一种钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置及方法

1.本发明属于钢化玻璃中硫化镍的检测技术领域，涉及一种钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置。

背景技术：

2.钢化玻璃是一种预应力玻璃，优点在于强度高，且当玻璃被外力破坏时，碎片会成类似蜂窝状的碎小钝角颗粒，不易对人体造成伤害。硫化镍是一种黑粉末且不透光，常在玻璃制作过程中残留在其内部，具有热缩冷涨的特殊性质。通常钢化玻璃由普通玻璃高温骤冷处理制成，在此过程中，硫化镍的体积先是受热缩小，后又冷却膨胀，这使钢化玻璃内部出现很大的应力，会使钢化玻璃出现自爆现象。在极个别情况下，当硫化镍杂质恰好位于钢化玻璃中间界面时，自爆就会延迟，最长可以延迟到几年之后。而这种中间界面存在硫化镍的钢化玻璃投入使用后，例如用于高层建筑玻璃幕墙等，延迟自爆的危害将更加严重。因此，亟需一种装置来检测钢化玻璃中间界面中的硫化镍。

技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置及方法，利用激光在钢化玻璃内全反射的原理，当光线遇到硫化镍杂质时发生散射，散射光透过钢化玻璃表面投射到荧光幕布上形成光斑，以实现对钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测。
4.本发明提供一种钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置，包括：检测台、乙二醇溶液池、激光束发射器、横向滑道机构、荧光幕布、遮光板和限位夹板机构；所述荧光幕布铺设在检测台表面，待测钢化玻璃通过限位夹板机构固定在荧光幕布上方；检测台一侧设有乙二醇溶液池，待测钢化玻璃的一侧与乙二醇溶液池侧壁接触，横向滑道机构设置在乙二醇溶液池上方，所述激光束发射器可沿着横向滑道机构滑动且浸没在乙二醇溶液中，所述乙二醇溶液的折射率与待测钢化玻璃的折射率相同；所述遮光板沿所述乙二醇溶液池的侧壁设置，遮光板下端面与待测钢化玻璃接触以防止激光束从乙二醇溶液池侧壁散射出。
5.在本发明的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置中，所述横向滑道机构包括：支撑架、螺纹杆、螺纹滑块和电机，所述支撑架固定在乙二醇溶液池上方，支撑架沿乙二醇溶液池长度方向开设安装槽，所述电机设在安装槽一端，电机的输出轴与螺纹杆一端连接，所述螺纹杆的另一端通过轴承安装在安装槽的另一端，所述螺纹滑块套设在螺纹杆上，电机带动螺纹杆旋转所述螺纹滑块沿螺纹杆做直线滑动。
6.在本发明的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置中，所述螺纹滑块下方设置垂直校准转轴以实现水平面旋转，垂直校准转轴的下端与入射角控制转轴铰接，激光束发射器固定在入射角控制转轴上。
7.在本发明的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置中，所述遮光板的一端设有齿条，所述乙二醇溶液池的一端设有与齿条啮合的齿轮，齿轮中心处与旋转遮光板升降螺
栓固定连接，通过旋转遮光板升降螺栓带动齿轮旋转以驱动遮光板升降。
8.在本发明的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置中，所述检测装置上设有3个限位夹板机构，分别从未设有乙二醇溶液池的3的方向将待测钢化玻璃顶紧。
