汽車安全玻璃試驗(yàn)方法--光學(xué)性能試驗(yàn)

1、 前 言        GB/T 5137汽車安全玻璃試驗(yàn)方法分為四個(gè)部分：        第1部分：力學(xué)性能試驗(yàn)；        第2部分：光學(xué)性能試驗(yàn)；        第3部分：耐輻照、高溫、潮濕、燃燒和耐模擬氣候試驗(yàn)；    

2、;    第4部分：太陽能透射比測(cè)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 3537：1999道路車輛 安全玻璃材料 力學(xué)性能試驗(yàn)方法(英文版)。        本部分與該國際標(biāo)準(zhǔn)的主要差異如下：    

3、;    刪除了國際標(biāo)準(zhǔn)中的“定義”部分；        將“破碎后的可視性試驗(yàn)”中沖擊點(diǎn)的位置及示意圖，改為與GB 9656-2003相一致。        本部分代替GB/T 5137.21996汽車安全玻璃力學(xué)性能試驗(yàn)方法。        本部分與GB/T 5137.21996相比主要變化如下： 

4、60;      將“4.透射比試驗(yàn)”改為“4.可見光透射比試驗(yàn)”；        4.1可見光透射比試驗(yàn)?zāi)康母臑椋骸皽y(cè)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(yàn)的試驗(yàn)?zāi)康母臑椋骸皽y(cè)定主像與副像間的角偏離”；        將“7.破碎后的能見度試驗(yàn)?zāi)康母臑椤?.破碎

5、后的可視性試驗(yàn)”；        7.4.3中沖擊點(diǎn)的位置及示意圖保持與GB 9656-2002相一致；        將“9.反射比試驗(yàn)”改為“9.可見光反射比試驗(yàn)”；        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。 

6、60;      本部分由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)安全玻璃分技術(shù)委員會(huì)歸口。        本部分主要起草單位：中國建筑材料科學(xué)研究院玻璃科學(xué)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(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：  &#

7、160;     GB 5137.21985、GB/T 5137.21996。        汽車安全玻璃試驗(yàn)方法        第2部分：光學(xué)性能試驗(yàn)        1 范圍        GB/T 5137的本部分規(guī)定了汽車用

8、安全玻璃的光學(xué)性能試驗(yàn)方法。        本部分適用于汽車安全玻璃（以下簡(jiǎn)稱“安全玻璃”）。這種安全玻璃包括各種類型的玻璃加工成的或玻璃與其他材料組合成的玻璃制品。        2 試驗(yàn)條件        除特殊規(guī)定外，試驗(yàn)應(yīng)在下述條件下進(jìn)行：        a) 環(huán)境溫度：

9、20±5；        b) 壓力：8.60×104Pa1.06×105Pa;        c) 相對(duì)濕度：40%80%。        3 試驗(yàn)應(yīng)用條件        對(duì)某些類型的安全玻璃而言，如果試驗(yàn)結(jié)果可以根據(jù)其某些已知的性能所預(yù)測(cè)，則無須

10、進(jìn)行本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的所有試驗(yàn)。        4 可見光透射比試驗(yàn)比        4.1 試驗(yàn)?zāi)康?#160;       測(cè)定安全玻璃是否具有一定的可見光透射比。        4.2 試樣        應(yīng)使

11、用制品或試驗(yàn)片，試驗(yàn)片可以從制品上相應(yīng)試驗(yàn)區(qū)域切取。        4.3 儀器        4.3.1        光源：白熾燈，其燈絲包含在1.5mm×1.5mm×3mm的平行六面體內(nèi)。加于燈絲兩端的電壓應(yīng)使色溫為2856K±50K，該電壓穩(wěn)定在±0.1%內(nèi)。用來測(cè)量電壓的儀表應(yīng)有相應(yīng)的精度。 

12、60;      4.3.2 光學(xué)系統(tǒng)：（見圖1）由焦距f不小于500mm并經(jīng)過色差校正的兩個(gè)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(yīng)能調(diào)節(jié)，以便獲得基本平行的光束。在離透鏡L1        100mm±50mm處遠(yuǎn)離光源的一側(cè)裝一光闌A1，把光束的直徑限制在7mm±1mm內(nèi)。第二個(gè)光闌A2，應(yīng)放在與L1具有相同性能的透鏡L2前，光源的成像應(yīng)位于接受器的中心。第三個(gè)光闌A3，其直徑稍大于光源像最大尺寸

