專利名稱：：定量性應力應變偏光測定機的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種定量性應力應變偏光測定機。
背景技術：
：在現(xiàn)今發(fā)展的精密工業(yè)中，對于質量及生產(chǎn)力相當注重及講求，而如何提升生產(chǎn)力及改善質量，就必須正確地掌握住質量的檢驗方式，其中在對于塑膠射出件的應力進行檢測的儀器中，是以定性的方法進行檢測，其主要是借由一適當?shù)墓庠磁c兩片偏振片，并將待測物置于兩偏振片之間的偏振光場中，由于偏振光通過光彈材料(待測物)所產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，而形成色彩分布的光彈條紋(光彈條紋代表待測物應力分布的情形)，再借由人眼觀察條紋的顏色分布，以判斷應力的分布情況，其中當條紋越集中的位置即代表應力越大。然而，此種經(jīng)由人眼來判斷應力大小的方式，由于每個人對顏色的判斷都不同，所以容易造成視覺上的誤差，加上使用此種定性方式來進行檢測，其檢驗速度慢且無法確切地得知應力最大值與位置，因此若要以某一應力值作為產(chǎn)品好壞的依據(jù)，則無法明確的進行區(qū)別，容易造成產(chǎn)品質量管理上無法落實進而使產(chǎn)品的良率下降，誠有加以改進的處。本發(fā)明有鑒于現(xiàn)有應力檢測主要是以定性的方法進行檢測，容易造成視覺上的誤差，加上其檢驗速度慢且無法確切地得知應力最大值與位置，無法落實質量的管制的缺點，特經(jīng)過不斷的試驗與研究，終于發(fā)展出一種能改進現(xiàn)有缺點的本發(fā)明。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的主要技術問題在于，克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，而提供一種定量性應力應變偏光測定機，其是以定量方式有效地檢測出待測物的應力分布，以提供一可快速準確檢測及達到降低成本的目的。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種定量性應力應變偏光測定機，其特征在于包括一平臺、一應力偏光儀及一檢測系統(tǒng)，其中該平臺于頂面設有一可相對平臺移動的移動板及一用以驅動移動板的馬達控制器；該應力偏光儀是設于平臺上且設有一偏光組及一位于偏光組下方的光源；該檢測系統(tǒng)是用以接收應力偏光儀的影像，其設有一數(shù)字攝影機、一電腦及一檢測組，其中該數(shù)字攝影機是設于平臺上且與光源相對，而電腦是與該數(shù)字攝影機相連接以接收影像，且該電腦另與平臺的馬達控制器相連接以控制移動板的動作；檢測組是與電腦相結合并對于所接收的影像進行分析且設有一影像擷取程序介面及一應力分析程序介面，其中該影像擷取程序介面是可對于所擷取的影像進行影像定位及影像旋轉，并對于相鄰像素的紅、綠、蘭三原色(RGB)進行平滑化以消除影像中的雜訊，進而建立出光彈條紋與RGB值的關系數(shù)據(jù)，而應力分析程序介面是將經(jīng)影像擷取程序介面處理后的影像區(qū)域，依照光彈條紋及RGB值的關系數(shù)據(jù)經(jīng)由線性內插法及光彈理論即可得到每個坐標位置相對的應力值，并以3D圖形分布的方式來呈現(xiàn)其應力值的分布。前述的定量性應力應變偏光測定機，其中在光行進的路徑中加入一個相位補償器，利用相位補償器的反向的訊號，當該反向訊號是與光彈反應的訊號等量時，兩訊號會相互抵消，此時在光行進路徑上將不會產(chǎn)生雙折射的現(xiàn)象，而會產(chǎn)生一條級次為零的等色線(Isochromatic)，利用此一平衡關系即可讀取相位補償器上的讀數(shù)，該讀數(shù)為該坐標位置上的光彈條紋值，并測量該坐標位置的RGB(Red、Green、Blue)值，進而建立光彈條紋與RGB值的關系數(shù)據(jù)。前述的定量性應力應變偏光測定機，其中應力分析程序介面可將所得的圖形放大、縮小及旋轉夾角來顯示，進而搜尋最大應力值的相對坐標。前述的定量性應力應變偏光測定機，其中應力分析程序介面可搜尋最大應力值的相對坐標，首先是設定一初始預設值并與每個坐標的應力值做比較及取代，即可取得最大應力值的相對坐標位置。