9.在本发明的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置中，限位夹板机构包括：限位夹板、固定螺栓、连接杆和连接座；所述限位夹板由上夹板、下夹板和连接板构成，上夹板、下夹板相互平行且一侧通过连接板连接形成一体结构，另一侧形成夹持待测钢化玻璃的开口，所述连接板上设有连接孔；所述连接座一端设有螺纹孔，另一端设有与螺纹孔连通的滑槽，所述连接座设有滑槽的一端固定在检测台侧壁上，所述限位夹板设置于滑槽内；所述固定螺栓位于螺纹孔内并与连接杆的一端连接，所述连接杆的另一端沿周向设有环形槽，连接杆伸入所述连接孔内并通过环形槽与连接孔配合实现轴向限位。
10.在本发明的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置中，所述检测装置还设有多个台脚以支撑所述检测台，所述台脚下端设有水平调节轮轴。
11.本发明还提供一种使用上述检测装置的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测方法，基于激光在钢化玻璃内全反射的原理，当光线遇到硫化镍杂质时发生散射，散射光透过钢化玻璃表面投射到荧光幕布上形成光斑，以此来探测钢化玻璃中是否含有硫化镍杂质，具体包括：
12.步骤1：将待测钢化玻璃的一侧抵靠在乙二醇溶液池侧壁上，另外三侧安装到相应的限位夹板中，调整固定螺栓将待测钢化玻璃固定在检测台上；
13.步骤2：调整遮光板，使遮光板下端面与待测钢化玻璃接触；
14.步骤3：调整垂直校准转轴使激光的入射方向垂直乙二醇溶液池侧壁，调整入射角控制转轴使入射激光在垂直乙二醇溶液池侧壁的平面内上下旋转，使入射角大于钢化玻璃的全反射角；
15.步骤4：开启激光束发射器，使激光束在钢化玻璃内全反射传播，当激光束在钢化玻璃的中间界面中遇到硫化镍杂质时发生散射，激光束穿过钢化玻璃表面照射到荧光幕布上，在荧光幕布上形成条纹状光斑；
16.步骤5：电机带动螺纹杆旋转，激光束发射器沿螺纹杆直线移动，激光束入射到硫化镍杂质的不同位置时，在荧光幕布上将会留下多条延迟消失的条纹状光斑，多根条纹状光斑在荧光幕布上组成一块类圆形光斑；如果不存在硫化镍杂质则不会出现光斑，以此检测钢化玻璃中是否含有硫化镍杂质。
17.本发明的一种钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置及方法，至少具有以下有益效果：
18.1、利用激光在钢化玻璃内全反射的原理，当光线遇到硫化镍杂质时发生散射，散射光透过钢化玻璃表面投射到荧光幕布上形成光斑，光斑面积大易于观察，能够容易判断出钢化玻璃中是否含有硫化镍杂质。
19.2、激光束发射器发射的竖直条状激光方向性好、颜单一、相干性好经过多次反射仍能保持准确的方向，使得该设备检测结果更为准确。
20.3、垂直校准转轴、入射角控制转轴及水平调节轮轴能够精确控制激光束的入射角度，在提高设备精度同时也扩大了设备的适用范围，以适应不同规格的钢化玻璃检测工作。
21.4、乙二醇溶液的折射率与钢化玻璃折射率相同，可以实现沿一定角度入射到钢化
玻璃中，并且可以消除光线在空气中折射带来的误差。
22.5、遮光板的设计能阻隔从乙二醇溶液池中散射出的光线对检测结果的干扰，进一步提高精度。
23.6、荧光幕布除了显示光信号之外，还可以短时间保留照射到其表面的光信号，随着激光横移，投射在其表面的发光线条组成一块类圆形光斑，更便于观察结果。
附图说明
24.图1是本发明的一种钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置的结构示意图；
25.图2是横向滑到的结构示意图；
26.图3是激光束发射器的安装示意图；
27.图4是限位夹板机构的剖视图；
28.图5是本发明的原理图；
29.图6是本发明散射光线原理图；
30.图7是本发明荧光幕布光斑生成原理图；
31.图中：1-检测台、2-乙二醇溶液池、3-激光束发射器、31-垂直校准转轴、32-入射角控制转轴、4-横向滑道机构、41-支撑架、42-螺纹杆、43-螺纹滑块、5-荧光幕布、6-遮光板、61-齿条、62-齿轮、63
