CN109596036A - 一种玻璃样品直角测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为一种玻璃样品直角测试装置及其测试方法，主要用于光学玻璃折射率测试用直角样品的角度检测，对抛光及细磨样品都适用。具有简便、快速、准确测定直角样品角度偏差值的特点。本发明主要是解决现采用折射率样品角度测试方法，人为因素大，测试判定不准确的问题。它的主要特征是：该装置包括底座、活动支架、数显千分表、样品台、直角标准块五部分组成。活动支架可以上下移动，根据待测样品边长调整高度。通过数显千分表的读数，简便、准确测定样品角度偏差值。样品台可在水平面两垂直方向前后移动，实现样品不同位置的角度测试。

Description

一种玻璃样品直角测试装置及其测试方法

技术领域

本发明属于样品角度测试技术领域，具体涉及一种玻璃样品直角测试装置及其测试方法，主要用于光学玻璃折射率测试中直角样品的角度检测，能够快速、准确判定出玻璃样品直角的角度偏差值，从而为该玻璃样品折射率的准确测试提供可靠的保证。

背景技术

近年来，随着现代光电技术的发展，客户为追求高质量的成像，对光学材料折射率的测试精度要求越来越高，而对光学玻璃产品国际通用的折射率测试方法为直角棱镜测试法，国标GB/T7962.1─2010《无色光学玻璃测试方法第1部分折射率和色散系数》对此方法作了规定，为保证折射率的测试精度，测试样品加工成：边长15mm的立方体或具有不少于一个准确直角的其他几何体。当样品折射率nd≤1.70时，两通光面用W14金刚砂细磨成90°±1′的直角；当nd＞1.70时，两通光面应抛光，两通光面构成90°±30″的直角。现一般采用刀口角尺对样品直角进行检测，人眼在白炽灯下，观察通光面与刀口角尺之间是否漏光，根据光缝隙的大小判定样品角度是否合格。此种角度判定方法虽然简便、快捷，但人为因素太大，准确度较低，已不能满足现在折射率的高精度测试需求，因此发明一种光学玻璃直角角度测试装置及其测试方法就显得非常必要。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处，提供一种适合光学玻璃折射率样品测试的直角角度测试装置及其测试方法，对抛光及细磨样品都适用，能够简便、快速、准确的测出直角样品的角度，为该类样品的折射率高精度测试提供有力保障。

本发明测试装置的技术解决方案是：一种玻璃样品直角测试装置，其特征在于：包括底座、活动支架、数显千分表、样品台、直角标准块五部分；所述底座包括其内侧面与水平工作台面垂直的左侧支脚；所述样品台包括上样品台和下样品台，上样品台与下样品台之间、下样品台与水平工作台面之间设有可使上样品台相对左侧支脚内侧面作左右、前后移动的控制机构，上样品台上相邻左侧支脚内侧面的一侧设有带旋转及定位机构的圆板，圆板的上平面上设有样品锁紧装置；所述圆板的上平面低于左侧支脚内侧面的顶面，左侧支脚上部高于上样品台的部分形成挡板；所述活动支架通过装配条安装在底座左侧支脚上，活动支架上设有与装配条上的齿纹条配合的滚轮；所述数显千分表安装在活动支架的上部。

本发明测试装置的技术解决方案中所述的左侧支脚上沿高度方向设有标尺，活动支架上设有与标尺配合的读数指针。

本发明测试装置的技术解决方案中所述的控制机构包括设置在上样品台与下样品台之间的齿纹条和带上部旋钮的丝杆，设置在下样品台与底座水平工作台面之间的齿纹条和带下部旋钮的丝杆，带上部旋钮的丝杆、带下部旋钮的丝杆分别与左侧支脚的内侧面垂直、平行。

本发明测试装置的技术解决方案中所述的样品锁紧装置包括两块相对呈竖直方向设置的固定平板，其中一块固定平板固定安装在圆板上，另一块固定平板通过移动滑槽及固定螺栓安装在圆板上。

