本發(fā)明屬于光學(xué)技術(shù)檢測領(lǐng)域，具體涉及一種鋼化玻璃識別儀。

背景技術(shù)：

普通玻璃由于容易破碎，且破碎后極易對人身造成危害而逐漸淡出人們視線。隨著觸控產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，觸控產(chǎn)品本身的規(guī)格要求也日漸嚴(yán)格，由于觸控面板是由外部施加壓力去進(jìn)行感應(yīng)組件的運(yùn)作方式從而達(dá)到使用效果，因此產(chǎn)品的機(jī)械抗壓力是各大廠商的重要規(guī)范與指標(biāo)。在這種市場背景下，鋼化玻璃應(yīng)運(yùn)而生。鋼化玻璃又稱強(qiáng)化玻璃，它是一種預(yù)應(yīng)力玻璃，通常使用化學(xué)或物理的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力，玻璃承受外力時(shí)首先抵消表層壓力，從而提高了承載能力，因而鋼化玻璃廣泛應(yīng)用于建筑門窗、玻璃幕墻、電子儀表等領(lǐng)域。正是由于鋼化玻璃如此諸多優(yōu)勢，如何對鋼化玻璃進(jìn)行有效識別成為鋼化玻璃應(yīng)用商關(guān)心的焦點(diǎn)問題。

由于玻璃鋼化之后會在其表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，因而目前市場上對鋼化玻璃進(jìn)行識別主要是通過采用光波導(dǎo)技術(shù)對鋼化玻璃的應(yīng)力進(jìn)行測量，即利用折射棱鏡、折射液、待測玻璃表面產(chǎn)生倏逝波，結(jié)合光彈效應(yīng)，進(jìn)行鋼化玻璃表面應(yīng)力的測量。如中國實(shí)用新型專利ZL201420643584.X公開了一種新型全自動玻璃表面應(yīng)力儀，包括儀器本體、目鏡、光源和雙折射棱鏡，所述雙折射棱鏡凸出于儀器本體上表面且同時(shí)位于光源的光線射出方向，所述目鏡的前端位于雙折射棱鏡的光線折射方向上，目鏡的后底部安裝一工業(yè)相機(jī)，所述雙折射棱鏡的正上方安裝有一滴液器，所述工業(yè)相機(jī)、滴液器均通過數(shù)據(jù)線連接計(jì)算機(jī)處理器。利用該應(yīng)力儀測量鋼化玻璃表面應(yīng)力時(shí)，首先將待檢樣品放置在雙折射棱鏡上，然后由計(jì)算機(jī)處理器控制滴液器向待測玻璃表面滴加少量折射液，由于經(jīng)過鋼化處理的玻璃在其表面會產(chǎn)生應(yīng)力層，光源發(fā)出的光入射到待測玻璃表面，在表面應(yīng)力層的作用下產(chǎn)生雙折射，形成兩束偏振方向互相垂直且傳播方向不同的光束，該兩束光束通過工業(yè)相機(jī)后被轉(zhuǎn)換成便于識別的亮條紋或暗條紋，最后通過計(jì)算干涉條紋信息從而獲得鋼化玻璃表面應(yīng)力值。雖然利用該新型全自動玻璃表面應(yīng)力儀不但可以對玻璃是否鋼化進(jìn)行識別，而且還可以精確且高效地計(jì)算出鋼化玻璃表面應(yīng)力，但是，從以上不難看出，這種應(yīng)力儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且測量時(shí)需要將待檢樣品放置在雙折射棱鏡表面與其相接觸以便發(fā)生全反射，接觸過程中極易對待檢樣品造成劃損，影響了待檢樣品的外觀美感及使用性能。另外，為提高應(yīng)力儀的測量精度，在測量過程中需要向待檢樣品表面滴加折射液，折射液在一定程度上會對人身健康產(chǎn)生不良影響，且作為一種耗材，無疑也增加了檢測成本。同時(shí)，這種測量方式結(jié)束之后仍需要對待檢樣品表面進(jìn)行擦拭，從而增加了整個(gè)檢測工序的復(fù)雜性，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，影響了測量效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種非接觸、無耗材、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且檢測效率高的鋼化玻璃識別儀及識別方法。

