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ISO 3538:1997 Road vehicles-Safety glazing materials-Test methods for optical properties
ISO 3538:1997《道路车辆──安全玻璃材料──光学性能试验方法》
1 主题内容与适用范围
本标准规定了汽车安全玻璃的光学性能试验方法。这种安全玻璃包括各种类型的玻璃加工成的或由玻璃与其他材料组合成的制品。
2 术语
本标准所涉及的名词术语如下：
2．1 光学角偏移
入射角与透过角之间的差异。
2．2 光畸变 （给定方向）
2．3 光畸变 （给定位置M）
2．4 CIE标准A施照体
2．5 CIE 1931 标准观察镜
2．6 反射比
3 试验条件
除特殊规定外，试验应在下述条件下进行：
温度：20℃±5℃；
大气压力：96kPa±10 kPa;
相对湿度：60％ ± 20％。
4 试验方法
根据试验目的，如果对于能从已知性能预测试验结果的某些安全玻璃，则不必进行本
准所规定的全部试验。
5 要求
5.1 透射比试验
5.1.1 试验目的
测定安全玻璃的透射比。
5.1.2 仪器
5.1.2.1 光源：应达到CIE A施照体的标准要求，包括一盏白炽灯，其灯丝包含在1.5mm×1.5mm×3mm的平行六面体内。加于灯丝两端的电压应使色温为2856±50K，该电压稳定在±0.1%内。用来测量电压的仪表应有相应的精度。
5.1.2.2 光学系统：（见图2）由焦距f不小于500mm并经过色差校正的两个无色透镜L1和L2组成。透镜的净口径不应超过f/20。透镜L1与光源之间的距离应能调节，以便获得基本平行的光束。在离透镜的L1 100 mm±50mm处远离光源的一侧装一光阑A1，把光束的直径限制在7 mm±1mm内。第二个光阑A2，应放在与L1具有相同性能的透镜L2前，光源的成像应位于接受器（5．1．2．3）的中心，接受器位于A2的焦点平面上。第三光阑A3，其直径稍大于光源像最大尺寸的横断面，应放在接受器前，以避免由试样产生的散射光落到接受器上。测量点应位于光束中心。
5．1．2．3测量装置：接受器的相对光谱灵敏度应与国际照明委员会（CIE）标准规定的白昼视觉光度接受器的相对光谱灵敏度基本一致（参见附录A）。接受器的敏感表面应用散射介质覆盖，并且至少应是光源像最大尺寸横断面的两倍。若使用积分球，则珠的孔截面至少应为光源像最大尺寸横断面的两倍。
接受器及配套指示仪器的线性应等于或在满刻度的±2％内或在读数量程的±10％之内，选择小值。
5．1．3试验程序
试样放入光路前，调整接受器显示仪表的指示值至100分度。在没有光照射到接受器上时，指示值为零。
把试样放入光阑A1和A2之间，调整试样方位，使光束的入射角等于0±5°。
对每一个测量点读取显示仪表的指示值n，透射比τr等于n/100。
5．1．4结果表达
按上述5．1．3方法，透射比τr，应以试样上任意一点的测定值表示。
5．1．5替换方法
只要满足5．l．2．3条规定，可采用给出相同透射比结果的其它方法。
5．2副像偏离试验
5．2．1 试验目的
测定主像与副像间的角分离。
5．2．2 试验类型
可采用两种试验方法：
a） 靶试验
b） 准直望远镜试验
这些试验根据情况可用于产品的认可、质量控制及鉴定产品的适用性。
5．2．3靶试验
5．2．3．1 试验原理
本试验包括透过试样观察发光靶。
5．2．3．2仪器及使用器具
5．2．3．2．1
光盒：大小约300mmX300mmX150mm，其前端支撑靶（5．2．3．2．2），是蒙有不透明黑纸或涂有无光泽黑漆的玻璃制成的“环斑”靶，光盒内有合适的光源，内表面涂无光泽白漆。
5．2．3．2．2 靶
应符合见图3所示，形式最好是其中任何之一：
a） 发光环靶。外直径为D，在距离x构成角度η，如图3a，或者
b） 发光“环斑”靶。光斑外缘的一点到环内侧最近的一点之间的距离，D，在距离x构成角度η，如图3b。
基于“过-不过验规”，靶的设计应使测试容易。
采用其他靶也可能方便测试，例如图6所示。也可以用投射系统来代替靶系统，这样可以观察幕布上的影象。
5．2．3．3 试验程序
按照设定的倾斜角度安装安全玻璃材料，使观察能够在与靶心所在的水平面里进行。
光盒放在暗处或暗室中，应从观察区域内观察到光盒，以观测到光靶的任何副像。旋转试样，以确保正确的观测方向，也可使用单筒望远镜进行观察
按图3设置试样。
b．将试样在水平方向回转，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。应透过试样进行观察，也可使用单简望远镜进行观察。
