ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ИЗДЕЛИЯ ИЗ СТЕКЛА ХИМИКО-ЛАБОРАТОРНОГО И ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО

МЕТОД ПОЛЯРИЗАЦИОННО ОПТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ХОДА ЛУЧЕЙ

ГОСТ 7329-91

Издание официальное

КОМИТЕТ СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР Москва

УДК 666 172.7.001.4:006.354    Группа    П69

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ИЗДЕЛИЯ ИЗ СТЕКЛА ХИМИКО ЛАБОРАТОРНОГО И ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО

Метод поляризационно-оптического измерения разности хода лучей

Chemical laboratory and electrovacuum glassware. Polarizable and optical method of path-length difference measuring

ОКП 43 2000

Дата введения 01.01.93

Настоящий стандарт распространяется на изделия из прозрачного бесцветного или слабо окрашенного химико-лабораторного и электровакуумного стекла и устанавливает метод поляризационно-оптического измерения разности хода лучей (разности хода), возникающей при прохождении через напряженное стекло линейно-поляризованного света и пропорциональной действующим напряжениям в стекле.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их определения— в соответствии с приложением 1.

I ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Метод основан на явлении двулучепреломления, которое наблюдается в напряженном стекле при прохождении через него луча линейно-поляризованного света, и заключается в разложении луча на два —обыкновенный и необыкновенный, распространяющиеся с различными скоростями и вследствие этого имеющие при выходе из напряженного стекла разность хода.

Метод включает качественное, нолуколичественное и количественное определение напряжения, исходя из разности хода поляризованного света, проходящего через образец.

1.2.    Метод предусматривает испытание одним из нижеприведенных способов.

1.2.1. Качественные и пслуколичественные способы

Испытание проводят способом сравнения, который состоит в оценке на полярископе общего распределения напряжений в изделии и в оценке значения разности хода:

Издание официальное

© Издательство стандартов, 1992

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР

С 2 ГОСТ 7329-91

или по сравнению наблюдаемого цвета исследуемого места с данными таблицы интерференционных цветов;

или по сравнению наблюдаемого цвета с соответствующим цветом правильно ориентированного ступенчатого клина или же одинакового изделия с количественно оцененными разностями хода на обозначенных местах.

1.2.2. Количественные способы

Испытание проводят способом компенсации, который состоит в количественном определении значения разности хода с помощью поляриметра, снабженного компенсатором. В качестве компенсатора применяют фазовую пластинку к/4 с поворотным анализатором (компенсатор Сенармона).

1.3. Измерения разности хода проводят в местах изделия с максимальными напряжениями.

2 ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАЗЦАМ

2.1.    В зависимости от конструкции и размеров стеклянных изделий испытанию подвергают готовые изделия или образцы, вырезанные из них. Вырезанные образцы должны иметь максимальные размеры, которые могут быть измерены на данной аппаратуре.

2.2.    Количество и вид образцов и участки изделий, в которых должны проводиться испытания, для каждого вида изделий устанавливают в нормативно-технических документах.

3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

3.1. Полярископ-поляриметр

Принципиальная оптическая схема показана на черт. 1.

Черт. 1

ГОСТ 7329-91 С. 3

Предел допускаемой основной погрешности при измерении разности хода на полярископе-поляриметре равен ±10 нм.

Примечание. Измерение разности хода допускается проводить на поляриметре с другой схемой, если погрешность измерения не превышает вышеуказанную.

3.2.    Ступенчатые клинья — в соответствии с приложением 2, черт. 2.

3.3.    Неотожженный стержень из стекла круглого сечения диаметром от 4 до 8 мм, длиной от 100 до 150 мм и отожженный стержень из стекла прямоугольного сечения с диагональю сечения от 5 до 8 мм, длиной от 100 до 150 мм.

3.4.    Штангенциркуль по ГОСТ 166 с отсчетом по нониусу 0,1 мм, микрометр по ГОСТ 6507 или специальный цанговый измеритель толщины или толщиномер по нормативно-технической документации. Относительная погрешность измерения толщины стенки образцов ±5 %.

3.5.    Кювета для иммерсионной жидкости из прозрачного материала с плоскопараллельными стенками и размерами, позволяющими погрузить в нее исследуемое стеклоизделие. Стенки кюветы не должны иметь напряжение.

3.6.    Иммерсионные жидкости приведены в табл. 1.

3.7. Волосяная кисть для нанесения иммерсионной жидкости на поверхность образцов и стеклянные пластинки, не имеющие напряжений.

4. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ

4.1.    Подготовка образцов

4.1.1.    Температура образцов и иммерсионной жидкости должна быть до измерения выравнена с комнатной температурой.

Образцы до испытания и в процессе испытания не должны нагреваться (например, рукой) и испытывать механические нагрузки.

