Fsm-6000X玻璃应力仪结构、工作原理、优势解析

一、核心结构设计

1. 光学系统

• 多波段光源：集成 LED 365nm（紫外）、596nm（可见光）、790nm（红外）三种波长光源，覆盖不同强化工艺需求。例如，紫外光适用于二次强化玻璃（如 NaNO3+KNO3 工艺），红外光可穿透更深层应力层（DOL 测量范围达 200μm）。

• 新型棱镜组：采用高折射率玻璃棱镜（如 S-LAL-10，ND=1.72），配合抗污染设计，避免传统浸液式棱镜易受液体污染的问题。棱镜尺寸为 7×12mm，确保光程稳定。

• 偏振与补偿模块：包含起偏器、1/4 波片和检偏器，通过调节偏振光相位差实现应力双折射效应的量化分析。电子式调光替代传统光学滤光片，提升波长切换速度和稳定性。

2. 机械与电控系统

• 样品台：支持 10×10mm 以上平板玻璃，通过高精度载物台实现微米级定位。选配件包括自动滴液装置（浸液法）和厚度测量模块，可无缝对接生产线。

• 探测器与信号处理：采用 CCD 相机或光电二极管阵列，实时捕捉干涉条纹变化。内置 FPGA 芯片实现快速傅里叶变换（FFT）和条纹分析，数据传输至 PC 端进行可视化处理。

• 控制单元：搭载 Windows 10 系统的专用 PC，运行 FsmX 软件，支持多语言界面、数据存储（CSV/Excel 格式）及 OK/NG 自动判定。

二、工作原理解析

1. 光弹性效应与双折射

• 原理基础：当偏振光通过应力玻璃时，因光弹性效应产生双折射，导致两正交偏振光的光程差 Δ。通过测量 Δ 可计算应力值 CS=Δ/(B・d)，其中 B 为光弹性常数，d 为玻璃厚度。

• 应力层深度（DOL）：利用不同波长光的穿透能力差异，通过条纹级数变化反演应力随深度的衰减曲线。例如，红外光（790nm）可检测深层应力（DOL 达 200μm），而紫外光（365nm）对表层应力更敏感。

2. 测量流程

1. 样品准备：将玻璃置于样品台，滴加折射率匹配液（如 ND=1.72 浸液），确保光垂直入射。

2. 光源选择：根据玻璃类型（如锂铝硅玻璃、二次强化玻璃）自动切换光源组合（如 365nm+596nm）。

3. 条纹分析：通过旋转检偏器，观察干涉条纹的移动方向和级数，计算主应力方向及大小。软件自动生成应力 - 深度分布曲线（如高斯拟合）。

4. 数据输出：结果包括 CS 值、DOL、应力分布图表及历史趋势分析，支持与 MES 系统对接。

三、技术优势与行业价值

1. 高精度与可靠性

• 测量精度：CS 精度 ±20MPa，DOL 精度 ±5μm，远超行业标准（如 JC/T 977-2005 要求 CS±30MPa。

• 校准机制：标配标准玻璃片（如康宁大猩猩玻璃），支持设备自校准，确保长期稳定性。

2. 智能化与自动化

• 多模式测量：支持连续测量（自动判别 OK/NG）、单次测量及手动模式，适应不同生产场景。例如，手机玻璃产线可配置自动滴液系统，实现每分钟 3 片的检测效率。

• 双光源数据库：针对锂铝硅双强玻璃，内置工艺数据库，通过选择工艺类型（如 K + 离子交换次数）直接调用预设算法，减少人工干预。

3. 广泛适用性

• 材料兼容性：覆盖化学强化（KNO3、NaNO3 等）、物理强化玻璃，以及微晶玻璃、UTG 超薄玻璃（厚度 30μm。

• 行业应用：在手机盖板（华为、OPPO）、车载玻璃（福耀）、建筑幕墙（信义玻璃）等领域实现量产检测，客户包括蓝思科技、伯恩光学等头部企业。

4. 技术革新

• 电子式调光：替代传统滤光片，波长切换响应时间 < 10ms，减少机械磨损。

• 抗污染设计：新型棱镜结构避免浸液渗入光学腔，维护周期从每月一次延长至半年。

四、典型应用场景

1. 手机玻璃：检测康宁 GG7、UTG 折叠屏玻璃的 CS（400-800MPa）及 DOL（20-50μm），确保抗跌落性能。

2. 车载玻璃：分析夹层玻璃的应力分布，优化 PVB 胶片与玻璃的结合强度，提升安全性。

3. 光伏玻璃：测量镀膜玻璃的表面压应力，监控光伏组件长期可靠性。

五、与竞品对比

总结

1. 高精度：满足 5G 手机、折叠屏等柔性玻璃的严苛检测需求。

2. 高效率：自动化流程适配大规模生产，降低人力成本。

3. 技术前瞻性：双光源系统和数据库功能为新型玻璃（如锂铝硅、UTG）提供定制化解决方案。