13、的橫斷面，應(yīng)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(cè)量點(diǎn)應(yīng)位于光束中心。圖1 可見光透射比r的測(cè)定        4.3.3 測(cè)量裝置：接受器的相對(duì)光譜靈敏度應(yīng)與國際照明委員會(huì)(CIE)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的白晝視覺光度接受器的相對(duì)光譜靈敏度基本一致。接受器的敏感表面應(yīng)用散射介質(zhì)覆蓋，并且至少應(yīng)是光源像最大尺寸橫斷面的兩倍。若使用積分球，則球的孔截面至少應(yīng)為光源像最大尺寸橫斷面的兩倍。        接受器及配套指示儀器的線性應(yīng)等于或

14、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(yàn)程序        4.4.1 試樣放入光路前，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(shí)，指示值為0。        4.4.2 把試樣放入光闌A1和A2之間，調(diào)整試樣方位，使光束的入射角等于0°±5°。

15、        4.4.3 測(cè)定試樣的可見光透射比，對(duì)每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)讀取顯示儀表的指示值n，可見光透射比r等于n/100。        4.5 結(jié)果表達(dá)        按上述方法，可見光透射比r應(yīng)以試樣上任意一點(diǎn)的測(cè)定值表示。        4.6 替換方式  

16、;      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(yàn)        5.1 試驗(yàn)?zāi)康?#160;       測(cè)定主像與副像間的角偏差。        5.2 試樣&#

17、160;       前風(fēng)窗玻璃制品。        5.3 應(yīng)用范圍        可采用兩種試驗(yàn)方法：        靶試驗(yàn)        準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡試驗(yàn)    &#

18、160;   這些試驗(yàn)根據(jù)情況可用于產(chǎn)品的認(rèn)可、質(zhì)量控制及產(chǎn)品鑒定。        5.4 靶試驗(yàn)        5.4.1 儀器及使用器具        a) 靶式光源儀：由約300mm×300 mm×l50mm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

19、涂無光澤白漆。        b) 靶：見圖2。        c) 試樣支架：可將試樣以實(shí)車安裝角安放并可在水平及垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)。        d) 暗室或暗處：為了容易看到副像的存在，將儀器設(shè)置在暗室或暗處。圖2 靶式光源儀示意圖        圖2中，D由公式(1)得

20、出： D1000xtg（1）        式中：        D光斑外緣的一點(diǎn)到環(huán)內(nèi)側(cè)最近的一點(diǎn)之間的距離，mm；        x試樣與靶間距離(不小于7 m)，m；         副像偏離的極限值，分。     

21、0;  5.4.2 試驗(yàn)程序        按圖3設(shè)置試樣。將試樣在水平方向回轉(zhuǎn)，保證被測(cè)點(diǎn)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(dòng)，以觀察整個(gè)試驗(yàn)區(qū)域，見圖4。應(yīng)透過試樣進(jìn)行觀察,也可使用單筒望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察。        5.4.3 結(jié)果表達(dá)        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(diǎn)，即：

22、是否超過極限值。圖3 儀器的設(shè)置圖4 靶式光源儀觀察示例        5.5 準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡試驗(yàn)        5.5.1 儀器及使用器具        a) 準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡儀：由準(zhǔn)直鏡和望遠(yuǎn)鏡組成，可以按圖5建立，也可以使用任何等效的光學(xué)系統(tǒng)。1燈泡；2聚光鏡，口徑>8.6mm；3毛玻璃，口徑>聚光鏡口徑；4中心孔徑約為0.3mm的濾光片，直徑>

23、;8.6mm；5極坐標(biāo)分劃板，直徑>8.6mm；6物鏡f86mm，口徑10mm；7物鏡f86mm，口徑10mm；8黑斑直徑約0.3mm；9物鏡f=20mm，口徑10mm。圖5 準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡試驗(yàn)裝置        b) 試樣支架：可將試樣以實(shí)車安裝角安放并可在水平及垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)。        c) 暗室或暗處：為了容易看到副像的存在，將儀器設(shè)置在暗室或暗處。      

