一、儀器基本參數及使用范圍 

1. 基本參數 

1) 測量范圍  0～150MPa 

2) 度盤刻值  1° 

   刻度范圍  360° 

3) 精度  ±5MPa 

4) 激光光源  波長 635nm 

                     功率 10mw 

2. 使用范圍 

   本儀器用于檢測鋼化玻璃的表面應力。由于它是采用 GASP 法的工作原理進行測量

   的，對于表面應力值不是很高的鋼化玻璃具有較高的測量精度。因此它比較適用于

   建筑上使用的半鋼化玻璃的表面應力檢測。 

二、工作原理 

儀器使用全反射棱鏡，它的折射率大于被測的玻璃。當光線以臨界角進入被測玻璃時，

便可產生全反射，即光線可沿玻璃表面傳播，并可能再以臨界角反射回來。當光線沿玻

璃表面傳播時，由于玻璃表面的應力，使光線在傳播過程中產生雙折射。 

GASP 法的測量原理： 

1. 棱鏡分為光線進入部分和光線射出部分，這兩部分用金屬隔板隔開。在這種情況下，

   反射出來的光線由于被測玻璃的表面應力形成了與光線路程成正比的程差線性分

   布光場。 

2. 儀器使用了石英補償器，這是一種用天然石英石制成的楔形光學元件。用它可以產

   生在另一個方向上的程差線性分布光場。由于這兩個方向上程差分布的疊加，在視

   場中就出現了傾斜的黑色干涉條紋。被測玻璃的表面應力值與視場中干涉條紋的傾

   斜角的正切函數成正比。因此，通過對干涉條紋傾斜角的測量就可以計算出玻璃的

   表面應力值。 

三、儀器的光學系統和結構 

1. 光學系統（見圖一） 

2. 儀器結構（見圖二） 

   儀器的結構主要分為三個部分： 

   1) 基座：基座的內部是組合棱鏡和反光鏡。組合棱鏡固定在基座上，它是由進光

          棱鏡，出光棱鏡和光線隔板組成的。反光鏡可以通過在基座側面的搬手來調整

          角度。基座上面是燕尾槽導軌，用來安裝光源部件和測量部件，它們可以在導

          軌上移動調節和固定。 

   2) 光源部件：光源是能發出單色性很好的紅光的激光器，它射出的線狀光線的方

          向是經過嚴格調整好的。光源座可以通過在側面的搬手來調整光線的入射角度，

          使光線達到全反射角度的要求。 

   3） 測量部件：在它的下方是石英補償器，補償器可以從兩個方向插入槽內。在它

          的上方時測角用的軸系和度盤，在軸系的*是觀測用的光學系統。這部分包

          括觀測干涉條紋用的目鏡和物鏡，以及在它們下方向的雙平行刻線分劃板。測

  量時移動度盤使視場中的雙平行刻線與干涉條紋的方向**。 

  儀器還帶有激光器所需的電池盒，內裝有二節 5 號電池，總電壓為 3V。 

四、儀器的使用 

1． 用清潔的紗布、酒精，擦拭棱鏡通光面和被測玻璃表面，再在棱鏡底面上滴幾滴折

  射率油。 

2． 確定被測玻璃的浸錫面，將儀器輕輕放在該表面。 

3． 打開電池盒上的開關，盒上面的小黃燈亮，儀器光源部件中的激光器發射出紅色激

  光。 

4． 將光源部件和測量部件放在導軌的正部位置（儀器上有標識）。 

5． 觀察目鏡，慢慢轉動光源部件的搬手調整激光光線的射出角度當達到全反射角度

  時，在目鏡中就會看到紅色背景中的黑色條紋。 

6． 慢慢轉動反光鏡的調節搬手，使在目鏡中的干涉條紋處于視場*。 

7． 調節目鏡上下位置使所看到的圖像達到zui清晰。轉動圓度盤，使雙平行刻線與干涉

  條紋的傾斜角**。這時就可以通過度盤測出干涉條紋的傾斜角度。 

8． 如果玻璃沒有表面應力，黑色干涉條紋與視場邊緣界線*垂直，當有表面應力時，

  干涉條紋就會發生傾斜，應力越大，傾斜角度也越大。（見圖三） 

五、公式計算

F = K ⋅ tgθ  

F   被測玻璃的表面應力值（MPa） 

θ     干涉條紋的傾斜角 

K     儀器常數      K =39.70 

  上述計算可以通過該說明書的附表直接取得 

六、維護保養 

  1． 儀器上面的各種螺釘不要隨便松動。如果破壞了光學系統原來的狀態就會影響圖像

    的清晰度，甚至使圖像*消失，儀器無法正常工作。 

  2． 在進行工作前，應用沾酒精的干凈的脫脂紗布將儀器的棱鏡表面和被測玻璃表面擦

    干凈，避免表面上的塵土臟物把棱鏡表面擦傷，影響成像的清晰。（應特別注意：

    棱鏡價格昂貴） 

  3． 小反光鏡鏡面是真空鍍膜層，質地較軟，如沾有油污只能用軟質棉布沾酒精輕擦，

    否則將破壞表面鍍層。 

  4． 儀器在使用完畢后必須把儀器底部表面上的折射率油擦拭干凈，避免對器件造成腐

    蝕。 

  5． 該儀器的石英補償器是該儀器zui關鍵zui昂貴的部件，一定要倍加關心和保護。