專利名稱：一種涂層壓入儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種涂層壓入儀，它屬于儀器儀表領(lǐng)域。
目前一般壓入法測量涂層試樣的結(jié)合強度都采用硬度計，但硬度計不具備連續(xù)加載、卸載功能，不配置控制裝置、聲發(fā)射裝置、載荷和壓入深度(位移)測量及記錄顯示裝置，因此難以確定涂層開裂、剝落以及開裂、剝落所對應(yīng)的載荷，并且不能得到連續(xù)的載荷和壓入深度(位移)的關(guān)系曲線，例如，要測得載荷和壓入深度(或涂層開裂的裂紋長度)的關(guān)系曲線，需要用載荷固定的一臺或多臺不同的硬度計進行多點測試。
本實用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，旨在給出一種新型的涂層壓入儀，具有連續(xù)加載、卸載功能和配置專用的控制裝置、聲發(fā)射裝置和載荷、壓入深度(位移)測量及記錄裝置，用于解決較大載荷范圍內(nèi)連續(xù)加載、卸載過程中被測試樣的變形、開裂和涂層剝落的動態(tài)監(jiān)測及載荷和壓入深度的關(guān)系曲線測定的問題。
本實用新型的目的可通過如下措施來達到。它的工作原理類似于硬度計，包括由配制法碼的杠桿、中間主軸和壓頭主軸等部件組成的加載、卸載機構(gòu)，載物臺和帶有光學(xué)顯微鏡的轉(zhuǎn)動盤等部件。其特征在于加載、卸載機構(gòu)中的杠桿水平下方通過連接裝置與垂直的頂桿頂端相接，頂桿的下端通過連接裝置與固定在機架上的螺旋副中的螺桿相接，螺旋副中的直齒輪與位于機架下的減速器的輸出端所配直齒輪相配，減速器通過聯(lián)軸器與位于底座上的直流電機相聯(lián)，用于實現(xiàn)連續(xù)加載與卸載；所述的壓頭主軸上聯(lián)接有感應(yīng)鋼片，轉(zhuǎn)動盤上聯(lián)接有位移傳感器；載物臺與升降平臺之間裝有載荷傳感器；載物臺上的被測試樣上裝有與聲發(fā)射裝置相接的聲發(fā)射探頭，以上所述的直流電機、位移傳感器、載荷傳感器、聲發(fā)射裝置分別通過總線與控制裝置相接，控制裝置的輸出端可與X/Y記錄儀相接，也可通過A/D轉(zhuǎn)換與計算機相接。
本實用新型的目的還可以通過以下措施來達到即如前所述的連接裝置可為托盤，也可為鉸鏈裝置。
附圖的圖面說明如下

圖1是涂層壓入儀的示意圖圖2是涂層壓入儀的原理圖框圖圖3是控制裝置的原理圖框圖圖中，1為法碼，2為杠桿，3為中間主軸，4為壓頭主軸，5為載物臺，6為光學(xué)顯微鏡，7為轉(zhuǎn)動盤，8為連接裝置，9為頂桿，10為機架，11為螺桿，12為直齒輪，13為減速器，14為減速器輸出端直齒輪，15為底座，16為直流電機，17為感應(yīng)鋼片，18為位移傳感器，19為升降平臺，20為載荷傳感器，21為被測試樣，22為聲發(fā)射裝置，23為聲發(fā)射探頭，24、25、26、27分別為連接總線，28為控制裝置。
圖2中，29為X/Y記錄儀，30為A/D轉(zhuǎn)換，31為計算機，32為連續(xù)加載卸載單元，33為打印，34為繪圖儀。
圖3中，35為位移前置放大，36為位移主放大，37為位移數(shù)顯，38為位移輸出，39為載荷前置放大，40為載荷主放大，41為載荷數(shù)顯，42為載荷輸出，43為載荷設(shè)置，44為電機控制，45為電機電源，46為門檻設(shè)置，47為信號處理，48為聲發(fā)射輸出。
圖1為本實用新型最佳實施方案該壓入儀在壓入測試過程中，將試樣21放置在載物臺5上，聲發(fā)射探頭23通過黃油藕合放置在試樣上，調(diào)整升降平臺19的位置，使試樣與壓頭主軸4下端的壓頭接觸，位移傳感器18示值復(fù)零，載荷傳感器20示值也復(fù)零位，然后開始加載，載荷從零連續(xù)變化到一定的載荷，壓入深度(位移)也相應(yīng)從零連續(xù)變化到一定值，分別用載荷和位移傳感器測量載荷大小和壓入深度，通過控制裝置28顯示和X/Y記錄儀29或計算機31記錄。
在壓入測試過程中，隨著所加載荷的增加，被測試樣變形、開裂和涂層剝落，通過聲發(fā)射探頭23和聲發(fā)射裝置22對被測試樣變形、開裂和涂層剝落情況進行動態(tài)監(jiān)測并確定對應(yīng)的載荷，通過X/Y記錄儀或計算機記錄對應(yīng)的聲發(fā)射信號，另外當(dāng)聲發(fā)射信號強度達到設(shè)置值后，通過控制裝置監(jiān)控加載或卸載過程。
