[发明专利]一种便携式仪器化冲击压入仪

说明书

本发明公开了一种便携式仪器化冲击压入仪，包括仪器框架、压头单元、击发单元以及位移转移单元，所述仪器框架包括仪器底盘、水平仪与外套筒，所述水平仪及所述外套筒均安装于所述仪器底盘上；所述压头单元包括设置在所述外套筒内的冲击头与传动杆，所述冲击头安装于所述传动杆的底端，所述外套筒底端开设有第一开口，所述仪器底盘对应所述第一开口开设有第二开口，所述冲击头适于穿过所述第一开口及所述第二开口与被测物体接触，该便携式仪器化冲击压入仪体积小，且测量精度高。

技术领域

本发明涉及材料力学性能测试技术领域，尤其涉及一种便携式仪器化冲击压入仪。

背景技术

材料的力学性能参数一直是基础研究领域关注的热点，也是各种材料结构设计及安全性能评估的重要依据。传统的单轴拉伸、压缩和扭转等力学性能相关测试是获取材料力学参数、研究材料力学特征的重要方法。上述试验往往需要在试件上切取一定大小形状的试样进行测量，对试件有一定破坏性，且对试样的尺度、制备、形状等有比较苛刻的要求，难以满足工程现场测量。此外，传统的力学性能测量方法在小尺度、表面膜层等材料的力学性能表征方面具有局限性。随着表面改性材料、薄膜、涂层材料、复合材料、纳米材料等领域快速发展，压入技术作为一种微区、微损测试方式，其操作相对简便，对样品制备及试件对中要求相对较低，容易达成便携式的目的，从而具备解决上述三方面问题的潜力。压入法及其在表面材料科学与工程研究领域中的独特作用越来越多地受到人们的重视。

仪器化压入测量主要是通过记录载荷和压入深度，从而获得载荷-压入深度关系曲线，通过分析曲线获得被测材料的硬度和弹性模量等参数。该方法通过避免寻找压痕位置和测量压痕残余面积，大大减小测试的误差。结合合适的力学模型及推导，可以从该曲线分析得到丰富的力学参数信息。目前压入测试已经可以获得材料的硬度、弹性模量、应力-应变曲线、断裂韧性、蠕变特性、疲劳特性、粘附性等参数。经过20多年的发展，仪器化压入法成为表面工程力学性能检测的重要手段。目前常用的压入仪器多为实验室设备，对工作环境和样品制备有着较为严格的要求，但在实际工程应用中，往往存在很多传统实验室测试受到局限的情况，例如输油管道等待测对象位于野外或难以拆卸，要求实现现场测量；或者实验室测试程序复杂，需要对材料力学参数进行现场的初步评估。

而现有的便携式仪器化压入仪测量原理属于机架参照型压入仪，该类型的压入仪试验机的工作原理多为马达驱动，由串联载荷传感器计算载荷，由位移传感器计量作用轴位移。这种结构设计决定了测量的位移是测量回路的总体位移(包括机架变形等)，往往对压入深度的测量造成比较大的影响；为了实现较大的压入载荷，往往需要较大的载荷施加装置，引起制造成本增加并且限制了进一步的小型化便携式设备的发展。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种便携式仪器化冲击压入仪，体积小，且测量精度高。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种便携式仪器化冲击压入仪，包括仪器框架、压头单元、击发单元以及位移转移单元；

所述仪器框架包括仪器底盘、水平仪与外套筒，所述水平仪及所述外套筒均安装于所述仪器底盘上；

所述压头单元包括设置在所述外套筒内的冲击头与传动杆，所述冲击头安装于所述传动杆的底端，所述外套筒底端开设有第一开口，所述仪器底盘开设有第二开口，所述外套筒插装于所述第二开口，所述冲击头适于穿过所述第一开口与被测物体接触；

所述击发单元包括击发座、调节弹簧、弹簧堵塞、滑槽与扳机，所述滑槽为开设于所述外套筒两侧的通孔，所述通孔沿所述外套筒的长度方向延伸并形成所述滑槽，所述弹簧堵塞、调节弹簧与击发座设置在所述外套筒内，并沿所述外套筒的轴向方向向下依次设置，所述传动杆的顶端与所述击发座底端固接，所述击发座与所述外套筒滑动连接，且所述击发座两端对应所述滑槽形成有滑动部，所述滑动部与所述滑槽滑动配合，所述弹簧堵塞与所述外套筒固接，所述扳机一端适于通过所述滑槽伸入所述外套筒内用于限制所述传动杆的位移；