Polaryskopy LP21POL i LP50POL
Jak działa polaryskop w analizie naprężeń szkła
Polaryskop opiera się na zjawisku optycznym elastooptyki, aby wykrywać i wizualizować wewnętrzne naprężenia w materiałach przezroczystych, takich jak szkło. Urządzenie składa się zasadniczo ze źródła światła i dwóch filtrów polaryzacyjnych: polaryzatora i analizatora. Filtry te są zazwyczaj skrzyżowane pod kątem 90 stopni, co oznacza, że początkowo światło nie może przez nie przejść. Czytaj więcej
Kompaktowy LP21POL
- Zaprojektowany do badania naprężeń w szkle
- Zasilany sieciowo (AC) i akumulatorowo
Duże okno obserwacyjne
Możliwość nachylenia o 25 stopni.
Okno podglądu może być nachylane
Łatwy w przechowywaniu po złożeniu
| LP50POLT | |
|---|---|
| Źródło światła | LED |
| Kolor światła spolaryzowanego | Biały |
| Sterowanie | Przycisk |
| Napięcie | 100 - 240 V AC (24 V DC) |
| Temperatura pracy | -10 °C - +40 °C |
| Wymiary podstawy (szer. x gł.) | 800 x 800** mm |
| Wysokość po złożeniu/zdemontowaniu pręta | 80 mm |
| Maks. wysokość | Około 500 mm |
| Illuminated area (w x h) | 350 x 350 mm |
| Observation screen window dimensions (w x h) | About 155 x 155 mm |
| Battery powered | Yes |
| Kat. | PO50WBATT |
Galeria produktu
Prefabrykaty butelek
Duży LP50POL
Duży polaryskop umożliwia badanie naprężeń w większych elementach lub naczyniach szklanych. Źródło światła jest zamontowane na statywie fotograficznym, co pozwala na jego ustawienie w trudno dostępnych miejscach. Naprężenia w szkle można obserwować bezpośrednio, bądź też wykonać zdjęcie lub nagrać wideo do późniejszej analizy, nawet poza miejscem pracy.
- Zaprojektowany do badania naprężeń w szkle
- Zasilany sieciowo (AC) i akumulatorowo
- Zawiera filtr z uchwytem na telefon, pasujący do większości smartfonów i tabletów
| Źródło światła | LED |
| Kolor światła spolaryzowanego | Biały |
| Temperatura barwowa | 4000 K |
| Moc światła | 36 W |
| Strumień świetlny | Około 3600 lm |
| Temperatura pracy | -10 °C - +40 °C |
| Napięcie | 100 - 240 V AC (30 V DC) |
| Wymiary (wys. x szer. x gł.) | 400 x 400 x 80 * mm |
| Obszar oświetlony (szer. x wys.) | 350 x 350 mm |
| Wymiary ekranu obserwacyjnego (szer. x wys.) | 165 x 86 mm |
| Wymiary okna ekranu obserwacyjnego (szer. x wys.) | 152 x 73 mm |
| Kat. | PO50WBAT |
Gdy naprężony kawałek szkła zostanie umieszczony pomiędzy tymi dwoma filtrami, wewnętrzne napięcie zmienia właściwości optyczne szkła, powodując, że staje się ono dwójłomne (podwójnie załamujące światło). Ta dwójłomność zmienia stan polaryzacji światła podczas jego przejścia przez szkło, co umożliwia części światła przedostanie się przez drugi filtr (analizator). W rezultacie dotychczas niewidoczne wewnętrzne naprężenia ujawniają się jako wyraźne, świecące wzory interferencyjne lub kolorowe pasma, które bezpośrednio wskazują lokalizację i wielkość naprężenia. Powrót
Polaryzacja a badanie naprężeń w szkle laboratoryjnym
Szkło laboratoryjne (np. zlewki, kolby, probówki) podczas produkcji lub gwałtownego chłodzenia bywa poddawane nieregularnym obciążeniom termicznym i mechanicznym. Prowadzi to do powstania wewnętrznych naprężeń szczątkowych. Choć są one niewidoczne gołym okiem, drastycznie obniżają odporność naczynia na zmiany temperatury oraz uszkodzenia mechaniczne, co w warunkach laboratoryjnych stwarza ryzyko wypadku. Do ich wykrywania wykorzystuje się zjawisko polaryzacji światła.
