施加的力而设计相应的加载机构，本实施例中是对被测塑料件施加水平方向的拉力或压力。现有技术中有多种加载机构，此处不一一详述。
本实施例中，光源1、起偏镜2、第一块1/4波片、透光镜8、第二块1/4波片、检偏镜6和像镜头1依次装在同一根立柱7上，并可在各自的范围内上下移动。
利用本实用新型的透明塑料件内应力检测仪，可在计算机显示器上提供直观的透明塑料件残余内应力的等差线或等倾线与等差线混合的分布图像，并能对图像进行实时放大、编辑、处理、存储和打印；该检测仪既可对透明塑料件制成品的残余内应力进行检测，也可对试件进行加载并实时检测其内应力变化情况，从而使技术人员可根据检测所得结果相应地改进生产工艺、优化注塑模具的设计。
权利要求1.一种透明塑料件内应力检测仪，包括光源、起偏镜和检偏镜；其特征在于，还包括机柜和摄像镜头；所述光源、起偏镜、检偏镜以及摄像镜头沿同一直线依次放置，并装在所述机柜中。
2.根据权利要求1所述的透明塑料件内应力检测仪，其特征在于，还包括用于对被检测的透明塑料件施加适当外力的加载机构，所述加载机构位于所述起偏镜与检偏镜之间；所述光源、起偏镜、加载机构、检偏镜以及摄像镜头由下至上依次装在所述机柜中。
3.根据权利要求2所述的透明塑料件内应力检测仪，其特征在于，所述机柜内部由一块透光镜分隔为上下两层；所述光源和起偏镜装在所述机柜的下层；所述加载机构、检偏镜以及摄像镜头装在所述机柜的上层。
4.根据权利要求3所述的透明塑料件内应力检测仪，其特征在于，在机柜的上层还装有一根上层立柱，所述检偏镜和摄像镜头通过各自的支架装在所述上层立柱上，可沿所述上层立柱上下移动。
5.根据权利要求4所述的透明塑料件内应力检测仪，其特征在于，还包括两块1/4波片，其中的第一块1/4波片位于所述起偏镜与加载机构之间，第二块1/4波片位于所述加载机构与检偏镜之间。
6.根据权利要求5所述的透明塑料件内应力检测仪，其特征在于，所述第二块1/4波片也通过其支架装在所述上层立柱上，并可沿所述上层立柱上下移动。
7.根据权利要求6所述的透明塑料件内应力检测仪，其特征在于，在所述机柜的下层还装有一根下层立柱，所述起偏镜和第一块1/4波片通过各自的支架装在所述下层立柱上，并可沿所述下层立柱上下移动。
8.根据权利要求7所述的透明塑料件内应力检测仪，其特征在于，其中用一根立柱同时作为所述上层立柱和下层立柱。
9.根据权利要求8所述的透明塑料件内应力检测仪，其特征在于，所述起偏镜和第一块1/4波片的支架可分别绕所述下层立柱水平旋转任意角度；所述第二块1/4波片和检偏镜的支架可分别绕所述上层立柱水平旋转任意角度；所述起偏镜、第一块1/4波片、第二块1/4波片以及检偏镜可在各自的支架上水平旋转任意角度。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的透明塑料件内应力检测仪，其特征在于，还包括位于机柜外部、用于对摄像镜头进行控制的镜头控制装置以及实现图像采集功能的计算机控制系统，所述镜头控制装置和计算机通过相应的电缆线与所述摄像镜头相连。
专利摘要本实用新型涉及一种透明塑料件内应力检测仪，为解决现有的检测仪的观测效果并不理想等问题，该检测仪中除包括光源、起偏镜和检偏镜外，还包括机柜、摄像镜头和加载机构；所述光源、起偏镜、加载机构、检偏镜以及摄像镜头沿同一直线依次装在所述机柜中。另外，还可在起偏镜与加载机构之间及加载机构与检偏镜之间各增设一块1/4波片。其中的摄像镜头通过相应的电缆线与外部计算机相连，通过该计算机可对摄像镜头进行控制并实现图像采集功能。本实用新型的检测仪将各组件集成在一个机柜中，可在计算机显示器上提供直观的透明塑料件残余内应力的分布图像，既可对透明塑料件制成品的残余内应力进行检测，也可对试件进行加载并实时检测其内应力变化情况。
文档编号G01N35/00GK2713464SQ200320119569
公开日2005年7月27日 申请日期2003年12月19日 优先权日2003年12月19日
发明者朱光力, 李继中 申请人:深圳职业技术学院