4.1.2.    При измерении разности хода в местах изделий, которые сильно рассеивают или преломляют свет, изделие помещают в кювету с иммерсионной жидкостью или смачиваются ею.

С. 4 ГОСТ 7329-91

4.2. Подготовка полярископа-поляриметра

Полярископ-поляриметр может работать как полярископ и как поляриметр.

4.2.1.    Полярископ-поляриметр должен быть установлен в защищенном от яркого света месте.

4.2.2.    Перед началом испытаний следует определить соответствие между знаком напряжения («плюс» — растяжение, «минус» — сжатие) при одноосном напряженном состоянии и цветом, наблюдаемым в полярископе-поляриметре.

В том случае, если полярископ-поляриметр работает как полярископ, в ноле зрения полярископа помещают неотожженный стержень и вращают его до появления в нем наиболее интенсивной окраски. Цвет стержня при просмотре должен соответствовать напряжению растяжения, направленному по длине стержня.

Для определения знака напряжения может быть использован отожженный стержень, подвергнутый изгибу в руках при просмотре на полярископе-поляриметре, или ступенчатый клин.

Разность хода, наблюдаемая в ступенчатом клине, должна соответствовать напряжению сжатия, направленному по длине клина.

Соответствие наблюдаемой окраски, направления и знака напряжения должно быть отмечено указателями цвета в соответствии с приложением 3, черт. 3.

Если полярископ-поляриметр работает как поляриметр, то поворачивают лимб анализатора так, чтобы при наименьшем угле поворота получилось затемнение в средней части стержня. Направление вращения лимба анализатора при данном положении стержня соответствует напряжению растяжения, направленному вдоль длины стержня.

Соответствие между знаком, направлением напряжений и направлением вращения анализатора должно быть отмечено указателями на полярископе в соответствии с приложением 4, черт. 4.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

5.1.    Предварительное испытание

Подготовленные образцы сначала просматривают в темном поле полярископа или в поляриметре без светофильтра и с анализатором в нулевом положении. Находят место с наибольшей разностью хода. Если в поле зрения появится красная полоса, то разность хода превышает 540 нм и в дальнейшем измерение проводят согласно п. 5.3. Если в поле зрения нет красных полос, то измерение проводят согласно п. 5.2.

5.2.    Проведение испытания при разности хода менее 540 нм

5.2.1. Качественные и полу количественные способы

Измерение разности хода с применением ступенчатого клина проводят двумя методами: сравнением и компенсацией.

ГОСТ 7329-91 с. 5

5.2.1.1.    При измерении значения разности хода лучей методом сравнения следует образец и ступенчатый клин поместить в поле зрения полярископа так, чтобы изменение цвета интерференционной окраски в образце и клине при возрастании разности хода происходило в такой последовательности: от синего через зеленый к желтому или от красного через оранжевый к желтому.

Разность хода в образце определяют сравнением цвета испытуемого участка образца с цветом различных ступеней клина. Если цвет одной ступени клина близок или совпадает с цветом испытуемого участка образца, то разность хода в образце принимают равной разности хода в этой ступени клина.

Если цвет проверяемого участка образца окажется промежуточным между цветами соседних ступеней клина, то разность хода принимают равной половине суммы разностей хода в этих ступенях.

5.2.1.2.    При измерении значения разности хода методом компенсации следует образец и ступенчатый клин поместить в поле зрения полярископа так, чтобы последовательность наблюдаемых цветов клина и образца не совпадали. Клин располагают над образцом или под ним, так, чтобы просмотр можно было проводить одновременно сквозь клин и образец. При этом в испытуемом участке образца происходит компенсация разности хода лучей. Значение разности хода уменьшается по сравнению с первоначальным значением в образце. Клин перемещают в направлении длинной стороны так, чтобы проверяемый участок образца находился последовательно против различных ступеней клина. Окраску, создаваемую совместно цветом клина и цветом образца, сопоставляют с окраской свободного поля полярископа.

Разность хода в образце принимают равной разности хода в той ступени клина, цвет которой совместно с цветом проверяемого участка образца дает окраску свободного поля полярископа или окраску, близкую к нему.

Если значения компенсации будут находиться между результатами ступеней клина, то разность хода в образце принимают равной половине значения суммы разностей этих ступеней.

Погрешность метода измерения разности хода с применением ступенчатого клина не должна быть более:

±5 нм — при максимальной разности хода от 10 до 100 нм;

±10—15 нм — при максимальной разности хода свыше 100 нм.

5.2.1.3.    При измерении разности хода с применением таблицы интерференционных цветов изделие помещают в поле полярископа и, поворачивая, находят места в контролируемой части изделия с наиболее интенсивными интерференционными цветами.

