GB/T39798-2021
动车组玻璃光学性能试验方法
Testmethodsforopticalpropertiesofglassusedonmultipleunits
- 中国标准分类号（CCS）Q34
- 国际标准分类号（ICS）81.040.01
- 实施日期2021-10-01
- 文件格式PDF
- 文本页数22页
- 文件大小1.98M
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动车组玻璃光学性能试验方法
国家标准 GB/T39798一2021 动车组玻璃光学性能试验方法 Testmethodsforoptiealpropertiesofglass" usedonmultipleunits 2021-03-09发布 2021-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/T39798一2021 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 副像偏离 4.1样品 4.2试验方法 4.3试验环境 4,4靶试验 4.5准直望远镜试验 光学畸变 5.1样品 5,2试验方法 5.3斜线法 5.4网格法 5.5圆斑法 雾度 6.1样品 12 6.2试验设备 6.3试验步骤 13 6.4试验数据处理 13 透光率 13 7.1样品 13 7.2试验设备 13 7.3试验步骤 13 7.4试验数据处理 光学变形角 8.1样品 8.2试验设备 8.3试验步骤 14 15 8.4试验数据处理 15 颜色偏差 15 9.1样品
GB/T39798一2021 15 9.2试验设备 15 9.3试验方法及步骤 16 9.4试验结果 17 附录A资料性附录)样品倾斜安装时透光率计算 I
GB/T39798一2021 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由建筑材料联合会提出
本标准由全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员会(SAC/TC447)归口
本标准起草单位:建材检验认证集团股份有限公司、安平县金龙车辆装备有限公司、江苏铁锚 玻璃股份有限公司、佛山市质量计量监督检测中心、福建省万达汽车玻璃工业有限公司、中车青岛四方 机车车辆股份有限公司、中车唐山机车车辆有限公司、河南联合精密材料股份有限公司、中车长春轨道 客车股份有限公司
本标准主要起草人:石琳、韩磊、宋培元、刘海涛、马涛、王银茂,苏萍、股立阳、张长坡、王松娟、刘佳平、 苗维、刘胜、陈曦、张高旗、杜大艳、李娜
GB/T39798一2021 动车组玻璃光学性能试验方法 范围 本标准规定了动车组玻璃的副像偏离、光学畸变,雾度、,透光率,光学变形角、,颜色偏差的试验方法
本标准适用于动车组前窗玻璃和侧窗玻璃的光学性能试验
其他轨道车辆玻璃可参照执行
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T241o透明塑料透光率和雾度的测定 GB/T3977一2008颜色的表示方法 GB/T8417一2003灯光信号颜色 GB/T37831航空玻璃光学性能试验方法 术语和定义 GB/T37831界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 副像seondaryimage 观察者从驾驶位置透过样品看到的光源或物体原像以外的图像
3.2 副像偏离seeondaryimageseperation 观察者从驾驶位置透过样品观察时,远处光源或物体的原像和最亮的副像之间的角偏差
