汽車安全玻璃試驗方法第2部分:光學性能試驗
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前 言
GB/T 5137《汽車安全玻璃試驗方法》分為四個部分:
——第 1部分:力學性能試驗
——第 2部分:光學性能試驗
——第 3部分:耐輻照、高溫、潮濕、燃燒和耐模擬氣候試驗
——第4部分:太陽能透射比測定方法
本部分為 GB/T 5137的第 2部分。
GB/T 5137的本部分修改采用 ISO 3538:1997《道路車輛 安全玻璃材料 光學性能試驗方法》(英文版)。
本部分與該國際標準的主要差異如下:
——刪除了國際標準中的“定義”部分 ;
——將“破碎后的可視性試驗”中沖擊點的位置及示意圖，改為與 GB 9656-2003相一致。
本部分代替 GB/T 5137. 2-1996《汽車安全玻璃光學性能試驗方法》。
本部分與 GB/T 5137. 2-1996相比，主要變化如下:
——將，"4.透射比試驗”改為，"4.可見光透射比試驗”;
——4.1可見光透射比試驗目的改為:“測定安全玻璃是否具有一定的可見光透射比”;
——5.1副像偏離試驗的試驗目的改為:“測定主像與副像間的角偏離”;
——將，"7.破碎后的能見度試驗 ”改 為“7.破碎后 的可視性 試驗，’;
——7.4.3中沖擊點的位置及示意圖保持與 GB 9656-2002相一致;
——將，“9.反射比試驗”改為“9.可見光反射比試驗”;
本部分附錄 A為資料性附錄。
本部分由原國家建筑材料工業(yè)局提出。
本部分由全國汽車標準化技術委員會安全玻璃分技術委員會歸口
本部分主要起草單位:中國建筑材料科學研究院玻璃科學與特種玻璃纖維研究所。
本部分主要起草人:王樂、韓松、陳崢科
本部分所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為:
GB 5137. 2-1985、GB/T 5137. 2- 1996.
1范圍
GB/T 5137的本部分規(guī)定了汽車安全玻璃的光學性能試驗方法。
本部分適用于汽車安全玻璃(以下簡稱安全玻璃)。這種安全玻璃包括由各種類型的玻璃加工成的或由玻璃與其他材料組合成的玻璃制品。
2 試驗 條件
除特殊規(guī)定外，試驗應在下述條件下進行:
a) 環(huán)境溫度:20℃±5℃
b) 氣壓:8.60X105Pa～1.06X105 Pa
c) 相對濕度:40%～80%。
3試驗應用條件
對某些類型的安全玻璃而言，如果試驗結(jié)果可以根據(jù)其某些已知的性能預測，則無須進行本標準規(guī)定的所有試驗。
可見光 透射 比試驗
4. 1 試驗目的
測定安全玻璃是否具有一定的可見光透射比。
4.2 試樣
應使用制品或試驗片，試驗片可以從制品上相應試驗區(qū)域切取。
4.3 儀器
4.3. 1 光源:白熾燈，其燈絲包含在 1.5 mm X1.5 mm X3 mm的平行六面體內(nèi)。加于燈絲兩端的電壓應使色溫為2 856 K±50 K，該電壓穩(wěn)定在±0.1％內(nèi)。用來測量電壓的儀表應有相應的精度。
4.3.2 光學系統(tǒng):(見圖1)由焦距f不小于 500 m m并經(jīng)過色差校正的兩個透鏡 L1和 L2組成。透鏡的凈 口徑不超過 f/20。透鏡L1與光源之間的距離應能調(diào)節(jié)，以便獲得基本平行的光束。在離透鏡 L1100 mm±50 mm處遠離光源的一側(cè)裝一光闌 A1，把光束的直徑限制在 7 mm±1 mm內(nèi)。第二個光闌A2，應放在與L1具有相同性能的透鏡L2前，光源的成像應位于接受器的中心。第三個光闌 A3，其直徑稍大于光源像較大尺寸的橫斷面，應放在接受器前，以避免由試樣產(chǎn)生的散射光落到接受器上。測量點應位于光束中心。
4.3.3 測量裝置:接受器的相對光譜靈敏度應與國際照明委員會(CIE)標準規(guī)定的白晝視覺光度接受器的相對光譜靈敏度基本一致。接受器的敏感表面應用散射介質(zhì)覆蓋，并且至少應是光源像較大尺寸橫斷面的兩倍。若使用積分球，則球的孔截面至少應為光源像較大尺寸橫斷面的兩倍。
