專利名稱：一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺陷成像檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃內(nèi)部缺陷檢測(cè)設(shè)備，尤其是涉及一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺陷成像檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
紅外硫系玻璃具有良好的紅外光學(xué)性能，如透過(guò)光譜范圍寬(一般硒基硫系玻璃透過(guò)光譜范圍為0.9-16P ，硫基硫系玻璃透過(guò)光譜為ο. 5-11 ^㈣，碲基硫系玻璃透過(guò)光譜為2-21 m )，折射率與鍺單晶相差較大易與鍺鏡片構(gòu)成消色差透鏡組，可精密模壓成型，玻璃組分易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，因此在軍事、民用方面的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。紅外硫系玻璃的巨大需求使得對(duì)紅外玻璃材料的質(zhì)量要求也日益提高，如何準(zhǔn)確檢測(cè)出玻璃內(nèi)部條紋、裂紋、析晶、分相、氣泡等宏觀缺陷對(duì)于玻璃質(zhì)量控制和生產(chǎn)工藝改進(jìn)顯得尤為重要。一般來(lái)說(shuō)宏觀缺陷主要是由玻璃熔制工藝中玻璃液化學(xué)組分的不均勻性，以及凝固成形過(guò)程中引起的熱不均勻性造成的。玻璃內(nèi)部缺陷常采用光學(xué)干涉檢測(cè)方法，其裝置顯得比較復(fù)雜，而且玻璃窗口的污染，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的振動(dòng)，光學(xué)儀器的缺陷，以及照明光源亮度的不均勻等都會(huì)引入噪聲，操作也不方便。而紅外玻璃工作在近紅外至中遠(yuǎn)紅外波段，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，用于紅外成像則允許紅外波長(zhǎng)限度的非均勻性存在，因此對(duì)于玻璃內(nèi)部宏觀缺陷檢測(cè)若采用精度極高的干涉測(cè)量方法并不十分適宜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺陷成像檢測(cè)裝置。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺陷成像檢測(cè)裝置，其特征在于包括加熱裝置、金屬平板、多孔網(wǎng)板、遮雜散光罩、支撐架、紅外熱成像面陣攝像頭、視頻/圖像采集卡和計(jì)算機(jī)，
加熱裝置對(duì)金屬平板進(jìn)行加熱，加熱后的金屬平板溫度為50-90°C，能夠輻射遠(yuǎn)紅外線，波長(zhǎng)范圍8-14 Affl ,金屬平板、多孔網(wǎng)板、遮雜散光罩、支撐架和紅外熱成像面陣攝像頭依次排列，所述的多孔網(wǎng)板緊貼在遮雜散光罩的前端，
被測(cè)紅外硫系玻璃安裝在所述的支撐架上，金屬平板、多孔網(wǎng)板、遮雜散光罩、被測(cè)紅外硫系玻璃和紅外熱成像面陣攝像頭共一個(gè)光軸，
所述的紅外熱成像面陣攝像頭與所述的視頻/圖像采集卡連接，所述的視頻/圖像采集卡與所述的計(jì)算機(jī)連接。所述的金屬平板的表面粗糙。所述的多孔網(wǎng)板的表面為亞光黑色，亞光黑色能夠有效降低雜散光在多孔網(wǎng)板上的反射，所述的絕熱平板上布有多個(gè)直徑相同的通孔，通孔與通孔之間的中心距相同，通孔的直徑范圍為l_5mm，通孔與通孔之間的中心距范圍為5-30mm。多孔網(wǎng)板的通孔是為了減弱金屬平板輻射遠(yuǎn)紅外光強(qiáng)，使得穿過(guò)被測(cè)紅外玻璃樣品的光強(qiáng)得到調(diào)節(jié)。所述的支撐架為五維調(diào)整架。用于調(diào)整被測(cè)玻璃樣品前后、左右、上下移動(dòng)以及俯仰角的大小。所述的紅外熱成像面陣攝像頭的響應(yīng)波段為8-14微米。遮雜散光罩為圓筒狀金屬體，圓筒狀金屬體內(nèi)壁設(shè)置有消光螺紋，圓筒狀金屬體的內(nèi)壁呈亞光黑色。用于消除雜散光的干擾。所述的金屬平板的直徑大于遮雜散光罩的直徑，所述的多孔網(wǎng)板的直徑大于遮雜散光罩的直徑，這樣有利于幫助遮雜散光罩擋住來(lái)自周圍背景的雜散光。