專利名稱：一種便攜式熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置，更具體地說，涉及一種在電氣安全標(biāo)準(zhǔn)中用于考核熱塑材料耐熱性的球壓實(shí)驗(yàn)壓痕測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
熱塑材料的耐熱性是電工電子產(chǎn)品安全檢測(cè)項(xiàng)目之一，考察熱塑材料耐熱性的常規(guī)方法是對(duì)該材料進(jìn)行球壓實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)測(cè)得的壓痕尺寸判斷產(chǎn)品的耐熱性是否合格，壓痕測(cè)量的準(zhǔn)確與否直接影響產(chǎn)品的合格性檢測(cè)。標(biāo)準(zhǔn)IEC60695-10-2 :2003要求，壓痕橫跨最大尺寸d不超過2. Omm則表示產(chǎn)品耐熱指標(biāo)合格。測(cè)量壓痕直徑的傳統(tǒng)方法主要有三種投影法、切割法及顯微鏡測(cè)量法。壓痕尺寸小，切割法很難在不破壞樣品的情況下清晰地得到壓痕的剖面。而投影或者顯微鏡測(cè)量法，又存在步驟繁瑣、壓痕位置無法精確識(shí)別，檢測(cè)人員主觀影響大等問題。長期以來，球壓試驗(yàn)中，壓痕測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性一直 是困擾質(zhì)檢人員的最大問題。傳統(tǒng)的測(cè)量方法，測(cè)量結(jié)果精度低，重復(fù)性差，尤其是處于臨界狀態(tài)的壓痕，材料耐熱性的合格與否更是難以判斷。中國專利CN102169070公布了一種熱塑材料耐熱性測(cè)量系統(tǒng)，設(shè)有光源、光學(xué)信息變換裝置、CCD攝像機(jī)、圖像采集卡、樣品臺(tái)、輸入設(shè)備、計(jì)算機(jī)和輸出設(shè)備；光源發(fā)出的光線直接照射在放置于樣品臺(tái)上的壓痕樣品上，壓痕樣品的反射光線通過光學(xué)信息變換裝置聚焦至CCD攝像機(jī)上，CCD攝像機(jī)的數(shù)字信號(hào)輸出端接圖像采集卡，圖像采集卡與計(jì)算機(jī)連接，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備分別與計(jì)算機(jī)的輸入輸出端口連接。該專利所述系統(tǒng)在測(cè)量過程中對(duì)壓痕的形貌進(jìn)行了光學(xué)信息變換，而沒有給出系統(tǒng)的標(biāo)定方法，系統(tǒng)不易標(biāo)定，且對(duì)各鏡片裝配精度要求高，并且系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)作為控制器和處理器，成本高，體積大，使用不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種便攜式、小型化、集成一體的全自動(dòng)熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置，及基于該裝置的測(cè)量方法，該裝置測(cè)量精度高，操作簡(jiǎn)單，且易于標(biāo)定。本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種便攜式熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置，包括輸入輸出系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、樣品夾持裝置、嵌入式控制及處理系統(tǒng)；所述照明系統(tǒng)位于遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)的入射端與樣品夾持裝置之間，用于將光線投射到待測(cè)樣品表面；光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)位于遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)的出射端，用于采集圖像；所述的嵌入式控制及處理系統(tǒng)分別與輸入輸出系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、照明系統(tǒng)相連。所述照明系統(tǒng)為同軸光照明方式，出射光平行、照度均勻。
