一種側(cè)膨脹值光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬材料側(cè)膨脹值測(cè)定領(lǐng)域，具體地，涉及一種側(cè)膨脹值光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在評(píng)定焊接工藝時(shí)，側(cè)向膨脹值是衡量不銹鋼材料沖擊韌性的重要指標(biāo)之一。GB/T12778-2008、ASTM E23-2007、GB/T 229-2007等給出了側(cè)向膨脹值的三種常用測(cè)定方法:游標(biāo)卡尺測(cè)定法、側(cè)膨脹儀測(cè)定法和投影儀測(cè)定法。
[0003]其中，游標(biāo)卡尺測(cè)定法是實(shí)驗(yàn)室人員最常用的方法，但沖擊斷口是三維變形，被測(cè)的兩點(diǎn)通常不在同一平面或同一直線上。這種情況下，用游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)誤差不可避免。此夕卜，對(duì)于那些變形較大(特別是非標(biāo)準(zhǔn)試樣)的沖擊試樣，缺口背面通常呈不規(guī)則弧線，而非理想的直線，因此背面不可能完全重合；即便沖擊后兩截試樣連在一起，側(cè)面也不一定位于同一平面上。
[0004]而當(dāng)運(yùn)用側(cè)膨脹儀測(cè)定法時(shí)，同樣會(huì)遇到斷口下側(cè)面不平而無(wú)法緊貼V型基準(zhǔn)塊或側(cè)膨脹部位最高點(diǎn)判斷不準(zhǔn)等問(wèn)題，從而影響測(cè)量準(zhǔn)確度。
[0005]利用投影原理測(cè)量側(cè)膨脹值能有效規(guī)避上述兩種方法遇到的問(wèn)題，因此該法也是仲裁時(shí)推薦的方法，但由于目前投影儀在市場(chǎng)上已經(jīng)很難買到，限制了投影儀測(cè)定法的應(yīng)用。
[0006]由此可見，在側(cè)膨脹值測(cè)定領(lǐng)域，現(xiàn)有的三種測(cè)量方法中投影儀測(cè)定法具有較好的測(cè)量效果，但受到投影儀應(yīng)用的影響，限制了這種方法的應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例的主要目的在于提供一種側(cè)膨脹值光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，用于模擬投影效果，以便利用投影儀測(cè)定法測(cè)量側(cè)膨脹值。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種側(cè)膨脹值光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，包括:載物臺(tái)、平行光源、工業(yè)相機(jī)；
[0009]其中，所述工業(yè)相機(jī)具有雙遠(yuǎn)心鏡頭，所述雙遠(yuǎn)心鏡頭與所述平行光源正對(duì)設(shè)置且構(gòu)成平行光路；
[0010]所述載物臺(tái)設(shè)于所述平行光源和所述雙遠(yuǎn)心鏡頭之間，用于承載待測(cè)沖擊試樣，其中所述待測(cè)沖擊試樣的斷口朝上、缺口面朝向所述平行光源；
[0011]所述工業(yè)相機(jī)用于對(duì)所述待測(cè)沖擊試樣拍照，并輸出拍照得到的圖像。
