硫系红外玻璃精密模压模具有限元仿真设计

较常规锗晶体、硫化锌、硒化锌等红外材料,硫系红外玻璃因为其较低软化点温度,非常适合精密玻璃模压技术实现规模化生产,而模具设计是实现精密模压的关键技术之一。因此本文研究了采用有限元设计模具的方法。本文描述了从零件图纸、玻璃材料选取到有限元仿真设计模具的具体过程,并对设计的模具进行模压试验,结果表明,采用有限元仿真技术能有效的指导模具设计,设计的模具经一次试压,零件面型精度满足设计要求。

红外硫系玻璃内部环状条纹检测及其算法研究

当前红外硫系玻璃越来越广泛应用于红外热像仪等光学系统,玻璃内部光学均匀性检测对于红外玻璃的质量控制和工艺改进变得尤为重要。本文提出了一种简易的红外光学均匀性检测装置,获得了玻璃内部环状条纹的原始图像。通过图像增强、边缘检测、去除小区域,及膨胀腐蚀算法等处理之后,得到环状条纹圆心位置,圆环半径等量化特征参数,获得了满意的效果,从而有助于红外玻璃光学均匀性检测装置的改进,也为玻璃工艺的改良提供基础数据。

红外硫系光学玻璃条纹度测量及表征方法研究

红外硫系光学玻璃属于不透可见光的玻璃材料,采用GB/T 7962不能进行条纹度测试。本文针对上述材料中条纹度难以检测与表征的问题,提出了基于平行光投影法的测试方法,开发了相应测试设备,并对制备的硫系玻璃样品进行了条纹度、灰度及调制传递函数(MTF)测试,研究了灰度和调制传递函数(MTF)的对应关系,提出了用灰度表征条纹严重程度的方法。结果表明:平行光投影法在近红外波段成像能清晰地检测到样品内部条纹缺陷和分布;中红外调制传递函数(MTF)可定性表征样品中条纹对成像质量的影响;条纹度可定量表征样品内部条纹状况,反映对成像质量的影响。为后续该材料的内部质量判定奠定了技术基础。

红外硫系玻璃内部宏观缺陷透视成像检测系统

红外硫系玻璃透射率高,光谱范围宽,可广泛应用于红外热像仪等光学系统,然而红外玻璃在熔制过程中容易因组分不均匀造成各种内部缺陷,影响成像质量。利用透视成像的原理,在分辨力估算的基础上,设计了一种可检测玻璃内部宏观缺陷的系统。这种系统光源功率可调,可以检测厚度和直径都在几毫米到几十毫米范围内的红外硫系玻璃,在300mm成像距离条件下分辨尺寸达到0.19mm,并且可对长度63.4mm的物体成满像。通过Sobel算子进行玻璃内部条纹边缘提取,可以获得更加清晰的条纹特征。

圆柱形红外硫系玻璃淬冷降温模型与实验分析

出炉温度和冷却速率是大尺寸硫系玻璃制备过程中的关键参数.在热传导方程理论基础上,运用最小二乘拟合的方法建立计算圆柱形硫系玻璃冷却过程温度分布的理论模型.利用该模型对硫系玻璃的出炉温度、出炉后温度分布以及冷却速率进行了仿真分析,并将仿真分析结果与实验数据进行了比较.研究表明:出炉后玻璃棒的温度处于非稳态非均匀分布,其表面降温最快,且速率随时间呈现指数型下降;玻璃棒温度从中心到边缘近似呈抛物线型分布;当以高于析晶温度50—100℃,表面热交换系数180W·m-2K-1出炉时,玻璃最不容易析晶.在该理论模型指导下,实验上获得了直径为110mm,高为80mm的均匀透明圆柱形硫系玻璃.该玻璃透射谱范围是0.8—17μm,在8—12μm的区域内,2mm厚平片的平均透过率高于65%.