[发明专利]基于压痕测量的探伤装置

说明书

本发明提出了一种基于压痕测量的探伤装置，其压头与传力组件固定连接，可变形凸起固定设置于传力组件上，开槽圆柱的一端与可变形凸起接触，开槽圆柱的另一端与推动顶盖固定连接，第一测力传感器设置于可变形凸起的对应位置从而可以测量可变形凸起与开槽圆柱之间的压力，第二测力传感器的上端与推动顶盖固定连接，第二测力传感器的下端与传力组件之间设置有间隙；当第一传感器达到最大负载时，可变形凸起弯曲变形、间隙消失，且第二力传感器与传力组件直接接触。通过设计可变形凸起和间隙，使得两个测力传感器的量程能够叠加，增大了对负载力的测量范围。还通过将位移传感器完全固定在壳体内，消除了负载力对位移测量的影响，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及一种探伤装置，具体的说是一种基于压痕测量的探伤装置，属于材料检测领域。

背景技术

目前存在多种测试方法可以用于测试材料的机械性能，其结果可用于工程设计、机械零件的质检与寿命估算。材料的机械性能测试方法主要可分为有损检测和无损检测两大类。无损测试(Non-destructiveTesting，NDT)是在不损伤被测材料的情况下，对材料的表面或内部缺陷检测。微损测试方法(Micro-destructiveTesting)是指对被测材料产生轻微损伤的测试方法。由于无损或微损测试方法具有非破坏性的优点，吸引了很多研究者在此方面探索。无损检测有诸多优点，此方法耗时少，工作量小，效率高。随着自动化技术的高速发展，以及高性能、高分辨率和高稳定性的传感器的研制和生产，无损检测的可行性大大提高。

超声无损测试技术主要利用超声波与试件相互作用所产生的反射波和其他类型的波进行材料性能测试，但是采用非线性超声测试法的试验数据还很少，还未能找到可以广泛适用的普遍规律。而一种新的无损方法——压痕实验法，可以很好地解决上述方法中的问题，压痕法将一定形状的压头压入被测材料，通过压痕响应值来预测材料的力学性能，该方法具有操作方便，效率高，测量准确等特点。由于压入深度为纳米级别，对材料可以认为是无损测量，而且该方法可以实现在线测量。

基于压痕法的无损检测可提供丰富的材料性能参数，如硬度，弹性模量，屈服强度，抗拉强度，断裂强度，弹性和塑性变形能量，应变硬化指数等。

然而，现有技术的中基于压痕测量的检测装置往往只有一个传感器来测量负载力力，其缺点在于量程短，测量精度低。此外，在负载力作用下位移的测量结果也会发生偏差，目前尚没有装置能完全消除由负载力的作用而引起的位移测量结果的误差。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提出一种基于压痕测量的探伤装置，其能够克服现有技术的不足而增大量程、提高测量精度并消除负载力对位移测量造成的误差。

本发明提供一种基于压痕测量的探伤装置，包括力传感机构，所述力传感机构包括压头、传力组件、开槽圆柱、可变形凸起、推动顶盖、第一测力传感器和第二测力传感器，所述压头与所述传力组件固定连接，所述可变形凸起固定设置于所述传力组件上，所述开槽圆柱的一端与所述可变形凸起接触，所述开槽圆柱的另一端与所述推动顶盖固定连接，所述第一测力传感器设置于所述可变形凸起的对应位置从而可以测量所述可变形凸起与所述开槽圆柱之间的压力，所述第二测力传感器的上端与所述推动顶盖固定连接，所述第二测力传感器的下端与所述传力组件之间设置有间隙；当所述第一传感器达到最大负载时，所述可变形凸起弯曲变形、所述间隙消失，且所述第二力传感器与所述传力组件直接接触。

作为本发明的进一步技术方案，还包括壳体和底盖，所述力传感机构设置于所述壳体内，所述底盖上开设有圆形开孔，所述圆形开孔周侧设置有材料支撑部分，所述压头设置于所述圆形开孔内，所述壳体内固定设置有特殊固定支架，所述特殊固定支架的下表面与弹簧的上端固定连接，所述弹簧的下端与所述传力组件固定连接从而保持所述测力机构处于悬停状态。

进一步地，所述中央压力板上开设有中央凹槽，所述中央凹槽内设置有第一测力传感器支架，所述第一测力传感器设置于所述第一测力传感器支架下方，所述可变形凸起设置于所述中央压力板上方。