[0012]借助于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型利用平行光源和雙遠(yuǎn)心鏡頭形成的平行光路來(lái)模擬投影效果，并用工業(yè)相機(jī)對(duì)待測(cè)沖擊試樣拍照，獲得的照片能精確反映待測(cè)沖擊試樣的側(cè)面輪廓，從而能夠很方便地確定原始寬度和膨脹部位最高點(diǎn)的位置，滿足測(cè)量側(cè)向膨脹值的要求，提高側(cè)膨脹值計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確程度，另外，本實(shí)用新型通過(guò)模擬投影效果，擴(kuò)展了投影儀測(cè)定法在側(cè)膨脹值測(cè)定領(lǐng)域的應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0013]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1是本實(shí)用新型提供的側(cè)膨脹值光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是對(duì)工業(yè)相機(jī)拍照得到的圖像；
[0016]圖3(a)是具有夾具的側(cè)膨脹值光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3(b)是圖3(a)中的夾具沿剖面線A-A的剖面示意圖；
[0018]圖3(c)是待測(cè)沖擊試樣與夾具的立體示意圖；
[0019]圖4是夾具厚度為9mm，待測(cè)沖擊式樣的高度為27mm的示意圖；
[0020]圖5是基于本實(shí)用新型原理的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6是一個(gè)夾具中同時(shí)設(shè)置兩個(gè)待測(cè)沖擊試樣的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023]在本文中，需要理解的是，所涉及的術(shù)語(yǔ)“待測(cè)沖擊試樣”為一整個(gè)沖擊試樣經(jīng)過(guò)夏比沖擊試驗(yàn)之后形成的具有斷口的半截沖擊試樣。夏比沖擊試驗(yàn)中，具有原始寬度的側(cè)面經(jīng)沖擊發(fā)生一定的形變，成為待測(cè)沖擊試樣的實(shí)際側(cè)面，但在實(shí)際側(cè)面中有一部分區(qū)域還保持有原始寬度，這部分區(qū)域稱作“原始寬度區(qū)”。所涉及的術(shù)語(yǔ)“膨脹部位最高點(diǎn)”是經(jīng)過(guò)夏比沖擊試驗(yàn)之后，待測(cè)沖擊試樣的實(shí)際側(cè)面中相對(duì)于原始寬度發(fā)生膨脹最顯著的位置；所涉及的術(shù)語(yǔ)“原始寬度區(qū)的投影”是“原始寬度區(qū)”在工業(yè)相機(jī)拍照得到的圖像中的投影，“膨脹部位最高點(diǎn)的投影”是“膨脹部位最高點(diǎn)”在工業(yè)相機(jī)拍照得到的圖像中的投影。
[0024]此外，附圖中的任何元素?cái)?shù)量均用于示例而非限制，以及任何命名都僅用于區(qū)分，而不具有任何限制含義。
[0025]實(shí)用新型概述
[0026]本實(shí)用新型提供一種側(cè)膨脹值光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，如圖1所示，包括:載物臺(tái)11、平行光源12、工業(yè)相機(jī)13和圖像輸出裝置15。
[0027]工業(yè)相機(jī)13具有雙遠(yuǎn)心鏡頭14，雙遠(yuǎn)心鏡頭14與平行光源12正對(duì)設(shè)置且構(gòu)成平行光路；載物臺(tái)11設(shè)于平行光源12和雙遠(yuǎn)心鏡頭14之間，用于承載待測(cè)沖擊試樣，其中待測(cè)沖擊試樣以斷口朝上、缺口面(即帶有缺口的一面)朝向平行光源12的狀態(tài)靜置于載物臺(tái)11上；工業(yè)相機(jī)13用于對(duì)待測(cè)沖擊試樣拍照；圖像輸出裝置15輸出工業(yè)相機(jī)13拍照得到的圖像。
