專(zhuān)利名稱(chēng)：一種動(dòng)態(tài)加載條件下表面觀測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種觀測(cè)機(jī)械疲勞試驗(yàn)中試樣表面的裝置，具體為一種能夠在疲勞試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)試樣的疲勞裂紋進(jìn)行實(shí)時(shí)多角度動(dòng)態(tài)觀察、測(cè)量、拍照，并可同時(shí)進(jìn)行圖像處理、分析微觀結(jié)構(gòu)的裝置。
背景技術(shù)：
目前在各種實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)所做的材料疲勞試驗(yàn)中，試驗(yàn)過(guò)程的觀測(cè)技術(shù)還局限在以肉眼、經(jīng)驗(yàn)或低倍顯微鏡從一個(gè)角度觀測(cè)。并且，大部分的檢測(cè)工作都是在試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行的。例如觀察試樣的斷口，裂紋形狀，計(jì)算裂紋擴(kuò)展速度，分析試樣的微觀結(jié)構(gòu)。并且，一些試驗(yàn)過(guò)程中、出現(xiàn)不可預(yù)見(jiàn)的現(xiàn)象也很難觀測(cè)得到，更不用說(shuō)記錄下來(lái)。這對(duì)于檢測(cè)材料的性能指標(biāo)的要求越來(lái)越高、越來(lái)越精的今天，此種測(cè)量方式顯然落后，已經(jīng)遠(yuǎn)達(dá)不到相應(yīng)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種動(dòng)態(tài)加載條件下表面觀測(cè)裝置，在試樣疲勞試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)此設(shè)備實(shí)時(shí)的多方位、多角度的觀測(cè)裂紋進(jìn)展情況。測(cè)量裂紋的擴(kuò)展速度，裂紋長(zhǎng)度及試樣的微觀結(jié)構(gòu)，并且可以拍攝整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程，記錄試驗(yàn)現(xiàn)象，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)，進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析及數(shù)據(jù)處理。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種動(dòng)態(tài)加載條件下表面觀測(cè)裝置，包括X軸支架、Y軸支架、Z軸支架、X軸螺桿、Y軸螺桿、Z軸螺桿、平臺(tái)，平臺(tái)水平安裝于Z軸支架的Z軸螺桿上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)Z軸螺桿驅(qū)動(dòng)平臺(tái)在Z軸方向升降；Z軸支架安裝于Y軸支架的Y軸螺桿上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸螺桿驅(qū)動(dòng)Z軸支架在Y軸方向水平移動(dòng)；Y軸支架安裝于X軸支架的X軸螺桿上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)X軸螺桿驅(qū)動(dòng)Y軸支架在X軸方向水平移動(dòng)。
所述平臺(tái)上放置光學(xué)放大系統(tǒng)，攝像系統(tǒng)安裝于光學(xué)放大系統(tǒng)的目鏡端，并且通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，采集的圖像經(jīng)過(guò)攝像系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)信號(hào)，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
所述光學(xué)放大系統(tǒng)采用顯微鏡，其放大倍數(shù)35-3500倍。
所述攝像系統(tǒng)采用CCD攝像頭。
本實(shí)用新型的有益效果是1、本實(shí)用新型具有可手動(dòng)或電動(dòng)的三維移動(dòng)平臺(tái)，其上放置光學(xué)放大系統(tǒng)(35-3500倍)，光學(xué)放大系統(tǒng)上裝有高速CCD攝像系統(tǒng)，高速攝像系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，構(gòu)成本實(shí)用新型的整個(gè)裝置。光學(xué)放大系統(tǒng)通過(guò)三維的移動(dòng)平臺(tái)可以對(duì)試樣進(jìn)行多角度的觀察，其采集的圖像經(jīng)過(guò)攝像系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，成為數(shù)據(jù)信號(hào)，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，在計(jì)算機(jī)上通過(guò)相應(yīng)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行觀察裂紋進(jìn)展情況，裂紋擴(kuò)展速度、裂紋長(zhǎng)度及試樣的微觀結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
2、本實(shí)用新型提高了試驗(yàn)精度，有利于新的試驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，縮短試驗(yàn)時(shí)間。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理框圖。
圖中，1、X軸支架；2、Y軸支架；3、Z軸支架；4、X軸螺桿；5、Y軸螺桿；6、Z軸螺桿；7、平臺(tái)。
具體實(shí)施方式