3.3 光学变形角angleofvisualdeformation 在一定角度下透过样品观察物体时,观察到的物体将产生变形,该角度称为光学变形角
注:通常用人射角(俗称斑马角来表示
副像偏离 4.1样品 样品为前窗玻璃制品
4.2试验方法 应采用以下两种试验方法 靶试验; 准直望远镜试验
注准直望远镜试验可以获得精确的副像偏离值
GB/T39798一2021 4.3试验环境 试验应在周边无干扰光线的暗室或暗处进行
4.4靶试验 4.4.1试验设备 试验设备由以下部分构成 靶式光源仪;由光盒制成,光盒尺寸约300mm×300mmX150mm ,光盒内使用合适的光源照 a 明,内表面涂有无光泽白漆,其前面板可用玻璃制成,尺寸约300mm×300mm,中心留有直 径12mm的圆孔用于模拟光源,用同心圆环分别代表副像偏离(s',10',15',20'和25')的值 前面板其他位置涂有无光泽黑漆或用不透明黑纸覆盖
示意图见图1
b 样晶支架;可将样晶按照实车安装角安放,并能使样晶水平及垂直方向转动和移动 12 说明: 靶上的圆环; -粑的中心点; 环的外径与内径之差,15'和25'的圆环的内外径之差为2mm,其他圆环的内外径之差为1 d mmm D -圆孔外缘到环内侧最近的一点之间的距离
D由公式(1)给出: D =1000t tg7 式中: -样品与靶之间距离(不小于7m),单位为米(m) -副像偏离的极限值,单位为分(') 图1靶式光源仪示意图 4.4.2试验步骤 试验按以下步骤进行: 按图2所示放置样品,样品与靶间距离应不小于7m. a b 将样品在水平方向转动,使被测点的水平切线与观察方向基本垂直,观察者应在水平和垂直 方向移动,以便观察样品的整个试验区域,见图3
观察者与样品的距离应尽量接近司机实际 乘坐位置与玻璃之间的距离
透过样品观察并记录靶式光源仪中心模拟光源的副像最外缘在靶上位置,见图4
为了观察 清晰,可以通过单筒望远镜进行观察
GB/T39798一2021 说明 -观察位置 -样品; -副像偏离的极限值; -靶; 光源; -安装角; -样品与靶距离 图2样品及靶式光源仪放置位置 说明: -观察位置; 样品; -水平方向的切线 靶; 被测量点 图3靶式光源仪观察示例(俯视图
GB/T39798一2021 虽 a 图4靶式光源仪试验观察示例 4.4.3试验数据处理 中心模拟光源最亮的副像最外缘在靶上的位置即为样品的副像偏离值
4.5准直望远镜试验 4.5.1试验设备 试验设备由以下部分构成 准直望远镜仪;由准直镜和望远镜组成,可按图5建立,应满足表1中的条件,也可以使用任何 a 等效的光学系统
b 样品支架:可将样品按照实车安装角安放,并能使样品在水平及垂直方向转动和移动
表1准直望远镜仪元件要求 元件 要求 聚光镜 口径>8.6mm 毛玻璃 口径>聚光镜口径 滤光片 中心孔径约为0.3mm,滤光片直径>8.6mm 极坐标分划板 直径>8,6mm1 物镜(图5中物镜6,物镜9) 焦距()>86mm,口径10mm 黑斑 直径约0.3mm 物镜图5中物镜！ 12 20mm.口径10mm
GB/T39798一2021 说明: 灯泡; 物镜 聚光镜; 10 焦平面; 11 毛玻璃; 黑斑; 物镜; 滤光片; 12 5 13 望远镜 极坐标分划板; 物镜; 安装角 14 光轴; 15 准直镜
样品; 图5准直望远镜试验装置 4.5.2试验步骤 试验按如下步骤进行 根据样品尺寸及安装角调整准直镜与望远镜之间距离 a 调整准直镜,使其能将中心有一亮斑的极坐标系成像下无限远处(见图) b 调整望远镜,使其焦平面内黑斑能够遮住准直镜亮斑,且能清晰看清准直镜中极坐标刻度线 c 将样品按照实车安装角放置在样品支架上,将样品移动到准直镜和望远镜之间(见图5) d 从望远镜中观察并读取主像以外最亮的副像光斑中心的极坐标值,该值即为样品的副像偏离 值,单位为分('.
