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            Fsm-6000X玻璃應(yīng)力儀結(jié)構(gòu)、工作原理、優(yōu)勢(shì)解析

            來(lái)源:深圳市田野儀器有限公司   2025年04月01日 09:36  
            FSM-6000X 玻璃應(yīng)力儀是日本折原(ORIHARA)研發(fā)的高精度光學(xué)檢測(cè)設(shè)備,專(zhuān)為化學(xué)強(qiáng)化和物理強(qiáng)化玻璃的表面應(yīng)力(CS)及應(yīng)力層深度(DOL)測(cè)量設(shè)計(jì)。以下從結(jié)構(gòu)、工作原理及技術(shù)優(yōu)勢(shì)三方面展開(kāi)解析:

            Fsm-6000X玻璃應(yīng)力儀結(jié)構(gòu)、工作原理、優(yōu)勢(shì)解析

            一、核心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

            1. 光學(xué)系統(tǒng)

            • 多波段光源:集成 LED 365nm(紫外)、596nm(可見(jiàn)光)、790nm(紅外)三種波長(zhǎng)光源,覆蓋不同強(qiáng)化工藝需求。例如,紫外光適用于二次強(qiáng)化玻璃(如 NaNO3+KNO3 工藝),紅外光可穿透更深層應(yīng)力層(DOL 測(cè)量范圍達(dá) 200μm)。

            • 新型棱鏡組:采用高折射率玻璃棱鏡(如 S-LAL-10,ND=1.72),配合抗污染設(shè)計(jì),避免傳統(tǒng)浸液式棱鏡易受液體污染的問(wèn)題。棱鏡尺寸為 7×12mm,確保光程穩(wěn)定。

            • 偏振與補(bǔ)償模塊:包含起偏器、1/4 波片和檢偏器,通過(guò)調(diào)節(jié)偏振光相位差實(shí)現(xiàn)應(yīng)力雙折射效應(yīng)的量化分析。電子式調(diào)光替代傳統(tǒng)光學(xué)濾光片,提升波長(zhǎng)切換速度和穩(wěn)定性。

            2. 機(jī)械與電控系統(tǒng)

            • 樣品臺(tái):支持 10×10mm 以上平板玻璃,通過(guò)高精度載物臺(tái)實(shí)現(xiàn)微米級(jí)定位。選配件包括自動(dòng)滴液裝置(浸液法)和厚度測(cè)量模塊,可無(wú)縫對(duì)接生產(chǎn)線。

            • 探測(cè)器與信號(hào)處理:采用 CCD 相機(jī)或光電二極管陣列,實(shí)時(shí)捕捉干涉條紋變化。內(nèi)置 FPGA 芯片實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換(FFT)和條紋分析,數(shù)據(jù)傳輸至 PC 端進(jìn)行可視化處理。

            • 控制單元:搭載 Windows 10 系統(tǒng)的專(zhuān)用 PC,運(yùn)行 FsmX 軟件,支持多語(yǔ)言界面、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(CSV/Excel 格式)及 OK/NG 自動(dòng)判定。

            二、工作原理解析

            1. 光彈性效應(yīng)與雙折射

            • 原理基礎(chǔ):當(dāng)偏振光通過(guò)應(yīng)力玻璃時(shí),因光彈性效應(yīng)產(chǎn)生雙折射,導(dǎo)致兩正交偏振光的光程差 Δ。通過(guò)測(cè)量 Δ 可計(jì)算應(yīng)力值 CS=Δ/(B?d),其中 B 為光彈性常數(shù),d 為玻璃厚度。

            • 應(yīng)力層深度(DOL):利用不同波長(zhǎng)光的穿透能力差異,通過(guò)條紋級(jí)數(shù)變化反演應(yīng)力隨深度的衰減曲線。例如,紅外光(790nm)可檢測(cè)深層應(yīng)力(DOL 達(dá) 200μm),而紫外光(365nm)對(duì)表層應(yīng)力更敏感。

            2. 測(cè)量流程

            1. 樣品準(zhǔn)備:將玻璃置于樣品臺(tái),滴加折射率匹配液(如 ND=1.72 浸液),確保光垂直入射。

            2. 光源選擇:根據(jù)玻璃類(lèi)型(如鋰鋁硅玻璃、二次強(qiáng)化玻璃)自動(dòng)切換光源組合(如 365nm+596nm)。

            3. 條紋分析:通過(guò)旋轉(zhuǎn)檢偏器,觀察干涉條紋的移動(dòng)方向和級(jí)數(shù),計(jì)算主應(yīng)力方向及大小。軟件自動(dòng)生成應(yīng)力 - 深度分布曲線(如高斯擬合)。