前述的定量性應力應變偏光測定機，其中應力分析程序介面可由使用者設定應力上限值，擷取影像中的應力最大值，當應力最大值超過此上限值時，該應力分析程序介面會顯示不良品等的提示，使電腦可自動對于待測物進行質量優(yōu)劣的判斷。前述的定量性應力應變偏光測定機，其中平臺于移動板的兩側跨設有一U形梁架，該梁架的中段部向下垂設有一與數(shù)字攝影機相結合的結合架。前述的定量性應力應變偏光測定機，其中偏光組是設于平臺的移動板上且位于結合架下方并由兩平行設置的偏振片所組成，兩偏振片的偏光軸互相垂直，而光源是設于該偏光組的下方，其中靠近光源的偏振片稱為偏光鏡(Polarizer)，而在待測物另一側的偏振片則稱為檢光鏡(Analyzer)。前述的定量性應力應變偏光測定機，其中偏光組于兩偏振片間設有兩個四分之一波片(Quarter-wavePlate)，進而組構成一反射式圓偏光器(CircularPolariscope)。前述的定量性應力應變偏光測定機，其中數(shù)字攝影機為一互補金屬氧化物導體的數(shù)字攝影機(ComplementaryMetal-OxideSemiconductorCamera;CMOSCamera)，且所述數(shù)字攝影機設有一影像擷取卡。前述的定量性應力應變偏光測定機，其中檢測組是使用VisualBasic程序語言軟件來撰寫。借由上述的技術手段，本發(fā)明定量性應力應變偏光測定機可對于移動鏡進行角度補償及位移測量，使移動鏡經(jīng)角度補償后可準確地與固定鏡間保持平行，有效產(chǎn)生對比度高的干涉條紋進行檢測，大幅提高檢測的準確度。借由上述的技術手段，本發(fā)明定量性應力應變偏光測定機至少具有以下的優(yōu)點及功效-一、定量化檢測本發(fā)明定量性應力應變偏光測定機，可將影像中所擷取到的光彈條紋，利用光彈理論與數(shù)字影像處理原理，將待測物的應力作定量化并以3D分布圖形來呈現(xiàn)。6二、準確分析本發(fā)明定量性應力應變偏光測定機，是具備有自動搜尋待測的物件應力最大值與相對應的坐標位置，并將每個位置的應力值以3D分布圖形來呈現(xiàn)，且可將3D圖形作角度旋轉、放大縮小、儲存等功能。三、快速檢測本發(fā)明定量性應力應變偏光測定機，不需再借由人眼來判斷應力的大小，僅需借由檢測系統(tǒng)即可對于待測物的應力進行分析及檢測，且不受物品擺放方向及僅能檢驗應力較大部位的限制，大幅縮短檢驗所需的時間及提高檢測的準確性。四、分類檢測本發(fā)明定量性應力應變偏光測定機，可在應力分析程序介面中設定一應力上限值，借由電腦自動對于待測物的質量進行判斷及分類，有效提升產(chǎn)品的質量及良率。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的外觀立體示意圖。圖2是本發(fā)明應力偏光儀的側視示意圖。圖3是本發(fā)明建立應力與影像條紋關系的實驗流程圖。圖4是本發(fā)明最大應力值的相對坐標的搜尋流程圖。圖中標號說明10平臺11移動板12梁架121結合架13馬控制器20應力偏光儀21偏光組211偏振片22光源30檢測系統(tǒng)31數(shù)字攝影機32電腦具體實施例方式為能詳細了解本發(fā)明的技術特征及實用功效，并可依照說明書的內7容來實施，茲進一步以附圖所示的較佳實施例，詳細說明如后，請參閱如圖1及圖2所示，本發(fā)明定量性應力應變偏光測定機，主要是利用光彈理論(該理論為一現(xiàn)有技術，故不闡述)及數(shù)字影像處理方式，進而將待測物的應變定量化，該定量性應力應變偏光測定機主要包含有一平臺l0、一應力偏光儀20及一檢測系統(tǒng)30，其中該平臺lG于頂面設有一可相對平臺10移動的移動板11，另平臺10于移動板11的兩側跨設有一U形梁架12，該梁架12的中段部是向下垂設有一結合架l21，且該平臺lO設有一用以驅動移動板11的馬達控制器13;該應力偏光儀(Polariscope)20設于平臺10上且設有一偏光組21及一光源22，該偏光組21是設于平臺10的移動板11上且位于結合架l2l下方并由兩平行設置的偏振片21l所組成，兩偏振片21l的偏光軸是互相垂直，而光源22設