24、;  5.5.2 試驗(yàn)程序        準(zhǔn)直鏡將中心有一亮點(diǎn)的極坐標(biāo)系成像于無限遠(yuǎn)處。見圖6。        在望遠(yuǎn)鏡的焦平面內(nèi)放置一個(gè)直徑比亮點(diǎn)的投影稍大的不透明斑于光軸上以遮住亮斑。        當(dāng)造成副像的試樣以實(shí)車安裝角放置在望遠(yuǎn)鏡和準(zhǔn)直鏡之間時(shí)，一個(gè)副的、較弱的亮點(diǎn)就呈現(xiàn)在與極坐標(biāo)中心相距一定距離的地方。副像偏離值可由望遠(yuǎn)鏡

25、觀察極坐標(biāo)中出現(xiàn)的副像所處的位置讀取。        注：暗班與極坐標(biāo)中心處亮點(diǎn)間的距離為光學(xué)偏移。        5.5.3 結(jié)果表達(dá)        先用靶式光源儀以簡(jiǎn)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)副像最嚴(yán)重，然后用準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡儀測(cè)定試樣在實(shí)車安裝角狀態(tài)下最嚴(yán)重的區(qū)域，以確定最大的副像偏離值。圖6 準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡試驗(yàn)觀察示例 

26、60;      6 光畸變?cè)囼?yàn)        6.1 試驗(yàn)?zāi)康?#160;       測(cè)定安全玻璃的光畸變。        6.2 試樣        前風(fēng)窗玻璃制品。     

27、;   6.3 儀器及使用器具        a) 幻燈機(jī)：光源：24V、150W鹵鎢燈；        焦距：90mm以上；        相對(duì)孔徑：約1/2.5。        幻燈機(jī)光路如圖7所示，在透鏡前約10mm處放置一直徑8mm的光闌。&

28、#160;       b) 幻燈機(jī)：暗背景上的亮圓陣列?；脽羝馁|(zhì)量和對(duì)比度應(yīng)符合試驗(yàn)要求，以便把測(cè)量誤差控制在5%以內(nèi)。在光路中未放入試樣時(shí)，幻燈片應(yīng)在屏幕上得到如圖8所示的影像。圖7 幻燈機(jī)光路圖8 幻燈機(jī)的放大部分        圖8中，D由公式(2)得出：        D=(R1+R2)/R1×4（2）   

29、0;    式中：        D投影到屏幕上的圓的直徑，mm；        R1幻燈機(jī)的鏡頭到試樣的距離，mm；        R2試樣到屏幕的距離，mm。        注：1) 由于光學(xué)系統(tǒng)可能引起光畸變，建議僅采用投射像的中心區(qū)

30、域進(jìn)行測(cè)量。        2) 為了保證測(cè)量精度，布置儀器時(shí)最好使比值R1/R2等于1。        c) 試樣支架：將試樣以實(shí)車安裝角安放，并可在水平及垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)。        d) 屏幕：白色屏幕；        e) 檢驗(yàn)樣板：在需要迅速評(píng)價(jià)的地方，可使用如圖

31、9所示的檢驗(yàn)樣板來測(cè)量光斑尺寸的變化。        f) 暗室或暗處。圖9 檢驗(yàn)樣板         圖9中：         A=0.145aLR2（3）         式中：     

32、0;   aL光畸變的極限值，分；         R2試樣到屏幕的距離，m。         6.4 試驗(yàn)程序         6.4.1將幻燈機(jī)、試樣、屏幕按圖10設(shè)置在暗室或暗處。圖10 光畸變?cè)囼?yàn)儀器布置       &#

33、160;R1=4m；R2=2m4m（最好是4m）        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(dāng)R1=R2=4m時(shí)，按式(2)，D為8mm。        6.4.3 將試樣以實(shí)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(cè)點(diǎn)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(dòng)，以觀察整個(gè)試驗(yàn)

34、區(qū)域，測(cè)定投影到屏幕上的圓形的最大的變形量。        6.5 結(jié)果表達(dá)         由測(cè)定的最大變形量d，按式(4)求出光畸變的最大值。        a=d/0.29R2（4）        式中：      

35、;  d最大變形量，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(yàn)        7.1 試驗(yàn)?zāi)康?#160;      

36、0; 檢驗(yàn)安全玻璃破碎后的能見度。        7.2 試樣        前風(fēng)窗區(qū)域鋼化玻璃制品。        7.3 使用器具        尖頭錘子或自動(dòng)沖頭。        7.

