[发明专利]一种适用于大幅面平板玻璃物理钢化应力检测装置

说明书

一种适用于大幅面平板玻璃物理钢化应力检测装置属于玻璃生产领域。该装置包括支撑系统、光源系统、起偏系统、承托/传动系统、检偏系统、成像/记录系统，其位置关系为自下而上布置；被检测试样是物理钢化平板玻璃；光源系统为面光源，在大于1.5m×2.5m的视域范围，光源的表面色温温差小于50K；具体的光源系统包括透明有机板，在透明有机板表面刻蚀不同直径的点，反射膜贴合已加工刻蚀点的透明有机板的下表面，LED灯带包围在透明有机板的四周。本发明检测建筑玻璃物理钢化安全性和自爆风险，保障了建筑玻璃的安全性，减少了破坏性检测损失，避免了传统检测方式的局部检测方式不足和应力测量值不准确的问题。

技术领域

本发明涉及玻璃材料物理钢化应力检测领域，其更适用于大幅面平板玻璃的物理钢化应力状况的检测，满足大幅面平板状物理钢化玻璃制品的应力分布均匀性、预应力值大小、钢化质量和安全性评估。

背景技术

平板玻璃广泛用于建筑物，其可满足采光、遮风、避雨、装饰、隔音、节能、安全等功能。随着社会发展和城市建设发展需要，在城市中大量建设高层建筑，为了解决高层建筑所用平板玻璃的安全性，一般需要对平板玻璃进行物理钢化处理，使其在机械强度方面得到提高，其抗冲击强度和抗弯强度是普通玻璃的3～5倍，经过物理钢化处理的玻璃在外力作用下破坏时，玻璃碎片一般呈类似蜂窝状的钝角颗粒，颗粒尺寸小于1cm²，对人体或事物造成的损伤降低到最小程度。

平板玻璃物理钢化处理是通过在普通玻璃中施加预应力方式来提高玻璃强度，其工艺过程为：首先将平板玻璃切割加工成一定规格形状，进行磨边、倒角或钻孔处理；其次将玻璃板加热至接近软化点温度；然后通过向玻璃表面吹冷风进行淬冷处理，使玻璃板表面产生预应力,该预应力为压应力。当钢化玻璃受到外力作用时，首先抵消玻璃板表面的预应力，从而提高其抵抗外力作用的能力，对于高层建筑用外窗玻璃和幕墙玻璃而言，平板玻璃的物理钢化将能很好地满足抗风压、耐高温、抗冲击等性能，为高层建筑提供了安全保障。

尽管建筑玻璃(包括窗玻璃、幕墙玻璃、玻璃隔断、玻璃围挡、玻璃屋顶等)可以通过物理钢化方式来增强其抵抗外界作用的能力，提高其使用安全性，但是建筑玻璃的物理钢化质量是十分重要的安全指标。目前，建筑玻璃安全性评价指标主要包括抗冲击性实验和霰弹实验，这属于破坏性检测项目。另外有一项表面应力非破坏性实验，要求表面应力不应小于90MPa，但测量区域面积仅有1cm²区域，对于每块窗玻璃或幕墙玻璃而言，检测面积偏小，不能很好地进行整体评价，因此该测量方法具有评估和检测的局限性，主要在于平板玻璃的物理钢化方式是通过风嘴喷出冷风方式来实现对加热玻璃表面的快速冷却，使玻璃表面产生压应力，在风嘴冷却位置的玻璃表面应力呈现集中，并且应力数值较大，而远离风嘴位置的玻璃表面应力呈现疏散，并且数值相对较小，冷却风嘴间距一般在8-15cm，即使水平钢化炉在物理钢化时能够提供传动辊的前后筛动功能，但不能实现平板玻璃原片的左右筛动，因此经物理钢化处理后的玻璃会出现有一定间隔距离的应力斑点或应力带，总体而言玻璃板表面的应力分布是不均匀的，所以采用局部玻璃表面应力的测量是很难准确了解和掌握物理钢化平板玻璃的钢化质量。另外关于玻璃应力检测方法多使用光弹原理，利用玻璃应力所产生的双折射现象来了解玻璃的应力分布，但是该类检测仪器的检测区域也相对较小，很少有超过1m²检测面积的仪器，主要由于当视场面积增大，而背光源的均匀性是很难实现，这对玻璃应力测量而言是致命缺陷，另外随着视场面积增大，必然导致图像接收端目镜与被测试样(物理钢化玻璃)的距离增大，那么图像接收端目镜中心点与视场区域内不同位置上的距离不同，对于光程差会产生较大的影响，导致同一物质在不同位置的光程差不同，体现出的应力分布颜色明暗或深浅不一，而建筑玻璃单块制品尺寸规格大部分大于1m²，所以此类检测仪器仅能适用普通日用玻璃和小型玻璃制品的应力检测。另外在建筑玻璃钢化玻璃生产多采用智能型水平式钢化炉生产线，其生产效率很高，每班生产面积可达1600m²，大约2000-3000片，对于钢化质量控制而言，对每一片进行检测是最佳选择，其检测数量很大，一般采取抽检或小试样敲击破碎法定性评估，还不能实现无缝对接式物理钢化应力检测，另外作为玻璃物理钢化质量控制而言，需要进行图像拍摄和记录，传统的肉眼识别和观察已经不能满足质量控制的可追溯性要求。因此需要一种适用于大幅面平板玻璃物理钢化应力检测装置，来满足平板玻璃物理钢化处理后和建筑玻璃使用前的质量检测与评估，保障建筑玻璃的安全性。