[發明專利]一種便攜式熱塑材料耐熱性測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201210152413.2
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102661902A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 張建寰;張陳濤;周圓;林珊;施義茂
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N3/54
• 分類號: G01N3/54;G01N3/06
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠

1.一種便攜式熱塑材料耐熱性測量裝置，其特征在于，包括輸入輸出系統（1）、光電轉換系統（2）、遠心成像系統（3）、照明系統（4）、樣品夾持裝置（5）、嵌入式控制及處理系統（6）；

所述照明系統（4）位于遠心成像系統（3）的入射端與樣品夾持裝置（5）之間，用于將光線投射到待測樣品表面；

光電轉換系統（2）位于遠心成像系統（3）的出射端，用于采集圖像；

所述的嵌入式控制及處理系統（6）分別與輸入輸出系統（1）、光電轉換系統（2）、照明系統（4）相連。

2.根據權利要求1所述的便攜式熱塑材料耐熱性測量裝置，其特征在于，所述照明系統（4）為同軸光照明方式，出射光平行、照度均勻。

3.根據權利要求2所述的便攜式熱塑材料耐熱性測量裝置，其特征在于，嵌入式控制及處理系統（6）通過檢測光電轉換系統（2）中圖像傳感器表面的平均光照情況，進而調節照明系統（4）的亮度。

4.根據權利要求1所述的便攜式熱塑材料耐熱性測量裝置，其特征在于，所述遠心成像系統（3）為物像雙遠心成像系統。

5.根據權利要求1所述的便攜式熱塑材料耐熱性測量裝置，其特征在于，所述嵌入式控制及處理系統（6）采用ARM+DSP的雙核結構。

6.根據權利要求5所述的便攜式熱塑材料耐熱性測量裝置，其特征在于，所述嵌入式控制及處理系統（6）包括圖像采集模塊（10）、ARM中樞控制模塊（11）、DSP算法執行模塊（12）；

所述的圖像采集模塊（10）與ARM中樞控制模塊（11）雙向互連，并與DSP算法執行模塊（12）相連，光電轉換系統（2）與圖像采集模塊（10）相連；

所述的ARM中樞控制模塊（11）還分別與DSP算法執行模塊（12）、輸入輸出系統（1）雙向互連。

7.一種熱塑材料耐熱性測量方法，其特征在于，基于權利要求1至6中任一頂所述的便攜式熱塑材料耐熱性測量裝置，步驟如下：

1）對待測樣品進行球壓實驗，在待測樣品表面形成壓痕；

2）照明系統（4）在壓痕表面產生均勻光照，反射光進入遠心成像系統（3）；

3）嵌入式控制及處理系統（6）根據光電轉換系統（2）中圖像傳感器的光照情況，自動調節照明系統（4）的光照強度；

4）反射光從遠心成像系統（3）射出，并成像在光電轉換系統（2）的圖像傳感器上；

5）嵌入式控制及處理系統（6）采集壓痕圖像，并對壓痕圖像進行處理，計算出壓痕直徑，給出材料耐熱性的測量結果；

6）嵌入式控制及處理系統（6）將測量結果傳送至輸入輸出系統（1）。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，嵌入式控制及處理系統（6）包括圖像采集模塊（10）、ARM中樞控制模塊（11）、DSP算法執行模塊（12）；

步驟5）具體為：

5.1）圖像采集模塊（10）將采集所得的數字圖像送入DSP算法執行模塊（12）后，DSP算法執行模塊（12）對首先其進行降噪及增強處理；

5.2）再進行壓痕的模式識別，判斷壓痕形成過程中是否載荷偏壓、壓痕邊緣部分是否凸起還是光滑過渡，并且對載荷偏壓及邊緣凸起情況進行校正；

5.3）然后對球壓接觸面進行識別，區分出壓痕過渡區、真實壓痕區及無形變區域；

5.4）最后在識別出的真實壓痕區中提取壓痕邊緣，根據所得邊緣計算出壓痕直徑，并給出材料耐熱性的測量結果。