壓痕自動測量裝置的製作方法

2023-05-27 10:19:21 2

專利名稱：壓痕自動測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及殘餘應力的測量技術，具體地說是一種用於衝擊壓痕法測殘餘應力的壓痕自動測量裝置。
背景技術：
目前測量殘餘應力的方法主要有3種全釋放法、X射線法、盲孔法。可分為兩類，其中X射線法屬於物性法範疇，是利用材料在應力作用下物性(晶格常數)發生變化的原理測定殘餘應力，這類方法的優點是在測定過程中不損壞被測工件，屬無損殘餘應力檢測；缺點是對材料特性和樣品的表面狀態依賴性很大，因而在實際檢測中較難把握，精度也難以保證，因而在焊接結構使用現場使用較少(X射線設備的便攜性不夠，對焊接結構測量誤差偏大)。全釋放法和盲孔法屬於應力釋放法範疇，全釋放法是一種破壞性的方法，靠應力的全部釋放獲得很高的測量精度；盲孔法是利用鑽一小盲孔使構件中的殘餘應力釋放，由於採用應變片作為測量敏感元件，因此具有較高的測量精度，且設備也便於攜帶，但卻在一定程度上損傷被測件。壓痕法測殘餘應力是一種全新的應力測量技術，它的測量原理是利用附加應力場與原始應力場疊加後的輸出應變的變化規律測殘餘應力。衝擊壓痕法測量殘餘應力裝置有以下幾個部分構成應變片、應變儀、壓痕製造裝置、壓痕自動測量裝置以及底座等組成，但是要正確進行測量，衝擊壓痕測量裝置是該測量方法中的關鍵之一。現有技術中，壓痕測量靠通用的光學讀數顯微鏡完成，由人工操作，工作強度大，壓痕測量結果受人為因素影響大，從而導致殘餘應力的測量精度不過關。

發明內容
本實用新型提供一種測量質量精、結構簡單、操作方便的壓痕自動測量裝置。
為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是主要由調節裝置、上下套筒、照明裝置、頂蓋、攝像裝置組成，其中並聯的一組發光二極體安裝在一護套裡構成的照明裝置通過緊固蓋與下套筒螺紋連接，下套筒內置攝像裝置，位於發光二極體後方，在下套筒一端軸向設有導向凹槽，通過定向銷安裝在上套筒內側，與其定向滑動連接，一頂蓋與上套筒螺紋安裝在一起，所述調節裝置穿過頂蓋中間的孔、安裝在上套筒中的空腔裡，並與下套筒螺紋連接；所述調節裝置由調節螺杆、調節帽、彈簧組成，調節螺杆為管狀結構，內置來自攝像裝置的導線護杆，其一端外壁與調節帽通過緊固螺栓安裝在一起，另一端穿過頂蓋中間的孔安裝在上套筒中的空腔裡，並與下套筒螺紋連接，所述調節螺杆中部設有凸起定位環，所述彈簧安裝在頂蓋與定位環之間的調節螺杆上；所述攝像裝置由鏡頭、支撐體、圖像傳感器及導線護杆組成，其中所述支撐體一端與鏡頭螺紋連接，另一端安裝有圖像傳感器，來自圖像傳感器的視頻信號線、電源線及發光二極體的電源線經與支撐體接觸連接的導線護杆至計算機接口及電源。
本實用新型具有如下優點與現有技術中採用光學讀數顯微鏡人工讀數相比，本實用新型能減輕工作強度、提高整個系統測量精度，其誤差小於0.01mm，易於現場操作，滿足使用要求。另外，它體積小、操作簡單、測量過程有利於計算機自動識別、自動處理，形成的圖像質量穩定，能在不同的測量環境下，所測量的圖像質量保持一致，無人為誤差。