本發(fā)明解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所采用的技術(shù)方案是：

一種鋼化玻璃識別儀，其特征在于，包括依次設(shè)置的光源、檢測平臺、攝像元件、分析元件，所述檢測平臺設(shè)有測量位置，待檢樣品放置在所述測量位置，所述光源發(fā)出的光經(jīng)待檢樣品反射后進(jìn)入到所述攝像元件成像，所述攝像元件連接所述分析元件，所述分析元件對所述攝像元件得到的圖像進(jìn)行分析處理。

本發(fā)明所述的光源后端依次設(shè)有光闌、準(zhǔn)直系統(tǒng)。光源發(fā)出的光經(jīng)過光闌、準(zhǔn)直系統(tǒng)后，整形為光斑大小合適的準(zhǔn)直光束，避免了雜散光的影響，提高了本發(fā)明識別儀的檢測精度。

本發(fā)明所述的檢測平臺設(shè)有第一聚焦鏡，所述第一聚焦鏡位于所述檢測平臺的測量位置前端、準(zhǔn)直系統(tǒng)后端。準(zhǔn)直光束經(jīng)第一聚焦鏡匯聚到待檢樣品上，進(jìn)一步提高了本發(fā)明識別儀的檢測精度。

本發(fā)明所述的檢測平臺設(shè)有第二聚焦鏡，所述第二聚焦鏡位于所述檢測平臺的測量位置后端、攝像元件前端。光線由待檢樣品反射后、經(jīng)第二聚焦鏡匯聚到所述攝像元件成像，進(jìn)一步提高了本發(fā)明識別儀的檢測精度。

本發(fā)明所述的檢測平臺設(shè)有第一反射鏡，所述第一反射鏡位于所述檢測平臺的測量位置前端、第一聚焦鏡后端。第一聚焦鏡匯聚后的光線由第一反射鏡反射之后入射到測量位置的待檢樣品中，縮短了光路所占空間，減小了本發(fā)明識別儀整體體積。

本發(fā)明所述的檢測平臺設(shè)有第二反射鏡，所述第二反射鏡位于所述檢測平臺的測量位置后端、第二聚焦鏡前端。第二反射鏡對待檢樣品反射后的光線進(jìn)行再次反射后入射到第二聚焦鏡，進(jìn)一步縮短了光路所占空間，減小了本發(fā)明識別儀整體體積。

本發(fā)明所述的光源為激光光源，所述激光光源光強(qiáng)波動小于1%。激光光源光功率穩(wěn)定性較高，提高了本發(fā)明識別儀的檢測精度。

本發(fā)明所述攝像元件為面陣CCD，檢測精度高。

本發(fā)明還提供了一種識別玻璃是否鋼化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1、將一塊平面鏡放置在檢測平臺測量位置，光源發(fā)出的光經(jīng)所述平面鏡全反射后進(jìn)入到攝像元件成像，所述攝像元件將得到的圖像發(fā)送給分析元件，所述分析元件對所述攝像元件發(fā)送的圖像進(jìn)行分析處理，獲得此時(shí)的總體光強(qiáng)I₀。

2、取與待檢樣品同種材料的未鋼化玻璃作為第一參考樣品，求出所述第一參考樣品的臨界角C。將所述第一參考樣品放置在檢測平臺測量位置，光源發(fā)出的光線以γ角入射到所述第一參考樣品，且γ<C，所述光線經(jīng)所述第一參考樣品反射后進(jìn)入到攝像元件成像，所述攝像元件將得到的圖像發(fā)送給分析元件，所述分析元件對所述攝像元件發(fā)送的圖像進(jìn)行分析處理，獲得此時(shí)的反射光強(qiáng)I₁，將I₁除以I₀，得到所述第一參考樣品的反射率R₁，即，R₁=I₁/I₀。

3、將待檢樣品放置在檢測平臺測量位置，光源發(fā)出的光線以γ角入射到待檢樣品，且γ<C，所述光線經(jīng)待檢樣品反射后進(jìn)入到攝像元件成像，所述攝像元件將得到的圖像發(fā)送給分析元件，所述分析元件對所述攝像元件發(fā)送的圖像進(jìn)行分析處理，獲得此時(shí)的反射光強(qiáng)I₂，將I₂除以I₀，得到待檢樣品的反射率R₂，即，R₂=I₂/I₀。