37、4 試驗(yàn)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(dòng)沖頭按圖11所示的沖擊點(diǎn)沖擊并使試樣破碎。        7.4.3 觀察碎片的狀態(tài)。必要時(shí)，可使用感光紙測(cè)定碎片的影像，感光紙的曝光開始時(shí)間應(yīng)不遲于沖擊后10s，曝光終止時(shí)間應(yīng)不遲于沖擊后

38、3min，只分析那些代表初始裂紋的線條。        沖擊點(diǎn)的位置如下所示（見圖11）；        點(diǎn)1：在主視區(qū)的中心；        點(diǎn)2：位于過渡區(qū)最接近主視區(qū)的橫邊中心線上；        點(diǎn)3及3：在試樣最短中心線上，距邊30mm；  

39、0;     點(diǎn)4：在試樣最長(zhǎng)中心線上的曲率最大處；         點(diǎn)5：在試樣的角上或周邊曲率半徑最小處，距邊30mm。圖11 沖擊點(diǎn)        7.5 結(jié)果表達(dá)        根據(jù)主視區(qū)中碎片的塊數(shù)及其尺寸，評(píng)價(jià)安全玻璃破碎后的可視性。    

40、60;   8 顏色識(shí)別試驗(yàn)        8.1 試驗(yàn)?zāi)康?#160;       驗(yàn)證通過前風(fēng)窗安全玻璃所看到的物體的顏色。        8.2 試樣        前風(fēng)窗玻璃制品。      

41、  8.3 使用器具        白、黃、紅、綠、藍(lán)、琥珀6種顏色的標(biāo)示板。        8.4 試驗(yàn)程序        通過試樣的試驗(yàn)區(qū)域觀察標(biāo)示板。        8.5 結(jié)果表達(dá)      

42、  確定通過前風(fēng)窗玻璃所看到的標(biāo)示板的顏色是否為原色。        9 可見光反射比試驗(yàn)        9.1 試驗(yàn)?zāi)康?#160;       測(cè)定安全玻璃在標(biāo)準(zhǔn)照明體A（見附錄A）條件下的可見光反射比。        9.2 儀器   

43、;     9.2.1 一級(jí)儀器：高精度、積分球式的能測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)照明體A條件下工作標(biāo)樣光反射比的實(shí)驗(yàn)室光度計(jì)或光譜光度計(jì)。        一級(jí)儀器的幾何（光學(xué)）條件應(yīng)為下列情況之一：        a) 漫射/垂直（符號(hào)d/0）：試樣被積分球漫射照明，試樣法線和測(cè)量光束的軸線之間的夾角不應(yīng)超過10°。      

44、0; b) 垂直/漫射(符號(hào)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(yīng)超過8°，用積分球收集反射光通量。        一級(jí)儀器積分球的直徑應(yīng)不小于100mm，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(duì)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(jí)儀器：比一級(jí)儀器精度低、攜帶式、能測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)照明體A條件下安全玻璃光反射比的光度計(jì)，并且通過

45、9.3.5計(jì)算其測(cè)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(cè)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(jí)光度計(jì)必須有一個(gè)準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體A的光源，精確適應(yīng)于V()的探測(cè)器，并直接生成標(biāo)準(zhǔn)照明體A的可見光反射比。        9.2.5 一級(jí)光譜光度計(jì)應(yīng)能從

46、測(cè)得的光譜反射比值()，利用標(biāo)準(zhǔn)照明體A相對(duì)光譜功率分布函數(shù)SA()和CIE光譜光視效率V()來計(jì)算對(duì)標(biāo)準(zhǔn)照明體A條件下的可見光反射比。        9.3 標(biāo)樣和試樣        9.3.1 一級(jí)標(biāo)樣是具有已知可見光反射比值的高漫反射板，用于校準(zhǔn)一級(jí)儀器。        9.3.2 二級(jí)標(biāo)樣應(yīng)與被測(cè)安全玻璃材料相同，其可見光反射比值可溯源。二級(jí)標(biāo)樣用于