圖1為本實用新型結構示意圖。
圖2為本實用新型一個實施例與底座配合示意圖。
圖3為本實用新型結構分解圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
如圖1所示，它主要由調節裝置1、上下套筒2、3、照明裝置4、頂蓋5、攝像裝置7組成，其中並聯的一組發光二極體41安裝在一護套42裡構成的照明裝置4通過緊固蓋8與下套筒3螺紋連接，下套筒3內置攝像裝置7，位於發光二極體41後方，在下套筒3一端軸向設有導向凹槽31，通過定向銷21安裝在上套筒2內側，與其定向滑動連接，一頂蓋5與上套筒2螺紋安裝在一起，所述調節裝置1穿過頂蓋5中間的孔、安裝在上套筒2中的空腔裡，並與下套筒3螺紋連接；所述調節裝置1由調節螺杆11、調節帽12、彈簧13組成，調節螺杆11為管狀結構，內置來自攝像裝置7的導線護杆74，其一端外壁與調節帽12通過緊固螺栓15安裝在一起，另一端穿過頂蓋5中間的孔安裝在上套筒2中的空腔裡，並與下套筒3螺紋連接，所述調節螺杆11中部設有凸起定位環14，所述彈簧13安裝在頂蓋5與定位環14之間的調節螺杆11上；所述攝像裝置7由鏡頭71、支撐體72、圖像傳感器73及導線護杆74組成，其中所述支撐體72一端與鏡頭71螺紋連接，另一端安裝有圖像傳感器73，來自圖像傳感器73的視頻信號線、電源線及發光二極體41的電源線6經與支撐體72接觸連接的導線護杆74至計算機接口及電源；圖像傳感器73採用CMOS或CCD晶片；本實用新型採用外加照明光源，所述照明裝置4中發光二極體選用短波長單色光源(如綠光、藍光等)；採用裝有CCD或CMOS圖像傳感器的微型攝像頭進行圖像攝取，再用計算機圖像捕捉卡捕捉，進行自動處理；光學放大倍數為≥1.5倍；採用定焦鏡頭方式，對焦通過上下套筒2、3機械螺紋調節。
工作時接通電源，將本實用新型插入底座，並通過人工或底座鎖緊功能將上套筒2鎖緊固定，然後通過調節柄12轉動調節螺杆11，調節下套筒3與被測壓痕的距離，進行對焦。
在進行零部件加工時，特別是攝像頭與套筒等對對中精度有直接影響的部分零部件，一定要注意加工精度，保證組裝後嚴格對中；在進行各個部分組裝時，要注意各個部件之間的相對位置，以保證對中精度；本實用新型與底座之間須配合緊密，只能相對滑動，不能擺動，以保證壓痕定位準確。
由圖像攝取裝置攝取的圖像通過圖像捕捉卡進行入計算機，然後由圖像處理軟體(為現有技術)進行自動識別和測量。
本實用新型在實驗室中進行了壓痕測量試驗，並用此設備進行焊接試板殘餘應力的測量實驗，結果表明，壓痕測量精度完全滿足設計誤差不超過±0.01mm的要求。
權利要求1.一種壓痕自動測量裝置，其特徵在於主要由調節裝置(1)、上下套筒(2、3)、照明裝置(4)、頂蓋(5)、攝像裝置(7)組成，其中並聯的一組發光二極體(41)安裝在一護套(42)裡構成的照明裝置(4)通過緊固蓋(8)與下套筒(3)螺紋連接，下套筒(3)內置攝像裝置(7)，位於發光二極體(41)後方，在下套筒(3)一端軸向設有導向凹槽(31)，通過定向銷(21)安裝在上套筒(2)內側，與其定向滑動連接，一頂蓋(5)與上套筒(2)螺紋安裝在一起，所述調節裝置(1)穿過頂蓋(5)中間的孔、安裝在上套筒(2)中的空腔裡，並與下套筒(3)螺紋連接。
2.按照權利要求1所述壓痕自動測量裝置，其特徵在於所述調節裝置(1)由調節螺杆(11)、調節帽(12)、彈簧(13)組成，調節螺杆(11)為管狀結構，內置來自攝像裝置(7)的導線護杆(74)，其一端外壁與調節帽(12)通過緊固螺栓(15)安裝在一起，另一端穿過頂蓋(5)中間的孔安裝在上套筒(2)中的空腔裡，並與下套筒(3)螺紋連接，所述調節螺杆(11)中部設有凸起定位環(14)，所述彈簧(13)安裝在頂蓋(5)與定位環(14)之間的調節螺杆(11)上。
3.按照權利要求1所述壓痕自動測量裝置，其特徵在於所述攝像裝置(7)由鏡頭(71)、支撐體(72)、圖像傳感器(73)及導線護杆(74)組成，其中所述支撐體(72)一端與鏡頭(71)螺紋連接，另一端安裝有圖像傳感器(73)，來自圖像傳感器(73)的視頻信號線、電源線及發光二極體(41)的電源線(6)經與支撐體(72)接觸連接的導線護杆(74)至計算機接口及電源。
專利摘要本實用新型涉及殘餘應力的測量技術,具體地說是一種用於衝擊壓痕法測殘餘應力的壓痕自動測量裝置。它主要由調節裝置、上下套筒、照明裝置、頂蓋、攝像裝置組成,其中:並聯的一組發光二極體安裝在一護套裡構成的照明裝置通過緊固蓋與下套筒螺紋連接,下套筒內置攝像裝置,位於發光二極體後方,在下套筒一端軸向設有導向凹槽,通過定向銷安裝在上套筒內側,與其定向滑動連接,一頂蓋與上套筒螺紋安裝在一起,所述調節裝置穿過頂蓋中間的孔、安裝在上套筒中的空腔裡,並與下套筒螺紋連接。它測量質量精、結構簡單、操作方便。
文檔編號G01N3/48GK2491825SQ0125057
公開日2002年5月15日 申請日期2001年9月5日 優先權日2001年9月5日
發明者陳懷寧, 林泉洪, 梁越, 陳靜, 周愛玉 申請人:中國科學院金屬研究所