4、將R₂與R₁作比較，判斷待檢樣品是否鋼化。如果R₂與R₁接近，則判斷待檢樣品為未鋼化玻璃；如果R₂與R₁相差較大，則判斷待檢樣品為鋼化玻璃。

本發(fā)明所述的識別方法還包括對待檢樣品是否鋼化作進(jìn)一步確認(rèn)的步驟，包括如下：

5、取與待測樣品同種材料的鋼化玻璃作為第二參考樣品，將所述第二參考樣品放置在檢測平臺測量位置，光源發(fā)出的光線以γ角入射到所述第二參考樣品，且γ<C，所述光線經(jīng)第二參考樣品反射后進(jìn)入到攝像元件成像，所述攝像元件將得到的圖像發(fā)送給分析元件，所述分析元件對所述攝像元件發(fā)送的圖像進(jìn)行分析處理，獲得此時(shí)的反射光強(qiáng)I₃，將I₃除以I₀，得到第二參考樣品的反射率R₃，即，R₃=I₃/I₀。

6、分別求出R₂與R₃的差值以及R₂與R₁的差值，如果R₂與R₃的差值的絕對值小于R₂與R₁的差值的絕對值，則可確認(rèn)待檢樣品為鋼化玻璃；如果R₂與R₃的差值的絕對值大于R₂與R₁的差值的絕對值，則可確認(rèn)待檢樣品為未鋼化玻璃。

本發(fā)明的有益效果是，由于本發(fā)明識別儀包括依次設(shè)置的光源、檢測平臺、攝像元件、分析元件，所述檢測平臺設(shè)有測量位置，待檢樣品放置在所述測量位置，所述光源發(fā)出的光經(jīng)待檢樣品反射后進(jìn)入到所述攝像元件成像，所述攝像元件連接所述分析元件，所述分析元件對所述攝像元件得到的圖像進(jìn)行分析處理，因而利用本發(fā)明識別儀能夠?qū)崿F(xiàn)對待檢樣品是否鋼化作出快速識別判斷，檢測效率高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，且檢測過程無需接觸待檢樣品，不會對待檢樣品造成劃損，更不會對檢測人員人身健康造成不良影響。光源發(fā)出的光可以進(jìn)一步經(jīng)過光闌、準(zhǔn)直系統(tǒng)后，整形為光斑大小合適的準(zhǔn)直光束，避免了雜散光的影響，檢測精度高。檢測平臺內(nèi)可以設(shè)置第一聚焦鏡、第二聚焦鏡，準(zhǔn)直光束通過第一聚焦鏡匯聚到待檢樣品、再由第二聚焦鏡匯聚到攝像元件成像，進(jìn)一步提高了本發(fā)明識別儀的檢測精度。另外，檢測平臺內(nèi)還可以設(shè)置第一反射鏡、第二反射鏡，第一聚焦鏡匯聚后的光線由第一反射鏡反射后入射到待檢樣品、經(jīng)待檢樣品反射后再由第二反射鏡進(jìn)行再次反射后進(jìn)入到第二聚焦鏡，通過第一反射鏡、第二反射鏡對光線進(jìn)行多次反射，縮短了本發(fā)明整體光路所占空間，減小了識別儀體積，提高了操作靈活性。同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種利用所述識別儀對玻璃是否鋼化進(jìn)行判斷的識別方法，檢測步驟簡單，檢測精度高，使本發(fā)明識別儀和所述識別方法都具有廣泛的市場前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明識別儀的一種光路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明識別儀的另一種光路結(jié)構(gòu)示意圖，也是一種優(yōu)選實(shí)施例示意圖。

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施方案、變形方案、改進(jìn)方案、等同方案以及沒有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術(shù)方案。

實(shí)施例一

如圖1所示的鋼化玻璃識別儀，包括依次設(shè)置的光源10、檢測平臺20、攝像元件30、分析元件40，所述檢測平臺20內(nèi)設(shè)有測量位置，待檢樣品50放置在所述檢測平臺20中的測量位置，所述光源10發(fā)出的光經(jīng)所述待檢樣品50反射后進(jìn)入到所述攝像元件30成像，所述攝像元件連接所述分析元件40，所述分析元件對所述攝像元件得到的圖像進(jìn)行光強(qiáng)分析處理。

本發(fā)明的測量原理在于：玻璃經(jīng)過鋼化之后，在其表面層內(nèi)折射率會發(fā)生改變，而且越靠近其表面折射率會越大，形成梯度分布。由于同種介質(zhì)折射率與反射率之間存在定量關(guān)系，因而鋼化玻璃表面層折射率的改變也會導(dǎo)致其反射率的變化。通過對同種材料的參考樣品進(jìn)行檢測，獲得參考樣品的反射率，再將待檢樣品放置在與參考樣品同樣的測量位置，獲得待檢樣品的反射率，最后通過兩者反射率進(jìn)行比對，即可對待檢樣品是否鋼化作出識別判斷。