于該偏光組2l的下方，其中靠近光源22的偏振片21l是稱為偏光鏡(Polarizer)，而在待測物40另一側的偏振片21l則稱為檢光鏡(Analyzer)，較佳地，該偏光組2l于兩偏振片21l間設有兩個四分之一波片(Quarter-wavePlate)，進而組構成一反射式圓偏光器(CircularPolariscope);該檢測系統(tǒng)30是用以接收應力偏光儀20的影像，其設有一數(shù)字攝影機31、一電腦32及一檢測組，其中該數(shù)字攝影機3l設于平臺10的結合架12l上且與光源22相對，較佳地，該數(shù)字攝影機31設有一影像擷取卡，且數(shù)字攝影機31為一互補金屬氧化物導體的數(shù)字攝影機(ComplementaryMetal-OxideSemiconductorCamera;CMOSCamera)，而電腦32是與該數(shù)字攝影機31相連接借以接收影像，且該電腦32另與平臺10的馬達控制器13相連接借以控制移動板11的動作；而檢測組是與電腦32相結合并對于所接收的影像進行分析，該檢測組是使用VisualBasic程序語言軟件來撰寫且設有一影像擷取程序介面及一應力分析程序介面，其中該影像擷取介面是可對于所擷取的影像進行影像定位及影像旋轉，并對于相鄰像素的紅、綠、蘭三原色(RGB)進行平滑化以消除影像中的雜訊，而經(jīng)現(xiàn)有光彈理論得知光彈條紋級次(N)是與主應力差值呈一線性關系，如圖3所示借由實驗在光行進足各徑中，加入一個相位補償器，利用相位補償器的反向的訊號，當該反向訊號與光彈反應的訊號等量時，兩訊號會相互抵消，此時在光行進路徑上將不會產(chǎn)生雙折射的現(xiàn)象，而會產(chǎn)生一條級次為零的等色線(Isochromatic)，利用此一平衡關系即可讀取相位補償器上的讀數(shù)，該讀數(shù)為該坐標位置上的光彈條紋值，并測量該坐標位置的RGB(Red、Green、Blue)值，進而建立如表1所示光彈條紋與RGB值的關系數(shù)據(jù)表表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>而應力分析程序介面是將經(jīng)影像擷取程序介面程序處理后的影像區(qū)域，依照光彈條紋及RGB值的關系數(shù)據(jù)經(jīng)由線性內插法及光彈理論即可得到每個坐標位置相對的應力值，并以3D圖形分布的方式來呈現(xiàn)其應力值的分布，較佳地，可將該圖形放大、縮小及旋轉夾角來顯示，進而搜尋最大應力值的相對坐標；關于最大應力值的相對坐標的搜尋流程是如圖5所示，首先是設定一初始預設值并與每個坐標的應力值做比較及取代，即可取得最大應力值的相對坐標位置，另可由使用者設定應力上限值，擷取影像中的應力最大值，當應力最大值超過此上限值時，該應力分析程序介面會顯示不良品等的提示，使電腦32可自動對于待測物進行質量優(yōu)劣的判斷，加快產(chǎn)品檢測所需的時間。本發(fā)明定量性應力應變偏光測定機于操作時，主要是將待測物40放入偏光組2l的兩偏振片211之間，通過光源22的照射后使待測物4G因應力而產(chǎn)生光彈效應的折射，并經(jīng)由數(shù)字攝影機3l將影像擷取至電腦32中，通過檢測組對于影像進行影像條紋與應力間關系的分析，即可得到待測物的應力分布情形。借由上述的技術手段，本發(fā)明定量性應力應變偏光測定機主要是利用光彈理論與數(shù)字影像處理原理，不僅可有效地對于所擷取的影像進行應力的定量化，清楚且明確地呈現(xiàn)待測物40各部位的應力值，大幅改善現(xiàn)有檢測是以人工肉眼定性觀察光彈條紋所造成的誤差，且可加快檢測的速度并以3D分布圖形來呈現(xiàn)，另可借由電腦32自動對于待測物4O的質量進行判斷及分類，有效提升產(chǎn)品的質量及良率。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。權利要求1.