专利名称：一种涂层压入仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种涂层压入仪，它属于仪器仪表领域。
目前一般压入法测量涂层试样的结合强度都采用硬度计，但硬度计不具备连续加载、卸载功能，不配置控制装置、声发射装置、载荷和压入深度(位移)测量及记录显示装置，因此难以确定涂层开裂、剥落以及开裂、剥落所对应的载荷，并且不能得到连续的载荷和压入深度(位移)的关系曲线，例如，要测得载荷和压入深度(或涂层开裂的裂纹长度)的关系曲线，需要用载荷固定的一台或多台不同的硬度计进行多点测试。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，旨在给出一种新型的涂层压入仪，具有连续加载、卸载功能和配置专用的控制装置、声发射装置和载荷、压入深度(位移)测量及记录装置，用于解决较大载荷范围内连续加载、卸载过程中被测试样的变形、开裂和涂层剥落的动态监测及载荷和压入深度的关系曲线测定的问题。
本实用新型的目的可通过如下措施来达到。它的工作原理类似于硬度计，包括由配制法码的杠杆、中间主轴和压头主轴等部件组成的加载、卸载机构，载物台和带有光学显微镜的转动盘等部件。其特征在于加载、卸载机构中的杠杆水平下方通过连接装置与垂直的顶杆顶端相接，顶杆的下端通过连接装置与固定在机架上的螺旋副中的螺杆相接，螺旋副中的直齿轮与位于机架下的减速器的输出端所配直齿轮相配，减速器通过联轴器与位于底座上的直流电机相联，用于实现连续加载与卸载；所述的压头主轴上联接有感应钢片，转动盘上联接有位移传感器；载物台与升降平台之间装有载荷传感器；载物台上的被测试样上装有与声发射装置相接的声发射探头，以上所述的直流电机、位移传感器、载荷传感器、声发射装置分别通过总线与控制装置相接，控制装置的输出端可与X/Y记录仪相接，也可通过A/D转换与计算机相接。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到即如前所述的连接装置可为托盘，也可为铰链装置。
附图的图面说明如下
图1是涂层压入仪的示意图图2是涂层压入仪的原理图框图图3是控制装置的原理图框图图中，1为法码，2为杠杆，3为中间主轴，4为压头主轴，5为载物台，6为光学显微镜，7为转动盘，8为连接装置，9为顶杆，10为机架，11为螺杆，12为直齿轮，13为减速器，14为减速器输出端直齿轮，15为底座，16为直流电机，17为感应钢片，18为位移传感器，19为升降平台，20为载荷传感器，21为被测试样，22为声发射装置，23为声发射探头，24、25、26、27分别为连接总线，28为控制装置。
图2中，29为X/Y记录仪，30为A/D转换，31为计算机，32为连续加载卸载单元，33为打印，34为绘图仪。
图3中，35为位移前置放大，36为位移主放大，37为位移数显，38为位移输出，39为载荷前置放大，40为载荷主放大，41为载荷数显，42为载荷输出，43为载荷设置，44为电机控制，45为电机电源，46为门槛设置，47为信号处理，48为声发射输出。
图1为本实用新型最佳实施方案该压入仪在压入测试过程中，将试样21放置在载物台5上，声发射探头23通过黄油藕合放置在试样上，调整升降平台19的位置，使试样与压头主轴4下端的压头接触，位移传感器18示值复零，载荷传感器20示值也复零位，然后开始加载，载荷从零连续变化到一定的载荷，压入深度(位移)也相应从零连续变化到一定值，分别用载荷和位移传感器测量载荷大小和压入深度，通过控制装置28显示和X/Y记录仪29或计算机31记录。
在压入测试过程中，随着所加载荷的增加，被测试样变形、开裂和涂层剥落，通过声发射探头23和声发射装置22对被测试样变形、开裂和涂层剥落情况进行动态监测并确定对应的载荷，通过X/Y记录仪或计算机记录对应的声发射信号，另外当声发射信号强度达到设置值后，通过控制装置监控加载或卸载过程。
本实用新型的连续加载、卸载是按如下方式实现的，直流电机16的旋转运动，通过减速器13及其输出端配置的直齿轮14传递给螺旋副中的直齿轮12，通过螺旋副将旋转运动变为螺杆11和顶杆9的上下往复运动，通过杠杆2将顶杆上下运动实现连续的加载、卸载和保持载荷，通过控制装置28调节直流电机正转、反转、不转和转动速度，实现加载、卸载、保持载荷以及加载卸载速度调节。
本实用新的控制装置是专门设计的，它的原理框图如图3所示，其中位移转感器与控制装置中的位移前置放大35相接，位移前置放大与位移主放大36相接，位移主放大与位移数显37和位移输出38相接，载荷传感器与控制装置中的载荷前置放大39相接，载荷前置放大与载荷主放大40相接，载荷主放大与载荷数显41、载荷输出42和载荷设置43相接；载荷设置与电机控制44相接，电机控制与电机电源45相接，电机电源与直流电机相接。直流电机通过电机控制使本实用新型实现连续加载、卸载和保持载荷；声发射装置与控制装置中的门槛设置46相接，门槛设置与电机控制相接，同时还与信号处理47相接，信号处理与声发射输出48相接，并记录声发射信号。
本实用新型主要用于涂层与基体结合强度的压入法测试，还可用于涂层和整体材料的硬度，弹性模量，蠕变，应变硬化率等性能的压入法测试，可望在理化检验、涂层生产和科研等部门获得广泛应用。
权利要求1.一种涂层压入仪，它类似于硬度计，包括由配置法码(1)的杠杆(2)、中间主轴(3)和压头主轴(4)等部件组成的加载、卸载机构，载物台(5)和带有光学显微镜(6)的转动盘(7)等部件，其特征在于所述的加载、卸载机构中的杠杆水平下方通过连接装置(8)与垂直的顶杆(9)顶端相接，顶杆的下端通过连接装置与固定在机架(10)上的螺旋副中的螺杆(11)相接，螺旋副中的直齿轮(12)与位于机架下的减速器(13)的输出端所配置的直齿轮(14)相配，减速器通过联轴器与位于底座(15)上的直流电机(16)相接，用于连续加载与卸载；所述的压头主轴上联接有感应钢片(17)，转动盘上联接有位移传感器(18)；所述的载物台与升降平台(19)之间装有载荷传感器(20)；载物台上的被测试样(21)上装有与声发射装置(22)相接的声发射探头(23)；所述的直流电机(16)、位移传感器(18)、载荷传感器(20)、声发射装置(22)分别通过总线(24、25、26、27)与控制装置(28)相接，控制装置的输出端可与X/Y记录仪(29)相接，也可通过A/D转换(30)与计算机(31)相接。
2.按照权利要求1所述的涂层压入仪，其特征在于所述的连接装置可为托盘，也可为铰链装置。
专利摘要一种涂层压入仪，它类似于硬度计，在杠杆水平下方加有顶杆，顶杆通过螺旋副等在电动机带动的减速器作用下做连续加载、卸载运动。本实用新型在转动盘上装有位移传感器，载物台与升降台之间装有载荷传感器，被测试样上装有声发射探头，它们在控制装置控制下，通过X/Y记录仪等记录载荷、压入深度(位移)和声发射信号。本压入仪主要用于涂层与基体结合强度压入法测量。
文档编号G01N3/40GK2223491SQ9424381
公开日1996年3月27日 申请日期1994年10月22日 优先权日1994年10月22日
发明者易茂中, 胡奈赛, 何家文 申请人:西安交通大学