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遮光板升降螺栓、7-限位夹板机构、71-限位夹板、72-固定螺栓、73
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连接杆、74-连接座、75-螺纹孔、76-滑槽、8-待测钢化玻璃、10-台脚、11-水平调节轮轴。
具体实施方式
32.如图1所示，本发明的一种钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置，包括：检测台1、乙二醇溶液池2、激光束发射器3、横向滑道机构4、荧光幕布5、遮光板6和限位夹板机构7。
33.所述荧光幕布5铺设在检测台1表面上，待测钢化玻璃8通过限位夹板机构7固定在荧光幕布5上方。检测台1一侧设有乙二醇溶液池2，待测钢化玻璃8的一侧与乙二醇溶液池2的侧壁接触，横向滑道机构4设置在乙二醇溶液池2的上方，所述激光束发射3器可沿着横向滑道机构4滑动且浸没在乙二醇溶液中，所述乙二醇溶液的折射率与待测钢化玻璃8的折射率相同。所述遮光板6沿所述乙二醇溶液池2的侧壁设置，遮光板6下端面与待测钢化玻璃8接触以防止激光束从乙二醇溶液池2的侧壁散射出。
34.如图2所示，所述横向滑道机构4包括：支撑架41、螺纹杆42、螺纹滑块43和电机，所述支撑架41固定在乙二醇溶液池2上方，支撑架 41沿乙二醇溶液池2的长度方向开设安装槽，所述电机设在安装槽一端，电机的输出轴与螺纹杆42一端连接，所述螺纹杆42的另一端通过轴承安装在安装槽的另一端，所述螺纹滑块43套设在螺纹杆42上，电机带动螺纹杆42旋转所述螺纹滑块43沿螺纹杆42做直线滑动。
35.如图3所示，所述螺纹滑块下方设置垂直校准转轴31以实现水平面旋转，垂直校准转轴31的下端与入射角控制转轴32铰接，激光束发射器3固定在入射角控制转轴32上。
36.如图2所示，所述遮光板6的一端设有齿条61，所述乙二醇溶液池 2的一端设有与齿条61啮合的齿轮62，齿轮62中心处与旋转遮光板升降螺栓63固定连接，通过旋转遮光板升降螺栓63带动齿轮62旋转以驱动遮光板6升降。
37.具体实施时，通过设置遮光板6能阻隔从乙二醇溶液池中散射出的光线对检测结果的干扰，通过调整遮光板6能满足不同厚度的钢化玻璃的检测需求。
38.如图1和图4所示，所述检测装置上设有3个限位夹板机构7，分别从未设有乙二醇溶液池2的3的方向将待测钢化玻璃8顶紧。限位夹板机构7包括：限位夹板71、固定螺栓72、连接杆73和连接座74。所述限位夹板71由上夹板、下夹板和连接板构成，上夹板、下夹板相互平行且一侧通过连接板连接形成一体结构，另一侧形成夹持待测钢化玻璃的开口，所述连接板上设有连接孔。所述连接座74一端设有螺纹孔 75，另一端设有与螺纹孔连通的滑槽76，所述连接座74设有滑槽76 的一端固定在检测台1的侧壁上。所述限位夹板71设置于滑槽76内。所述固定螺栓72位于螺纹孔75内并与连接杆73的一端连接，所述连接杆73的另一端沿周向设有环形槽，连接杆73伸入所述连接孔内并通过环形槽与连接孔配合实现轴向限位。
39.所述检测装置还设有多个台脚10以支撑所述检测台1，所述台脚 10下端设有水平调节轮轴11。
40.本发明还提供一种使用上述检测装置的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测方法。该方法基于激光在钢化玻璃内全反射的原理，当光线遇到硫化镍杂质时发生散射，散射光透过钢化玻璃表面投射到荧光幕布上形成光斑，以此来探测钢化玻璃中是否含有硫化镍杂质，具体包括：
41.步骤1：将待测钢化玻璃8的一侧抵靠在乙二醇溶液池2侧壁上，另外三侧安装到相应的限位夹板91中，调整固定螺栓92将待测钢化玻璃固定在检测台上；