一種定量性應力應變偏光測定機，其特征在于包括一平臺、一應力偏光儀及一檢測系統(tǒng)，其中該平臺于頂面設有一可相對平臺移動的移動板及一用以驅動移動板的馬達控制器；該應力偏光儀是設于平臺上且設有一偏光組及一位于偏光組下方的光源；該檢測系統(tǒng)是用以接收應力偏光儀的影像，其設有一數(shù)字攝影機、一電腦及一檢測組，其中該數(shù)字攝影機是設于平臺上且與光源相對，而電腦是與該數(shù)字攝影機相連接以接收影像，且該電腦另與平臺的馬達控制器相連接以控制移動板的動作；檢測組是與電腦相結合并對于所接收的影像進行分析且設有一影像擷取程序介面及一應力分析程序介面，其中該影像擷取程序介面是可對于所擷取的影像進行影像定位及影像旋轉，并對于相鄰像素的紅、綠、蘭三原色(RGB)進行平滑化以消除影像中的雜訊，進而建立出光彈條紋與RGB值的關系數(shù)據(jù)，而應力分析程序介面是將經(jīng)影像擷取程序介面處理后的影像區(qū)域，依照光彈條紋及RGB值的關系數(shù)據(jù)經(jīng)由線性內插法及光彈理論即可得到每個坐標位置相對的應力值，并以3D圖形分布的方式來呈現(xiàn)其應力值的分布。2.根據(jù)權利要求1所述的定量性應力應變偏光測定機，其特征在于在光行進的路徑中加入一個相位補償器，利用相位補償器的反向的訊號，當該反向訊號是與光彈反應的訊號等量時，兩訊號會相互抵消，此時在光行進路徑上將不會產(chǎn)生雙折射的現(xiàn)象，而會產(chǎn)生一條級次為零的等色線，利用此一平衡關系即可讀取相位補償器上的讀數(shù)，該讀數(shù)為該坐標位置上的光彈條紋值，并測量該坐標位置的RGB值，進而建立光彈條紋與RGB值的關系數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權利要求1或2所述的定量性應力應變偏光測定機，其特征在于所述應力分析程序介面可將所得的圖形放大、縮小及旋轉夾角來顯示，進而搜尋最大應力值的相對坐標。4.根據(jù)權利要求3所述的定量性應力應變偏光測定機，其特征在于所述應力分析程序介面可搜尋最大應力值的相對坐標，首先是設定一初始預設值并與每個坐標的應力值做比較及取代，即可取得最大應力值的相對坐標位置。5.根據(jù)權利要求4所述的定量性應力應變偏光測定機，其特征在于所述應力分析程序介面可由使用者設定應力上限值，擷取影像中的應力最大值，當應力最大值超過此上限值時，該應力分析程序介面會顯示不良品等的提示，使電腦可自動對于待測物進行質量優(yōu)劣的判斷。6.根據(jù)權利要求5所述的定量性應力應變偏光測定機，其特征在于所述平臺于移動板的兩側跨設有一U形梁架，該梁架的中段部向下垂設有一與數(shù)字攝影機相結合的結合架。7.根據(jù)權利要求6所述的定量性應力應變偏光測定機，其特征在于所述偏光組是設于平臺的移動板上且位于結合架下方并由兩平行設置的偏振片所組成，兩偏振片的偏光軸互相垂直，而光源是設于該偏光組的下方，其中靠近光源的偏振片稱為偏光鏡，而在待測物另一側的偏振片則稱為檢光鏡。8.根據(jù)權利要求7所述的定量性應力應變偏光測定機，其特征在于所述偏光組于兩偏振片間設有兩個四分之一波片，進而組構成一反射式圓偏光器。9.根據(jù)權利要求8所述的定量性應力應變偏光測定機，其特征在于所述數(shù)字攝影機為一互補金屬氧化物導體的數(shù)字攝影機，且所述數(shù)字攝影機設有一影像擷取卡。10.根據(jù)權利要求9所述的定量性應力應變偏光測定機，其特征在于所述檢測組是使用VisualBasic程序語言軟件來撰寫。全文摘要一種定量性應力應變偏光測定機，包含有一平臺、一應力偏光儀及一檢測系統(tǒng)，該應力偏光儀是設于平臺上且設有一偏光組及一光源，該檢測系統(tǒng)是用以接收應力偏光儀的影像且設有一數(shù)字攝影機、一電腦及一檢測組，該數(shù)字攝影機是設于平臺上且與光源相對，而電腦是與該數(shù)字攝影機相連接借以接收影像，檢測組是與電腦相結合并對于所接收的影像進行分析且設有一影像擷取程序介面及一應力分析程序介面，并依照光彈理論及影像處理的方式即可得到每個坐標位置相對的應力值，借以提供一定量性檢測、準確分析、可視化及快速檢測，并實現(xiàn)定量性應力應變偏光測定。文檔編號G01N21/21GK101464255SQ200710060368公開日2009年6月24日申請日期2007年12月17日優(yōu)先權日2007年12月17日發(fā)明者何祥裕,林瑞璋,王永成申請人:林瑞璋;王永成;何祥裕