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偏光应力仪校准工作中的常见问题

嘉峪检测网        2022-04-27 23:53

本文对偏光应力仪工作原理进行了梳理,对一些常见问题进行了分析,为校准检测人员开展校准工作提供可用参考。    

 

一、偏光应力仪校准中常见问题

 

1.仪器所用光源波长多种多样

 

目前,各种仪器所参考的标准多种多样,其中对光源波长的技术要求也各不相同。大多数仪器参照GB/T4545-2007《玻璃瓶罐内应力试验方法》(其技术内容主要参考ASTM C148-00《玻璃瓶罐内应力检验方法》)、GB/T12415-2015《药用玻璃容器内应力检测方法》或YBB00162003-2015《内应力测定法》,这几种方法采用白光光源测量,有效波长为565nm;有些仪器参照GB/T7962.5-2010《无色光学玻璃测试方法 第5部分:应力双折射》,该方法对仪器提出明确技术要求,滤光片的峰值波长为(540±5)nm,波带半高宽为6nm,在可见光区域不允许有次峰;在GB/T26827-2011《波片相位延迟测量装置的校准方法》中,则提出了标准波片在非632.8nm波长条件下的相位延迟折算公式,并提供了晶体石英最大折射率计算用表。

 

因此,市场上的仪器所用的波长差别很大,最广泛的为565nm,其次为560nm,再次为589.3nm,其余为532nm、540nm、546nm、632nm等。严格地说,应力所造成的相位延迟,相对于各种波长略有不同,即同一被测样品对不同波长的光产生的双折射相位延迟不同,例如对于石英晶体来说,其双折射相位延迟在紫外波段与可见波段相比相差较大。因此,不同的测量波长会导致应力测量结果产生差别。

 

2.用于定量测量的光源为非单色光源

 

由偏光应力仪工作原理可知,进行定量测量时宜采用单色光源。某些仪器的定量测量系统,虽然内置了四分之一波片,但所使用的光源为白光光源或复合光源,波长范围很宽或存在多个波峰,测量时视场中颜色的变化会影响对消光状态的判断,易带来较大的测量误差。

 

3.仪器不注明光轴的方向

 

很多仪器不标注光轴的方向,对测量造成影响。实际上,若仪器四分之一补偿波片的慢轴方向平行于起偏器透光轴方向,则检偏器逆时针旋转角度的2倍为相位延迟值;若四分之一补偿波片的快轴方向平行于起偏器透光轴方向,则检偏器顺时针旋转角度的2倍为相位延迟值。

 

4.仪器输出量值不明确或存在混淆

 

对于非数字显示式的仪器,通常只能得到检偏器旋转的角度,测量人员需自行计算相位延迟;对于数字显示式的仪器,某些仪器未注明显示的数值单位(nm或者°);某些仪器还存在检偏器旋转角度与相位延迟值混淆不清的问题。

 

二、总结与展望

 

目前市场上的偏光应力仪产品性能参差不齐,与制造者所参考标准不一、原理混淆等因素有关。校准检测人员在对偏光应力仪的定量测量功能进行校准时,应注意通过测量、检索文献与说明书或与客户沟通等方式掌握仪器基本信息,包括光源光谱分布、仪器光轴方向、仪器输出量值形式等。同时,校准工作应严格按照JJF1497-2014《偏光仪校准规范》进行,测量数据以该校准规范中的计量特性要求作为参考,有利于对仪器误差进行分析。此外,希望仪器制造者在产品信息中注明所参考的技术标准,便于校准检测或仪器使用人员获取仪器相关信息。

 

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来源:中国计量