Mechanizm fizyczny: Elastooptyka
W stanie idealnym szkło jest materiałem izotropowym – oznacza to, że światło rozchodzi się w nim we wszystkich kierunkach z jednakową prędkością. Sytuacja zmienia się, gdy w strukturze występują naprężenia. Szkło staje się wtedy anizotropowe i wykazuje cechy wymuszonej dwójłomności (efekt elastooptyczny).
Gdy przez takie naprężone szkło przechodzi spolaryzowana fala świetlna, ulega ona rozszczepieniu na dwie składowe, które poruszają się z różnymi prędkościami.
Jak działa polaryskop laboratoryjny?
Polaryskop to przyrząd optyczny składający się z dwóch filtrów: polaryzatora i analizatora, ustawionych względem siebie krzyżowo (pod kątem 90°).
- Brak naprężeń: Światło uporządkowane przez pierwszy filtr (polaryzator) zostaje całkowicie zablokowane przez drugi filtr (analizator). W efekcie badane naczynie laboratoryjne widoczne jest jako jednolicie ciemne.
- Obecność naprężeń: Naprężone szkło zmienia stan polaryzacji przechodzącego światła. Składowe promienia przesuwają się w fazie, przez co analizator nie jest w stanie ich całkowicie wygasić.
Interpretacja wyniku
W miejscach występowania naprężeń operator polaryskopu obserwuje jasne linie lub charakterystyczne, kolorowe wzory interferencyjne (prążki).
- Układ i zagęszczenie prążków wprost wskazuje punkty krytyczne struktury naczynia.
- Na tej podstawie możliwa jest natychmiastowa ocena, czy szkło laboratoryjne nadaje się do bezpiecznej pracy, czy też wymaga ponownego odprężania w piecu.
Przykład wykorzystania
Podsumowanie
Naprężenia wewnętrzne to siły uwięzione w materiale bez działania obciążeń zewnętrznych powstające najczęściej podczas szybkiego lub nierównomiernego chłodzenia produktu. Obecność naprężeń wewnętrznych znacznie osłabia przedmioty szklane przez co mogą one łatwo pęknąć pod ciśnieniem lub przy nagłej zmianie temperatury.Naprężeń w szkle pozbywa się poprzez proces tzw. odprężenia, czyli kontrolowanego podgrzewania materiału i jego bardzo powolnego schładzania w specjalnym piecu. Pozwala to na bezpieczne wyrównanie struktury szkła i zapobiega jego nagłemu pękaniu.
Aby zweryfikować obecność naprężeń wewnętrznych w szkle wykorzystuje się specjalne urządzenie – polaryskop. Szkło laboratoryjne (i nie tylko) bada się pod nim obserwując naprężenia w postaci jasnych lub kolorowych linii w ciemnym polu. Wszelkie nieregularne wzory i paski wskazują na naprężenia wewnętrzne, które mogą osłabić strukturę naczynia. Pod polaryskopem bada się głównie materiały przezroczyste takie jak kamienie szlachetne, szkło laboratoryjne, tworzywa sztuczne oraz preformy butelek. Dzięki temu dość prostemu urządzeniu można szybko zidentyfikować strukturę krystaliczną substancji lub wykryć niebezpieczne naprężenia wewnętrzne w gotowych produktach.
Aby prawidłowo badać przedmioty pod polaryskopem należy najpierw ustawić filtry w pozycji skrzyżowanej a następnie powoli obracać obiekt o 360°. Filtry należy ustawić tak, aby pole widzenia było maksymalnie ciemne. Podczas obracania badanego obiektu obserwuje się zachodzące zmiany jasności. Obecność nieregularnych pasów wskaże na naprężenia wewnętrzne.
W przypadku badania preform pod polaryskopem sprawdza się rozkład naprężeń szukając barwnych wzorów w świetle. Preformę plastikową umieszcza się między filtrami i ocenia symetrię oraz regularność kolorowych linii, co pozwala szybko wykryć wady produkcyjne.