如圖1-2所示，本實(shí)用新型動(dòng)態(tài)加載條件下表面觀測(cè)裝置包括X軸支架1、Y軸支架2、Z軸支架3、X軸螺桿4、Y軸螺桿5、Z軸螺桿6、平臺(tái)7等。平臺(tái)7水平安裝于Z軸支架3的Z軸螺桿6上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)Z軸螺桿6實(shí)現(xiàn)平臺(tái)7在Z軸方向升降；Z軸支架3安裝于Y軸支架2的Y軸螺桿5上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸螺桿5實(shí)現(xiàn)Z軸支架3在Y軸方向水平移動(dòng)；Y軸支架2安裝于X軸支架1的X軸螺桿4上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)X軸螺桿4實(shí)現(xiàn)Y軸支架2在X軸方向水平移動(dòng)。X軸螺桿4、Y軸螺桿5、Z軸螺桿6可以采用手動(dòng)控制移動(dòng)，也可以采用常規(guī)的電動(dòng)控制方式。
當(dāng)試樣夾在試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)，開(kāi)啟電源、打開(kāi)計(jì)算機(jī)，進(jìn)行圖像及數(shù)據(jù)處理狀態(tài)。試驗(yàn)開(kāi)始，移動(dòng)三維移動(dòng)平臺(tái)7，調(diào)整顯微鏡，使物鏡對(duì)準(zhǔn)所需要觀察的試驗(yàn)中試樣表面的任一處(此調(diào)節(jié)可通過(guò)觀察計(jì)算機(jī)界面圖像來(lái)完成)，進(jìn)行觀察、檢測(cè)及處理等。平臺(tái)7上放置光學(xué)放大系統(tǒng)(如顯微鏡等，放大倍數(shù)35-3500倍)，攝像系統(tǒng)(如CCD攝像頭等)安裝于長(zhǎng)焦距顯微鏡的目鏡端，并且通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，采集的圖像經(jīng)過(guò)攝像系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)信號(hào)，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，在計(jì)算機(jī)上觀察裂紋進(jìn)展情況，裂紋擴(kuò)展速度、裂紋長(zhǎng)度及試樣的微觀結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理(圖2)。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)態(tài)加載條件下表面觀測(cè)裝置，其特征在于包括X軸支架(1)、Y軸支架(2)、Z軸支架(3)、X軸螺桿(4)、Y軸螺桿(5)、Z軸螺桿(6)、平臺(tái)(7)，平臺(tái)(7)水平安裝于Z軸支架(3)的Z軸螺桿(6)上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)Z軸螺桿(6)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)(7)在Z軸方向升降；Z軸支架(3)安裝于Y軸支架(2)的Y軸螺桿(5)上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸螺桿(5)驅(qū)動(dòng)Z軸支架(3)在Y軸方向水平移動(dòng)；Y軸支架(2)安裝于X軸支架(1)的X軸螺桿(4)上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)X軸螺桿(4)驅(qū)動(dòng)Y軸支架(2)在X軸方向水平移動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)加載條件下表面觀測(cè)裝置，其特征在于平臺(tái)(7)上放置光學(xué)放大系統(tǒng)，攝像系統(tǒng)安裝于光學(xué)放大系統(tǒng)的目鏡端，并且通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，采集的圖像經(jīng)過(guò)攝像系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)信號(hào)，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
3.按照權(quán)利要求2所述的動(dòng)態(tài)加載條件下表面觀測(cè)裝置，其特征在于光學(xué)放大系統(tǒng)采用顯微鏡，其放大倍數(shù)35-3500倍。
4.按照權(quán)利要求2所述的動(dòng)態(tài)加載條件下表面觀測(cè)裝置，其特征在于攝像系統(tǒng)采用CCD攝像頭。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種觀測(cè)機(jī)械疲勞試驗(yàn)中試樣表面的裝置，具體為能夠在疲勞試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)試樣的疲勞裂紋進(jìn)行實(shí)時(shí)多角度動(dòng)態(tài)觀察、測(cè)量、拍照，并可同時(shí)進(jìn)行圖像處理、分析微觀結(jié)構(gòu)的裝置。包括X軸支架、Y軸支架、Z軸支架、X軸螺桿、Y軸螺桿、Z軸螺桿、平臺(tái)，平臺(tái)水平安裝于Z軸支架的Z軸螺桿上，Z軸支架安裝于Y軸支架的Y軸螺桿上，Y軸支架安裝于X軸支架的X軸螺桿上。本實(shí)用新型放在可手動(dòng)或電動(dòng)的三維移動(dòng)平臺(tái)上的光學(xué)放大系統(tǒng)上裝有高速CCD攝像系統(tǒng)，高速攝像系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，構(gòu)成本實(shí)用新型的整個(gè)裝置。光學(xué)放大系統(tǒng)通過(guò)三維的移動(dòng)平臺(tái)可以對(duì)試樣進(jìn)行多角度觀察，提高了試驗(yàn)精度，有利于新試驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，縮短試驗(yàn)時(shí)間。
文檔編號(hào)G01N3/40GK2856995SQ200520094280
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者溫井龍, 姚戈, 譚軍, 謝天生, 王中光 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所