接受器及配套指示儀器的線性應等于或在滿刻度 的±2%內(nèi)或在讀數(shù)量程的±10%之內(nèi)，選擇小值 。
4.4 試驗程序
4.4. 1 試樣放人光路前，調(diào)整接受器顯示儀表指示值至 100分度。在沒有光照射到接受器上時，指示值為 0,
4.4.2 把試樣放人光闌A1和A2之間，調(diào)整試樣方位，使光束的人射角等于 0°±5°。
4.4.3 測定試樣的可見光透射比，對每一個測量點讀取顯示儀表的指示值 n，可見光透射比τr,等于n/100,
4.5 結(jié)果表達
按上述方法，可見光透射比τr應以試樣上任意一點的測定值表示。
4.6 替換方式
只要滿足 4.3. 3條規(guī)定，可采用給出相同可見光透射比結(jié)果的其他方法。
5副像偏離試驗
5.1試驗目的
測定主像與副像間的角偏差。
5.2試樣
前風窗玻璃制品。
5.3應用范圍
可采用兩種試驗方法 :
——靶試驗
——準直望遠鏡試驗
這些試驗根據(jù)情況可用于產(chǎn)品的認可、質(zhì)量控制及產(chǎn)品鑒定。
5.4 靶試驗
5.4 門儀器及使用器具
a) 靶式光源儀:由約300 mm X 300 mm X 150 mm的光盒制成，其前面蒙有不透明黑紙或涂有無光澤黑漆的玻璃制成的靶，光盒內(nèi)使用合適的光源照明，內(nèi)表面涂無光澤白漆。
b) 靶：見圖 2。
c) 試樣支架:可將試樣以實車安裝角安放并可在水平及垂直方向轉(zhuǎn)動和移動。
d) 暗室或暗處:為了容易看到副像的存在，將儀器設置在暗室或暗處。
圖 2中，D由公式(1)得出:
D=1000xtgη…………………………（1）
式中：
D——光斑外緣的一點到環(huán)內(nèi)側(cè)較近的一點之間的距離，mm;
X——試樣與靶間距離(不小于7 m),m;
η——副像偏離的極限值，分。
5.4.2 試驗程序
按圖3設置試樣 將試樣在水平方向回轉(zhuǎn)，保證被測點的水平切線與觀察方向基本垂直，并在水平和垂直方向移動，以觀察整個試驗區(qū)域 ，見圖4。應透過試樣進行觀察，也可使用單筒望遠鏡進行觀察
5.4.3 結(jié)果表達
確定位于靶式光源儀中央的光斑的副像是否超過與圓環(huán)內(nèi)緣相切的點，即:是否超過極限值η。
5.5 準直望遠鏡試驗
5.5.1 儀器及使用器具
a) 準直望遠鏡儀:由準直鏡和望遠鏡組成，可以按圖 5建立，也可以使用任何等效的光學系統(tǒng)。
1一一 燈泡 ;
2一一聚光鏡，口徑>8. 6 mm;
3一一毛玻璃，口徑>聚光鏡口徑;
4一一中心孔徑約為0. 3 mm的濾光片，直徑>8. 6 mm;
5一一極坐標分劃板，直徑>8. 6 mm;
6一一物鏡f≥86 mm，口徑 10 mm;
7一一物鏡f≥86 mm，口徑 10 mm;
8一一黑斑直徑約 0. 3 mm;
9一一物鏡f=20 mm，口徑≤10 mm。
圖 5 準直望遠鏡試驗裝置
b) 試樣支架:可將試樣以實車安裝角安放并可在水平及垂直方向轉(zhuǎn)動和移動。
c) 暗室或暗處:為了容易看到副像的存在，將儀器設置在暗室或暗處。
5.5.2 試驗程序
準直鏡將中心有一亮點的極坐標系成像于無限遠處。見圖6.
在望遠鏡的焦平面內(nèi)放置一個直徑比亮點的投影稍大的不透明斑于光軸上以遮住亮斑。
當造成副像的試樣以實車安裝角放置在望遠鏡和準直鏡之間時，一個副的、較弱的亮點就呈現(xiàn)在與極坐標中心相距一定距離的地方。副像偏離值可由望遠鏡觀察極坐標中出現(xiàn)的副像所處的位置讀取。
注：暗斑與極坐標中心處亮點間的距離為光學偏移。
5.5.3 結(jié)果表達
先用靶式光源儀以簡單快速的掃描方法檢查安全玻璃，以確定在哪些區(qū)域出現(xiàn)副像較嚴重，然后用準直望遠鏡儀測定試樣在實車安裝角狀態(tài)下較嚴重的區(qū)域，以確定較大的副像偏離值.
