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Jinan Ruilaibo Intelligent Technology Co., Ltd
Principe de fonctionnement de base du polarimètre de contrainte de bouteille d'ampoule
Date :2025-07-17Lire :2
Le principe de fonctionnement de base du polarimètre de bouteille d'ampoule est basé sur l'effet de biréfringence de contrainte et l'interférence de lumière polarisée.
I. phénomène de biréfringence sous contrainte:
Le verre lui - même est un matériau isotrope qui, dans un état idéal (sans contrainte), ne modifie pas l'état de polarisation de la lumière.
Cependant, lorsque le verre est soumis à des contraintes inégales (internes ou externes) lors de sa mise en forme (par exemple, Traction, fabrication de bouteilles) ou de son refroidissement, sa structure interne subit de légères déformations locales ou des changements de densité.
Cette déformation rend le verre semblable à un « Cristal anisotrope » dans ces zones locales sollicitées. Lorsque la lumière traverse ces zones sollicitées, elle se décompose en deux faisceaux de lumière polarisée (lumière ordinaire O et lumière extraordinaire e) dont les directions de vibration sont perpendiculaires les unes aux autres et qui se propagent à des vitesses différentes, un phénomène appelé biréfringence sous contrainte ou effet photobomb.
Point clé: entre les faisceaux lumineux (lumière ordinaire et lumière extraordinaire) traversant le verre, il se produit une différence de retard de phase (généralement exprimée en nanonm) dont l'ampleur est directement proportionnelle à la différence de contrainte principale (σ₁ - σ₂) en ce point à l'intérieur du verre et également à la constante optique de contrainte du verre à cette longueur d'onde.
Deux, détection d'interférence de polarisation:
L'intérieur de l'instrument est équipé d'une source lumineuse spéciale (généralement monochromatique ou blanche avec filtre interférentiel) et de deux lames polarisantes.
̸ première lame polarisante (déviateur): ̸ située après la source lumineuse. Son rôle est de transformer la lumière ordinaire en lumière polarisée linéairement (toutes les ondes lumineuses vibrent sur le même plan).
Zone de placement de l’échantillon: la lumière polarisée linéairement traverse le flacon d’ampoule testé. S'il y a une contrainte sur le flacon d'ampoule, ce faisceau de lumière polarisée linéairement est décomposé en deux faisceaux de lumière polarisée linéairement (lumière ordinaire et très légère) avec une différence de phase et une direction de vibration perpendiculaire en raison de l'effet de biréfringence de contrainte.
Deuxième lame polarisante (détecteur): située juste après l'échantillon, généralement à 90 degrés (orthogonale) de l'axe de polarisation de l'inverseur. Son rôle est de ne laisser passer que la lumière dans une certaine direction de vibration.
Interférence et rendu des couleurs:
Lorsque deux faisceaux de lumière polarisée porteurs d'une information de contrainte, c'est - à - dire présentant une différence de phase, arrivent dans le déviateur, seule la partie de leurs composantes vibratoires respectives qui coïncide avec la direction de l'axe de transmission optique du déviateur peut passer.
Ces deux composantes (à l'origine perpendiculaires à la direction de vibration) deviennent de la lumière dans la même direction de vibration après le déviateur. Comme ils proviennent de la même source de lumière et passent par le même point et qu'il y a une différence de phase, une interférence cohérente se produit.
Les résultats de cette ingérence se manifestent par:
En lumière monochromatique: un motif de franges d’interférence entre la lumière et l’obscurité est visible dans la zone de stress du flacon d’ampoule. La densité et la distribution des stries reflètent directement la taille et le gradient des contraintes. Plus les stries sont denses, indiquant un gradient de contrainte plus important; Plus les stries sont clairsemées, plus le gradient de contrainte est faible.
En lumière blanche (avec filtre): le résultat de l’interférence est la production de motifs colorés (lignes isochromes). Différentes couleurs correspondent à des différences de retard de phase différentes (c'est - à - dire des tailles de contraintes différentes). Les couleurs spécifiques (par exemple, violet, bleu) représentent généralement des zones de faible stress, tandis que le jaune, l'orange, le rouge représentent des zones de stress élevé. Les fabricants fournissent généralement des cartes colorimétriques standard qui associent les couleurs observées aux valeurs de contrainte correspondantes (en nm).
L'instrument illumine le flacon d'ampoule par la lumière polarisée, utilise le phénomène de biréfringence causé par la contrainte interne du verre pour modifier l'état de polarisation de la lumière, puis interfère avec le faisceau porteur de l'information de contrainte par un correcteur orthogonal, transformant finalement la contrainte invisible à l'œil nu en une bande visible ou un motif coloré, permettant ainsi une évaluation qualitative et quantitative de la distribution des contraintes résiduelles à l'intérieur du verre.