专利名称：压痕自动测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及残余应力的测量技术，具体地说是一种用于冲击压痕法测残余应力的压痕自动测量装置。
背景技术：
目前测量残余应力的方法主要有3种全释放法、X射线法、盲孔法。可分为两类，其中X射线法属于物性法范畴，是利用材料在应力作用下物性(晶格常数)发生变化的原理测定残余应力，这类方法的优点是在测定过程中不损坏被测工件，属无损残余应力检测；缺点是对材料特性和样品的表面状态依赖性很大，因而在实际检测中较难把握，精度也难以保证，因而在焊接结构使用现场使用较少(X射线设备的便携性不够，对焊接结构测量误差偏大)。全释放法和盲孔法属于应力释放法范畴，全释放法是一种破坏性的方法，靠应力的全部释放获得很高的测量精度；盲孔法是利用钻一小盲孔使构件中的残余应力释放，由于采用应变片作为测量敏感元件，因此具有较高的测量精度，且设备也便于携带，但却在一定程度上损伤被测件。压痕法测残余应力是一种全新的应力测量技术，它的测量原理是利用附加应力场与原始应力场叠加后的输出应变的变化规律测残余应力。冲击压痕法测量残余应力装置有以下几个部分构成应变片、应变仪、压痕制造装置、压痕自动测量装置以及底座等组成，但是要正确进行测量，冲击压痕测量装置是该测量方法中的关键之一。现有技术中，压痕测量靠通用的光学读数显微镜完成，由人工操作，工作强度大，压痕测量结果受人为因素影响大，从而导致残余应力的测量精度不过关。
发明内容
本实用新型提供一种测量质量精、结构简单、操作方便的压痕自动测量装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是主要由调节装置、上下套筒、照明装置、顶盖、摄像装置组成，其中并联的一组发光二极管安装在一护套里构成的照明装置通过紧固盖与下套筒螺纹连接，下套筒内置摄像装置，位于发光二极管后方，在下套筒一端轴向设有导向凹槽，通过定向销安装在上套筒内侧，与其定向滑动连接，一顶盖与上套筒螺纹安装在一起，所述调节装置穿过顶盖中间的孔、安装在上套筒中的空腔里，并与下套筒螺纹连接；所述调节装置由调节螺杆、调节帽、弹簧组成，调节螺杆为管状结构，内置来自摄像装置的导线护杆，其一端外壁与调节帽通过紧固螺栓安装在一起，另一端穿过顶盖中间的孔安装在上套筒中的空腔里，并与下套筒螺纹连接，所述调节螺杆中部设有凸起定位环，所述弹簧安装在顶盖与定位环之间的调节螺杆上；所述摄像装置由镜头、支撑体、图像传感器及导线护杆组成，其中所述支撑体一端与镜头螺纹连接，另一端安装有图像传感器，来自图像传感器的视频信号线、电源线及发光二极管的电源线经与支撑体接触连接的导线护杆至计算机接口及电源。
本实用新型具有如下优点与现有技术中采用光学读数显微镜人工读数相比，本实用新型能减轻工作强度、提高整个系统测量精度，其误差小于0.01mm，易于现场操作，满足使用要求。另外，它体积小、操作简单、测量过程有利于计算机自动识别、自动处理，形成的图像质量稳定，能在不同的测量环境下，所测量的图像质量保持一致，无人为误差。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型一个实施例与底座配合示意图。
图3为本实用新型结构分解图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，它主要由调节装置1、上下套筒2、3、照明装置4、顶盖5、摄像装置7组成，其中并联的一组发光二极管41安装在一护套42里构成的照明装置4通过紧固盖8与下套筒3螺纹连接，下套筒3内置摄像装置7，位于发光二极管41后方，在下套筒3一端轴向设有导向凹槽31，通过定向销21安装在上套筒2内侧，与其定向滑动连接，一顶盖5与上套筒2螺纹安装在一起，所述调节装置1穿过顶盖5中间的孔、安装在上套筒2中的空腔里，并与下套筒3螺纹连接；所述调节装置1由调节螺杆11、调节帽12、弹簧13组成，调节螺杆11为管状结构，内置来自摄像装置7的导线护杆74，其一端外壁与调节帽12通过紧固螺栓15安装在一起，另一端穿过顶盖5中