            4. 數(shù)據(jù)輸出:結(jié)果包括 CS 值、DOL、應(yīng)力分布圖表及歷史趨勢(shì)分析,支持與 MES 系統(tǒng)對(duì)接。

            三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與行業(yè)價(jià)值

            1. 高精度與可靠性

            • 測(cè)量精度:CS 精度 ±20MPa,DOL 精度 ±5μm,遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如 JC/T 977-2005 要求 CS±30MPa。

            • 校準(zhǔn)機(jī)制:標(biāo)配標(biāo)準(zhǔn)玻璃片(如康寧大猩猩玻璃),支持設(shè)備自校準(zhǔn),確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

            2. 智能化與自動(dòng)化

            • 多模式測(cè)量:支持連續(xù)測(cè)量(自動(dòng)判別 OK/NG)、單次測(cè)量及手動(dòng)模式,適應(yīng)不同生產(chǎn)場(chǎng)景。例如,手機(jī)玻璃產(chǎn)線可配置自動(dòng)滴液系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)每分鐘 3 片的檢測(cè)效率。

            • 雙光源數(shù)據(jù)庫(kù):針對(duì)鋰鋁硅雙強(qiáng)玻璃,內(nèi)置工藝數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)選擇工藝類(lèi)型(如 K + 離子交換次數(shù))直接調(diào)用預(yù)設(shè)算法,減少人工干預(yù)。

            3. 廣泛適用性

            • 材料兼容性:覆蓋化學(xué)強(qiáng)化(KNO3、NaNO3 等)、物理強(qiáng)化玻璃,以及微晶玻璃、UTG 超薄玻璃(厚度 30μm。

            • 行業(yè)應(yīng)用:在手機(jī)蓋板(華為、OPPO)、車(chē)載玻璃(福耀)、建筑幕墻(信義玻璃)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)檢測(cè),客戶(hù)包括藍(lán)思科技、伯恩光學(xué)等頭部企業(yè)。

            4. 技術(shù)革新

            • 電子式調(diào)光:替代傳統(tǒng)濾光片,波長(zhǎng)切換響應(yīng)時(shí)間 < 10ms,減少機(jī)械磨損。

            • 抗污染設(shè)計(jì):新型棱鏡結(jié)構(gòu)避免浸液滲入光學(xué)腔,維護(hù)周期從每月一次延長(zhǎng)至半年。

            四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

            1. 手機(jī)玻璃:檢測(cè)康寧 GG7、UTG 折疊屏玻璃的 CS(400-800MPa)及 DOL(20-50μm),確保抗跌落性能。

            2. 車(chē)載玻璃:分析夾層玻璃的應(yīng)力分布,優(yōu)化 PVB 膠片與玻璃的結(jié)合強(qiáng)度,提升安全性。

            3. 光伏玻璃:測(cè)量鍍膜玻璃的表面壓應(yīng)力,監(jiān)控光伏組件長(zhǎng)期可靠性。

            五、與競(jìng)品對(duì)比

            型號(hào)FSM-6000XFSM-6000LESLP-2000
            光源365/596/790nm 三波段596nm 單波段405/518nm 雙波段
            DOL 范圍5-200μm10-100μm5-150μm
            自動(dòng)化自動(dòng)光源切換、數(shù)據(jù)庫(kù)手動(dòng)光源切換自動(dòng)散亂光分析
            典型客戶(hù)蘋(píng)果、三星中小玻璃廠科研機(jī)構(gòu)

            總結(jié)

            FSM-6000X 通過(guò)多波段光源、抗污染設(shè)計(jì)及智能化算法,成為化學(xué)強(qiáng)化玻璃應(yīng)力檢測(cè)的標(biāo)配配設(shè)備。其核心價(jià)值在于:


            1. 高精度:滿(mǎn)足 5G 手機(jī)、折疊屏等柔性玻璃的嚴(yán)苛檢測(cè)需求。

            2. 高效率:自動(dòng)化流程適配大規(guī)模生產(chǎn),降低人力成本。

            3. 技術(shù)前瞻性:雙光源系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)功能為新型玻璃(如鋰鋁硅、UTG)提供定制化解決方案。


            未來(lái),隨著 AI 算法的集成(如深度學(xué)習(xí)條紋識(shí)別),F(xiàn)SM-6000X 有望進(jìn)一步提升檢測(cè)速度和適應(yīng)性,推動(dòng)玻璃行業(yè)的智能化升級(jí)。




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