红外光学硫系玻璃测试条纹度

红外光学硫系玻璃测试条纹度
1 范围
GB/T XXXXX的本部分规定了红外光学硫系玻璃条纹测试原理及仪器和设备、测试条件、试样、测试程序、数据处理和测试报告。

本部分适用于红外光学硫系玻璃条纹的检测，也适用于其他红外光学玻璃条纹的检测。

2 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。

2.1
条纹 striae
玻璃内局部折射率显著不均匀所呈现的条状、层理状或扭曲状的区域。

[ISO10110-4，定义2.2]
2.2
条纹度 degree of striae
玻璃内部条纹的严重程度，以条纹区域总面积占试样测试区域总面积的百分比和条纹灰度表示。

[MIL-G-174B，定义3.38]
3 测试原理
基于平行光投影法，以均匀的准直红外光照射被测试样，通过条纹处的光线会发生偏折，利用红外成像系统采集并显示该试样的条纹影像，对条纹区域的灰度和面积进行判读。

红外光学硫系玻璃条纹测试原理见图1。

说明：
1──光源；
2──聚光镜；
3──光源光阑；
4──准直透镜；
5──试样；
6──会聚透镜1；
7──孔径光阑；
8──会聚透镜2；
9──图像传感器；
10──计算机图像采集、处理与显示系统。

图1 红外光学硫系玻璃条纹测试原理图
4 仪器和设备
4.1 仪器组成
条纹测试设备由光源、准直系统、倍率转换系统、图像传感器及计算机图像采集、处理与显示系统组成，按图1组装。

4.2 光源
采用光强度分布均匀的非相干红外光源，其光照度不均匀性应小于1%。

所发射的光谱应在试样的通光光谱区域内。

光源单位面积的辐射通量应满足图像传感器响应要求。

4.3 准直系统
准直系统由聚光镜、光源光阑和准直透镜组成，且准直系统的出射光口径应大于试样口径。

4.4 倍率转换系统
倍率转换系统由会聚透镜1、孔径光阑和会聚透镜2组成，孔径光阑置于会聚透镜1和会聚透镜2之间，其位置和孔径大小确保试样的条纹影像能够清晰投影在图像传感器靶面上；会聚透镜2焦距应在100mm±0.3mm范围内。

4.5 图像传感器
倍率转换系统将反映条纹图像的红外辐射信号投射到图像传感器表面,图像传感器将红外辐射信号转化为电子信号。

根据试样的通光波段选择使用近红外或中波红外图像传感器,其对样品的采样空间分辨力应不大于0.5mm。

4.6 计算机图像采集、处理与显示系统
计算机图像采集、处理与显示系统应满足以下要求：
a)应能将图像传感器输出信号转换成数字信号；
b)显示系统包括显示器和校准后的电子标尺，其中显示器应与红外图像传感器匹配，其对比度应
不低于1000:1，分辨力应不低于1280×1024；
c)校准后的电子标尺的测量扩展不确定度应不大于0.05mm。

5 测试条件
5.1 环境温度
环境温度应在22 ℃±5
℃的范围内。

5.2 空气相对湿度
空气相对湿度应不大于70
%。

6 试样
6.1 试样通光面粗糙度R a 应不大于0.008
μm 。

6.2 试样通光面划痕与麻点宽度应不大于0.05
mm 。

7 测试程序 7.1 清洁试样表面。

7.2 将试样放入恒温室内应12
h 以上。

7.3 接通电源，调整光源强弱至红外图像传感器正常工作范围，稳定30 min 以上。

7.4 放置试样于载物台上，使试样测试面朝向倍率转换系统视场中心。

7.5 启动图像采集显示系统，观察显示器画面灰度变化情况。

7.6 边观察图像边调整载物台，直至条纹影像显示最大面积，同时轴向调整红外会聚透镜 2至显示屏上的条纹影像清晰，拍下照片。

7.7 读出无条纹区域的灰度值作为灰度标准值。

7.8 记录每个条纹区域的平均灰度值。

8 数据处理
8.1 根据显示屏上的条纹影像形态，框选所有条纹的影像区域，测量出每个条纹区域的长度和宽度，每个区域的面积按照长度与宽度的积来计算，条纹区域总面积按公式（1）计算。

∑==n
i i S S 1
(1)
式中：
S ── 条纹区域总面积的数值，单位为平方毫米（mm 2
）； i ── 条纹区域序号的数值，i =1、2……n ； S i ── 为第i 区域的面积，单位为平方毫米（mm 2
）。

8.2 条纹区域总面积占试样测试区域总面积的百分比的按公式(2)计算。

%1000
⨯=
S S
A ..................................... (2) 式中：
A ── 条纹区域总面积占试样测试区域总面积的百分比； S ── 条纹区域总面积的数值，单位为平方毫米（mm 2
）； S 0 ── 试样测试区域总面积，单位为平方毫米（mm 2
）。

8.3 第i 个条纹区域灰度值按公式（3）计算。

0i i G g g =- (3)
式中：
G i──第i个条纹区域灰度值；
──试样灰度标准值；
g──第i个条纹区域平均灰度值。

i
8.4 根据电子灰度等级尺度判定每一条纹区域的灰度。

9 测试报告
测试报告至少应包含以下内容(参见附录A):
a)实验室名称、联系信息；
b)测试方法，测试设备；
c)测试波长λ；
d)委托单位；
e)试样名称、规格及试样灰度标准值；
f)环境温度、湿度；
g)条纹状况、条纹区域总面积S占试样测试区域总面积S0的百分比A；
g；
h)条纹区域灰度G i、第i个条纹区域平均灰度值
i
i)测试日期。

附录 A
（资料性附录）
红外光学硫系玻璃条纹检测报告
红外光学硫系玻璃条纹检测报告的格式参见图A.1。

红外光学硫系玻璃条纹检测报告
年月日
图A.1 红外光学硫系玻璃条纹检测报告格式。