[发明专利]适用于便携式压入仪的参比针式压入深度测量装置

说明书

一种适用于便携式压入仪的参比针式压入深度测量装置，包括载荷传感器、连接块、第一压线套件、第二压线套件、压杆、压头夹具、压头、防松螺母、参比针导杆、参比针、精密导轨组件、上限位块、下限位块、锁紧螺栓、光栅尺、读数头、读数头夹具和预紧弹簧调节模块；预紧弹簧调节模块包括预紧弹簧、固定板、调节螺钉以及锁紧螺母，固定板安装在连接块上，中间开有通孔用于使参比针头通过，通孔两侧开有螺纹孔，与调节螺钉进行配合；预紧弹簧上端与导杆连接块配合，下端与调节螺钉配合，通过旋转螺钉调节预紧弹簧的张紧程度。本发明测试稳定性好、分辨率高、结构紧凑。实现对压入深度的准确测量。

技术领域

本发明属于位移测量领域，具体涉及一种适用于便携式压入仪的参比针式压入深度测量装置。

背景技术

仪器化压入技术是在传统布氏硬度和维氏硬度试验的基础上发展起来的一种重要的微/纳米力学实验技术，主要用于测定材料的硬度和力学参数。该技术主要包括载荷位移参量测量和力学性能方法分析两部分。其中，测量部分主要是对压入试验过程中的压入载荷与压入深度进行准确记录，分析方法用于识别被测材料的力学属性。

仪器化压入仪是仪器化压入技术系统化、集成化和商业化的产物。该类仪器通过实时采集、显示和处理测试过程中的压入载荷和压入深度数据，计算出被测材料的相关力学参数。压入深度的定义为压头垂直压入被测材料表面的位移。压入载荷定义为压头作用于被测材料的载荷。压入载荷和深度测量的数据的准确性，直接关系到最终测定的力学参量的准确性。因此，准确测量压入载荷与压入深度是使用压入法识别被测材料力学性能的基础，也是仪器化压入仪的核心技术要求。而准确测量压入深度则是仪器化压入仪的技术难点。

发明内容

为了克服现有压入深度测量方式的不足，本发明提供一种测试稳定性好、分辨率高、结构紧凑的参比针式压入深度测量装置。本发明通过集成高分辨率的光栅尺位移传感器以及单自由度的参比针，实现对压入深度的准确测量。本发明测试行程大、测量精度高，对便携式压入设备测量压入深度领域具有极大的应用价值。

本发明所采用的技术方案是：

一种适用于便携式压入仪的参比针式深度测量装置，所述装置包括载荷传感器、连接块、第一压线套件、第二压线套件、压杆、压头夹具、压头、防松螺母、参比针导杆、参比针、精密导轨组件、上限位块、下限位块、锁紧螺栓、光栅尺、读数头、读数头夹具和预紧弹簧调节模块；

所述连接块为压头组件的载体，连接块左侧安装压杆，连接块右侧安装精密导轨组件以及光栅尺位移传感器，连接块上端通过压杆的轴肩定位，连接块下端通过防松螺母定位并锁紧；所述压杆上端与载荷传感器连接，压杆下端通过所述压头夹具与压头连接，用于传递输出载荷；所述第一压线套件和第二压线套件安装在连接块上，用于压紧载荷传感器的线缆和光栅尺读数头的线缆；所述精密导轨组件包括导轨、滑块和导杆连接块，所述导轨固定在连接块上，所述滑块与导轨配合用于搭载导杆连接块，所述导杆连接块安装在滑块上，用于安装参比针导杆和光栅尺，并在预紧弹簧的拉力下与下限位块贴合；所述参比针导杆上端与所述导杆连接块固定，参比针导杆下端与所述参比针连接；所述读数头夹具安装在连接块上，所述光栅尺读数头固定在夹具上；

所述预紧弹簧调节模块包括预紧弹簧、固定板、调节螺钉以及锁紧螺母，所述固定板安装在连接块上，中间开有通孔用于使参比针头通过，通孔两侧开有螺纹孔，与调节螺钉进行配合；所述预紧弹簧上端与导杆连接块配合，下端与调节螺钉配合，通过旋转螺钉调节预紧弹簧的张紧程度。

进一步，所述连接块的左侧开设有通孔，用于安装压杆；连接块右侧开设L型凹槽，用于安装精密导轨组件以及光栅尺位移传感器。

所述压杆上端与载荷传感器通过螺纹连接。

所述第一压线套件和第二压线套件通过螺栓安装在连接块上。

所述精密导轨组件中，所述导轨通过六角螺栓固定在连接块上。