作為優(yōu)選，嵌入式控制及處理系統(tǒng)通過檢測(cè)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中圖像傳感器表面的平均光照情況，進(jìn)而調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的亮度。作為優(yōu)選，所述遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)為物像雙遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)。作為優(yōu)選，所述嵌入式控制及處理系統(tǒng)采用ARM+DSP的雙核結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選，所述嵌入式控制及處理系統(tǒng)包括圖像采集模塊、ARM中樞控制模塊、DSP算法執(zhí)行模塊；所述的圖像采集模塊與ARM中樞控制模塊雙向互連，并與DSP算法執(zhí)行模塊相連，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與圖像采集模塊相連；所述的ARM中樞控制模塊還分別與DSP算法執(zhí)行模塊、輸入輸出系統(tǒng)雙向互連。一種熱塑材料耐熱性測(cè)量方法，基于上述任一頂?shù)谋銛y式熱塑材料耐熱性測(cè)量裝 置，步驟如下I)對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行球壓實(shí)驗(yàn)，在待測(cè)樣品表面形成壓痕；2)照明系統(tǒng)在壓痕表面產(chǎn)生平行均勻光照，反射光進(jìn)入遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)；3)嵌入式控制及處理系統(tǒng)根據(jù)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中圖像傳感器的表面光照情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的光照強(qiáng)度；4)反射光從遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)射出，并成像在光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的圖像傳感器上；5)嵌入式控制及處理系統(tǒng)采集壓痕圖像，并對(duì)壓痕圖像進(jìn)行處理，計(jì)算出壓痕直徑，給出材料耐熱性的測(cè)量結(jié)果；6)嵌入式控制及處理系統(tǒng)將測(cè)量結(jié)果傳送至輸入輸出系統(tǒng)。作為優(yōu)選，嵌入式控制及處理系統(tǒng)包括圖像采集模塊、ARM中樞控制模塊、DSP算法執(zhí)行模塊；步驟5)具體為5. I)圖像采集模塊將采集所得的數(shù)字圖像送入DSP算法執(zhí)行模塊后，DSP算法執(zhí)行模塊對(duì)首先其進(jìn)行降噪及增強(qiáng)處理；5. 2)再進(jìn)行壓痕的模式識(shí)別，判斷壓痕形成過程中是否載荷偏壓、壓痕邊緣部分是否凸起還是光滑過渡，并且對(duì)載荷偏壓及邊緣凸起情況進(jìn)行校正；5. 3)然后對(duì)球壓接觸面進(jìn)行識(shí)別，區(qū)分出壓痕過渡區(qū)、真實(shí)壓痕區(qū)及無形變區(qū)域；5. 4)最后在識(shí)別出的真實(shí)壓痕區(qū)中提取壓痕邊緣，根據(jù)所得邊緣計(jì)算出壓痕直徑，并給出材料耐熱性的測(cè)量結(jié)果。本發(fā)明的有益效果如下I、便攜性好，使用方便。裝置采用嵌入式的控制及處理系統(tǒng)，體積小，集成度高，且內(nèi)置電源系統(tǒng)，無需外界供電，便可完成整個(gè)測(cè)量過程，使用方便。2、測(cè)量精度高，操作簡(jiǎn)單。本裝置的精度可達(dá)亞像素級(jí)，較傳統(tǒng)測(cè)量方法(投影法、切割法及顯微鏡測(cè)量法)精度高。且成像系統(tǒng)使用物像雙遠(yuǎn)心光路，景深大，將壓痕樣品用夾緊裝置夾緊后，無需調(diào)焦便可進(jìn)行測(cè)量，不會(huì)因?yàn)閷?duì)焦不準(zhǔn)而造成測(cè)量誤差，且遠(yuǎn)心光路還具有景深范圍內(nèi)成像倍率保持不變的特性，使得儀器易于標(biāo)定。3、智能化可自動(dòng)調(diào)節(jié)光照亮度，并可針對(duì)壓痕的形狀自動(dòng)判別是否載荷偏壓、壓痕邊緣部分是凸起還是光滑過渡，針對(duì)不同的情況，選擇相應(yīng)算法自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，得到測(cè)量結(jié)果。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例嵌入式控制及處理系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例工作時(shí)的工作流程示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中壓痕圖像處理及計(jì)算的算法流程框圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；、圖中1是輸入輸出系統(tǒng),2是光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng),3是遠(yuǎn)心成像系統(tǒng),4是照明系統(tǒng),5是樣品夾持裝置，6是嵌入式控制及處理系統(tǒng)，7是裝置手持把柄，8是裝置外殼，9是電源系統(tǒng)，10是圖像采集模塊，11是ARM中樞控制模塊，12是DSP算法執(zhí)行模塊，13是鍵盤，14是