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、操作非常方便，能夠檢測(cè)幾毫米至幾百毫米直徑的紅外硫系玻璃內(nèi)部缺陷，能夠?qū)崟r(shí)地拍攝出玻璃內(nèi)部缺陷圖像。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖2為典型的表面拋光的紅外硫系玻璃外觀(人眼看不出任何內(nèi)部缺陷)； 圖3為本發(fā)明拍攝的紅外硫系玻璃內(nèi)部條紋圖像； 圖4為圖3經(jīng)反色處理后的圖片； 圖5為本發(fā)明拍攝的紅外玻璃內(nèi)部析晶圖像； 圖6為圖5經(jīng)反色處理后的圖片；
圖7為本發(fā)明拍攝的紅外玻璃內(nèi)部存在嚴(yán)重析晶、分相的圖像； 圖8為圖7經(jīng)反色處理后的圖片。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺陷成像檢測(cè)裝置，包括加熱裝置11、金屬平板1、多孔網(wǎng)板2、遮雜散光罩3、支撐架4、紅外熱成像面陣攝像頭6、視頻/圖像采集卡7和計(jì)算機(jī) 8，
加熱裝置11對(duì)金屬平板1進(jìn)行加熱，加熱后的金屬平板1溫度為50-90°C，加熱后的金屬平板可以輻射8-14微米遠(yuǎn)紅外波段的光，為一個(gè)遠(yuǎn)紅外光源。金屬平板1、多孔網(wǎng)板2、 遮雜散光罩3、支撐架4和紅外熱成像面陣攝像頭6依次排列，多孔網(wǎng)板2緊貼在遮雜散光罩3的前端，
被測(cè)紅外硫系玻璃5安裝在支撐架4上，金屬平板1、多孔網(wǎng)板2、遮雜散光罩3、被測(cè)紅外硫系玻璃5和紅外熱成像面陣攝像頭6共一個(gè)光軸10，
紅外熱成像面陣攝像頭6與視頻/圖像采集卡7連接，視頻/圖像采集卡7與計(jì)算機(jī) 8連接。金屬平板1的表面粗糙。多孔網(wǎng)板2的表面為亞光黑色，多孔網(wǎng)板2上布有多個(gè)直徑相同的通孔，通孔與通孔之間的中心距相同，通孔的直徑范圍為l_5mm，通孔與通孔之間的中心距范圍為5-30mm。支撐架4為五維調(diào)整架。紅外熱成像面陣攝像頭6的響應(yīng)波段為8-14微米。
遮雜散光罩3為圓筒狀金屬體，圓筒狀金屬體內(nèi)壁設(shè)置有消光螺紋，圓筒狀金屬體的內(nèi)壁呈亞光黑色。金屬平板1的直徑大于遮雜散光罩3的直徑，多孔網(wǎng)板2的直徑大于遮雜散光罩3的直徑。如圖1所示，將金屬平板1加熱到50_90°C，輻射出遠(yuǎn)紅外光線，經(jīng)多孔網(wǎng)板2的減弱處理、穿過(guò)遮雜散光罩3，能夠讓發(fā)散角大的光線在圓管內(nèi)壁多次反射和吸收，從而降低雜散光對(duì)光學(xué)成像系統(tǒng)的干擾和影響。之后，從穿過(guò)遮雜散光罩3出來(lái)的遠(yuǎn)紅外光，對(duì)被測(cè)紅外硫系玻璃5進(jìn)行照射。被測(cè)紅外硫系玻璃5固定在支撐架4上，通過(guò)樣品支撐架4的前后、左右、上下移動(dòng)以及俯仰角的調(diào)節(jié)，可方便調(diào)節(jié)被測(cè)紅外玻璃樣品5的平移距離以及被測(cè)紅外硫系玻璃5與光軸10的夾角。當(dāng)遠(yuǎn)紅外光線穿過(guò)被測(cè)紅外硫系玻璃5之后，如果紅外硫系玻璃內(nèi)部成分不均勻，或者有空洞、裂紋、析晶等情況時(shí)，會(huì)造成玻璃內(nèi)部空間各點(diǎn)對(duì)紅外光吸收和散射的差異，從而在垂直于光軸10的平面上形成強(qiáng)度不均的影像，這種影像經(jīng)紅外熱成像面陣攝像頭6拍攝后，形成一幅反映被測(cè)玻璃內(nèi)部缺陷的圖像信號(hào)，經(jīng)視頻/圖像采集卡7采集和計(jì)算機(jī)8進(jìn)行軟硬件圖像處理之后，并最終通過(guò)計(jì)算機(jī)8的顯示器顯示出來(lái)。通過(guò)選擇不同網(wǎng)孔大小和間距的多孔網(wǎng)板2，可以調(diào)節(jié)穿過(guò)被測(cè)紅外硫系玻璃5 之后的圖像光信號(hào)的強(qiáng)弱。而圖像光信號(hào)強(qiáng)弱可調(diào)的目的是使得遠(yuǎn)紅外光穿透不同厚度被測(cè)紅外硫系玻璃后，其強(qiáng)度既不超出紅外熱成像面陣攝像頭6的靈敏度上限，也不低于紅外熱成像面陣攝像頭6的靈敏度下限，而是正好落在一個(gè)合適的靈敏度區(qū)間內(nèi)。