本发明测试装置的技术解决方案中所述的左侧支脚和活动支架均为矩形体；所述数显千分表安装在活动支架上部的定位圆孔内；所述读数指针、滚轮分别位于活动支架的中部和下部。

本发明测试装置的技术解决方案中所述的标尺为分度值为1mm的标尺。

本发明测试装置的技术解决方案中所述的左侧支脚的高度高于圆板上平面2mm。

本发明测试装置的技术解决方案中所述的数显千分表的分度值为0.001mm；所述直角标准块的角度值为90°±2″。

本发明测试方法的技术解决方案是：一种玻璃样品直角测试方法，其特征在于包括以下步骤：首先，使用直角标准块确定数显千分表的零位；接着，将待测样品一工作面贴紧在圆板平面上锁紧，使待测样品另一工作面紧贴挡板，通过旋转及定位机构锁定圆板；再接着，旋转滚轮使数显千分表正对着待测样品顶部；再接着，通过控制机构使待测样品平行于挡板（8）方向水平左右移动，记录数显千分表的读数x1、x2、x3…；最后，将该读数x1、x2、x3…与商定待测样品合格的读数最大允许值进行比较，读数x1、x2、x3…在读数最大允许值范围内判定合格，否则不合格。

本发明测试方法的技术解决方案还可以是：一种玻璃样品直角测试方法，其特征在于包括以下步骤：

首先，将直角标准块的两个工作面分别贴紧在圆板和挡板上并锁紧，调整数显千分表使其探头垂直接触直角标准块工作面，当数显千分表读数在100～200之间时，锁紧数显千分表，并将数显千分表读数回零，作为零位位置，零位对应的角度值为90°；

接着，将待测样品一工作面贴紧在圆板平面上锁紧，旋转圆板和控制机构，使待测样品另一工作面紧贴挡板，通过旋转及定位机构锁定圆板；

再接着，旋转滚轮使读数指针正对着待测样品边长所对应的标尺示值处；

再接着，通过控制机构使待测样品平行于挡板方向水平左右移动，记录数显千分表的读数x1、x2、x3…；

最后，将该读数x1、x2、x3…与商定待测样品合格的读数最大允许值进行比较，读数x1、x2、x3…在正负读数最大允许值之间范围内，则判定为合格，否则为不合格。

本发明的光学玻璃直角角度测试装置，由底座、活动支架、数显千分表、样品台、直角标准块五部分组成，通过数显千分表的读数得到待测样品的角度数据。具体测试方法是：将直角标准块一工作面贴紧在圆板平面上锁紧，旋转样品台下部旋钮和圆板，使直角标准块另一工作面紧贴挡板，此时锁定圆板。调整数显千分表在活动支架定位圆孔中的前后位置，使其探头垂直接触直角标准块一工作面，使数显千分表读数在100～200之间即可，此时锁紧数显千分表，将数显千分表读数回零，做为零位位置，零位对应的角度值即为90°。移开直角标准块，将待测样品紧贴挡板锁定，旋转滚轮，使数显千分表的探头与待测样品上边接触，读数指针指示的标尺位置即为样品工作面的边长。根据待测样品工作面的边长及其最大角度控制值计算出数显千分表的读数最大值，将此值计为max。为方便操作可制定出不同长度及不同角度控制值对应的max表，以后测试只需查表就可得到max值。旋转样品台上部旋钮，前后移动待测样品，记录数显千分表的读数x1、x2、x3…，若这些读数在±max之间，说明待测样品角度满足要求；若千分表的读数大于max，此时待测样品角度大于最大控制值；若读数小于负max，此时待测样品角度小于最小控制值。数显千分表的读数可作为待测样品返修依据。按照以上方法可简便判定待测样品角度是否满足要求，准确度相比人眼判定大大提高，且对需返修样品提供了数据支持。另外我们可以从数显千分表读数的波动范围，判断样品工作面的面形质量，作为样品加工工装及设备是否需要调整的参考依据。

本发明的有益效果：该光学玻璃直角角度测试装置及测试方法，克服了现采用装置及方法中的不足。设备操作简单，测试作业简便、快捷，对于铣磨和抛光样品都适用。样品角度判定准确度高，为样品折射率的高精度测试打下了坚实的基础。数显千分表读数还可为样品返修提供数据支持。另外利用数显千分表读数波动范围，可判断样品工作面的面形质量，作为样品加工工装及设备是否需要调整的参考依据。

附图说明

图1是光学玻璃直角角度测试装置示意图。

图中：1.左侧支脚；2. 滚轮；3. 读数指针；4. 标尺；5. 数显千分表；6. 活动支架；7. 定位圆孔；8. 挡板；9. 样品锁紧装置；10.圆板；11. 样品台；12. 上部旋钮；13. 下部旋钮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

本发明的光学玻璃直角角度测试装置如图1所示，主要由底座、活动支架6、数显千分表5、样品台11、直角标准块五部分组成。

底座的左侧支脚1高度与所述样品台11最高点的高度高2mm，高出部分作为挡板8；左侧支脚1正面有分度值为1mm的标尺4，侧面有一和活动支架6匹配的装配条，装配条的中间有一齿纹条。

