[實用新型]一種具備3D觀測功能的顯微壓縮測試系統

有效

• 申請號: 201720329942.3
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN206618635U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 彭光健;謝孝盼;孫義恒;蔣偉峰;馬毅;張泰華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/08
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 王利強,李百玲

技術領域

本實用新型涉及一種用于測定微顆粒、微膠囊和微柱等試樣的力學性能參數的顯微壓縮測試系統，尤其是涉及一種具備3D觀測功能的顯微壓縮測試系統。

背景技術

微顆粒、微膠囊和微柱等試樣因尺寸微小，其力學性能測試需滿足如下兩個方面：(1)高分辨的加載驅動和數據測量。由于試樣尺寸微小(通常為10⁰～10²μm)，測試過程中所施加的載荷和產生的變形量微小，施加載荷的驅動部件和測量載荷和位移的傳感器都必須具有高分辨能力，才能保證測量數據準確。(2)試樣變形情況和失效形貌的觀測。由于試樣尺寸微小，僅用肉眼或者普通相機，難以直接觀察和準確測量試樣在壓縮過程中的變形情況和失效形貌，需要借助3D顯微觀測系統實時觀測和記錄微小試樣的變形情況，尤其是全方位多角度的觀察和測量，才能及時確定試樣的失效載荷和失效形貌。現有的顯微壓縮測試系統，例如安捷倫T150 UTM納米力學測試系統，能夠實現高分辨的載荷-位移數據測量，但不具備3D顯微觀測功能，從而無法確定試樣在測試過程中的3D變形情況和失效形貌。

發明內容

為了克服現有顯微測試壓縮裝置不能實時觀測缺陷，本實用新型提出一種具備3D觀測功能的顯微壓縮測試系統，能夠在微顆粒、微膠囊和微柱等微小試樣的壓縮測試過程中，得到精確的載荷-位移數據，并實時觀測和記錄試樣在相應時刻的3D變形情況。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種具備3D觀測功能的顯微壓縮測試系統，包括放置在光學平臺上的試驗臺、安裝在試驗臺上的操作臺，通過試驗臺上的懸臂支架固定的壓縮試驗組件、顯微觀測系統、控制器和用于顯示微小試樣形態的顯示裝置；

所述壓縮試驗組件包括用于載荷驅動和位移測量的音圈致動器、壓頭和用于承載微小試樣的透明載物臺，所述音圈致動器位于操作臺的上方并安裝在懸臂支架上，所述壓頭安裝在音圈致動器的輸出軸端，所述操作臺上開設有通孔，所述通孔與壓頭同軸設置，所述透明載物臺位于操作臺的通孔上并與通孔同軸設置；

所述顯微觀測系統包括用于觀測微小試樣底部的變形和破損情況的底部顯微觀測組件、用于觀測微小試樣在水平后部變形和破損情況的后置顯微觀測組件和用于觀測微小試樣在水平側向的變形和破損情況的側向顯微觀測組件，所述底部顯微觀測組件位于所述操作臺的下方并安裝在試驗臺上且與操作臺上的通孔正對，所述后置顯微觀測組件位于微小試樣的后方并安裝操作臺上，所述側向顯微觀測組件位于微小試樣的水平側向的一側并安裝在操作臺上；

所述控制器與所述音圈致動器連接，所述底部顯微觀測組件、后置顯微觀測組件和側向顯微觀測組件分別與所述顯示裝置連接，所述顯示裝置與所述控制器連接。

進一步，所述底部顯微觀測組件、后置顯微觀測組件和側向顯微觀測組件均為基于CCD芯片的工業相機。

再進一步，所述音圈致動器的內部設有用于測量位移的高精度的光柵尺位移傳感器。

更進一步，所述控制器和顯示裝置均安裝在操作臺上。

本實用新型的有益效果主要表現在：利用高分辨力的音圈致動器施加的載荷激勵和測量位移，通過高精度和高分辨的顯微觀測系統對微小試樣壓縮測試變形情況和失效形貌進行實時觀察和測量，實現對微小試樣力學性能和失效機理的精準研究。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是圖1的主視圖。

圖3是圖1的右視圖。

圖4是圖1的局部放大圖。

圖5是圖4的主視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。

參照圖1～圖5，一種具備3D觀測功能的顯微壓縮測試系統，包括放置在光學平臺上的試驗臺7、安裝在試驗臺7上的操作臺6，通過試驗臺7上的懸臂支架1固定的壓縮試驗組件、顯微觀測系統、控制器4和用于顯示微小試樣12形態的顯示裝置10；

所述壓縮試驗組件包括用于載荷驅動和位移測量的音圈致動器2、壓頭11和用于承載微小試樣的透明載物臺9，所述音圈致動器2位于操作臺6的上方并安裝在懸臂支架1上，所述壓頭11安裝在音圈致動器2的輸出軸端，所述操作臺6上開設有通孔13，所述通孔13與壓頭11同軸設置，所述透明載物臺9位于操作臺6的通孔上并與通孔13同軸設置；