也就是說(shuō)既不會(huì)造成圖像灰度飽和失真，也不會(huì)成信號(hào)太弱以至無(wú)法有效探測(cè)，而是獲得背景較為均勻、分辨率較高的紅外圖像。因此，通過(guò)調(diào)整光源強(qiáng)度可以清晰拍攝不同厚度尺寸的紅外玻璃內(nèi)部缺陷。此外，在可加熱金屬平板1和多孔網(wǎng)板2足夠大的條件下，通過(guò)選擇不同內(nèi)徑的遮雜散光罩3、可以對(duì)不同直徑(幾毫米到上百毫米)紅外硫系玻璃內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)不同直徑紅外硫系玻璃的內(nèi)部缺陷檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺陷成像檢測(cè)裝置，其特征在于包括加熱裝置、金屬平板、多孔網(wǎng)板、遮雜散光罩、支撐架、紅外熱成像面陣攝像頭、視頻/圖像采集卡和計(jì)算機(jī)，加熱裝置對(duì)金屬平板進(jìn)行加熱，加熱后的金屬平板溫度為50-90°C，金屬平板、多孔網(wǎng)板、遮雜散光罩、支撐架和紅外熱成像面陣攝像頭依次排列，所述的多孔網(wǎng)板緊貼在遮雜散光罩的前端，被測(cè)紅外硫系玻璃安裝在所述的支撐架上，金屬平板、多孔網(wǎng)板、遮雜散光罩、被測(cè)紅外硫系玻璃和紅外熱成像面陣攝像頭共一個(gè)光軸，所述的紅外熱成像面陣攝像頭與所述的視頻/圖像采集卡連接，所述的視頻/圖像采集卡與所述的計(jì)算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺陷成像檢測(cè)裝置，其特征在于所述的金屬平板的表面粗糙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺陷成像檢測(cè)裝置，其特征在于所述的多孔網(wǎng)板的表面為亞光黑色，所述的絕熱平板上布有多個(gè)直徑相同的通孔，通孔與通孔之間的中心距相同，通孔的直徑范圍為l_5mm，通孔與通孔之間的中心距范圍為 5-30mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺成像陷檢測(cè)裝置，其特征在于所述的支撐架為五維調(diào)整架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺成像陷檢測(cè)裝置，其特征在于所述的紅外熱成像面陣攝像頭的響應(yīng)波段為8-14微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺陷成像檢測(cè)裝置，其特征在于遮雜散光罩為圓筒狀金屬體，圓筒狀金屬體內(nèi)壁設(shè)置有消光螺紋，圓筒狀金屬體的內(nèi)壁呈亞光黑色。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺陷成像檢測(cè)裝置，其特征在于所述的金屬平板的直徑大于遮雜散光罩的直徑，所述的多孔網(wǎng)板的直徑大于遮雜散光罩的直徑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種紅外硫系玻璃內(nèi)部宏觀缺成像陷檢測(cè)裝置，其中加熱裝置對(duì)金屬平板進(jìn)行加熱，加熱后的金屬平板溫度為50-90℃，金屬平板、多孔網(wǎng)板、遮雜散光罩、支撐架和紅外熱成像面陣攝像頭依次排列，多孔網(wǎng)板緊貼在遮雜散光罩的前端，被測(cè)紅外硫系玻璃安裝在支撐架上，金屬平板、多孔網(wǎng)板、遮雜散光罩、被測(cè)紅外硫系玻璃和紅外熱成像面陣攝像頭共一個(gè)光軸，紅外熱成像面陣攝像頭與視頻/圖像采集卡連接，視頻/圖像采集卡與計(jì)算機(jī)連接，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、操作非常方便，能夠檢測(cè)幾毫米至幾百毫米直徑的紅外硫系玻璃內(nèi)部缺陷，能夠?qū)崟r(shí)地拍攝出玻璃內(nèi)部缺陷圖像。
文檔編號(hào)G01N21/958GK102323275SQ20111022817
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者吳禮剛, 宋寶安, 徐鐵鋒, 戴世勛, 李祖盼, 沈祥, 王訓(xùn)四, 聶秋華, 黃國(guó)松 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)