本實用新型的連續(xù)加載、卸載是按如下方式實現(xiàn)的，直流電機16的旋轉(zhuǎn)運動，通過減速器13及其輸出端配置的直齒輪14傳遞給螺旋副中的直齒輪12，通過螺旋副將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)槁輻U11和頂桿9的上下往復(fù)運動，通過杠桿2將頂桿上下運動實現(xiàn)連續(xù)的加載、卸載和保持載荷，通過控制裝置28調(diào)節(jié)直流電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、不轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動速度，實現(xiàn)加載、卸載、保持載荷以及加載卸載速度調(diào)節(jié)。
本實用新的控制裝置是專門設(shè)計的，它的原理框圖如圖3所示，其中位移轉(zhuǎn)感器與控制裝置中的位移前置放大35相接，位移前置放大與位移主放大36相接，位移主放大與位移數(shù)顯37和位移輸出38相接，載荷傳感器與控制裝置中的載荷前置放大39相接，載荷前置放大與載荷主放大40相接，載荷主放大與載荷數(shù)顯41、載荷輸出42和載荷設(shè)置43相接；載荷設(shè)置與電機控制44相接，電機控制與電機電源45相接，電機電源與直流電機相接。直流電機通過電機控制使本實用新型實現(xiàn)連續(xù)加載、卸載和保持載荷；聲發(fā)射裝置與控制裝置中的門檻設(shè)置46相接，門檻設(shè)置與電機控制相接，同時還與信號處理47相接，信號處理與聲發(fā)射輸出48相接，并記錄聲發(fā)射信號。
本實用新型主要用于涂層與基體結(jié)合強度的壓入法測試，還可用于涂層和整體材料的硬度，彈性模量，蠕變，應(yīng)變硬化率等性能的壓入法測試，可望在理化檢驗、涂層生產(chǎn)和科研等部門獲得廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種涂層壓入儀，它類似于硬度計，包括由配置法碼(1)的杠桿(2)、中間主軸(3)和壓頭主軸(4)等部件組成的加載、卸載機構(gòu)，載物臺(5)和帶有光學(xué)顯微鏡(6)的轉(zhuǎn)動盤(7)等部件，其特征在于所述的加載、卸載機構(gòu)中的杠桿水平下方通過連接裝置(8)與垂直的頂桿(9)頂端相接，頂桿的下端通過連接裝置與固定在機架(10)上的螺旋副中的螺桿(11)相接，螺旋副中的直齒輪(12)與位于機架下的減速器(13)的輸出端所配置的直齒輪(14)相配，減速器通過聯(lián)軸器與位于底座(15)上的直流電機(16)相接，用于連續(xù)加載與卸載；所述的壓頭主軸上聯(lián)接有感應(yīng)鋼片(17)，轉(zhuǎn)動盤上聯(lián)接有位移傳感器(18)；所述的載物臺與升降平臺(19)之間裝有載荷傳感器(20)；載物臺上的被測試樣(21)上裝有與聲發(fā)射裝置(22)相接的聲發(fā)射探頭(23)；所述的直流電機(16)、位移傳感器(18)、載荷傳感器(20)、聲發(fā)射裝置(22)分別通過總線(24、25、26、27)與控制裝置(28)相接，控制裝置的輸出端可與X/Y記錄儀(29)相接，也可通過A/D轉(zhuǎn)換(30)與計算機(31)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的涂層壓入儀，其特征在于所述的連接裝置可為托盤，也可為鉸鏈裝置。
專利摘要一種涂層壓入儀，它類似于硬度計，在杠桿水平下方加有頂桿，頂桿通過螺旋副等在電動機帶動的減速器作用下做連續(xù)加載、卸載運動。本實用新型在轉(zhuǎn)動盤上裝有位移傳感器，載物臺與升降臺之間裝有載荷傳感器，被測試樣上裝有聲發(fā)射探頭，它們在控制裝置控制下，通過X/Y記錄儀等記錄載荷、壓入深度(位移)和聲發(fā)射信號。本壓入儀主要用于涂層與基體結(jié)合強度壓入法測量。
文檔編號G01N3/40GK2223491SQ9424381
公開日1996年3月27日 申請日期1994年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月22日
發(fā)明者易茂中, 胡奈賽, 何家文 申請人:西安交通大學(xué)