42.具体实施时，荧光幕布5位于待测钢化玻璃下方，激光照射后会产生延迟消失的光信号。激光束发射器3浸没在乙二醇溶液中以便消除空气中折射的影响，使得激光束沿设定的入射角进入钢化玻璃中。同时，乙二醇溶液池也与钢化玻璃具有相同的折射率。
43.步骤2：调整遮光板6，使遮光板6下端面与待测钢化玻璃8接触；
44.步骤3：调整垂直校准转轴使激光的入射方向垂直乙二醇溶液池侧壁，调整入射角控制转轴使入射激光在垂直乙二醇溶液池侧壁的平面内上下旋转，使入射角大于钢化玻璃的全反射角；
45.具体实施时，需先调节水平调节轮轴11将检测台调平，再调节垂直校准转轴31和入射角控制转轴32。
46.步骤4：开启激光束发射器3，使激光束在钢化玻璃内全反射传播，当激光束在钢化玻璃的中间界面中遇到硫化镍杂质时发生散射，激光束穿过钢化玻璃表面照射到荧光幕布5上，在荧光幕布5上形成条纹状光斑；
47.具体实施时，激光束发射器3要求发射竖直条状激光束的宽度l及入射角θ符合下面计算公式，其中c为待测钢化玻璃的折射率，h为待测钢化玻璃厚度，θg为钢化玻璃全反射角。
[0048][0049]
步骤5：电机带动螺纹杆42旋转，激光束发射器3沿螺纹杆42直线移动，激光束入射到硫化镍杂质的不同位置时，在荧光幕布5上将会留下多条延迟消失的条纹状光斑，多根条纹状光斑在荧光幕布上组成一块类圆形光斑；如果不存在硫化镍杂质则不会出现光斑，以
此检测钢化玻璃中是否含有硫化镍杂质。
[0050]
图5是本发明的原理图，激光束发射器3发出的条状激光束经由乙二醇溶液沿一定入射角入射到待测钢化玻璃8内，激光束在钢化玻璃内发生全反射。在不存在硫化镍杂质的传播路径内的全反射激光束不会发生散射，荧光幕布5上不会出现光斑；若在激光束的传播路径内钢化玻璃的中间界面中存在硫化镍杂质，则会出现如图示意的光斑。
[0051]
图6是本发明散射光线原理图，入射光束经硫化镍杂质发生散射向四周传播，其中一部分散射光在钢化玻璃表面界面的入射角大于等于钢化玻璃的全反射角，发生全反射继续留在钢化玻璃内传播；一部分分散射光在钢化玻璃表面界面入射角小于钢化玻璃的全反射角，光线一部分反射继续留在钢化玻璃内传播，另一部分则通过折射透过钢化玻璃表面界面，投射到荧光幕布上。
[0052]
图7是本发明荧光幕布光斑生成原理图，垂直光束沿一条路径照射到钢化玻璃内生成一条条状光斑，随着激光发射器沿着横向滑道移动，该路径形成第二条条状光斑，由于杂质在玻璃内以类球形存在，球心截面的路径条状光斑偏长，越偏离球心的路径光斑越短直至消失，且同一条形光斑中心比外侧颜射更深亮度更高。
[0053]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置，其特征在于，包括：检测台、乙二醇溶液池、激光束发射器、横向滑道机构、荧光幕布、遮光板和限位夹板机构；所述荧光幕布铺设在检测台表面，待测钢化玻璃通过限位夹板机构固定在荧光幕布上方；检测台一侧设有乙二醇溶液池，待测钢化玻璃的一侧与乙二醇溶液池侧壁接触，横向滑道机构设置在乙二醇溶液池上方，所述激光束发射器可沿着横向滑道机构滑动且浸没在乙二醇溶液中，所述乙二醇溶液的折射率与待测钢化玻璃的折射率相同；所述遮光板沿所述乙二醇溶液池的侧壁设置，遮光板下端面与待测钢化玻璃接触以防止激光束从乙二醇溶液池侧壁散射出。2.如权利要求1所述的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置，其特征在于，所述横向滑道机构包括：支撑架、螺纹杆、螺纹滑块和电机，所述支撑架固定在乙二醇溶液池上方，支撑架沿乙二醇溶液池长度方向开设安装槽，所述电机设在安装槽一端，电机的输出轴与螺纹杆一端连接，所述螺纹杆的另一端通过轴承安装在安装槽的另一端，所述螺纹滑块套设在螺纹杆上，电机带动螺纹杆旋转所述螺纹滑块沿螺纹杆做直线滑动。3.