[發明專利]適用于便攜式壓入儀的參比針式壓入深度測量裝置

有效

• 申請號: 202011312905.4
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112414833B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 彭光健;陳建鋒;徐風雷;張泰華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/42
• 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

一種適用于便攜式壓入儀的參比針式壓入深度測量裝置，包括載荷傳感器、連接塊、第一壓線套件、第二壓線套件、壓桿、壓頭夾具、壓頭、防松螺母、參比針導桿、參比針、精密導軌組件、上限位塊、下限位塊、鎖緊螺栓、光柵尺、讀數頭、讀數頭夾具和預緊彈簧調節模塊；預緊彈簧調節模塊包括預緊彈簧、固定板、調節螺釘以及鎖緊螺母，固定板安裝在連接塊上，中間開有通孔用于使參比針頭通過，通孔兩側開有螺紋孔，與調節螺釘進行配合；預緊彈簧上端與導桿連接塊配合，下端與調節螺釘配合，通過旋轉螺釘調節預緊彈簧的張緊程度。本發明測試穩定性好、分辨率高、結構緊湊。實現對壓入深度的準確測量。

技術領域

本發明屬于位移測量領域，具體涉及一種適用于便攜式壓入儀的參比針式壓入深度測量裝置。

背景技術

儀器化壓入技術是在傳統布氏硬度和維氏硬度試驗的基礎上發展起來的一種重要的微/納米力學實驗技術，主要用于測定材料的硬度和力學參數。該技術主要包括載荷位移參量測量和力學性能方法分析兩部分。其中，測量部分主要是對壓入試驗過程中的壓入載荷與壓入深度進行準確記錄，分析方法用于識別被測材料的力學屬性。

儀器化壓入儀是儀器化壓入技術系統化、集成化和商業化的產物。該類儀器通過實時采集、顯示和處理測試過程中的壓入載荷和壓入深度數據，計算出被測材料的相關力學參數。壓入深度的定義為壓頭垂直壓入被測材料表面的位移。壓入載荷定義為壓頭作用于被測材料的載荷。壓入載荷和深度測量的數據的準確性，直接關系到最終測定的力學參量的準確性。因此，準確測量壓入載荷與壓入深度是使用壓入法識別被測材料力學性能的基礎，也是儀器化壓入儀的核心技術要求。而準確測量壓入深度則是儀器化壓入儀的技術難點。

發明內容

為了克服現有壓入深度測量方式的不足，本發明提供一種測試穩定性好、分辨率高、結構緊湊的參比針式壓入深度測量裝置。本發明通過集成高分辨率的光柵尺位移傳感器以及單自由度的參比針，實現對壓入深度的準確測量。本發明測試行程大、測量精度高，對便攜式壓入設備測量壓入深度領域具有極大的應用價值。

本發明所采用的技術方案是：

一種適用于便攜式壓入儀的參比針式深度測量裝置，所述裝置包括載荷傳感器、連接塊、第一壓線套件、第二壓線套件、壓桿、壓頭夾具、壓頭、防松螺母、參比針導桿、參比針、精密導軌組件、上限位塊、下限位塊、鎖緊螺栓、光柵尺、讀數頭、讀數頭夾具和預緊彈簧調節模塊；

所述連接塊為壓頭組件的載體，連接塊左側安裝壓桿，連接塊右側安裝精密導軌組件以及光柵尺位移傳感器，連接塊上端通過壓桿的軸肩定位，連接塊下端通過防松螺母定位并鎖緊；所述壓桿上端與載荷傳感器連接，壓桿下端通過所述壓頭夾具與壓頭連接，用于傳遞輸出載荷；所述第一壓線套件和第二壓線套件安裝在連接塊上，用于壓緊載荷傳感器的線纜和光柵尺讀數頭的線纜；所述精密導軌組件包括導軌、滑塊和導桿連接塊，所述導軌固定在連接塊上，所述滑塊與導軌配合用于搭載導桿連接塊，所述導桿連接塊安裝在滑塊上，用于安裝參比針導桿和光柵尺，并在預緊彈簧的拉力下與下限位塊貼合；所述參比針導桿上端與所述導桿連接塊固定，參比針導桿下端與所述參比針連接；所述讀數頭夾具安裝在連接塊上，所述光柵尺讀數頭固定在夾具上；

所述預緊彈簧調節模塊包括預緊彈簧、固定板、調節螺釘以及鎖緊螺母，所述固定板安裝在連接塊上，中間開有通孔用于使參比針頭通過，通孔兩側開有螺紋孔，與調節螺釘進行配合；所述預緊彈簧上端與導桿連接塊配合，下端與調節螺釘配合，通過旋轉螺釘調節預緊彈簧的張緊程度。

進一步，所述連接塊的左側開設有通孔，用于安裝壓桿；連接塊右側開設L型凹槽，用于安裝精密導軌組件以及光柵尺位移傳感器。

所述壓桿上端與載荷傳感器通過螺紋連接。

所述第一壓線套件和第二壓線套件通過螺栓安裝在連接塊上。

所述精密導軌組件中，所述導軌通過六角螺栓固定在連接塊上。