47、校準(zhǔn)二級(jí)儀器。        9.3.3 二級(jí)標(biāo)樣與被測(cè)試樣為對(duì)光基本無漫射、模糊度小于2%，曲率半徑大于或等于750mm，厚度小于10mm的安全玻璃材料，其測(cè)量區(qū)域應(yīng)清潔、干燥、無破損。        9.3.4 一級(jí)儀器總誤差的絕對(duì)值應(yīng)在一級(jí)標(biāo)樣標(biāo)定值的l%以內(nèi)。        9.3.5 為了確定二級(jí)儀器的精度，在二級(jí)儀器上測(cè)得的試樣值Ca與標(biāo)樣值Cb

48、之比Ca/Cb相對(duì)于由一級(jí)儀器測(cè)得的該比值之差的絕對(duì)值應(yīng)小于5%。        9.4 試驗(yàn)程序         9.4.1 一級(jí)儀器的校準(zhǔn)         a) 光度計(jì)的校準(zhǔn)        接通電路，待光源、探測(cè)器穩(wěn)定后，把吸光阱放在反射試樣的測(cè)量孔處，調(diào)整可見光反

49、射比值為0，把一級(jí)標(biāo)樣放在試樣的測(cè)量孔處，從儀器上讀出可見光反射比值。        b) 光譜光度計(jì)的校準(zhǔn)         按儀器規(guī)定校準(zhǔn)。        9.4.2 一級(jí)儀器的測(cè)量        注明二級(jí)標(biāo)樣的膜面和彎曲方向，并把它放在試樣的測(cè)量孔處，測(cè)量可見光反射比。

50、60;       9.4.3 二級(jí)儀器的校準(zhǔn)        接通電路，待光源、探測(cè)器穩(wěn)定后，把吸光阱放在反射試樣的測(cè)量孔處，調(diào)整可見光反射比值為0。按3.5.4.2條標(biāo)明的試樣反射位置定位二級(jí)標(biāo)樣，把吸光阱放在二級(jí)標(biāo)樣后面，盡可能調(diào)整二級(jí)儀器的值(Cb)到由一級(jí)儀器測(cè)得的可見光反射比值(0)。        9.4.4 二級(jí)儀器的測(cè)量  

51、0;      在二級(jí)儀器上測(cè)量應(yīng)按照943條調(diào)整試樣和吸光阱，測(cè)量試樣的可見光反射比值(Ca)。        觀察試樣的最平區(qū)域，讀取至少三次單獨(dú)的測(cè)量值。        9.4.5 校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)照明體A可見光反射比值的計(jì)算        若二級(jí)儀器的標(biāo)樣讀數(shù)不等于一級(jí)儀器標(biāo)樣值，則應(yīng)用式(5)由二

52、級(jí)儀器計(jì)算和校正在標(biāo)準(zhǔn)照明體A條件下得到的可見光反射比值。        0×Ca/Cb（5）        式中：        校正過的(CIE A)二級(jí)儀器試樣值，%；        0一級(jí)儀器測(cè)得的(CIE A)標(biāo)樣值，%；   &

53、#160;    Ca二級(jí)儀器測(cè)得的(CIE A、CIE C、CIE D)試樣數(shù)據(jù)； 。        Cb二級(jí)儀器測(cè)得的(CIE A、CIE C、CIE D)標(biāo)樣數(shù)據(jù)o         9.5 結(jié)果表達(dá)        可見光反射比值可以在安全玻璃試樣上的任一點(diǎn)測(cè)量，記錄試樣的類型、結(jié)構(gòu)和曲率半徑，所用的一級(jí)

54、和二級(jí)儀器，一級(jí)和二級(jí)標(biāo)樣的類型和方位，二級(jí)標(biāo)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(quán)系統(tǒng)        表A.1 計(jì)算XYZ色度系統(tǒng)三刺激值Y的加權(quán)系數(shù)（第一部分，標(biāo)準(zhǔn)施照體A）波長(zhǎng),nm5nm

55、間隔10nm間隔 波長(zhǎng),nm5nm間隔10nm間隔S()C()相對(duì)值S()C()S()C()相對(duì)值S()C() S()C()相對(duì)值S()C()S()C()相對(duì)值S()C()3800.000.000.000.00 58596.394.46683850.000.00 59092.154.270392.158.54063900.000.000.000.00 59587.134.03773950.000.00 60081.423.773181.427.54614000.010.00050.010.0009 60575.213.48534050.010.0005 61068.583.1781686.35614100.020.00090.020.0019 61561.762.862041