圖 6 準直望遠鏡試驗觀察示例
6 光畸變試驗
6.1 試驗目的
測定安全玻璃的光畸變。
6.2 試樣
前風窗玻璃制品。
6.3 儀器及使用器具
a) 幻燈機:光源;24 V,150 W 鹵鎢燈;
焦距:90 mm以上;
相對孔徑:約 1/2.5,
幻燈機光路如圖 7所示，在透鏡前約 10 mm處放置一直徑8 mm的光闌。
b) 幻燈片:暗背景上的亮圓陣列。幻燈片的質(zhì)量和對比度應符合試驗要求，以便把測量誤差控制在 5%以內(nèi)。在光路中未放人試樣時，幻燈片應在屏幕上得到如圖 8所示的影像。
圖8中 ，D由公式 （2）得出:
D=(R1+R2)/R1×4……………………（2）
式中:
D——投影到屏幕上的圓的直徑，MM;
R1——幻燈機的鏡頭到試樣的距離，mm t
R2——試樣到屏幕的距離，mm。
注:1) 由于光學系統(tǒng)可能引起光畸變，建議僅采用投射像的中心區(qū)域進行測量。
2) 為了保證測量精度，布置儀器時較好使比值R1/ R2等于1。
c) 試樣支架:將試樣以實車安裝角安放，并可在水平及垂直方向轉(zhuǎn)動或移動。
d) 屏幕 :白色屏幕。
e) 檢驗樣板:在需要迅速評價的地方，可使用如圖9所示的檢驗樣板來測量光斑尺寸的變化。
f) 暗室或暗處。
圖 9中:
A = 0. 145Δa1 R2……………………………………（3）
式中 :
Δa1——光畸變的極限值，分;
R2——試樣到屏幕的距離，m。
6.4 試驗程序
6.4.1 將幻燈機、試樣、屏幕按圖10設置在暗室或暗處。
圖 10 光畸變試驗儀器布置
R1=4 m;R2＝2 m～4 m(較好是4 m)
6.4.2 確定在無試樣的狀態(tài)，屏幕上圓形亮斑的直徑為 D(mm).
注:當R1= R2=4 m時，按式(2),D為 8mm,
6.4.3 將試樣以實車安裝角安放在試樣支架上。將試樣在水平方向回轉(zhuǎn)，保證被測點的水平切線與觀察方向基本垂直，并在水平和垂直方向移動，以觀察整個試驗區(qū)域，測定投影到屏幕上的圓形的較大變形量 。
6.5 結(jié)果表達
由測定的較大變形量△d，按式(4)求出光畸變的較大值。
△a＝△d/0.29 R2…………………………………………（4）
式中 :
△d——較大變形量，mm;
△a——光畸變，分;
R2——試樣到屏幕的距離，m。
7破碎后的可視性試驗
7.1 試驗目的
檢驗安全玻璃破碎后的能見度。
7.2 試樣
前風窗區(qū)域鋼化玻璃制品。
7.3 使用器具
尖頭錘子或自動沖頭。
7.4 試驗程序
7.4.1 取一塊尺寸及形狀都與試樣相同的玻璃，將試樣放在此玻璃上。用透明膠帶沿周邊把它們固定在一起 。
7.4.2 用錘子或自動沖頭按圖11所示的沖擊點沖擊并使試樣破碎。
7.4. 3 觀察碎片的狀態(tài)。必要時，可使用感光紙測定碎片的影像，感光紙的曝光開始時間應不遲于沖擊后 10 s,曝光終止時間應不遲于沖擊后 3 min，只分析那些代表初始裂紋的線條。
沖擊點的位置如下所示(見圖11);
點 1:在主視區(qū)的中心;
點 2:位于過渡區(qū)較接近主視區(qū)的橫邊中心線上;
點 3及 3':在試樣較短中心線上，距邊 30 mm;
點 4:在試樣較長中心線上的曲率較大處;
點 5:在試樣 的角上或周邊曲率半徑較小處 ，距邊30 mm.。
7.5 結(jié)果表達
根據(jù)主視區(qū)中碎片的塊數(shù)及其尺寸，評價安全玻璃破碎后的可視性。
顏色識別試驗
8.1 試驗目的
驗證通過前風窗安全玻璃所看到的物體的顏色
8.2 試樣
前風窗玻璃制品。
8.3 使用器具
白、黃、紅、綠、藍、琥珀 6種顏色的標示板。
8.4 試驗程序
通過試樣的試驗區(qū)域觀察標示板。
8.5 結(jié)果表達
確定通過前風窗玻璃所看到的標示板的顏色是否為原色。
9 可見光反射比試驗
91 試驗目的
測定安全玻璃在標準照明體 A(見附錄A)條件下的可見光反射比
9.2 儀器
9.2. 1 一級儀器:高精度、積分球式的能測定標準照明體 A條件下工作標樣光反射比的實驗室光度計或光譜光度計
一級儀器的幾何(光學)條件應為下列情況之一:
a) 漫射/垂直(符號d/0):試樣被積分球漫射照明，試樣法線和測量光束的軸線之間的夾角不應超過10°
b) 垂直/漫射(符號 8/d):試樣被一束光線照明，該光束的軸線與試樣法線的夾角不應超過 8°，用積分球收集反射光通量。
一級儀器積分球的直徑應不小于 100 mm，且開口總面積不得大于球表面積的 10%，球內(nèi)表面用幾乎對光譜無選擇性的高漫反射材料(可見光反射比大于 95%)來均勻涂敷。