顯示屏。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例I如圖I所示，所述的裝置設(shè)有輸入輸出系統(tǒng)I、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2、遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)3、照明系統(tǒng)4、樣品夾持裝置5、嵌入式控制及處理系統(tǒng)6、裝置手持把柄7、裝置外殼8、電源系統(tǒng)9。所述的嵌入式控制及處理系統(tǒng)6分別與輸入輸出系統(tǒng)I、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2、照明系統(tǒng)4相連。電源系統(tǒng)9與嵌入式控制及處理系統(tǒng)6、照明系統(tǒng)4相連。其中，輸入輸出系統(tǒng)I為觸摸液晶屏，觸摸液晶屏將輸入輸出功能合二為一，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2為CXD工業(yè)相機(jī)，遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)3為物像雙遠(yuǎn)心成像光路，照明系統(tǒng)4為同軸光照明，電源系統(tǒng)9為輸出電壓等于12V的大容量蓄電池。所述照明系統(tǒng)4位于遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)3下方，在壓痕表面產(chǎn)生均勻光照，遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)3收集反射光線并成像在光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的圖像傳感器上，嵌入式控制及處理系統(tǒng)6根據(jù)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2中圖像傳感器所感應(yīng)的平均光照情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)4的光照強(qiáng)度，采集壓痕圖像，并對(duì)壓痕圖像進(jìn)行處理，找出壓痕的真實(shí)位置，計(jì)算出壓痕直徑，給出材料耐熱性的測(cè)量結(jié)果，最后將結(jié)果傳送至輸出系統(tǒng)。所述照明系統(tǒng)4采用同軸照明方式，其出射光平行、照度均勻且亮度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，根據(jù)壓痕的不同部分(壓痕過渡區(qū)、真實(shí)壓痕區(qū)及無形變區(qū)域)對(duì)同軸光照的反射情況的不同，可準(zhǔn)確判斷出真實(shí)壓痕的位置，進(jìn)而進(jìn)行壓痕尺寸的測(cè)量。所述遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)3采用的是物像雙遠(yuǎn)心光路，它具有大景深，且景深范圍內(nèi)成像倍率不變的特點(diǎn)。由于真實(shí)壓痕所在平面不易用肉眼準(zhǔn)確判定，使用物像雙遠(yuǎn)心成像光路使得裝置易于標(biāo)定。所述嵌入式控制及處理系統(tǒng)6為ARM+DSP的雙核結(jié)構(gòu)，并且采用模塊化設(shè)計(jì)，從功能上可分為以下5個(gè)子模塊①總控制模塊ARM作為主控芯片，完成整個(gè)裝置的管理控制任務(wù)及協(xié)調(diào)各模塊之間的工作；②人機(jī)交互模塊ARM上運(yùn)行有操作系統(tǒng)，與輸入輸出裝置連接，用于輸出測(cè)量結(jié)果與監(jiān)控測(cè)量過程，以及完成人機(jī)交互功能；③圖像采集模塊采用視頻解碼芯片及CPLD完成壓痕圖像的采集；④壓痕直徑測(cè)量模塊DSP作為從芯片，完成算法處理，包括壓痕圖像處理、壓痕直徑測(cè)量及材料耐熱性判別；⑤光源亮度自動(dòng)調(diào)整模塊DSP通過計(jì)算光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中圖像傳感器所感應(yīng)的光照強(qiáng)度，自動(dòng)調(diào)整光源亮度，直至滿足壓痕測(cè)量的光照要求。如圖2所示，所述嵌入式控制及處理系統(tǒng)從硬件組成上可以分成3個(gè)模塊圖像采集模塊10，ARM中樞控制模塊11、DSP算法執(zhí)行模塊12。嵌入式控制及處理系統(tǒng)6采用ARM+DSP的雙核結(jié)構(gòu)，且在嵌入式控制及處理系統(tǒng)6上運(yùn)行有Linux操作系統(tǒng)。
