[發明專利]一種全自動壓痕測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202011270665.6
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112378797A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 李澤賢;印峰;陳洋卓;唐璇;劉嘉誠;盧佳佳
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G01N3/40
• 分類號: G01N3/40;G01N3/02;G06T5/30;G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/187
• 代理公司: 湖南天地人律師事務所 43221
• 代理人: 楊萍

本發明公開了一種全自動壓痕測量裝置及方法，所述裝置包括電動載物臺、圖像捕獲模塊和運算處理模塊；所述電動載物臺、圖像捕獲模塊均與運算處理模塊相連；所述電動載物臺，用于放置待測物體；所述圖像捕獲模塊，用于獲取放置在電動載物臺上待測物體的圖像，并將圖像傳送給運算處理模塊；所述運算處理模塊，用于處理來自圖像捕獲模塊獲取的圖像，控制電動載物臺水平移動以使待測物體表面處于圖像捕獲模塊的視場中，控制電動載物臺升降以使待測物體表面處于圖像捕獲模塊的合焦面上，并求解待測物體表面壓痕數據。本發明使用操作簡便，測量精度高。

技術領域

本發明涉及一種硬度壓痕測量裝置及方法，尤其涉及一種全自動壓痕測量裝置及方法。

背景技術

在布氏、維氏硬度試驗中，為了檢測被測材料的硬度，需要按照國標使用對應的壓頭，施加指定壓力在被測材料表面，而后通過測量壓痕的對角線長度，計算出被測材料的硬度。在大部分測量中，被測材料的表面壓痕對角線長度單位以微米計算。由人工通過顯微鏡調整刻度板以對齊壓痕邊緣的方法，較為復雜且難以消除測量誤差。同時在多次對同一硬度材料測量的過程中，往往容易產生因人工長度測量調整的偏差而導致獲得不同的硬度數值結果，導致較高的重復性誤差。為此，引入自動化設備進行壓痕圖像測量是一種極大提升測量精度、解放勞動力、降低重復性誤差的方法。

現有的自動化設備往往使用的壓痕測量方法為基于像素級別的圖像處理方式，這種方式對于大小僅數微米的壓痕來說誤差往往不能夠達到要求。同時，在使用自動化設備的攝像頭進行拍攝時，往往需要人工通過目鏡判斷當前是否合焦，并通過手動操作的方式調整載物臺的位置以實現壓痕處于攝像頭的合焦面上，這樣的方法繁瑣且效率低下。

因此，有必要設計一種使用更加方便，且擁有更高壓痕測量精度和效率的裝置及方法。

發明內容

本發明所解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種全自動壓痕測量裝置及方法，使用操作簡便，測量精度高。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一方面，本發明提供一種全自動壓痕測量裝置，包括電動載物臺、圖像捕獲模塊和運算處理模塊；電動載物臺、圖像捕獲模塊均與運算處理模塊相連；

所述電動載物臺，用于放置待測物體(待測材料)；

所述圖像捕獲模塊，用于獲取放置在電動載物臺上待測物體的圖像，并將圖像傳送給運算處理模塊；

所述運算處理模塊，用于處理來自圖像捕獲模塊獲取的圖像，控制電動載物臺水平移動以使待測物體表面處于圖像捕獲模塊(攝像頭)的視場中，控制電動載物臺升降以使待測物體表面處于圖像捕獲模塊(攝像頭)的合焦面上，并求解待測物體表面壓痕數據，進而可以解算出材料硬度。

進一步地，所述全自動壓痕測量裝置還包括反饋顯示系統，運算處理模塊將可視化數據通過反饋顯示系統中的液晶顯示屏顯示供使用者查看，同時使用者可通過反饋顯示系統的觸摸輸出進行控制。

進一步地，所述全自動壓痕測量裝置還包括通訊模塊；所述運算處理模塊通過通訊模塊可與外界進行有線或無線連接，使用者可根據自身需要進行遠程操控與監視。

進一步地，所述全自動壓痕測量裝置中，圖像捕獲模塊包括攝像頭和光學放大鏡片模組；其中攝像頭通過光學放大鏡片模組的光路獲取放置在電動載物臺上待測物體的圖像，并將圖像傳送給運算處理模塊。