[实用新型]三维移动显微观测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三维移动显微观测装置，以便对试样在断裂过程中产生的裂纹进行实时动态显微观察、测量和拍摄。

背景技术

材料试件受载荷作用，破坏过程中裂纹的产生、发展、贯通和最终破坏是材料科学研究的基础和热点课题。目前，利用高倍光学显微镜对各种材料破坏过程中裂纹发展的观测是一种既直观、可靠又经济的研究方式。但其通常只能观测到显微镜视场范围内的某一部分区域，若要观测更大范围的试件表面，则需移动试件或显微镜。通过观测更大范围的试件表面，可获得大量的显微图像数据，从而为后续的分析研究提供可靠的试验依据。针对这一研究方法，部分科研院所研制了一些相关的试验设备。例如，中国专利ZL00255818.1于2001年10月3日公开了一种裂纹扩展全过程的数字式实时多方位观测记录分析装置，它能实现多镜头的多角度观测，得到对同一观测点不同角度的观测效果，但该装置不能移动观测镜头和试件，观测范围受到限制。此外，中国专利ZL200520094280.3于2007年1月10日公开了一种动态加载条件下表面观测装置，它虽然能实现三维移动的平面观测，但在水平面两个方向的移动笨重，特定放大倍数下的显微镜调焦要通过移动除水平支架以外的所有其他装置来实现，难以达到精确的显微镜调焦，也不能定量地移动显微镜对产生的裂纹进行定位观测，并且不具备调平功能，影响观测效果。以上缺陷严重阻碍了在细观和微观尺度下研究材料的断裂破坏过程与揭示材料的破坏机理。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种三维移动显微观测装置，可用于对材料试件在载荷作用下裂纹的产生、发展、贯通和最终破坏进行三维移动实时显微观测。

本实用新型的技术方案如下：一种三维移动显微观测装置，在水平燕尾槽底座上安装水平燕尾槽拖板，两者之间通过水平丝杆副连接，在水平燕尾槽拖板上装有垂直燕尾槽底座，该垂直燕尾槽底座的一侧安装垂直燕尾槽拖板，两者之间通过垂直丝杆副连接，其关键在于：在所述垂直燕尾槽拖板的外侧面固定支座，该支座上安装支撑轴，所述支撑轴呈前后方向水平布置，且支撑轴上套装一级显微镜支架，该一级显微镜支架由径向上穿设的粗调旋钮顶紧，在一级显微镜支架上安装二级显微镜支架，二级显微镜支架能相对一级显微镜支架前后移动，在所述二级显微镜支架上安装体视显微镜，该体视显微镜与支撑轴同向布置，体视显微镜的前部装有环形灯，在体视显微镜的后端安装CCD摄像机。

采用以上技术方案，通过转动水平丝杆驱动水平燕尾槽拖板在水平方向左右移动，可以实现体视显微镜在水平面内的横向左右移动；通过转动垂直丝杆驱动垂直燕尾槽拖板在垂直方向上下移动，可以实现体视显微镜在垂直面内的竖向上下移动；通过粗调旋钮调整一级显微镜支架在支撑轴上的位置，可以实现体视显微镜在水平面内的纵向前后大尺度移动；一级显微镜支架能绕支撑轴360度旋转，可以改变体视显微镜在周向上的位置，扩大观察范围，实现了多角度观察；二级显微镜支架能相对一级显微镜支架做前后微小移动，可以实现体视显微镜在水平面内的纵向前后小尺度移动。体视显微镜实现光学放大；CCD摄像机安装在体视显微镜的目镜处，并用二级显微镜支架支撑，实现图像采集、拍照、摄像和电子放大功能，同时与计算机相连实现数据处理和图像处理。

本实用新型可以对一个平面场进行定量实时观测并拍摄图像，能完整记录试样裂纹在不同阶段的扩展情况和最后的破坏状态；拍摄功能可以回放整个试验过程，更有利于深入研究试样的裂纹形成过程；具有测量裂纹长度及试样的微观结构的功能。本实用新型结构简单可靠，加工成本低，工作稳定，操作灵活，可广泛用于材料细观试验中试件受力变形全过程的观察、记录和分析。

为了防止二级显微镜支架相对于一级显微镜支架发生左右晃动，并保证二级显微镜支架前后微小移动的可靠性，上述二级显微镜支架的底部具有燕尾形导条，该导条嵌入一级显微镜支架顶部对应的燕尾槽中，在一级显微镜支架内安装齿轮，该齿轮与导条底面设置的齿条相啮合，所述齿轮安装轴的两端伸出一级显微镜支架的两侧面，并分别安装微调旋钮。

在上述水平燕尾槽底座正面的上部固定有水平标尺，水平燕尾槽拖板上设有与该水平标尺相对应的指针。指针与水平标尺配合，可以确定水平燕尾槽拖板的水平移动距离，实现水平方向定量移动。

在上述垂直燕尾槽底座正面的中部固定有垂直标尺，垂直燕尾槽拖板上设有与该垂直标尺相对应的指针。指针与垂直标尺配合，可以确定垂直燕尾槽拖板的垂直移动距离，实现垂直方向的定量移动。