所述的圖像采集模塊10與ARM中樞控制模塊11雙向互連，并與DSP算法執(zhí)行模塊12相連，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2與圖像采集模塊10相連；所述的ARM中樞控制模塊11還分別與DSP算法執(zhí)行模塊12、輸入輸出系統(tǒng)I雙向互連?；诒景l(fā)明所述的裝置的測(cè)量方法，步驟如下I)對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行球壓實(shí)驗(yàn)，在待測(cè)樣品表面形成壓痕；2)照明系統(tǒng)4在壓痕表面產(chǎn)生均勻光照，反射光進(jìn)入遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)3 ；3)嵌入式控制及處理系統(tǒng)6根據(jù)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2中圖像傳感器的光照情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)4的光照強(qiáng)度；4)反射光從遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)3射出，并成像在光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的圖像傳感器上；5)嵌入式控制及處理系統(tǒng)6采集壓痕圖像，并對(duì)壓痕圖像進(jìn)行處理，計(jì)算出壓痕直徑，給出材料耐熱性的測(cè)量結(jié)果；6)嵌入式控制及處理系統(tǒng)6將測(cè)量結(jié)果傳送至輸入輸出系統(tǒng)I。具體地，如圖3所示，進(jìn)行壓痕測(cè)量時(shí)，首先啟動(dòng)裝置，裝置進(jìn)行一系列初始化工作，包括啟動(dòng)Linux系統(tǒng)，點(diǎn)亮光源，裝載壓痕測(cè)量軟件。接著將樣品放入樣品夾持裝置5，并夾持好，點(diǎn)擊液晶觸摸屏上軟件的測(cè)量按鈕，進(jìn)行測(cè)量。裝置先自動(dòng)調(diào)節(jié)同軸光源的光照亮度，由于不同的檢測(cè)樣品，其材質(zhì)及表面顏色不同，對(duì)光照的反射能力不同，根據(jù)CCD工業(yè)相機(jī)中CCD圖像傳感器的光照情況，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)同軸光源的光照亮度直至滿足成像要求。同軸光源將照度均勻，亮度合適的平行出射光投射到樣品表面，樣品表面上的壓痕過渡區(qū)、真實(shí)壓痕區(qū)及非形變區(qū)域?qū)θ肷涞钠叫泄饩哂胁煌姆瓷涮匦?，物像雙遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)3收集樣品表面的反射光，成像于CCD工業(yè)相機(jī)上，兼顧裝置測(cè)量速度與精度的要求，所選用CXD工業(yè)相機(jī)的CXD圖像傳感器的分辨率為1024*768像素，成像面積為1/3英寸，且相機(jī)為模擬信號(hào)輸出。CCD工業(yè)相機(jī)將入射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),送入嵌入式控制與處理系統(tǒng)6。傳入嵌入式控制與處理系統(tǒng)6的PLA制式的視頻信號(hào)，先由圖像采集模塊10采集I幀圖像并存儲(chǔ)于高速SRAM中，圖像采集模塊10主要由飛利浦的視頻解碼芯片SAA7111與CPLD構(gòu)成，SAA7111將PLA制式的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(hào)，CPLD主要負(fù)責(zé)行同步及場(chǎng)同步的信號(hào)控制。圖像采集完成后，將一幀圖像送入DSP算法執(zhí)行模塊12進(jìn)行處理，在DSP算法執(zhí)行模塊12內(nèi)進(jìn)行壓痕圖像的處理及壓痕直徑的計(jì)算，給出材料耐熱性的測(cè)量結(jié)果，最后，將處理后所得圖像及結(jié)果送入ARM中樞控制模塊11，并傳送至觸摸液晶屏上顯
