Прибор для измерения твердости и микротвердости

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ И МИКРОТВЕРДОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Логвин Владимир Александрович Волченков Александр Владимирович Логвина Екатерина Владимировна Никитин Александр Викторович Муравский Викентий Александрович(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) 1. Прибор для измерения твердости и микротвердости, содержащий станину, измерительный стол с микрометрами продольного и поперечного перемещений, колонку, по которой имеет возможность перемещения кронштейн с микроскопом, осветительное устройство, цифровую видеокамеру с цифровым регистратором и компьютером, отличающийся тем, что в оптическую систему микроскопа дополнительно вмонтированы светоделительное устройство и дополнительный экран с увеличивающей линзой, который имеет возможность демонстрировать изображение. 2. Прибор для измерения твердости и микротвердости по п. 1, отличающийся тем,что между цифровой видеокамерой и светоделительным устройством в оптическую систему микроскопа установлена телескопическая насадка.(56) 1. Золоторевский В.С. Механические испытания и свойства металлов Учебное пособие. - М. Металлургия, 1974. - С. 240-244. 2.7215, МПК 02 21/00, 2011. Полезная модель относится к машиностроению, в частности к измерению линейных и угловых величин на различных деталях машин, а также при определении твердости и микротвердости. Известен микроскоп для изучения структуры металла, включающий микрометрический стол с возможностью перемещения по двум координатам в горизонтальной плоскости,оптическую систему, смонтированную в одном корпусе с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, подсветку исследуемого объекта 1. Известный микроскоп не позволяет проводить измерения, т.е. оценивать величину изучаемых объектов, анализ исследуемого объекта можно проводить, только если он имеет различные составляющие, различающиеся по своим оптическим свойствам. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является микроскоп, содержащий станину, измерительный стол с микрометрами продольного и поперечного перемещений, колонку, по которой имеет возможность перемещения кронштейн с микроскопом, осветительное устройство, цифровую видеокамеру с цифровым регистратором и компьютером 2. Известный микроскоп не позволяет проводить быструю и точную настройку на необходимую область исследуемого объекта и требует постоянной поднастройки для центровки места укола с оптической осью микроскопа. Задачей данной полезной модели является расширение технических возможностей по выбору области исследования на поверхности объекта при измерении твердости и микротвердости, а также по определению величин линейных, угловых и криволинейных участков на поверхности исследуемого объекта. Указанная задача решается благодаря тому, что в приборе для измерения твердости и микротвердости, содержащем станину, измерительный стол с микрометрами продольного и поперечного перемещений, колонку, по которой имеет возможность перемещения кронштейн с микроскопом, осветительное устройство, цифровую видеокамеру с цифровым регистратором и компьютером, согласно полезной модели, в оптическую систему микроскопа дополнительно вмонтированы светоделительное устройство и дополнительный экран с увеличивающей линзой, который имеет возможность демонстрировать изображение. Между цифровой видеокамерой и светоделительным устройством в оптическую систему микроскопа установлена телескопическая насадка. Для полного анализа профиля и состояния любой поверхности необходимо иметь представление о численных значениях величин линейных, угловых и криволинейных участков, а также о состоянии поверхности на этих участках. Особенно это актуально при анализе деталей, имеющих сложные геометрические профили, например металлорежущие инструменты, пресс-формы или штампы, а также при исследованиях участков поверхности деталей, не разбирая весь узел. Очень важно иногда оценивать не только состояние поверхности, но и величину отклонений геометрической формы участка. Для этого необходимо провести сканирование участка поверхности при помощи видеокамеры, оцифровать, и только после этого можно проводить анализ о величине всех параметров поверхности, соответствие величины размеров, формы и взаимного расположения и состояние на интересующем участке поверхностей вплоть до вида структуры. Для оценки твердости или микротвердости материала производится вдавливание индентора (шар или пирамида) с определенным