专利名称：一种动态加载条件下表面观测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种观测机械疲劳试验中试样表面的装置，具体为一种能够在疲劳试验过程中对试样的疲劳裂纹进行实时多角度动态观察、测量、拍照，并可同时进行图像处理、分析微观结构的装置。
背景技术：
目前在各种实验机构所做的材料疲劳试验中，试验过程的观测技术还局限在以肉眼、经验或低倍显微镜从一个角度观测。并且，大部分的检测工作都是在试验结束后进行的。例如观察试样的断口，裂纹形状，计算裂纹扩展速度，分析试样的微观结构。并且，一些试验过程中、出现不可预见的现象也很难观测得到，更不用说记录下来。这对于检测材料的性能指标的要求越来越高、越来越精的今天，此种测量方式显然落后，已经远达不到相应的试验标准。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种动态加载条件下表面观测装置，在试样疲劳试验过程中，通过此设备实时的多方位、多角度的观测裂纹进展情况。测量裂纹的扩展速度，裂纹长度及试样的微观结构，并且可以拍摄整个试验过程，记录试验现象，采集试验数据，并把数据信号传给计算机，进行微观结构分析及数据处理。
本实用新型的技术方案是一种动态加载条件下表面观测装置，包括X轴支架、Y轴支架、Z轴支架、X轴螺杆、Y轴螺杆、Z轴螺杆、平台，平台水平安装于Z轴支架的Z轴螺杆上，通过转动Z轴螺杆驱动平台在Z轴方向升降；Z轴支架安装于Y轴支架的Y轴螺杆上，通过转动Y轴螺杆驱动Z轴支架在Y轴方向水平移动；Y轴支架安装于X轴支架的X轴螺杆上，通过转动X轴螺杆驱动Y轴支架在X轴方向水平移动。
所述平台上放置光学放大系统，摄像系统安装于光学放大系统的目镜端，并且通过数据线与计算机相连，采集的图像经过摄像系统的转换成为数据信号，传输到计算机上，并进行数据处理。
所述光学放大系统采用显微镜，其放大倍数35-3500倍。
所述摄像系统采用CCD摄像头。
本实用新型的有益效果是1、本实用新型具有可手动或电动的三维移动平台，其上放置光学放大系统(35-3500倍)，光学放大系统上装有高速CCD摄像系统，高速摄像系统通过数据线与计算机相连，构成本实用新型的整个装置。光学放大系统通过三维的移动平台可以对试样进行多角度的观察，其采集的图像经过摄像系统的转换，成为数据信号，传输到计算机上，在计算机上通过相应的软件系统进行观察裂纹进展情况，裂纹扩展速度、裂纹长度及试样的微观结构，并进行数据处理。
2、本实用新型提高了试验精度，有利于新的试验现象的发现，缩短试验时间。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型数据处理框图。
图中，1、X轴支架；2、Y轴支架；3、Z轴支架；4、X轴螺杆；5、Y轴螺杆；6、Z轴螺杆；7、平台。
具体实施方式
如图1-2所示，本实用新型动态加载条件下表面观测装置包括X轴支架1、Y轴支架2、Z轴支架3、X轴螺杆4、Y轴螺杆5、Z轴螺杆6、平台7等。平台7水平安装于Z轴支架3的Z轴螺杆6上，通过转动Z轴螺杆6实现平台7在Z轴方向升降；Z轴支架3安装于Y轴支架2的Y轴螺杆5上，通过转动Y轴螺杆5实现Z轴支架3在Y轴方向水平移动；Y轴支架2安装于X轴支架1的X轴螺杆4上，通过转动X轴螺杆4实现Y轴支架2在X轴方向水平移动。X轴螺杆4、Y轴螺杆5、Z轴螺杆6可以采用手动控制移动，也可以采用常规的电动控制方式。
当试样夹在试验机准备开始试验时，开启电源、打开计算机，进行图像及数据处理状态。试验开始，移动三维移动平台7，调整显微镜，使物镜对准所需要观察的试验中试样表面的任一处(此调节可通过观察计算机界面图像来完成)，进行观察、检测及处理等。平台7上放置光学放大系统(如显微镜等，放大倍数35-3500倍)，摄像系统(如CCD摄像头等)安装于长焦距显微镜的目镜端，并且通过数据线与计算机相连，采集的图像经过摄像系统的转换成为数据信号，传输到计算机上，在计算机上观察裂纹进展情况，裂纹扩展速度、裂纹长度及试样的微观结构，并进行数据处理(图2)。
权利要求1.一种动态加载条件下表面观测装置，其特征在于包括X轴支架(1)、Y轴支架(2)、Z轴支架(3)、X轴螺杆(4)、Y轴螺杆(5)、Z轴螺杆(6)、平台(7)，平台(7)水平安装于Z轴支架(3)的Z轴螺杆(6)上，通过转动Z轴螺杆(6)驱动平台(7)在Z轴方向升降；Z轴支架(3)安装于Y轴支架(2)的Y轴螺杆(5)上，通过转动Y轴螺杆(5)驱动Z轴支架(3)在Y轴方向水平移动；Y轴支架(2)安装于X轴支架(1)的X轴螺杆(4)上，通过转动X轴螺杆(4)驱动Y轴支架(2)在X轴方向水平移动。
2.按照权利要求1所述的动态加载条件下表面观测装置，其特征在于平台(7)上放置光学放大系统，摄像系统安装于光学放大系统的目镜端，并且通过数据线与计算机相连，采集的图像经过摄像系统的转换成为数据信号，传输到计算机上，并进行数据处理。
3.按照权利要求2所述的动态加载条件下表面观测装置，其特征在于光学放大系统采用显微镜，其放大倍数35-3500倍。
4.按照权利要求2所述的动态加载条件下表面观测装置，其特征在于摄像系统采用CCD摄像头。
专利摘要本实用新型涉及一种观测机械疲劳试验中试样表面的装置，具体为能够在疲劳试验过程中对试样的疲劳裂纹进行实时多角度动态观察、测量、拍照，并可同时进行图像处理、分析微观结构的装置。包括X轴支架、Y轴支架、Z轴支架、X轴螺杆、Y轴螺杆、Z轴螺杆、平台，平台水平安装于Z轴支架的Z轴螺杆上，Z轴支架安装于Y轴支架的Y轴螺杆上，Y轴支架安装于X轴支架的X轴螺杆上。本实用新型放在可手动或电动的三维移动平台上的光学放大系统上装有高速CCD摄像系统，高速摄像系统通过数据线与计算机相连，构成本实用新型的整个装置。光学放大系统通过三维的移动平台可以对试样进行多角度观察，提高了试验精度，有利于新试验现象的发现，缩短试验时间。
文档编号G01N3/40GK2856995SQ200520094280
公开日2007年1月10日 申请日期2005年12月9日 优先权日2005年12月9日
发明者温井龙, 姚戈, 谭军, 谢天生, 王中光 申请人:中国科学院金属研究所