GB/T39798一2021 副像 主像 D 0" ? 30 20 0 30" AA 3O SO 黑斑(视场中心 育 图6准直望远镜试验观察示例 4.5.3试验数据处理 望远镜中主像以外最亮的副像光斑中心的极坐标值即为副像偏离值
5 光学畸变 5.1样品 样品为玻璃制品
5.2试验方法 平面单片玻璃,夹层玻璃制品应采用斜线法、网格法或圆斑法;曲面单片玻璃、夹层玻璃应采用斜线 法或网格法;中空玻璃应采用斜线法
5.3斜线法 5.3.1试验设备 试验设备应由以下几部分构成 投影仪;选用合适光源,焦距不应小于90mm,相对孔径约为1/2.5,其光路如图7所示,在透 a 镜前约10mm处放置一直径8mm的光;
GB/T39798一2021 b)幻灯片;投影影像为一组平行直线阵列,线宽为2.5mm士0.5mm,线间距为22.0mm士2.0 mm， 直线与水平方向成30",幻灯片的质量和对比度应符合试验要求,在光路中未放人样品时,幻灯 片应在屏幕上得到如图8所示的影像; 屏幕;白色.无反光,应平整、稳定
c d 样品支架;应能使样品以实车安装角安放,并可在水平及垂直方向转动或移动 量具:精度至少为0.02mm的游标卡尺
说明 光源; 幻灯片; -光闹,直径8mm:; -透镜 聚光镜 投影仪光路图 飞 aE 图8投影斜线示意图 5.3.2试验步骤 试验按如下步骤进行: 打开投影仪,调整投影仪位置,使投影仪在屏幕的投影成像满足图8的要求
通常投影仪与屏 a 幕距离约为8m
b 用干净绸布蘸取对样品无腐蚀作用的清洁剂,擦拭样品表面至无肉眼可见的污迹
将样品以实际安装角固定于样品支架上,推人样品至规定测试位置,使样品与屏幕距离约为 4！ m
旋转样品支架,使样品表面与人射光线间的夹角为55",如图9所示
对于曲面玻璃,则样品 d
GB/T39798一2021 几何中心点的切平面与人射光线间的夹角为55" 目测找出投影线中变形最大的一根线
用一根1m长的直尺去贴近所选投影线的下边缘,如 图10所示
在垂直于直尺方向上,用量具测量变形投影线的下边缘与直尺上边缘间的最大距离,即为样 品的光学畸变值,单位为毫米( mm ~4m 小~4m 说明: -投影仪 人射光线 -样品; -屏幕; 样品架
图9入射角示意图 Ml MA MI， MA MI 说明: 直尺,长度1m: -变形的投影线
图10最大变形量的测量方法示意图
GB/T39798一2021 5.3.3试验数据处理 样品的光学畸变值为变形投影线的下边缘与直尺上边缘间的最大距离
5.4网格法 5.4.1试验设备 试验设备至少应由照相机、照相机支架、样品支架、照明灯及网格靶板组成
试验原理如图11 所示
说明 照相机; 样品支架; -样品; 照明灯; -网格粑板; 照相机支架; -照相机与样品距离; 样品支架与网格靶板距离
图11网格法试验原理图 试验设备要求如下 照相机:应能拍摄出清晰照片
数码相机像素一般不低于2000万
测试时与样品距离l为 1.5mm
b 照相机支架:应具有水平仪或同等作用的指示仪,且能够实现照相机在三维空间内转动
样品支架:可使用能依据规定的测试角度进行调节的可调支架或满足实际安装角度的固定支 架
测试时与网格靶板距离为3.0m 照明灯;应具有足够的亮度使拍摄清晰,光通量一般不小于4500lm. d 网格靶板;尺寸不小于2.5m×3.5m
表面纵横排列的直线形成边长为25.4mm士0.1mm的 正方形网格图案
直线的直径应为0.5mm~1.0mm
网格靶板的底板颜色和线条颜色应具 有足够的色差以便区分,通常底板采用黑色,线条采用白色
5.4.2试验步骤 试验按如下步骤进行: 用干净绸布蘸取对样品无腐蚀作用的清洁剂,擦拭样品表面至无肉眼可见的污迹
a b)将样品固定于试验支架上,调整试验支架至样品达到规定测试角度