/Jn o在DSP算法執(zhí)行模塊12內(nèi)所執(zhí)行的算法流程如圖4所示圖像采集模塊10將采集所得的數(shù)字圖像送入DSP算法執(zhí)行模塊12后，DSP算法執(zhí)行模塊12首先對(duì)其進(jìn)行降噪及增強(qiáng)處理，隨后進(jìn)行壓痕的模式識(shí)別，判斷壓痕形成過程中是否載荷偏壓、壓痕邊緣部分是否凸起還是光滑過渡，并且對(duì)載荷偏壓及邊緣凸起情況進(jìn)行校正。其后對(duì)球壓接觸面識(shí)另IJ，區(qū)分出壓痕過渡區(qū)、真實(shí)壓痕區(qū)及無形變區(qū)域，接著在識(shí)別出的真實(shí)壓痕區(qū)中提取壓痕邊緣，根據(jù)所得邊緣計(jì)算出壓痕直徑，并給出材料耐熱性的測(cè)量結(jié)果。實(shí)施例2如圖5所示，本發(fā)明所述的裝置設(shè)有輸入輸出系統(tǒng)I、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2、遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)3、照明系統(tǒng)4、樣品夾持裝置5、嵌入式控制及處理系統(tǒng)6、裝置手持把柄7、裝置外殼8、電源系統(tǒng)9。與實(shí)施例I的不同之處包括以下4個(gè)部分輸入輸出系統(tǒng)I，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2,嵌入式控制及處理系統(tǒng)6，電源系統(tǒng)9。在本實(shí)施例中，輸入輸出系統(tǒng)I由鍵盤13及顯示屏14組成。由鍵盤13進(jìn)行輸入操作，顯示屏14負(fù)責(zé)輸出壓痕處理結(jié)果及監(jiān)控整個(gè)壓痕處理過程。光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2為CMOS工業(yè)相機(jī)，兼顧處理速度及精度要求，所選用的CMOS工業(yè)相機(jī)的CMOS圖像傳感器分辨率為1024*768。在嵌入式控制及處理系統(tǒng)6中運(yùn)行有U C/0S-II操作系統(tǒng)，亦可運(yùn)行除U C/OS-II及Linux之外的其它嵌入式操作系統(tǒng)。除了所運(yùn)行的操作系統(tǒng)不同之外，嵌入式控制及處理系統(tǒng)6的其他部分與實(shí)施例I相同。電源系統(tǒng)9采用多節(jié)干電池或者紐扣電池串聯(lián)供電，電池置于電池盒中。其余部分與實(shí)施例I相同。上述實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對(duì)本發(fā)明的限定。只要是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、變型等都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置，其特征在于，包括輸入輸出系統(tǒng)(I)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)、遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)(3)、照明系統(tǒng)(4)、樣品夾持裝置(5)、嵌入式控制及處理系統(tǒng)(6)； 所述照明系統(tǒng)(4)位于遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)(3)的入射端與樣品夾持裝置(5)之間，用于將光線投射到待測(cè)樣品表面； 光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)位于遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)(3)的出射端，用于采集圖像； 所述的嵌入式控制及處理系統(tǒng)(6)分別與輸入輸出系統(tǒng)(I)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)、照明系統(tǒng)(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置，其特征在于，所述照明系統(tǒng)(4)為同軸光照明方式，出射光平行、照度均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置，其特征在干，嵌入式控制及處理系統(tǒng)(6)通過檢測(cè)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)中圖像傳感器表面的平均光照情況，進(jìn)而調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)(4)的亮度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)(3)為物像雙遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置，其特征在于，所述嵌入式控制及處理系統(tǒng)(6)采用ARM+DSP的雙核結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置，其特征在干，所述嵌入式控制及處理系統(tǒng)(6)包括圖像采集模塊(10)、ARM中樞控制模塊(11)、DSP算法執(zhí)行模塊(12)； 所述的圖像采集模塊(10)與ARM中樞控制模塊(11)雙向互連，并與DSP算法執(zhí)行模塊(12 )相連，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2 )與圖像采集模塊(IO )相連； 所述的ARM中樞控制模塊(11)還分別與DSP算法執(zhí)行模塊(12)、輸入輸出系統(tǒng)(I)雙向互連。