活动支架6上有滚轮2、读数指针3、定位圆孔7。滚轮2位于活动支架6底部，可360°旋转，滚轮2中部有和齿纹条匹配的齿纹，读数指针3位于活动支架6中部，定位圆孔7位于活动支架6上部。数显千分表5通过定位圆孔7固定在活动支架6上。旋转滚轮2，活动支架6上下移动，在移动过程中数显千分表5的探头始终与挡板8所处平面垂直。通过读数指针3指示的标尺4位置可读出样品工作面的边长。

数显千分表5的分度值为0.001mm，通过定位圆孔7固定在活动支架6上。在其量程范围内的任意位置都能对读数做回零操作，方便测试。其探头与待测样品的工作面垂直接触，通过其表盘上的读数得到对应的待测样品角度数据。亦可将数显千分表5的读数作为不合格样品返修尺寸数据，为样品加工提供帮助。

样品台11由上样品台、下样品台两部分组成，上样品台和下样品台分别有带旋钮的丝杆。下样品台通过丝杆上的齿纹与固定在底座水平面上齿纹条装配在一起，通过旋转下部旋钮13，可使样品台11在垂直于挡板8的方向前后移动。上样品台通过丝杆上的齿纹与固定在下部水平面上齿纹条装配在一起，通过旋转上部旋钮12，可使样品台11在平行于挡板8的方向左右移动。在样品台11的上样品台水平面中间靠近挡板8一侧有一可水平旋转的圆板10，圆板10中心通过固定在上样品台的轴承定位，使圆板10可水平旋转。圆板10平面与挡板8平面垂直。在圆板10上有样品锁紧装置9，样品锁紧装置9包括两块相对呈竖直方向设置的固定平板，其中一块固定平板固定安装在圆板10上，另一块固定平板通过移动滑槽及固定螺栓安装在圆板10上，将样品一工作面贴紧在圆板10平面上锁紧，旋转下部旋钮13使样品另一工作面靠近挡板，旋转圆板10，将样品摆正，使样品另一工作面紧贴挡板8，此时锁定圆板10，实现样品的准确定位。旋转样品台11上部旋钮12，样品相对于挡板8平行方向水平前后移动，可以通过数显千分表5读数的波动范围了解样品工作面的面形质量。

直角标准块其角度值为90°±2″，其主要作用是作为基准平面，调试所述数显千分表5的位置，得到合适的零位位置。

待测样品角度的测试步骤是：

1、将直角标准块一工作面贴紧在圆板10平面上锁紧，旋转样品台11下部旋钮13和圆板10，使直角标准块另一工作面紧贴挡板，此时锁定圆板10。调整数显千分表5在活动支架6顶部定位圆孔7中的前后位置，使其探头垂直接触直角标准块工作面。当数显千分表5读数在100～200之间时，锁紧数显千分表5，此时数显千分表5探头与挡板8的连线与圆板10平面垂直，将数显千分表5读数回零，作为零位位置，零位对应的角度值为90°。

2、查表1得出对应的max值（以样品工作面边长为15mm，角度控制范围90°±1′为例，max值=4.4）。

3、将待测样品一工作面贴紧在圆板10平面上锁紧，旋转圆板10和下部旋钮13，使样品另一工作面紧贴挡板8，此时锁定圆板10。

5、旋转滚轮2使读数指针3正对着标尺4的15mm处。

6、旋转样品台11上部旋钮12，使待测样品垂直方向前后移动，记录数显千分表5的读数x1、x2、x3…。

7、进一步，若这些读数在-4.4～4.4之间，说明待测样品角度满足要求。

8、进一步，若千分表的读数大于4.4，此时待测样品角度大于90°1′，此读数可做为待测样品返修依据。

9、进一步，若千分表的读数小于-4.4，此时待测样品角度小于89°59′，此读数可做为待测样品返修依据。

表1：样品长度和千分表允许读数范围对照表

表中，列举了待测样品边长分别10-30 mm的共21个待测样品角度控制范围对应千分表读数最大允许值max，其中，一组是角度控制范围90°±30″所对应的千分表读数最大允许值max，另一组是角度控制范围90°±1′max所对应的千分表读数最大允许值max。

90°±30″max值的计算公式如下：

max值=TAN(30″)×d×1000

式中：d样品长度，mm。

Claims (10)