GB/T39798一2021 打开照明灯,光源朝向网格靶板,调整照明灯的位置和亮度至整个网格靶板被均匀照亮
c d 将照相机固定在照相机支架上,调整照相机支架使得照相机处于水平状态且照相机镜头垂直 于网格靶板
推人样品至规定位置,调整照相机焦距和光圈,使网格清晰,然后拍摄透过样品的网格靶板图 案,应包含部分样品外的网格靶板图案
若一次拍摄无法覆盖样品所需测试的全部区域,则在 保持照相机拍摄角度不变的情况下,可上、下,左、右移动照相机进行多次拍摄以覆盖样品所需 测试的全部区域
找出透过样品的网格靶板图案中出现弯曲变形的网格线，在弯曲变形处画出切线
若弯曲变 形的网格线处于水平方向,则切线如图12a)所示;若弯曲变形的网格线处于竖直方向,则切线 如图12b)所示
光学畸变值由切线的最大斜率表示
延长切线至样品外未变形的网格区域进行计算
若切线 来源于水平方向上弯曲变形的网格线,则该切线的斜率由该切线越过1个完整的竖直网格所 需要的水平网格数n来表示,如图13a)所示
若切线来源于竖直方向上弯曲变形的网格线 则该切线的斜率由该切线越过1个完整的水平网格所需要的竖直网格数"来表示,如图13b) 所示
比较上述斜率值,取其最大值为样品的光学畸变值,用1;n表示,n为正整数
切线 切线 b 水平网格线弯曲时切线画法 竖直网格线弯曲时切线画法 a 切线画法 图 12 竖直 竖直 水平 水平网格线弯曲时切线的斜率算法 竖直网格线弯曲时切线的斜率算法 图13斜率算法 5.4.3试验数据处理 光学畸变值由切线的最大斜率表示,用1;表示,n为正整数
10
GB/T39798一2021 5.5圆斑法 5.5.1试验设备 试验设备应由以下几部分构成 除幻灯片外,其他与5.3.1相同
a b 幻灯片;投影影像为暗背景上的圆斑阵列,幻灯片的质量和对比度应符合试验要求,以便把测 量误差控制在5%以内
在光路中未放人样品时.幻灯片应在屏幕上得到如图14所示的影像 说明 投影到屏幕上的圆斑的直径,单位为毫米(mm) 图14投影圆斑示意图 图14中,D由公式(2)得出 十a D一 2 ×4 式中 D 投影到屏幕的圆斑直径,单位为毫米(T mm 投影仪的光闸到样品的距离,单位为毫米(n mm; 样品到屏幕的距离,单位为毫米(mm)
5.5.2试验环境 试验应在周边无干扰光线的暗室或暗处进行
5.5.3试验步骤 试验按如下步骤进行 将投影仪、样品、屏幕按图9所示放置,=!=4000mm士100mm.
a b =4000mm 确定在无样品的状态,屏幕上圆斑的直径为D( 当=一 mm 时,按公式(2),D 为8 mm
将样品以实车安装角安放在样品支架上
d将样品在水平方向转动,保证被测点的水平切线与观察方向基本垂直,并在水平和垂直方向移 动,以观察整个试验区域,测定投影到屏幕上的圆斑的最大的变形量,最大变形量示意图如图 5所示,记为-d,Ad按公式(3)计算
l=max(ID1一8，|D一8|
GB/T39798一2021 图15圆斑最大变形量示意图 由测定的最大变形量Al,按公式(4)计算光学畸变的最大值，结果保留1位小数
l Aa 0.29l 式中 -光学畸变,单位为分('); AQ 最大变形量,单位为毫米(mm); Ad -样品到屏幕的距离,单位为毫米(mm)
l 5.5.4试验数据处理 光学畸变为公式(4)计算的值
雾度 o 6.1样品 样品为玻璃制品或试验片
若使用试验片,则其尺寸应不小于100mm×100mm,且应与制品具 有相同的材料、结构和制作工艺
试验片也可以直接从制品上相应试验区域切取
6.2试验设备 雾度计应符合GB/T2410要求,光源和光检测器输出的混合光经过滤后为C光源
也可以使用与 之等效的任何光学系统
雾度计原理如图16所示
日口 10 说明 光源; 滤光器; 滤光器; 光陷阱; 人射窗 标准反射板 透镜; 样品 光检测器 孔隙