9.2.2 二級儀器:比一級儀器精度低、攜帶式、能測定標準照明體 A條件下安全玻璃光反射比的光度計，并且通過 9.3.5計算其測量值。
9.2.3 吸光阱:一種能把透射光引起的反射減少到所測可見光反射比值的 1%或更小的裝置，吸光阱也能擋住試樣反側(cè)面的雜散透過光。
9.2.4 一級光度計必須有一個準確對應 CIE標準照明體 A的光源，準確適應于V (A)的探測器，并直接生成標準照明體 A的可見光反射比
9.2.5 一級光譜光度計應能從測得的光譜反射比值ρ（λ），利用標準照明體A相對光譜功率分布函數(shù)
SA（λ）和 CIE光譜光視效率 V(λ)來計算對標準照明體 A條件下的可見光反射比。
9.3 標樣和試樣
9.3.1 一級標樣是具有己知可見光反射比值的高漫反射板，用于校準一級儀器
9.3.2 二級標樣應與被測安全玻璃材料相同，其可見光反射比值可溯源。二級標樣用于校準二級儀器 。
9.3.3 二級標樣與被測試樣為對光基本無漫射、模糊度小于2%，曲率半徑大于或等于 750 mm，厚度小于 10 mm的安全玻璃材料，其測量區(qū)域應清潔、干燥、無破損。
9.3.4 一級儀器總誤差的值應在一級標樣標定值的1%以內(nèi)。
9.3.5 為了確定二級儀器的精度，在二級儀器上測得的試樣值 Ca與標樣值Cb之比Ca/Cb相對于由一級儀器測得的該比值之差的值應小于5％。
9.4 試驗程序
9.4. 1 一級儀器的校準
a) 光度計的校準
接通電路，待光源、探測器穩(wěn)定后，把吸光阱放在反射試樣的測量孔處，調(diào)整可見光反射 比值為0，把一級標樣放在試樣的測量孔處 ，從儀器上讀出可見光反射比值。
b) 光譜光度計的校準
按儀器規(guī)定校準。
9.4.2 一級儀器的測f
注明二級標樣的膜面和彎曲方向，并把它放在試樣的測量孔處 ，測量可見光反射比。
9.4. 3 二級儀器的校準
接通電路，待光源、探測器穩(wěn)定后，把吸光阱放在反射試樣的測量孔處，調(diào)整可見光反射 比值為 。按 3.5.4.2條標明的試樣反射位置定位二級標樣，把吸光阱放在二級標樣后面，盡可能調(diào)整二級儀器的值(Cb)到由一級儀器測得的可見光反射比值（ρ0）
9. 4.4 二級儀器的測t
在二級儀器上測量應按照 9.4.3條調(diào)整試樣和吸光阱，測量試樣的可見光反射比值(Ca)。
觀察試樣的較平區(qū)域，讀取至少三次單獨的測量值。
9.4.5 校準標準照明體 A可見光反射比值的計算
若二級儀器的標樣讀數(shù)不等于一級儀器標樣值，則應用式(5)由二級儀器計算和校正在標準照明體A條件下得到的可見光反射比值。
ρ＝ρ0×Ca /Cb…………………………（5）
式中:
ρ——校正過的(CIE A)二級儀器試樣值，%;
ρ0——一級儀器測得的(CIE A)標樣值，%;
Ca——二級儀器測得的(CIE A,CIE C,CIE D)試樣數(shù)據(jù);
Cb——二級儀器測得的(CIE. A,CIE C,CIE D)標樣數(shù)據(jù)。
9.5 結(jié)果表達
可見光反射比值可以在安全玻璃試樣上的任一點測量，記錄試樣的類型、結(jié)構(gòu)和曲率半徑，所用的一級和二級儀器，一級和二級標樣的類型和方位，二級標樣和試樣的可見光反射比值。
附 錄 A
(資料性附錄)
XYZ色度系統(tǒng)三刺激值Y的加權系統(tǒng)
表 A. 1 計算XYZ色度系統(tǒng)三刺激值 Y的加權系數(shù)(靠前部分，標準施照體 A)
|
波長 λ，nm |
5nm間隔 |
10nm間隔 |
波長 λ，nm |
5nm間隔 |
10nm間隔 | ||||
|
S(λ)V(λ) |
相對值 S(λ)V(λ) |
S(λ)V(λ) |
相對值 S(λ)V(λ) |
S(λ)V(λ) |
相對值 S(λ)V(λ) |
S(λ)V(λ) |
相對值 S(λ)V(λ) | ||
|
380 350 390 395 400 405 410 415 420 425 430 435 440 445 450 455 460 465 470 475 480 485 490 495 500 505 510 515 |
0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.04 0.08 0.17 0.29 0.45 0.66 0.92 1.26 1.70 2.27 2.98 3.90 5.13 6.71 8.64 11.21 14.70 19.33 25.63 33.23 42.12 |