5.3.4.3 结果表达
记录如下之一的结果：
-- 采用环靶（5．2．3．2．2a），确定主副像分离是否超过极值η，或
-- 采用环斑靶（5．2．3．2．2b），确定位于靶式光源仪中央的光斑的副像是否超过与圆环内缘相切的点，即：是否超过极限值η。
5.2.4 准直望远镜试验
5.2.4.1 仪器及使用器具
由准直镜和望远镜组成，可以按图５建立，也可以使用任何等效的光学系统。
5．2．4．2 试验原理
准直望远镜将中心有一亮点的极坐标系成像于无限远处（见图６）。
在望过镜的焦平面内放置一个直径比亮点的投影稍大的不透明斑于光轴上以遮住亮斑。
当造成副像的试样以实车安装角放置在望远镜和准直镜之间时，一个副的、较弱的亮点就呈现在与极坐标中心相距一定距离的地方。副像偏离值可由望远镜观察极坐标中出现的副像所处的位置读取（见图６），即：暗斑与极坐标中心处亮点间的距离为光学偏移。
5.2.4.3 试验程序
观测试样，使副像偏离达到最大，然后用5.2.4.1 中描述的光学系统检查最严重的区域，测量适当入射角度下的最大副像偏离。
5.2.4.4 结果表达
记录最大的副像偏离值。
5.3 光畸变试验
5.3.1 试验目的
测定安全玻璃的光畸变。
5.3.2 原理
安全玻璃的光畸变是通过幻灯投射到试样上，在屏幕上观察影象。投射像的形状变化用来评定光畸变。
5.3.3 仪器及使用器具
如图7所示。
5.3.3.1 幻灯机：质量好，高灵敏度，点光源，有如下特性：
- 焦距：90mm以上；
- 相对孔径：约1/2.5；
- 150W石英卤灯（如果没有滤光片）；
- 250W石英卤灯（如果有滤光片）。
幻灯机光路示于图8中，在透镜前面约10mm处放置一直径8mm的光阑。
5．3．3．2幻灯片：暗背景上的亮圆阵列，如图9所示。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。在光路中未放入试样时，幻灯片应在屏幕上得到系列圆环，直径d等于（R1+R2）×Δx/R1，此处，
R1 如图7所示，幻灯机的镜头到试样的距离；
R2 如图7所示，试样到屏幕的距离；
Δx 2个测量点之间的距离（参见2.2的注释1和图1）。
也可以采用能获得相同精度的其他方法。
5．3．3．3 试样支架：可进行水平及垂直方向的扫描，同时，试样可以转动。
5．3．3．4 检验样板：在需要迅速评价的地方，用以测量尺寸的改变，可使用图10所示的检验样板。
5．3．4 试验程序
5．3．4．1 大致程序
将试样安装在支架（5．3．3．3）上，对检测区域进行投影，可以旋转安全玻璃，水平或垂直移动试样，以使检查到整个试验区域。
对试样表面被检测的任何测试点，从任何方向测定出投射像的最大直径变形量Δd，来评定安全玻璃的光畸变。
5．3．4．2 使用检验样板进行评价
当进行快速评定就足够的情况下，精确度不超过20%，可以从下式计算A值（如图10所示），单位是mm：
A=0.145ΔаLR2， 式中
ΔаL 光畸变的极值；
R2 试样到屏幕的距离，单位m。
投影的最大变形量Δd（mm）和角度变化Δа（弧度分）由如下公式给出：
Δd=0.29ΔаR2
5．3．4．3 用光电装置测量
当要求精确测量时，即精确度高于10%时，测量光度值是最大光度值的一半时，在投影轴线上测量斑点宽度Δd。
5．3．5 结果表达
记录投影的最大的直径变形量Δd。
5．3．6 其他方法
另外可以采用辉光环（striostropic）技术来代替投影法，在测量精度保持在5．3．4．2 和5．3．4．3的情况下。
5． 4 破碎后的能见度试验
5．4．1 试验目的
检验当安全玻璃的外层玻璃片破裂后的能见度。
5．4．2 使用器具
5．4．2．1 使用诸如尖头锤子或自动冲头等可以造成受冲击面的玻璃破裂的器具。
5．4．3 试验程序
取一块尺寸及形状与试样相同的玻璃，将试样放在玻璃上。在其间放感光纸，用透明胶带沿周边把它们固定在一起。感光纸的曝光开始时间应不迟于冲击后10s，曝光终止时间应不迟于冲击后3min，只分析那些代表初始裂纹的线条。
冲击点的位置应该这样确定（见图11所示）：
点1：在安全玻璃的角上或周边曲率半径最小处，距边30mm；
点2：在一条中心线上，距边距边30mm；
点3：在主视区的中央；
点4：在弯型制品的最长中线上位于曲率最大处。应冲击其凸面，必要时，也可冲击其凹面。
5．4．4 结果表达
从感光纸的记录，根据主视区中碎片的块数及其尺寸，评价安全玻璃破碎后的能见度。
5．5 反射比试验
5．5．1 试验目的