усилием в поверхность образца и по размерам отпечатка проводится 2 86172012.10.30 суждение о величине твердости или микротвердости. Применение видеокамеры позволяет проводить сканирование участка поверхности с отпечатком и передать на экран монитора компьютера для визуальной и аналитической его оценки. Для оценки состояния поверхности важно не только усредненное значение твердости или микротвердости, но и эти значения в конкретных местах на поверхности, также их профиль, размеры и структура. Сущность полезной модели поясняется фигурами, на которых изображено заявляемое устройство. На фиг. 1 представлен прибор для измерения твердости и микротвердости со светоделительным устройством и дополнительным экраном с увеличивающей линзой, на фиг. 2 представлена конструкция прибора для измерения твердости и микротвердости со светоделительным устройством, дополнительным экраном с увеличивающей линзой и телескопической насадкой. Прибор состоит из станины 1, измерительного стола 2 с микрометрами продольного 3 и поперечного 4 перемещений, колонки 5, по которой имеет возможность перемещения кронштейн 6 с микроскопом 7, и осветительного устройства 8 цифровой видеокамеры 9,светоделительного устройства 10, дополнительного экрана 11 с увеличивающей линзой 12 и телескопической насадкой 13, цифрового регистратора (не показан), компьютера с расчетным блоком (не показан). Монтаж комплекта оборудования для измерений и анализа продемонстрирован на примере микротвердомера 14 с индентором 15, для твердомера (не показан) комплект оборудования для измерений и анализа монтируется аналогично. Объект исследования сканируется при помощи цифровой видеокамеры 9 через микроскоп 7, перемещая измерительный стол 2 при помощи микрометров продольного 3 и поперечного 4 перемещений, а также кронштейн 6 по колонке 5. Цифровой регистратор (не показан) преобразует нормированный сигнал в форму, необходимую для передачи его через стандартный портв расчетный блок компьютера (не показан). Установленный на компьютере (не показан) расчетный блок (не показан) позволяет отображать и наблюдать на мониторе (не показан) компьютера (не показан) профиль сканируемого участка поверхности объекта исследования, передавать набор координат точек во внешний структурированный файл для последующей обработки этих данных в другой программе, например, для осуществления необходимых вычислений и получения информативных числовых характеристик объекта исследования. При измерении твердости или микротвердости индентор 15 вдавливается с заданным усилием в исследуемую поверхность и при помощи цифровой видеокамеры 9, цифрового регистратора (не показан) изображение отпечатка индентора 15 передается на компьютер (не показан). Для этого необходимо, чтобы отпечаток попадал в объектив микроскопа 7. После поворота измерительного стола 2 с объектом исследований не всегда это получается. Требуется трудоемкая юстировка для этого совмещения. Оснащение прибора светоделительным устройством 10, дополнительным экраном 11 с увеличивающей линзой 12 позволяет одновременно иметь изображение на мониторе компьютера с меньшим полем зрения и дополнительном экране 11 с большим полем зрения. Пользуясь изображением отпечатка индентора 15 на дополнительном экране 11 и увеличивающей линзой 12, легче проводить юстировку для совмещения оптической оси микроскопа 7 с центром экрана на мониторе компьютера. При измерении твердости и микротвердости очень твердых материалов размеры отпечатка индентора 15(очень малы в пределах 35 мкм). Для облегчения исследований таких материалов предназначена телескопическая насадка 13, которая устанавливается между цифровой видеокамерой 9 и светоделительным устройством 10 в оптическую систему микроскопа 7. Плавное изменение фокусного расстояния за счет передвижения телескопических составляющих телескопической насадки 13 позволяет плавно менять увеличение на экране монитора компьютера, облегчая поиск отпечатка индентора 15. Установленный на компьютере (не показан) расчетный блок позволяет отображать и наблюдать на мониторе(не показан) компьютера (не показан) профиль сканируемого отпечатка индентора 15 на участке поверхности объекта исследования, передавать набор координат точек во внеш 3 86172012.10.30 ний структурированный файл для последующей обработки этих данных в другой программе, например , для осуществления необходимых вычислений и получения твердости и(или) микротвердости поверхности объекта исследования. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4