0.00 0.00 0.00 0.00 0.0005 0.000.5 0.0009 0.0018 0.0037 0.0079 0.0134 0.0208 0.0306 0.0426 0.0584 0.0788 0.1052 0.1381 0.1807 0.2377 0. 310 9 0.400 4 0.5195 0.6812 0.8958 1.1877 1.5399 1.9519 |
0.00 0.00 0.01 0.02 0.08 0.29 0.66 1. 26 2.27 3.90 6.71 11.21 19. 3 33.23 |
0.00 0.00 0.009 0.0019 0.0074 0.0269 0.0612 0.1163 0.2104 0.3615 0.6219 1.0389 1.7915 3.0789 |
520 525 530 535 540 545 550 555 560 565 570 575 580 585 590 595 600 605 610 615 620 625 630 635 640 645 650 655 |
51.48 60.12 68.21 75.49 82.00 87.65 92.44 96.44 99.50 101.36 102.04 101.43 99.56 96.39 92.15 87.13 81.42 75.21 68.58 61.76 54.72 47.26 39.97 33.51 27.65 22.32 17.66 13.75 |
2.3856 2.7860 3.1609 3.4983 3.8000 4.0618 4.2830 4.4691 4.6019 4.6971 4.7286 4.7004 4.6137 4.4668 4.2703 4.0377 3.7731 3.4853 3.1781 2.8620 2.5350 2.1901 1.8522 1.5529 1.2813 1.0343 0.8184 0.6372 |
51.48 68.21 68.21 82.00 92.44 99.50 102.04 99.56 92.15 81.42 68 54.72 39.97 27.65 17.66 |
4.7712 6.3218 6.3218 7.5998 8. 5674 9.2217 9.4572 9.2273 8.5406 7.5461 6.3561 5.0715 3.7045 2.5626 1.6337 |
表 A. 1(續(xù))
|
波長 λ，nm |
5 nm 間隔 |
10 nm間隔 |
波長 λ，nm |
5 nm 間隔 |
10 nm間隔 | ||||
|
S(λ)V（λ） |
相對值S(λ)V（λ） |
S(λ)V（λ） |
相對值S(λ)V（λ） |
S(λ)V（λ） |
相對值S(λ)V（λ） |
S(λ)V（λ） |
相對值S(λ)V（λ） | ||
|
660 665 670 675 680 685 690 695 700 705 710 715 720 |
10.49 7. 82 5. 72 4.23 3.15 2. 25 1.58 1. 12 0.81 0.59 0.43 0.31 0.22 |
0.4861 0.3624 0.2651 0.1960 0.1460 0.1043 0.0732 0.0519 0.0375 0.0273 0.0199 0.0144 0.0102 |
1049 5.72 3.15 1.58 0.81 0.43 0.22 |
0.9722 0.5301 0.2919 0.1464 0.0751 0.0399 0.0204 |
725 730 735 740 745 750 755 760 765 770 775 780 |
0. 16 0.11 0.08 0.06 0.04 0.03 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 |
0.0074 0.0051 0.0037 0.0028 0.0018 0.0014 0.0009 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 0.00 |
0.11 0.06 0.03 0.01 0.01 0.00 |
0.0102 0.0056 0.0028 0.0009 0.0009 0.00 |
|
5 nm間隔的總和(三刺激值) Y 2 157. 92 100.00 —— —— (色品坐標) r 0.4074 —— 10 nm間隔的總和(三刺激值) Y —— —— 1078.97 100.00 (色品坐標) r 0.4075 —— | |||||||||
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