浮法玻璃中玻璃缺陷检测与分析

浮法玻璃中玻璃缺陷检测与分析

1玻璃检测方法随着玻璃行业的快速发展和需求的不断增加，市场对其产品的质量要求越来越高。因此，玻璃质量检测起着非常重要的作用。理想平板玻璃能使光线完全通过,隔着观察事物时,感觉不到玻璃的存在。实际中透过玻璃观察,总感到眼前有东西挡着而使事物多少有些失真,这就是由于玻璃缺陷引起的光学问题,这种干扰通过将玻璃磨平及抛光是不能消除的,这就需要将不合格的玻璃检测出来并切除。玻璃检测方法可分为8大类:光学法、光电法、机械法、机电结合法、气压法、电测法、射线法、显微镜法。测试及判断玻璃外形的均一程度最简单的方法就是通过它去观察明暗反差大的平面图像,或由玻璃反射这种图像。若玻璃有缺陷,观察到的则是歪曲的图像,用等间隔的黑白条纹组成的图案观察产生很好的效果。传统的浮法玻璃检测的方式是直接通过CCD摄像机获取图像,再通过对图像的分析处理达到检测的目的,另一种是激光检测法,该方法是通过获取玻璃表面反射与玻璃透射的激光信号与原信号的相互关系,进行玻璃缺陷检测。虽然直接用CCD相机检测的可视效果不错,但精度受到限制,激光检测设备在安装上要求严格,费用昂贵。为此,本文提出了一种基于莫尔条纹玻璃缺陷检测的方法。2透射强度的测定莫尔条纹检测玻璃缺陷的原理是基于光的干涉,当相对放置之的两片光栅相对移动或者弯曲时,就可以看见明显的干涉条纹,即莫尔条纹,如图1所示。两块光栅简单的相叠合可说明莫尔条纹形成原理,光栅的特性可用它的透射系数或者透射频率表征。设两块光栅在x轴方向的周期分别为d1和d2,如图2所示。设其空间频率为ξ1=1/d1和ξ2=1/d2,其透射率分别为:F1=1+cos2πxd1=1+cos2πξ1x=1+cos2πm1(1)F1=1+cos2πxd1=1+cos2πξ1x=1+cos2πm1(1)F2=1+cos2πxd2=1+cos2πξ2x=1+cos2πm2(2)F2=1+cos2πxd2=1+cos2πξ2x=1+cos2πm2(2)式中m1和m2是光栅的线条序数,并有m1=ξ1x,m2=ξ2x。设用强度为ϕ0的平面波连续通过两块光栅,则透射强度为:ϕ=ϕ0F1F2=ϕ0[1+cos2πξ1x+cos2πξ2+cos2πξ1xcos2πξ2x]=ϕ0[1+cos2πξ1x+cos2πξ2x+12cos2π(ξ1+ξ2)x+12cos2π(ξ1+ξ2)x](3)ϕ=ϕ0F1F2=ϕ0[1+cos2πξ1x+cos2πξ2+cos2πξ1xcos2πξ2x]=ϕ0[1+cos2πξ1x+cos2πξ2x+12cos2π(ξ1+ξ2)x+12cos2π(ξ1+ξ2)x](3)或者写成:ϕ=ϕ0[1+cos2πm1x+cos2πm2+12cos2π(m1+m2)+12cos2π(m1+m2)](4)ϕ=ϕ0[1+cos2πm1x+cos2πm2+12cos2π(m1+m2)+12cos2π(m1+m2)](4)式中第1项是平均光强度;第2、3两项是原来的光栅周期结构;第4项为和频项,其空间频率为两光栅空间频率之和,条纹变密;第5项为差频项,其空间频率为两光栅的空间频率之差,条纹变疏。根据莫尔条纹的透射光强方程,可对引起莫尔条纹变化的玻璃缺陷进行分析处理。3补充胶质瘤的缺陷,当当光源通过带有缺陷的平板玻璃带时,如图3所示,变形区域外的光线均匀的透射到玻璃板的另一端。由于缺陷的存在,它使得缺陷附近的玻璃带的密度分布不均匀。当光线入射到缺陷本身时,光线的变化是最大(当缺陷为透明时,透射出来的光非常微弱;当缺陷为不透明时,则没有光线透过)。当光线入射到缺陷附近时,由于玻璃不均匀的分布,此时光线的传播也会发生偏转。由于光线是均匀的从光栅出射到平板玻璃上,因而能够在玻璃板的上方观察到整个变形区域对光栅产生的形变。实验中采用如图4所示的装置。首先用CCD相机获取一幅没有玻璃缺陷的光栅条纹图(即变形前)存入计算机,称为基准栅,如图5所示,随后获取带有缺陷的变形光栅条纹图,称为试件栅,如图6a所示。此时根据得到的基准栅和试件栅图像在计算机中作四则运算,即可得等倾莫尔条纹图,同时也能获取玻璃缺陷的相关信息。4玻璃的缺陷对确定试件栅和试件栅为了能够很好的展现莫尔条纹检测法的优势,实验中不但获取了带有缺陷的光栅条纹图,同时还直接同过CCD相机拍摄了玻璃表面的缺陷图,如图6～9所示。如图6～9,在不同的缺陷下获取的试件栅图是不一样的,通过对基准栅和试件栅的处理得到了各种玻璃缺陷的等倾莫尔条纹图。在图中我们明显可以看到,不同玻璃缺陷的等倾莫尔条纹图是不一样的,它们的图形不但有各自的特性,如表1所示,我们可根据缺陷不同特征对它们进行分类检测,同时也具有比直接通过CCD相机获取的玻璃缺陷具有更多的信息量。5检测的基础和设备选择不当造成的误差直接通过CCD像机获取的缺陷图像只能给出气泡、结石等缺陷引起的光强变化,但是玻璃上的污渍也会给出错误的信号,使其不易与真正的缺陷区别开来,且对于缺陷分类种类也有限。基于莫尔条纹的玻璃缺陷检测方法不但很好的将缺陷进行分类,精确度高,并且污渍不会对莫尔条纹产生任何影响,正是由于这一点使得莫尔条纹检测具有更好的可靠性。在激光检测设备上,运用激光扫描仪和最新的激光振荡发光二极管光源技术来计算屈光值的,防止误检的产生。但是在玻璃板带横向上的探测精度却远远不够,其主要原因是:由于点缺陷引起的激光束偏移不是1μm,而必须是100以上才会在其放大器输出上有信号,采用振荡发光二极管