本测试的目的在于提供一种简单、可行和广泛可接受的测试方法，来评价汽车玻璃在A施照体条件下反射比。
本测试适用于合理的条件要求下，而并非是精确测定，这一点是首要要件，例如，当在实验室外进行质量控制，而与应用场合类似时，此时，受测试的玻璃不是小的试样。
5．5．2 仪器
5．5．2．1 一级仪器：能在A施照体确定小批量标样的放射率的高精密度的积分球、实验室光度计或光谱光度计。
一级仪器的几何（光学）条件应为下列情况之一：
a）漫射/垂直（符号d/0）：试样被积分球漫射照明，试样法线和测量光束的轴线之间的夹角不应超过10°。
b）垂直/漫射（符号8/ d）：试样被一束光线照明，该光束的轴线与试样法线的夹角不应超过8°，用积分球收集反射光通量。
一级仪器的积分球的直径应不小于100mm，且开口总面积不得大于球表面的10%。球内表面用几乎对光谱无选择性的高漫反射材料（最好反射比大于95%）涂敷。
5．5．2．2 二级仪器：比一级仪器的精度低，一般为便携式，能测量A施照体条件下安全玻璃光反射比的光度计，并且通过5．5．4．5给出的公式计算其测量值。
5．5．2．3 吸光阱：一种能把透射光引起的反射减少到所测反射比值的1%或更小的装置，也能挡住试样反侧面的杂散透射光。
5．5．3 试验条件
5．5．3．1 温度、气压和湿度条件不应影响反射率的测量。
5．5．3．2杂散的光不应该影响试样的反射率测量，所有试验都应该在光阱中进行。
5．5．3．3 一级光度计必须有一个准确对应于CIE标准A施照体的光源。精确适应于V（λ）的探测器，并将直接得出A施照体的反射比。
5．5．3．4 一级光谱光度计应该能从测得的光谱反射比值ρ（λ），利用A施照体相对光谱功率分布函数SA（λ），和CIE光谱发光效率V（λ）来计算对A施照体条件下的反射比。
5．5．3．5 要求用一级标样来校准一级仪器。它们一般是反射率值已知的高漫反射的平型地砖。附件B中列出了部分标样的提供者。
5．5．3．6 一级仪器总误差应在一级标样标定值的1%以内。
5．5．3．7 要求用二级标样来校准二级仪器。二级标样类似于被测的安全玻璃，其反射率已经由一级仪器测出。
5．5．3．8 二级标样和试样应该是安全玻璃，无光散射，加工模糊度小于2%，中度弯曲，曲率半径等于或大于750mm，厚度均匀，不超过10mm。它们应清洁、干燥，在测试区域没有碎裂。
5．5．3．9 为了确定二级仪器的精度，在二级仪器上测得的试样值与标样值之比相对于由一级仪器测得的该比值的误差应不超过± 5%。参见5．5．4．5。
为符合本要求，对标样和试样进行测定应在二级仪器进行实测之前进行。
5．5．3．10 当诸如厚度、散射率或曲率中的一项或多项指标超出5．5．3．8规定之外时，用二级仪器测定的数据不应该受到怀疑。
当二级仪器测得的反射比值有问题时，应该按照符合CIE标准的要求对所有试样或其等同替代品进行重新测试。参见5．5．4．3、5．5．4．4和5．5．4．5。
5．5．4 试验程序
5．5．4．1 一级仪器的校准
接通电路，待光源、探测器稳定后，把吸光阱放在反射试样的测量孔处调整反射比值为零。把一级标样放在试样的测量孔处，根据已知反射比值设定一级仪器。
5．5．4．2 一级仪器的测量
注明二级标样的膜面和弯曲方向，并把它放在试样的测量孔处，根据仪器制造厂的推荐操作规程来测量反射比。
5．5．4．3 二级仪器的校准
接通电路，待光源、探测器稳定后，把吸光阱放在反射试样的测量孔处调整反射比值为零。按照5．5．4．2标明的试样反射位置定位二级标样，在二级标样的后方放置吸光阱。尽可能调整二级仪器的值到由一级仪器测得反射比值。
5．5．4．4 二级仪器的测量
与校准二级仪器时标样和吸光阱的定位条件相同，用二级仪器来测量试样，根据仪器制造厂的推荐操作规程来测量反射比。
观察试样最平的区域，取得至少3次单独的测量值。
5．5．4．5 校准 A施照体反射比值的计算
如果二级仪器没有按照5．5．4．3的要求进行调整，则由二级仪器测量值用如下公式来校正在A施照体条件下的放射比值：
ρcor=ρSTD1×ρ2/ρSTD2， 此处，
ρcor 校正过的二级仪器试样值，条件是A施照体，用%来表示；
ρSTD1 一级仪器的测定的标样数据，条件是A施照体，用%来表示；
ρ2 二级仪器测定的试样数据，条件是A、C或D65施照体；
ρSTD2 二级仪器测定的标样数据，条件是A、C或D65施照体。
5．5．5 结果表达
按照上述试验程序，反射比值可以在安全玻璃试样上的任一点测量，记录试样的类型、结构和曲率半径，所用的一级和二级仪器，一级和二级标样的类型和方位二级标样和试样的反射比值。