图16雾度仪原理图 12
GB/T39798一2021 6.3试验步骤 试验按如下步骤进行: 用干净绸布蘸取对样品无腐蚀作用的清洁剂,擦拭样品表面至无肉眼可见的污迹 aa b 开启仪器电源,根据仪器要求的预热时间进行预热,直至仪器稳定; 仪器稳定时透光率示值应为100,雾度示值应为0 c 将样品放人仪器,调整样品角度使其表面紧贴积分球人口窗 d 按下仪器测试按钮.仪器将按照表2进行动作,并读取和记录四个示值; e 对于无内置雾度计算程序的设备,雾度按公式(5)计算,结果精确到0.1%;对于有内置雾度计 算程序的设备,直接读取雾度
表2仪器动作顺序 样品是否在位置上 示值 顺序 光陷阱是否在位置上 标准反射板是否在位置上 不在 不在 在 人射光通量r 不在 不在 设备的散射光通量r 在 不在 通过样品的总透射光通量r 在 在 在 在 不在 设备和样品的散射光通量了 6.4试验数据处理 雾度按公式(5)计算 .(5 H -(-)xI 式中: H 雾度,%; 设备和样品的散射光通量; T 通过样品的总透射光通量; -设备的散射光通量; 人射光通量
透光率 7.1样品 样品为玻璃制品或试验片
若使用试验片,则其尺寸应不小于100mm×100mm,且应与制品具 有相同的材料、结构和制作工艺
试验片也可以直接从制品上相应试验区域切取
7.2试验设备 试验设备同6.2
7.3试验步骤 试验按如下步骤进行: 13
GB/T39798一2021 按照6.3a)一e)的步骤,读取并记录rir，两个示值; a b)对于无内置透光率计算程序的设备,透光率按公式(6)计算,结果精确到0.1%;对于有内置透 光率计算程序的设备,直接读取透光率
7.4试验数据处理 透光率按公式(6)计算 ×100 T 式中 透光率,%; -通过样品的总透射光通量 人射光通量
注:样品倾斜安装时的透光率计算,参见附录A 8 光学变形角 8.1样品 试验样品为玻璃制品
8.2试验设备 试验设备包含部分 带有黑白条纹的屏幕,且亮度均匀,黑白条纹宽度分别为25mm,倾斜角45"; a b)样品支架;可将样品垂直安放,并能绕中心转动
8.3试验步骤 试验按如下步骤进行 样品垂直放置于距屏幕4.5m处(见图17)
a 如图17中6的位置放置样品 b c 观察者距样品4.5m; d 顺时针缓慢转动样品,同时观察屏幕条纹的变形 连续转动样品直至屏幕条纹变形消失,停止转动样品,记录此时人射角度a
14
GB/T39798一2021 说明 -屏幕正面看,黑白条纹宽度25mm,倾斜角45"; 观察者; -屏幕俯视 样品位置1. -样品内表面; 样品位置2
样品外表面 图17光学变形角测量示意图 8.4试验数据处理 光学变形角即样品的人射角度a
颜色偏差 9.1样品 样品为试验片,尺寸应不小于100mm×100mm,且应与制品具有相同的材料、结构和制作工艺
试验片也可以直接从制品上相应试验区域切取 9.2试验设备 分光光度计
9.3试验方法及步骤 9.3.1方法一 使用校正后的颜色(如红色、黄色或其他颜色)光源进行测量 用分光光度计测量标准颜色片光谱; aa 按GB/T39772008规定的方法(选用CIE1931标准色度系统)计算标准颜色片的色品 b 坐标; c 判断标准颜色片的色品坐标是否满足GB/T8417一2003表1要求 d 用分光光度计测量标准颜色片与样品组合后的光谱; 15
GB/T39798一2021 按GB/T3977一2008规定的方法(选用CIE1931标准色度系统)计算此时样品的色品坐标; e fD 确认样品的色品坐标是否满足GB/T8417一2003表1相应信号颜色A类的要求