[0028]具體的，基于雙遠(yuǎn)心鏡頭具有高分辨率、超寬景深、超低畸變以及獨(dú)有的平行光設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，本實(shí)用新型利用雙遠(yuǎn)心鏡頭與平行光源配合形成通過(guò)待測(cè)沖擊試樣的平行光路，以模擬投影效果，在此基礎(chǔ)上用工業(yè)相機(jī)對(duì)待測(cè)沖擊試樣拍照，獲得的照片能精確、不變形地反映出待測(cè)沖擊試樣的側(cè)面輪廓(圖2所示為工業(yè)相機(jī)拍照得到的圖像示例)，該側(cè)面輪廓既包含了原始寬度區(qū)的投影，又包含了膨脹部位最高點(diǎn)的投影，因此通過(guò)該側(cè)面輪廓既能夠識(shí)別出待測(cè)沖擊試樣的原始寬度，又能夠識(shí)別出膨脹部位最高點(diǎn)的位置，進(jìn)而可以利用這二者計(jì)算側(cè)膨脹值。尤其對(duì)于那些側(cè)面不夠平整，人眼較難確定膨脹部位最高點(diǎn)的沖擊試樣，利用圖像能準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便地定位出膨脹部位最高點(diǎn)，提高側(cè)膨脹值計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確程度。此外，本實(shí)用新型通過(guò)模擬投影效果，擴(kuò)展了利用投影儀測(cè)定法在側(cè)膨脹值測(cè)定領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0029]其中，圖像輸出裝置15可以是打印機(jī)或顯示器，基于圖像輸出裝置15輸出的圖像，就可以通過(guò)(包括但不限于)人工(例如利用打印機(jī)輸出的圖像)或計(jì)算機(jī)(例如利用顯示器輸出的圖像)等識(shí)別出待測(cè)沖擊試樣的原始寬度和膨脹部位最高點(diǎn)的位置，進(jìn)而計(jì)算得到待測(cè)沖擊試樣的側(cè)膨脹值。
[0030]需要說(shuō)明的是，在實(shí)施本實(shí)用新型時(shí)，為了保證投影效果，使工業(yè)相機(jī)對(duì)待測(cè)沖擊試樣拍照獲得的照片能足夠精確地反映待測(cè)沖擊試樣的輪廓，平行光源和雙遠(yuǎn)心鏡頭應(yīng)處于正對(duì)位置，以構(gòu)成平行光路，較佳的，還應(yīng)使平行光源和雙遠(yuǎn)心鏡頭應(yīng)具有相同的鏡片組結(jié)構(gòu)。
[0031]在介紹了本實(shí)用新型的基本原理之后，下面具體介紹本實(shí)用新型的各種非限制性實(shí)施方式。
[0032]由于需要根據(jù)工業(yè)相機(jī)拍照得到的圖像來(lái)識(shí)別膨脹部位最高點(diǎn)的位置和原始寬度，因此，首先要使工業(yè)相機(jī)拍照得到的圖像，能準(zhǔn)確、不變形地顯現(xiàn)出待測(cè)沖擊試樣的側(cè)面輪廓?？紤]到這一點(diǎn)，本實(shí)用新型可以在圖1所示系統(tǒng)的載物臺(tái)上設(shè)置一夾具，以明確限定待測(cè)沖擊試樣在雙遠(yuǎn)心鏡頭前的位置，例如圖3(a)所示，設(shè)置于載物臺(tái)11上的夾具16呈U型，其U型凹槽朝向平行光源，U型凹槽的內(nèi)底面垂直于雙遠(yuǎn)心鏡頭14與平行光源12構(gòu)成的平行光路，圖3(b)為圖3(a)中沿A-A剖面線得到的夾具16剖面示意圖，如圖3(c)所示，待測(cè)沖擊試樣靜置于載物臺(tái)上時(shí)，其缺口背面(即缺口面的背面)緊貼夾具16的U型凹槽內(nèi)底面。由于U型凹槽的內(nèi)底面是垂直于雙遠(yuǎn)心鏡頭14和平行光源12構(gòu)成的平行光路，因此待測(cè)沖擊試樣的缺口背面也是垂直于該平行光路，從而待測(cè)沖擊試樣的側(cè)面就盡可能地投影于雙遠(yuǎn)心鏡頭14中，在此情況下，工業(yè)相機(jī)13拍照得到的圖像就能準(zhǔn)確、不變形地顯現(xiàn)出待測(cè)沖擊試樣的側(cè)面輪廓。
[0033]在夏比沖擊試驗(yàn)中，金屬試樣受到砧座的約束，其端部會(huì)發(fā)生微小的塑性變形，這部分區(qū)域即對(duì)應(yīng)待測(cè)