7.一種熱塑材料耐熱性測(cè)量方法，其特征在于，基于權(quán)利要求I至6中任一頂所述的便攜式熱塑材料耐熱性測(cè)量裝置，步驟如下 . 1)對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行球壓實(shí)驗(yàn)，在待測(cè)樣品表面形成壓痕； . 2)照明系統(tǒng)(4)在壓痕表面產(chǎn)生均勻光照，反射光進(jìn)入遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)(3)； . 3)嵌入式控制及處理系統(tǒng)(6)根據(jù)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)中圖像傳感器的光照情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)(4)的光照強(qiáng)度； . 4)反射光從遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)(3)射出，并成像在光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的圖像傳感器上； . 5)嵌入式控制及處理系統(tǒng)(6)采集壓痕圖像，并對(duì)壓痕圖像進(jìn)行處理，計(jì)算出壓痕直徑，給出材料耐熱性的測(cè)量結(jié)果； . 6 )嵌入式控制及處理系統(tǒng)(6 )將測(cè)量結(jié)果傳送至輸入輸出系統(tǒng)(I)。 . 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，嵌入式控制及處理系統(tǒng)(6)包括圖像采集模塊(IO )、ARM中樞控制模塊(11)、DSP算法執(zhí)行模塊(12); 步驟5)具體為 . 5.1)圖像采集模塊(10)將采集所得的數(shù)字圖像送入DSP算法執(zhí)行模塊(12)后，DSP算法執(zhí)行模塊(12)對(duì)首先其進(jìn)行降噪及增強(qiáng)處理；.5.2)再進(jìn)行壓痕的模式識(shí)別，判斷壓痕形成過程中是否載荷偏壓、壓痕邊緣部分是否凸起還是光滑過渡，并且對(duì)載荷偏壓及邊緣凸起情況進(jìn)行校正；.5.3)然后對(duì)球壓接觸面進(jìn)行識(shí)別，區(qū)分出壓痕過渡區(qū)、真實(shí)壓痕區(qū)及無形變區(qū)域； . 5.4)最后在識(shí)別出的真實(shí)壓痕區(qū)中提取壓痕邊緣，根據(jù)所得邊緣計(jì)算出壓痕直徑，并給出材料耐熱性的測(cè)量結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在電氣安全標(biāo)準(zhǔn)中用于考核熱塑材料耐熱性的球壓實(shí)驗(yàn)壓痕測(cè)量裝置。包括輸入輸出系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、樣品夾持裝置、嵌入式控制及處理系統(tǒng)；所述照明系統(tǒng)位于遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)的入射端與樣品夾持裝置之間，用于將光線投射到待測(cè)樣品表面；光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)位于遠(yuǎn)心成像系統(tǒng)的出射端，用于采集圖像；所述的嵌入式控制及處理系統(tǒng)分別與輸入輸出系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、照明系統(tǒng)相連。所述照明系統(tǒng)為同軸光照明方式，出射光平行、照度均勻。本發(fā)明的有益效果如下1、便攜性好，使用方便。2、測(cè)量精度高，操作簡(jiǎn)單。3、智能化可自動(dòng)調(diào)節(jié)光照亮度，并可針對(duì)壓痕的形狀自動(dòng)判別。
文檔編號(hào)G01N3/54GK102661902SQ20121015241
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者周圓, 張建寰, 張陳濤, 施義茂, 林珊 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)