一种裂纹长度测量仪的制作方法

本实用新型涉及一种测量仪器，具体地说是一种裂纹长度测量仪。

背景技术：

金属疲劳裂纹扩展试验是一种通过实时测量试件在设定交变载荷作用下所产生疲劳裂纹的长度来研究金属材料疲劳断裂特性的一种测试方式，目前主要的疲劳裂纹扩展试验形式是带有预制裂纹的紧凑拉伸试验和中心裂纹拉伸试验，在这种情况下，在设定交变载荷作用下疲劳裂纹基本沿着预制裂纹的方向直线延伸。

疲劳裂纹的产生和扩展是一个复杂而缓慢的非线性演化过程，传统的显微镜法检测往往全部由人工来完成或大部分环节需要人工参与，不仅工作效率低，而且易受到检测人员主观因素的影响，不能保证裂纹检测的效率与精度，已经不能满足试验的要求。

目前用于测量表面裂纹长度的方法有超声、磁粉、涡流、渗透和声发射等方法。超声法迅速、方便，计算简单，抗干扰能力强；但需要耦合涡流传感器，被检表面必须光滑，对裂纹的判定依赖于人员的经验，一般只用于检查几何形状较简单的工件。磁粉法使用简单、设备轻便、灵敏度高,但仅限于铁磁材料,检测速度低，检测后还必须作退磁处理。渗透法对所有材料都适用，设备简便，结果易解释；但探伤前后必须清洁工件，其探伤液有较大气味，常有一定毒性。声发射技术可以实时连续检测，不受材料、形状及环境的限制；但检测仪器非常灵敏，常因周围噪声干扰使其应用受到限制，一般用于低频疲劳试验。涡流法经济、简便，可自动化检测，在潮湿等恶劣环境下也能进行，所以本实用新型采用涡流法。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，克服传统人工测量的缺陷，提供一种检测效率高、准确度高的裂纹长度自动测量仪器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种裂纹长度测量仪，包括L型的支座，支座的底部上设置有用于放置试件的台座，支座侧壁内部打孔安装步进电机，并设有端盖；步进电机通过联轴器与丝杠连接，丝杠另一端通过支板与支座底部相连；丝杠上安装有螺母，螺母下端粘接有用于检测试件上裂纹的涡流传感器，螺母两端通过焊接的滑套与两个横梁配合，横梁作为导轨；横梁两端分别与支座和支板连接。

所述的支座底部下端设置有四个底座支撑。

所述的支座侧壁一端设有用于安装控制器的控制室小门，另一端安装用于显示测量读数的显示屏；控制器控制连接进电机和涡流传感器，显示屏与控制器连接。

所述的涡流传感器包括一个激励线圈和一个检测线圈；所述的激励线圈缠绕在U形磁芯上，检测线圈缠绕在条形磁芯上；两线圈正交布置，检测线圈靠近U形磁芯的开口中点处。

测试时，试件放在台座上，并靠近步进电机放置；试件的裂纹方向与丝杠轴向一致。

所述的支座侧壁向内凹设有槽，槽设置在步进电机下方。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型提出的一种自动测量裂纹长度装置，通过设置步进电机驱动螺母，进而带动涡流传感器工作，采用涡流法进行裂纹检测，能够在非接触条件下实时动态地测量加载中的试件裂纹长度，安装和调节省时，测量精度高，操作过程简单，可以实现实验正常开始后中途不需要人员进行其它操作之便利，测量结果可靠。

附图说明

图1为仪器正面示意图；

图2为仪器背面示意图；

图3为仪器俯视图；

图4为涡流传感器结构示意图；

图5为试件示意图；

其中，1-支座；2-显示屏；3-步进电动机；4-丝杠；5-螺母；6-涡流传感器；7-支板；8-台座；9-横梁；10-控制室小门；11-底座支撑；12-试样；13-加载孔；6-1、激励；6-2、激励线圈；6-3、U型磁芯；6-4、检测线圈；6-5、条形磁芯。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

如图1、图2、图3所示，本实用新型测量仪，包括：L型支座1，支座1后端设有控制室小门10，便于安装控制器，也方便检修；支座1前端安装显示屏2，支座1内部打孔安装步进电机3，并设有端盖；步进电机3通过联轴器与丝杠4连接，丝杠4另一端通过支板7与支座1相连；丝杠4上安装有螺母5，螺母下端粘接着涡流传感器6，螺母5通过焊接的滑套与两个横梁9配合，作为导轨；横梁9两端分别为支座和支板；台座8焊接在支座上，用于放置试件；支座底部有四个底座支撑11。

如图3所示，涡流传感器6是由一个激励线圈6-2和一个检测线圈6-4组成的(见图4)。激励线圈6-2缠绕在U形磁芯6-3上，检测线圈6-4缠绕在条形磁芯6-5上。涡流传感器6中，两线圈正交，检测线圈6-4靠近U形磁芯6-3的开口中点处，在激励线圈6-2上通以一定频率的正弦波，当涡流传感器沿着试件表面移动时，试件表面在交变磁场作用下会产生一定分布和大小的涡流；当有裂纹时，涡流分布和大小会发生相应的改变，检测线圈6-4感应涡流反磁场的变化，从而判断裂纹的开始和结束。

由此涡流传感器组成的控制系统可以实现如下功能：

1.自动判断裂缝的开始和结束；

2.自动计算裂纹的长度；

3.在显示屏上显示裂纹长度。

同时，自动测量裂纹长度的方法，其特征在于步骤如下：

1.先将试件(见图5)放在台座上，预制裂纹与台座上的线水平，并靠近电机放置；

2.打开电源开关，电动机转动带动涡流传感器6向前移动，检测到预制裂纹的末端停止移动，即调零操作；

3.对试件12进行加载，裂纹成型后，按动开关，电动机3再次转动带动涡流传感器6向前移动，直到检测到裂纹末端停止。

4.丝杠4上螺母5前进的距离将对应步进电机转过的角度，这个距离在显示屏2上显示，因此步进电机3一个脉冲转动的角度将决定仪器的精度。

5.继续对试件12进行加载，重复第四步和第五步，直到测量结束。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，并非仅限于本实用新型的实施范围，凡依本实用新型专利范围的内容所做的等效变化和修饰，都应为本实用新型的技术范畴。