间的孔安装在上套筒2中的空腔里，并与下套筒3螺纹连接，所述调节螺杆11中部设有凸起定位环14，所述弹簧13安装在顶盖5与定位环14之间的调节螺杆11上；所述摄像装置7由镜头71、支撑体72、图像传感器73及导线护杆74组成，其中所述支撑体72一端与镜头71螺纹连接，另一端安装有图像传感器73，来自图像传感器73的视频信号线、电源线及发光二极管41的电源线6经与支撑体72接触连接的导线护杆74至计算机接口及电源；图像传感器73采用CMOS或CCD芯片；本实用新型采用外加照明光源，所述照明装置4中发光二极管选用短波长单色光源(如绿光、蓝光等)；采用装有CCD或CMOS图像传感器的微型摄像头进行图像摄取，再用计算机图像捕捉卡捕捉，进行自动处理；光学放大倍数为≥1.5倍；采用定焦镜头方式，对焦通过上下套筒2、3机械螺纹调节。
工作时接通电源，将本实用新型插入底座，并通过人工或底座锁紧功能将上套筒2锁紧固定，然后通过调节柄12转动调节螺杆11，调节下套筒3与被测压痕的距离，进行对焦。
在进行零部件加工时，特别是摄像头与套筒等对对中精度有直接影响的部分零部件，一定要注意加工精度，保证组装后严格对中；在进行各个部分组装时，要注意各个部件之间的相对位置，以保证对中精度；本实用新型与底座之间须配合紧密，只能相对滑动，不能摆动，以保证压痕定位准确。
由图像摄取装置摄取的图像通过图像捕捉卡进行入计算机，然后由图像处理软件(为现有技术)进行自动识别和测量。
本实用新型在实验室中进行了压痕测量试验，并用此设备进行焊接试板残余应力的测量实验，结果表明，压痕测量精度完全满足设计误差不超过±0.01mm的要求。
权利要求1.一种压痕自动测量装置，其特征在于主要由调节装置(1)、上下套筒(2、3)、照明装置(4)、顶盖(5)、摄像装置(7)组成，其中并联的一组发光二极管(41)安装在一护套(42)里构成的照明装置(4)通过紧固盖(8)与下套筒(3)螺纹连接，下套筒(3)内置摄像装置(7)，位于发光二极管(41)后方，在下套筒(3)一端轴向设有导向凹槽(31)，通过定向销(21)安装在上套筒(2)内侧，与其定向滑动连接，一顶盖(5)与上套筒(2)螺纹安装在一起，所述调节装置(1)穿过顶盖(5)中间的孔、安装在上套筒(2)中的空腔里，并与下套筒(3)螺纹连接。
2.按照权利要求1所述压痕自动测量装置，其特征在于所述调节装置(1)由调节螺杆(11)、调节帽(12)、弹簧(13)组成，调节螺杆(11)为管状结构，内置来自摄像装置(7)的导线护杆(74)，其一端外壁与调节帽(12)通过紧固螺栓(15)安装在一起，另一端穿过顶盖(5)中间的孔安装在上套筒(2)中的空腔里，并与下套筒(3)螺纹连接，所述调节螺杆(11)中部设有凸起定位环(14)，所述弹簧(13)安装在顶盖(5)与定位环(14)之间的调节螺杆(11)上。
3.按照权利要求1所述压痕自动测量装置，其特征在于所述摄像装置(7)由镜头(71)、支撑体(72)、图像传感器(73)及导线护杆(74)组成，其中所述支撑体(72)一端与镜头(71)螺纹连接，另一端安装有图像传感器(73)，来自图像传感器(73)的视频信号线、电源线及发光二极管(41)的电源线(6)经与支撑体(72)接触连接的导线护杆(74)至计算机接口及电源。
专利摘要本实用新型涉及残余应力的测量技术,具体地说是一种用于冲击压痕法测残余应力的压痕自动测量装置。它主要由调节装置、上下套筒、照明装置、顶盖、摄像装置组成,其中:并联的一组发光二极管安装在一护套里构成的照明装置通过紧固盖与下套筒螺纹连接,下套筒内置摄像装置,位于发光二极管后方,在下套筒一端轴向设有导向凹槽,通过定向销安装在上套筒内侧,与其定向滑动连接,一顶盖与上套筒螺纹安装在一起,所述调节装置穿过顶盖中间的孔、安装在上套筒中的空腔里,并与下套筒螺纹连接。它测量质量精、结构简单、操作方便。
文档编号G01N3/48GK2491825SQ0125057
公开日2002年5月15日 申请日期2001年9月5日 优先权日2001年9月5日
发明者陈怀宁, 林泉洪, 梁越, 陈静, 周爱玉 申请人:中国科学院金属研究所