[發明專利]基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器及方法

有效

• 申請號: 201811131502.2
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109470698B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 賈云海;袁良經;陳吉文;楊春;于雷;張翹楚
• 申請（專利權）人: 鋼研納克檢測技術股份有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 11248 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李彬;張小娟

1.一種基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器，其特征在于：該分析儀器包括顯微照相矩陣系統(1)、高精密三維數控工作臺(2)、計算工作群以及控制和數據處理系統；待測樣品(10)為大尺寸金屬構件，其中：

該高精密三維數控工作臺(2)包括在水平X軸和Y軸方向精密移動用于固定待測樣品(10)的水平樣品臺(8)和垂直于X軸Y軸平面的Z軸(9)；

所述顯微照相矩陣系統(1)能夠上下移動地固定在高精密三維數控工作臺(2)的Z軸(9)上，位于水平樣品臺(8)上的待測樣品(10)的上方；顯微照相矩陣系統(1)包括多個陣列布置的顯微照相單元；

每個顯微照相單元均包括上下依次布置的顯微相機(6)和大視場顯微鏡(7)；

所述計算工作群包括一臺服務器(3)、網絡交換器(4)和多臺工作站(5)；所述服務器(3)與高精密三維數控工作臺(2)連接，服務器(3)通過網絡交換器(4)分別與多臺工作站(5)連接，每臺工作站(5)均與顯微照相矩陣系統(1)中的多個顯微照相單元連接；

計算工作群通過控制和數據處理系統控制高精密三維數控工作臺(2)的工作，逐步移動待測樣品(10)的位置，使得顯微照相矩陣系統(1)遍歷所有待測樣品(10)的待測表面，并由工作站(5)完成所對應的顯微照相單元采集圖像的拼接，再由服務器(3)將各工作站(5)的拼接圖像拼接成一張完整的待測樣品(10)的金相圖像，實現對待測樣品(10)的全尺度顯微照相，進行夾雜物搜索、面積計算、定位、形貌分級放大以及統計分布分析；

該分析儀器對樣品的分析尺度為從毫米級至米級；

所述分析儀器能夠對1000mm×500mm的大尺度金屬構件進行夾雜物快速分析，分析時間小于1小時；

所述分析儀器的夾雜物識別精度為1微米。

2.根據權利要求1所述的基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器，其特征在于：顯微照相矩陣系統(1)遍歷待測樣品(10)的待測表面的過程中，顯微照相矩陣系統(1)中的各顯微照相單元所拍攝的待測樣品(10)的待測表面的圖像不重疊。

3.根據權利要求1所述的基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器，其特征在于：待測樣品(10)固定在水平樣品臺(8)上，且待測樣品(10)的待測表面平行于水平面。

4.根據權利要求1所述的基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器，其特征在于：所述顯微照相矩陣系統(1)通過矩陣固定架能夠上下移動地固接在高精密三維數控工作臺(2)的Z軸(9)上，其中：每個顯微照相單元的系統光軸垂直于待測樣品(10)的待測表面。

5.根據權利要求1所述的基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器，其特征在于：所述高精密三維數控工作臺(2)的位移精度為微米級。

6.根據權利要求1所述的基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器，其特征在于：顯微照相單元的數量依據待測樣品(10)的大小設定；工作站(5)的數量依據顯微照相單元的數量設定。

7.根據權利要求1所述的基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器，其特征在于：所述計算工作群采用圖形處理器GPU。

8.根據權利要求1所述的基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器，其特征在于：所述顯微相機(6)采用CMOS傳感器C接口CMOS相機，具備同軸照明光源。

9.根據權利要求1所述的基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器，其特征在于：1臺工作站(5)與8個顯微照相單元連接；48個所述顯微照相單元陣列為12×4矩陣。

10.根據權利要求1所述的基于顯微照相矩陣的跨尺度夾雜物快速分析儀器，其特征在于：所述分析儀器能夠檢測的待測樣品(10)的最大可分析尺寸長×寬為1000mm×500mm，最小可分析尺寸長×寬為2mm×2mm。