實(shí)施例二

圖2示出了本發(fā)明鋼化玻璃識別儀的另一種光路結(jié)構(gòu)示意圖，也是一種優(yōu)選實(shí)施例示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例所述的鋼化玻璃識別儀，包括依次設(shè)置的光源10、檢測平臺20、攝像元件30、分析元件40，所述光源10優(yōu)選為光功率穩(wěn)定性較高的激光光源，所述激光光源光強(qiáng)波動小于1%，提高了本發(fā)明識別儀的檢測精度。由圖2可以看出，所述光源10后端依次設(shè)有光闌11、準(zhǔn)直系統(tǒng)12，光源10發(fā)出的光經(jīng)過光闌11、準(zhǔn)直系統(tǒng)12后，整形為光斑大小合適的準(zhǔn)直光束，減少了光能損失，提高了本發(fā)明識別儀的檢測精度。所述檢測平臺20設(shè)有測量位置，待檢樣品50放置在所述檢測平臺20中的測量位置。

作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述檢測平臺20中設(shè)有第一聚焦鏡21和第二聚焦鏡22，所述第一聚焦鏡21位于所述檢測平臺20的測量位置前端、準(zhǔn)直系統(tǒng)12后端，所述第二聚焦鏡22位于所述檢測平臺20的測量位置后端、攝像元件30前端，準(zhǔn)直系統(tǒng)12出射的準(zhǔn)直光束經(jīng)第一聚焦鏡21匯聚后聚焦到檢測平臺20測量位置的待檢樣品50中、由待檢樣品反射后入射到第二聚焦鏡22、再由第二聚焦鏡匯聚后聚焦到所述攝像元件30中，光束經(jīng)過第一聚焦鏡和第二聚焦鏡的兩次匯聚，使光分別聚焦在待檢樣品50以及攝像元件30上，避免了雜散光的影響，進(jìn)一步提高了本發(fā)明識別儀的檢測精度。

更進(jìn)一步的，如圖2所示，所述檢測平臺20中還設(shè)有第一反射鏡23和第二反射鏡24，所述第一反射鏡23位于所述檢測平臺20的測量位置前端、第一聚焦鏡21后端，所述第二反射鏡24位于所述檢測平臺20的測量位置后端、第二聚焦鏡22前端。準(zhǔn)直系統(tǒng)12出射的準(zhǔn)直光束經(jīng)第一聚焦鏡21匯聚后入射到第一反射鏡23、經(jīng)第一反射鏡23反射后聚焦到檢測平臺20測量位置的待檢樣品50、經(jīng)待檢樣品50反射后入射到第二反射鏡24、經(jīng)第二反射鏡24反射后入射到第二聚焦鏡22、經(jīng)第二聚焦鏡22匯聚后聚焦到攝像元件30成像，本實(shí)施例通過在檢測平臺設(shè)置第一反射鏡和第二反射鏡，能夠?qū)φw光路進(jìn)行兩次折轉(zhuǎn)，縮短了光路所占空間，減小了本發(fā)明識別儀整體體積。值得一提的是，為使第一聚焦鏡21匯聚之后的光束聚焦到待檢樣品50，可以通過第一聚焦鏡21、第一反射鏡23、待檢樣品50之間的光路長度計(jì)算出所述第一聚焦鏡21的曲率半徑，從而選擇合適的第一聚焦鏡。同樣，為使第二聚焦鏡22匯聚之后的光束聚焦到攝像元件30，可以通過第二聚焦鏡22、攝像元件30之間的光路長度計(jì)算出所述第二聚焦鏡22的曲率半徑，從而選擇合適的第二聚焦鏡。攝像元件30連接分析元件40，所述分析元件40對所述攝像元件30得到的圖像進(jìn)行光強(qiáng)分析處理。在本實(shí)施例中，所述攝像元件30優(yōu)選為面陣CCD，檢測精度高，所述分析元件40可以為具有圖像處理軟件的通用計(jì)算機(jī)，或者是專用數(shù)據(jù)處理器，由于此均為現(xiàn)有成熟技術(shù)，在此不再詳述。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提供了一種利用上述實(shí)施例中的鋼化玻璃識別儀對待檢樣品進(jìn)行鋼化識別的方法，主要包括以下步驟：