Наблюдаемое место должно быть постоянно в центре поля зрения, так как при повороте образца до максимальной разности хода происходит изменение цвета через оранжевый или синий.

5.2.1.4.    При измерении разности хода с применением иммерсионной жидкости изделие с неплоскоиараллельнымн поверхностями следует погружать в иммерсионную жидкость иди, если изделие имеет большие размеры, иммерсионную жидкость следует наносить кисточкой.

5.2.1.5.    При измерении разности хода с применением контрольных образцов контрольный образец должен быть таким же, как и испытуемый, иметь одинаковые с ним размеры и разность хода.

К контрольному образцу прикрепляют ярлык с указанием контрольной разности хода.

Сравнивают интерференционные цвета в контрольном и испытуемом образцах.

5.2.2. Количественные способы

При измерении разности хода с помощью поляриметра лимб анализатора устанавливают на нулевую отметку, вводят пластину Я./4 и зеленый светофильтр. Анализатор поворачивают на несколько градусов в обе стороны и для компенсации выбирают то направление поворота анализатора, при котором темные полосы приближаются к месту измерения. Медленно вращают анализатор до тех пор, пока наблюдаемые в поле зрения темные полосы не сольются в одну утолщенную. Затем анализатор слегка поворачивают в обратную сторону, в результате чего образуется небольшой

С. 8 ГОСТ 7329-91

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.    Внутреннее напряжение — любое напряжение, вызванное в стекле температурным градиентом, механической нагрузкой, термообработкой, неоднородностью стекла или различием коэффициентов термического расширения в спае двух различных стекол.

Единицей напряжения является паскаль (Па).

2.    Внутреннее временное напряжение — напряжение, вызванное температурным градиентом в стекле или внешней механической нагрузкой стекла и исчезающее при устранении названных воздействий.

3.    Внутреннее остаточное напряжение —. напряжение, существующее в стекле в отсутствие температурного градиента или механической нагрузки. Различают два его источника:

1)    остаточное напряжение, вызванное термообработкой стекла и устранимое в процессе отжига;

2)    остаточное напряжение, вызванное неоднородностью стекла или различных расширительных свойств — неустранимое.

4.    Двулучепреломление — способность оптически неоднородных сред расщеплять падающий свет на два луча, линейно-поляризованные во взаимно перпендикулярных направлениях, имеющие разные скорости и разные показатели.

Стекло без внутреннего напряжения является оптически однородным. Внутреннее напряжение вызывает двойное лучепреломление стекла.

5.    Поляризованный свет — электромагнитные волны, вектор электрического или магнитного ноля которых колеблется определенным упорядоченным способом. Различают линейно, эллиптически и по кругу поляризованный свет.

6.    Линейно-поляризованный свет — электромагнитные световые волны, вектор электрического или магнитного поля которых колеблется в одной плоскости. Чаще всего возникает при отражении или двойном лучепреломлении.

7.    Разность хода при двулучепреломлении — разность оптических длин путей, пройденных ортогональными линейно-поляризованными составляющими оптического излучения определенной длины волны в среде.

8.    Удельная разность хода — разность хода, приведенная к единице пути света в стекле.

9.    Хроматическая фазовая пластинка — устройство, создающее определенную разность фаз или разность хода между ортогональными линейно-поляризованными составляющими оптического излучения определенной длины волны.

10.    Ахроматическая фазовая пластинка — устройство, создающее определенную разность фаз или разность хода между ортогональными линейно-поляризованными составляющими оптического излучения в широком интервале длин волн.

11.    Одноволновая фазовая пластинка — устройство, создающее разность фаз между ортогональными линейно-поляризованными составляющими оптического излучения определенной длины волны, равную 2 ял, что соответствует разности хода между этими составляющими, равной л>., где п — целое число.

12.    Четвертьволновая фазовая пластинка — устройство, создающее разность фаз между ортогональными линейно-поляризованными составляющими оп-

я

тического излучения определенной длины волны, равную (2п+1)    ,    что

>.

соответствует разности хода между этими составляющими, равной (2 n+l)-^,

где п — целое число.

13.    Полярископ-поляриметр — прибор, предназначенный для количественного и качественного визуального анализа двулучепреломления.

ГОСТ 7329-91 С. 9

14.    Поляризатор — оптический элемент ( устройство), преобразующий проходящее через него или отражающееся от него оптическое излучение в поляризованное.

15.    Линейный поляризатор — поляризатор, преобразующий оптическое излучение в линейно-поляризационное.

16.    Анализатор — линейный поляризатор, применяемый для анализа поляризованного оптического излучения.

17.    Компенсаторы — тела, вызывающие известную разность хода поляризованного света. Типы компенсаторов:

1)    ступенчатые клинья;

2)    стеклянные диски.