g.3.2方法二 使用白光进行光谱分析测量光颜色偏差 nm7801 用分光光度计测量样品在380 nm的光谱透射比; a b)按GB/T3977一2008规定的方法(选用CIE1931标准色度系统)计算样品的色品坐标 确认样品的色品坐标是否满足GB/T8417一2003中表1中白色光颜色信号A类的要求
g.4试验结果 记录试验样品的色品坐标
16
GB/T39798一2021 录 附 A 资料性附录 样品倾斜安装时透光率计算 倾斜安装样品透光率可以利用样品竖直放置时透光率的测试值,采用下面的方法进行计算
-束水平人射的平行光,人射角为i与样品的安装角的关系如图A.1所示
凡p" 说明 安装角 -吸收光; 人射角(=安装角声). 吸收率; -折射角; 透光率; 人射光; 透射光; 反射光 R -样品厚度
反射率; 图A.1倾斜样品光路 人射角i,折射角厂的关系为 nsini=nsin =arcsin ，sin厂 ？ 式中 空气介质折射率,等于1 1 玻璃折射率,等于1.52
1 对于夹层玻璃,中间层胶片的折射率与玻璃相比相差约5%
对计算结果的影响很小
角反射取决于偏振
反射率用下式计算 cosr n2cosi Pp cosi cOs”十12" cOS1 cOSr ps cOS1十1？ cOs7 Pp十Ps 垂直方向,人射角i为0",折射角r也是0',因此反射率为 n p 十
GB/T39798一2021 玻璃吸收常数人由下式计算: V-A4 p A" 2 式中: 玻璃厚度,单位为毫米(mm):; h 垂直位置测量的透光率,用小数表示 心 垂直位置计算的反射率,用小数表示
Po 在安装角状态下,样品的透光率用下列公式计算 吸收系数.a,=1-e-从" 在人射角为i时,h cos(G！ 人射角i时,透光率为 ( 一p”一l一4 一F一a," 简化为 1一p)'e" .丽 式中: 人射角为i时样品透光率,用小数表示
T 示例 15mm厚前窗玻璃,垂直位置测量透光率为0.85(或85%),假设折射率为1.52,则: p=[(I-1.52)/(1十1.52)]'=0.04258; 人=0.,0051365; 人射角i为30'时,折射角尸为0.3352rad(19.2'); p=0,044144; h;=15.8840mm; 因此T，=0.8434(或84.3%)
动车组玻璃光学性能试验方法GB/T39798-2021
动车组是我国高速铁路的重要组成部分，而动车组车窗玻璃的光学性能直接影响乘客的视觉体验。因此，对动车组玻璃的光学性能进行严格的试验和评估具有重要意义。
GB/T39798-2021标准中规定了一系列动车组玻璃光学性能的试验方法，包括折射率、透过率、反射率、偏振性等指标的测试。同时，该标准还规定了相应的实验装置和操作流程，确保测试结果的准确性和可靠性。
其中，动车组玻璃的折射率是其重要的光学性能之一。折射率是指介质中光线传播速度与真空中光线传播速度之比，可以反映玻璃材料对光线的折射程度。GB/T39798-2021标准中规定了采用折光仪进行折射率测量的方法，包括样品制备、样品放置、仪器校正等步骤。
除了折射率外，动车组玻璃的透过率和反射率也是重要的光学性能指标。透过率是指光线穿过玻璃后的能量占入射光能量的比值，反射率是指光线向外反射的能量占入射光能量的比值。GB/T39798-2021标准中规定了使用分光反射比计进行透过率和反射率测试的方法，包括样品制备、实验装置校正、数据处理等步骤。
此外，该标准还规定了对玻璃偏振性的测试方法。偏振性是指光线经过玻璃后发生偏振的程度，也是玻璃的重要光学性能之一。GB/T39798-2021标准中规定了使用偏振镜和偏振片进行偏振性测试的方法，包括样品制备、实验装置校正、数据处理等步骤。
综上所述，GB/T39798-2021标准中规定的动车组玻璃光学性能试验方法是一套完备、可靠的测试方案，可以为动车组玻璃的生产和质量控制提供科学依据，并保障乘客的舒适体验。