1、將一塊平面鏡放置在檢測平臺測量位置，光源發(fā)出的光經(jīng)所述平面鏡全反射后進(jìn)入到攝像元件成像，所述攝像元件將得到的圖像發(fā)送給分析元件，所述分析元件對所述攝像元件發(fā)送的圖像進(jìn)行光強(qiáng)分析處理，獲得此時(shí)的總體光強(qiáng)I₀。本實(shí)施例中光源為激光光源，所述激光光源波長為600nm。

2、取與待檢樣品同種材料的未鋼化玻璃作為第一參考樣品，求出所述第一參考樣品的臨界角C。將所述第一參考樣品放置在檢測平臺測量位置，光源發(fā)出的光線以γ角入射到所述第一參考樣品，且γ<C，所述光線經(jīng)所述第一參考樣品反射后進(jìn)入到攝像元件成像，所述攝像元件將得到的圖像發(fā)送給分析元件，所述分析元件對所述攝像元件發(fā)送的圖像進(jìn)行分析處理，獲得此時(shí)的反射光強(qiáng)I₁，將I₁除以I₀，得到所述第一參考樣品的反射率R₁，即，R₁=I₁/I₀。本實(shí)施例中所得R₁=8.7。

3、將待檢樣品放置在檢測平臺測量位置，光源發(fā)出的光線以γ角入射到待檢樣品，且γ<C，所述光線經(jīng)待檢樣品反射后進(jìn)入到攝像元件成像，所述攝像元件將得到的圖像發(fā)送給分析元件，所述分析元件對所述攝像元件發(fā)送的圖像進(jìn)行分析處理，獲得此時(shí)的反射光強(qiáng)I₂，將I₂除以I₀，得到待檢樣品的反射率R₂，即，R₂=I₂/I₀。本實(shí)施例中所得R₂=9.5。

4、將R₂與R₁作比較，判斷待檢樣品是否鋼化。如果R₂與R₁接近，則判斷待檢樣品為未鋼化玻璃；如果R₂與R₁相差較大，則判斷待檢樣品為鋼化玻璃。本實(shí)施例中由于R₂與R₁相差較大，因而可以判斷待檢樣品為鋼化玻璃。

作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)施例還包括對待檢樣品是否鋼化作進(jìn)一步確認(rèn)的步驟，包括：

5、取與待測樣品同種材料的鋼化玻璃作為第二參考樣品，將所述第二參考樣品放置在檢測平臺測量位置，光源發(fā)出的光線以γ角入射到所述第二參考樣品，且γ<C，所述光線經(jīng)第二參考樣品反射后進(jìn)入到攝像元件成像，所述攝像元件將得到的圖像發(fā)送給分析元件，所述分析元件對所述攝像元件發(fā)送的圖像進(jìn)行分析處理，獲得此時(shí)的反射光強(qiáng)I₃，將I₃除以I₀，得到第二參考樣品的反射率R₃，即，R₃=I₃/I₀，本實(shí)施例中所得R₃=9.6。

6、分別求出R₂與R₃的差值以及R₂與R₁的差值，如果R₂與R₃的差值的絕對值小于R₂與R₁的差值的絕對值，則可確認(rèn)待檢樣品為鋼化玻璃；如果R₂與R₃的差值的絕對值大于R₂與R₁的差值的絕對值，則可確認(rèn)待檢樣品為未鋼化玻璃。

本實(shí)施例中，由于|R₂-R₃|=|9.5-9.6|=0.1，|R₂-R₁|=|9.5-8.7|=0.8，

即|R₂-R₃|<|R₂-R₁|，因而可以確認(rèn)待檢樣品為鋼化玻璃。

當(dāng)然，本實(shí)施例中所述第一參考樣品與第二參考樣品的放置順序也可以互調(diào)。即，在步驟2中將第二參考樣品放置到檢測平臺測量位置，先測得第二參考樣品的反射率，然后在步驟5中將第一參考樣品放置到檢測平臺測量位置，測得第一參考樣品的反射率。由于并未脫離本發(fā)明測量原理，因而這都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，上述描述及附圖中所示的本發(fā)明的實(shí)施例只作為舉例而并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的目的已經(jīng)完整并有效地實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的功能及結(jié)構(gòu)原理已在實(shí)施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本發(fā)明的實(shí)施方式可以有任何變形或修改。