如权利要求2所述的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置，其特征在于，所述螺纹滑块下方设置垂直校准转轴以实现水平面旋转，垂直校准转轴的下端与入射角控制转轴铰接，激光束发射器固定在入射角控制转轴上。4.如权利要求1所述的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置，其特征在于，所述遮光板的一端设有齿条，所述乙二醇溶液池的一端设有与齿条啮合的齿轮，齿轮中心处与旋转遮光板升降螺栓固定连接，通过旋转遮光板升降螺栓带动齿轮旋转以驱动遮光板升降。5.如权利要求1所述的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置，其特征在于，所述检测装置上设有3个限位夹板机构，分别从未设有乙二醇溶液池的3的方向将待测钢化玻璃顶紧。6.如权利要求5所述的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置，其特征在于，限位夹板机构包括：限位夹板、固定螺栓、连接杆和连接座；所述限位夹板由上夹板、下夹板和连接板构成，上夹板、下夹板相互平行且一侧通过连接板连接形成一体结构，另一侧形成夹持待测钢化玻璃的开口，所述连接板上设有连接孔；所述连接座一端设有螺纹孔，另一端设有与螺纹孔连通的滑槽，所述连接座设有滑槽的一端固定在检测台侧壁上，所述限位夹板设置于滑槽内；所述固定螺栓位于螺纹孔内并与连接杆的一端连接，所述连接杆的另一端沿周向设有环形槽，连接杆伸入所述连接孔内并通过环形槽与连接孔配合实现轴向限位。7.如权利要求1所述的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置，其特征在于，所述检测装置还设有多个台脚以支撑所述检测台，所述台脚下端设有水平调节轮轴。8.一种使用权利要求1-7任意一项检测装置的钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测方法，其特征在于，基于激光在钢化玻璃内全反射的原理，当光线遇到硫化镍杂质时发生散射，散射光透过钢化玻璃表面投射到荧光幕布上形成光斑，以此来探测钢化玻璃中是否含有硫化镍杂质，具体包括：步骤1：将待测钢化玻璃的一侧抵靠在乙二醇溶液池侧壁上，另外三侧安装到相应的限位夹板中，调整固定螺栓将待测钢化玻璃固定在检测台上；步骤2：调整遮光板，使遮光板下端面与待测钢化玻璃接触；步骤3：调整垂直校准转轴使激光的入射方向垂直乙二醇溶液池侧壁，调整入射角控制转轴使入射激光在垂直乙二醇溶液池侧壁的平面内上下旋转，使入射角大于钢化玻璃的全
反射角；步骤4：开启激光束发射器，使激光束在钢化玻璃内全反射传播，当激光束在钢化玻璃的中间界面中遇到硫化镍杂质时发生散射，激光束穿过钢化玻璃表面照射到荧光幕布上，在荧光幕布上形成条纹状光斑；步骤5：电机带动螺纹杆旋转，激光束发射器沿螺纹杆直线移动，激光束入射到硫化镍杂质的不同位置时，在荧光幕布上将会留下多条延迟消失的条纹状光斑，多根条纹状光斑在荧光幕布上组成一块类圆形光斑；如果不存在硫化镍杂质则不会出现光斑，以此检测钢化玻璃中是否含有硫化镍杂质。

技术总结

本发明的一种钢化玻璃的中间界面中硫化镍的检测装置及方法，装置包括：检测台、乙二醇溶液池、激光束发射器、横向滑道机构、荧光幕布、遮光板和限位夹板机构；荧光幕布铺设在检测台表面，待测钢化玻璃通过限位夹板机构固定在荧光幕布上方；检测台一侧设有乙二醇溶液池，待测钢化玻璃的一侧与乙二醇溶液池侧壁接触，横向滑道机构设置在乙二醇溶液池上方，激光束发射器可沿着横向滑道机构滑动且浸没在乙二醇溶液中，乙二醇溶液的折射率与待测钢化玻璃的折射率相同；遮光板沿所述乙二醇溶液池的侧壁设置，遮光板下端面与待测钢化玻璃接触以防止激光束从乙二醇溶液池侧壁散射出。以防止激光束从乙二醇溶液池侧壁散射出。以防止激光束从乙二醇溶液池侧壁散射出。