掃描電鏡試樣動態擴展控制器的製作方法
2023-12-11 17:59:57
專利名稱：掃描電鏡試樣動態擴展控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及掃描電鏡的單向拉伸試驗臺，配備「試樣動態疲勞控制制器」後，能對樣品進行雙向疲勞加載，開拓了精確、連續地觀察小試樣疲勞裂紋擴展的動態方法。
對疲勞裂紋的直接動態觀察，過去只能用光學顯微鏡，很難對裂尖小區域和微觀特徵進行觀測。掃描電鏡目前僅有單向拉伸臺作為附件出售，據1983年、1987年國際疲勞雜誌(Int·Jou·Fatigue)介紹，日本、西歐和美國少數國家的科研機構，提出和開展了這方面的試驗研究，但未見到具體設備方面的報導。
本實用新型的目的是克服現有掃描電鏡不能對疲勞裂紋的直接動態觀察的缺點，增加一動態控制器，能使該機對樣品進行雙向疲勞加載，能連續地觀察小試樣疲勞裂紋擴展。
本實用新型的實施方案是這樣實現的，利用現有掃描電鏡拉伸臺機械部分和單向控制部分，增加一動態控制器，其動態控制電路，能按動態疲勞的指令，去控制原步進電機驅動電路；動態控制器其技術特徵在於它由自動拉／壓給定器2、載荷給定器6、信號比較輸出器9、計數器10所組成；由自動拉／壓給定器2自動控制步進電機驅動電源反向，由載荷給定器6按不同應力比調節試驗載荷上下值，給定的載荷信號與載荷反饋信號由比較輸出器9比較後，從報警器11取出控制信號，這個信號在自動拉／壓給定器2裡，決定了步進電機驅動電路參考電源的正負方向，從而控制了步進電機的轉向。
現結合附圖詳細描述本實用新型實施例
圖1為步進電機數字電路方框圖圖2為動態控制電路原理圖圖3為動態控制電路各點波形圖圖中1、手動拉／壓給定器9、信號比較輸出器2、自動拉／壓給定器10、計數器3、拉／壓方向及速率給定器11、報警器4、電壓／頻率轉換器12、閥電壓5、步進電機電源控制器13、給定載荷反饋信號6、載荷給定器14、比較器輸出7、載荷測量器15、雙穩輸出8、極限限制器16、步進電機信號IC1～3運算放大器TTL四與非門組成的比較器GT計數器10G1～3三極體D1～6二極體R1～25電阻C1～5電容W1～7可變電阻本實用新型是利用劍橋S－200型掃描電鏡拉伸臺機械部分和原單向控制部分，增加了一個動態控制器，擴大其使用範圍，能對樣品進行雙向疲勞加載，開拓了精確連續地觀察小試樣疲勞裂紋擴展的動態方法。
本實用新型的動態控制電路，能按動態疲勞的指令，去控制原步進電機驅動電路。方框圖見附圖1，圖中虛線內為新增加的動態控制器部分，它由自動拉／壓給定器2、載荷給定器6、信號比較輸出器9、計數器10所組成；具體實施電路圖見圖2，其中的自動拉／壓給定器2，由IC1～2、CJ及其外圍元件R1～10、R12～16、C1～5、D1、D3～6，W1～5組成；載荷給定器6由IC3、R17～18、W6～7組成；信號比較輸出器9由G1～2、TTL及R19～25組成；由G3、R11～12、D2、GT組成計數器電路10。
1、動態控制電路功能(1)、給定試驗載荷按試驗要求，給出不同應力比值r的載荷上下限。
(2)、自動拉／壓換向當試樣上的載荷達到給定值時，控制步進電機驅動電路反向，實現對樣品的拉壓動態疲勞力載。
(3)、計數電路累計總的疲勞循環數。
2、動態控制電路波形本實用新型的電路主要包括載荷給定、信號比較整形、積分反向及輸出平衡網絡。附圖3為控制器各點波形12為閥電壓，13為給定載荷反饋信號，14為比較器輸出，15為雙穩輸出，16為步進電機信號。
本實用新型的實施例如下
利用劍橋S－200型掃描電鏡(SEM)拉伸臺機械部分和單向控制部分，增加本實用新型所提供的動態疲勞控制器，使步進電機自動換向，實現對試樣的動態疲勞試驗。
安裝「試樣動態疲勞控制器」的掃描電鏡拉伸臺，能進行小試樣疲勞試驗，為開展裂尖微觀特徵為主的試驗研究，提供了一種嶄新的手段。
權利要求1.一種掃描電鏡試樣動態疲勞擴展控制器是利用現有的掃描電鏡拉伸臺機械部分和單向控制部分，增加一動態控制器，使其步進電機自動換向，實現對試樣的動態疲勞試驗，其特徵在於它由自動拉/壓給定器2、載荷給定器6、信號比較輸出器9、計數器10所組成其中的自動拉/壓給定器2、由IC1～2、CJ及其外圍元件R1～10、R12～16、C1～5、D1、D3～6、W1～5組成；載荷給定器6由IC3、R17～18、W6～7組成；信號比較輸出器9由C1～2、TTL及R19～25組成；由G3、R11～12、D2、GT組成計數器電路10。
專利摘要掃描電鏡試樣動態疲勞擴展控制器是利用現有的掃描電鏡拉伸臺機械部分和單向控制部分、增加一動態控制器，使其步進電機自動換向，實現對試樣的動態疲勞試驗，動態控制器是由自動拉/壓給定器、載荷給定器、信號比較輸出器、計數器所組成，具有控制電路簡單、抗幹擾性強、運行可靠等優點。
文檔編號G01N27/00GK2085961SQ9022479
公開日1991年10月2日 申請日期1990年12月17日 優先權日1990年12月17日
發明者穆恩生, 林吉忠, 胡義祥, 吳玉樹, 成兆銀, 王迪功, 王蜜, 申宏偉, 劉宗生, 郭靈彥 申請人:鐵道部科學研究院金屬及化學研究所