1.一种玻璃样品直角测试装置，其特征在于：包括底座、活动支架（6）、数显千分表（5）、样品台（11）和直角标准块五部分；所述底座包括其内侧面与水平工作台面垂直的左侧支脚（1）；所述样品台（11）包括上样品台和下样品台，上样品台与下样品台之间、下样品台与水平工作台面之间设有可使上样品台相对左侧支脚（1）内侧面作左右、前后移动的控制机构，上样品台上相邻左侧支脚（1）内侧面的一侧设有带旋转及定位机构的圆板（10），圆板（10）的上平面上设有样品锁紧装置（9）；所述圆板（10）的上平面低于左侧支脚（1）内侧面的顶面，左侧支脚（1）上部高于上样品台的部分形成挡板（8）；所述活动支架（6）通过装配条安装在左侧支脚（1）上，活动支架（6）上设有与装配条上的齿纹条配合的滚轮（2）；所述数显千分表（5）安装在活动支架（6）的上部。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃样品直角测试装置，其特征在于：所述的左侧支脚（1）上沿高度方向设有标尺（4），活动支架（6）上设有与标尺（4）配合的读数指针（3）。

3.根据权利要求1或2所述的一种玻璃样品直角测试装置，其特征在于：所述控制机构包括设置在上样品台与下样品台之间的齿纹条和带上部旋钮（12）的丝杆，设置在下样品台与底座水平工作台面之间的齿纹条和带下部旋钮（13）的丝杆，带上部旋钮（12）的丝杆、带下部旋钮（13）的丝杆分别与左侧支脚（1）的内侧面垂直、平行。

4.根据权利要求1或2所述的一种玻璃样品直角测试装置，其特征在于：所述的样品锁紧装置（9）包括两块相对呈竖直方向设置的固定平板，其中一块固定平板固定安装在圆板（10）上，另一块固定平板通过移动滑槽及固定螺栓安装在圆板（10）上。

5.根据权利要求2所述的一种玻璃样品直角测试装置，其特征在于：所述的左侧支脚（1）和活动支架（6）均为矩形体；所述数显千分表（5）安装在活动支架（6）上部的定位圆孔（7）内；所述读数指针（3）、滚轮（2）分别位于活动支架（6）的中部和下部。

6.根据权利要求2所述的一种玻璃样品直角测试装置，其特征在于：所述的标尺（4）为分度值为1mm的标尺。

7.根据权利要求1或2所述的一种玻璃样品直角测试装置，其特征在于：所述左侧支脚（1）的高度高于圆板（10）上平面2mm。

8.根据权利要求1或2所述的一种玻璃样品直角测试装置，其特征在于：所述的数显千分表（5）的分度值为0.001mm；所述直角标准块的角度值为90°±2″。

9.一种采用权利要求1-8中所述的任一种玻璃样品直角测试装置的玻璃样品直角测试方法，其特征在于包括以下步骤：首先，使用直角标准块确定数显千分表（5）的零位；接着，将待测样品一工作面贴紧在圆板（10）平面上锁紧，使待测样品另一工作面紧贴挡板（8），通过旋转及定位机构锁定圆板（10）；再接着，旋转滚轮（2）使数显千分表（5）正对着待测样品顶部；再接着，通过控制机构使待测样品平行于挡板（8）方向水平左右移动，记录数显千分表的读数x1、x2、x3…；最后，将该读数x1、x2、x3…与商定待测样品合格的读数最大允许值（max）进行比较，读数x1、x2、x3…在读数最大允许值（max）范围内判定合格，否则不合格。

10.根据权利要求9所述的玻璃样品直角测试方法，其特征在于包括以下步骤：

首先，将直角标准块的两个工作面分别贴紧在圆板（10）和挡板（8）上并锁紧，调整数显千分表（5）使其探头垂直接触直角标准块工作面，当数显千分表（5）读数在100～200之间时，锁紧数显千分表（5），并将数显千分表（5）读数回零，作为零位位置，零位对应的角度值为90°；

接着，将待测样品一工作面贴紧在圆板（10）平面上锁紧，旋转圆板（10）和控制机构，使待测样品另一工作面紧贴挡板（8），通过旋转及定位机构锁定圆板（10）；

再接着，旋转滚轮（2）使读数指针（3）正对着待测样品边长所对应的标尺（4）示值处；

再接着，通过控制机构使待测样品平行于挡板（8）方向水平左右移动，记录数显千分表（5）的读数x1、x2、x3…；

最后，将该读数x1、x2、x3…与商定待测样品合格的读数最大允许值（max）进行比较，读数x1、x2、x3…在正负读数最大允许值（max）之间范围内，则判定为合格，否则为不合格。