硬度测试和图像分析

硬度测试是测试部件性能的重要特征,作为一种重要的材料测试工具,可以通过许多方法和技术来执行和测量该关键参数。亚博网站下载虽然某些硬度测试类型如Rockwell测试将产生快速,单一过程结果基于压痕深度,但许多通常使用的测试类型如Knoop,Vickers和Brinell,需要次要过程来确定压痕的大小。

这些次要过程效率低、耗时长,而且容易产生主观错误。提高生产效率的方法之一,同时提供一致性的过程是通过自动压痕和印象阅读使用图像分析。在过去的几年中,硬件、图像算法、电子和软件能力的显著改进,为高度精确和可靠的测试过程打开了大门,从而比以往任何时候都能更快地提供结果。这些方法在提高速度、效率和准确度方面有很大的前景,达到了以前从未达到的水平。

自动硬度测试

两种最常见的硬度测试是维氏硬度测试和努氏硬度测试,用于微观和宏观测试,通过测量施加一定的力后留下的钻石形压痕的大小来确定材料的硬度。测试的性质通常显示相对轻的力,导致非常小的印痕,必须在微米级测量。传统的方法,今天仍然广泛使用,包括显微镜的目标可变分辨率积分硬度测试仪,手动测量通过目镜基于人的解释。

可预见的是,这是效率低下,耗时,并且在今天的快节奏,极端环境中,逐渐是不可接受的。技术人员在一天内通过眼睛创造和测量并衡量的技术人员并不罕见,疲劳可能会影响测量过程随着缩进的数量增加。此外,需要产生对横陷的硬度完全分析,通常由15次缩进组成,通常在单个样本上几次,并且需要先进的,自动方法变得显而易见。

在过去的几年中,并在未来逐渐地,这些手工流程已经并将继续在流程的各个方面迅速让位于自动化。在材料准备、结果解释和分析、舞台动作甚至报告方面,新的方法正在被创造出来。其中一项正在全球许多实验室应用的技术是自动台阶遍历和图像分析维克斯,Knoop和Brinell缩进。

自动硬度系统通常有一个完全可控的测试仪,包括一个自动旋转或旋转式转塔和Z轴驱动,无论是从头/压头外壳或从主轴驱动系统,以预定的力施加压痕,以及聚焦试件。再加上一个自动XY穿越电动工作台,一台安装了独家硬度软件的笔记本电脑或台式电脑,以及一个USB摄像机,结果是一个健壮的,全自动的硬度测试系统。在使用样品和存储程序进行初步设置后,就可以单独对几乎不受限制数量的压痕遍历进行自动制作、测量和报告。

更新的技术消除了过去造成操作困难和工作空间混乱的许多硬件。例如,舞台通过虚拟操纵杆移动,在某些系统中,舞台控制器被组合到舞台外壳中。舞台运动算法和机械设计的进步使得XY精度和重复性比以往任何时候都要高,这对于精确的导线要求是至关重要的,例如案例深度分析。

图像分析

虽然图像分析不是一个新的概念,但该技术继续进步,大大提高了这个过程。例如,相机技术已经从框架抓取器向UEEE FireWire演变为USB,消除了额外的硬件,同时促进相机分辨率和视野视野可能性。现有和开发摄像头的功能,加上当今PC的处理能力和连续增强软件包,大大提高了自动压痕读取的可重复性,准确性和可靠性。

所有的数码相机都有像素阵列。每个像素可以打开或关闭。如果将黑白图像投影到像素阵列上,黑色区域的像素将关闭,而浅色区域的像素将打开。通过计数,可以得到图像上黑点的大小,然后得到图像区域。任何压痕的大小与压痕和施加的力一起用于定义硬度值。

自动遍历

更大尺寸的XY工作台可以同时容纳2个、4个甚至6个样品,从而进一步提高生产效率。预编程和保存的遍历被打开,样品在持有人中对齐,并与一个点击,压痕,读取和报告许多遍历的每个样品开始。自动对焦消除了由于Z位置变化而导致的缩进清晰度问题。更新的软件甚至可以在遍历之间和遍历内部实现不同的尺度、力和显微镜目标。

自动化测试也逐渐有利于洛氏硬度测试,主要是在重复的模式需求中,如Jominy测试,其中许多条条可以完全测试和报告,只需点击鼠标即可完成。

其他应用程序

与Knoop和Vickers测试一样,布氏测试本质上是一个劳动密集型和手工的过程,在其传统状态下,需要不断的人工干预和处理。由于传统的布氏硬度测试是用一个特定直径的碳化钨球进行的单一的、受控的测试力,因此产生的压痕必须通过光学测量(直径以毫米计)来确定材料的硬度。这通常是使用低功率的手持显微镜来完成的,这是一个既困难又主观的过程。在Knoop和Vickers中,由于重复执行测量而产生的疲劳引起的错误是很常见的,而且这个过程本身既耗时又低效。

对于许多需要100%检查和生产率的过程基于快速结果返回,并不令人意外地加速该过程的手段,也可以减轻可能的手动诱导的误差是有需求的。可能是最合适的技术依赖于一系列因素,包括测试时间要求,装卸方法,ASTM标准要求和遵守,标本几何,材料特性以及当然预算对准。

当使用仅使用传统的Brinell地板或台式模型测试仪时,手动手动过程的替代方案涉及使用手持式数码相机,可以有效准确地测量自动使用的印模的直径图像分析方法。因此,通过相机测量Brinell凹痕的相对容易。如果在优选生产中缺乏手动介入的手持式成像系统,则可以提供完全自动的光学布尼尔系统可以提供对ASTM E-10的粘附,同时允许完全自动化的光学测试。

一套完整集成的全自动光学布氏硬度测试系统,能够快速、准确地完成符合ASTM E10标准的整个布氏硬度测试过程,包括精确的压痕应用,并提供自动对焦、识别和记录压痕尺寸和硬度测量的图像分析系统。所有这些,再加上灵活的用户友好型软件,为操作人员提供了广泛而丰富的测试、完成分析和创建报告的能力。

操作人员只需在测试器中找到样品,然后按下启动按钮。压痕是自动的,就像左轮或转塔式系统的旋转,使测量物镜/显微镜进入位置。然后开始自动对焦和成像过程,结果在短短20秒内返回。

过去关于表面光洁度、预置校准、照明以及像素大小的边界已经被缓解,并在不断发展。其结果是,“让仪器工作”的能力和依赖性更强,大大提高了一致性和产量,同时为作业者节省了执行其他任务的时间。在一个完全集成的系统中,劳动密集、主观和容易出错的过程几乎被消除,取而代之的是一个相当准确和多产的过程。

比勒

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