一种具有弹性夹具的侧膨胀值光学测量系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种具有弹性夹具的侧膨胀值光学测量系统，包括：载物台、平行光源、工业相机、图像输出装置和弹性夹具；其中，弹性夹具包括固定块、移动块和弹性构件；固定块固定于载物台上；移动块设于载物台上，能够相对固定块移动；弹性构件的两端分别连接固定块和移动块，弹性构件的拉伸力使固定块和移动块固定夹紧放置于二者之间的待测冲击试样。本实用新型专利技术通过弹性夹具的固定块和移动块夹紧固定待测冲击试样，使待测冲击试样能够稳固位于载物台上，以便在工业相机和平行光源形成的平行光路中获得能够显现待测冲击试样的侧面轮廓的照片，为测量侧向膨胀值提供精确的图像数据基础。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及金属材料侧膨胀值测定领域，具体地，涉及一种具有弹性夹具的侧膨胀值光学测量系统。
技术介绍
在评定焊接工艺时，侧向膨胀值是衡量不锈钢材料冲击韧性的重要指标之一。GB/T 12778-2008、ASTM E23-2007、GB/T 229-2007等给出了侧向膨胀值的三种常用测定方法：游标卡尺测定法、侧膨胀仪测定法和投影仪测定法。其中，游标卡尺测定法是实验室人员最常用的方法，但冲击断口是三维变形，被测的两点通常不在同一平面或同一直线上。这种情况下，用游标卡尺测量时误差不可避免。此外，对于那些变形较大(特别是非标准试样)的冲击试样，缺口背面通常呈不规则弧线，而非理想的直线，因此背面不可能完全重合；即便冲击后两截试样连在一起，侧面也不一定位于同一平面上。而当运用侧膨胀仪测定法时，同样会遇到断口下侧面不平而无法紧贴V型基准块或侧膨胀部位最高点判断不准等问题，从而影响测量准确度。利用投影原理测量侧膨胀值能有效规避上述两种方法遇到的问题，因此该法也是仲裁时推荐的方法，但由于目前投影仪在市场上已经很难买到，限制了投影仪测定法的应用。由此可见，在侧膨胀值测定领域，现有的三种测量方法中投影仪测定法具有较好的测量效果，但受到投影仪应用的影响，限制了这种方法的应用。申请号为201520049335.2的中国技术专利提供了一种侧膨胀值光学测量系统，其利用平行光源和双远心镜头形成的平行光路来模拟投影效果，并用工业相机对待测冲击试样拍照，获得的照片能精确反映待测冲击试样的侧面轮廓，能够很方便地确定原始宽度和膨胀部位最高点的位置，满足了测量侧向膨胀值的要求。
技术实现思路
但是，本技术的专利技术人发现，申请号为201520049335.2的中国技术专利所提供的侧膨胀值光学测量系统在使用中存在如下缺陷：待测冲击试样只是紧贴于夹具放置， 不够稳固，当载物台或者夹具受到轻微撞击时，待测冲击试样很容易歪斜甚至倒下，导致工业相机拍得的照片不能精确反映待测冲击试样的侧面轮廓，不能达到准确测量侧向膨胀值的目的。为了克服以上缺陷，本技术的专利技术人对侧膨胀值光学测量系统进行了改进，提供一种具有弹性夹具的侧膨胀值光学测量系统，包括：载物台、平行光源、工业相机、图像输出装置和弹性夹具；其中，所述工业相机具有双远心镜头，所述双远心镜头与所述平行光源正对设置且构成平行光路；所述载物台设置于所述平行光源和所述双远心镜头之间，用于承载待测冲击试样；所述工业相机用于对所述待测冲击试样拍照；所述图像输出装置用于输出所述工业相机拍照得到的图像；所述弹性夹具包括：固定块、移动块和弹性构件；所述固定块固定于所述载物台上；所述移动块设于所述载物台上，能够相对所述固定块移动；所述弹性构件的两端分别连接所述固定块和所述移动块，所述弹性构件的拉伸力使所述固定块和所述移动块固定夹紧放置于二者之间的待测冲击试样。借助于上述技术方案，本技术通过弹性夹具的固定块和移动块夹紧固定待测冲击试样，使待测冲击试样能够稳固位于载物台上，以便在工业相机和平行光源形成的平行光路中获得能够显现待测冲击试样的侧面轮廓的照片，为测量侧向膨胀值提供精确的图像数据基础。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术提供的具有弹性夹具的侧膨胀值光学测量系统的结构示意图；图2是工业相机对待测冲击试样拍照得到的图像；图3是基于本技术原理的一侧膨胀值光学测量系统实施例的结构示意图；图4(a)是基于本技术原理的一弹性夹具实施例的俯视示意图；图4(b)是基于本技术原理的一弹性夹具实施例的侧视示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本文中，需要理解的是，所涉及的术语“待测冲击试样”为一整个冲击试样经过夏比冲击试验之后形成的具有断口的半截冲击试样。夏比冲击试验中，具有原始宽度的侧面经冲击发生一定的形变，成为待测冲击试样的实际侧面，但在实际侧面中有一部分区域还保持有原始宽度，这部分区域称作“原始宽度区”。所涉及的术语“膨胀部位最高点”是经过夏比冲击试验之后，待测冲击试样的实际侧面中相对于原始宽度发生膨胀最显著的位置；所涉及的术语“原始宽度区的投影”是“原始宽度区”在工业相机拍照得到的图像中的投影，“膨胀部位最高点的投影”是“膨胀部位最高点”在工业相机拍照得到的图像中的投影。此外，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。技术概述本技术提供一种侧膨胀值光学测量系统，如图1所示，包括：载物台11、平行光源12、工业相机13、图像输出装置15和弹性夹具16。工业相机13具有双远心镜头14，双远心镜头14与平行光源12正对设置且构成平行光路；载物台11设置于平行光源12和双远心镜头14之间，用于承载待测冲击试样；工业相机13用于对待测冲击试样拍照；图像输出装置15输出工业相机13拍照得到的图像。弹性夹具16设置于载物台11上，用于固定待测冲击试样。弹性夹具16包括固定块161、移动块162和弹性构件163。其中，固定块161固定于载物台11上；移动块162设于载物台11上，能够相对于固定块161移动；弹性构件163的两端分别连接固定块161和移动块162；当将待测冲击试样放置于固定块161和移动块162之间时，弹性构件163的拉伸力使固定块161和移动块162夹紧并固定住待测冲击试样。具体的，基于双远心镜头具有高分辨率、超宽景深、超低畸变以及独有的平行光设计等特点，本技术利用双远心镜头与平行光源配合形成通过待测冲击试样的平行光路，以模拟投影效果，在此基础上用工业相机对待测冲击试样拍照，获得的照片能精确、不变形地反映出待测冲击试样的侧面轮廓(图2所示为工业相机拍照得到的图像示例)，该侧面轮廓既包含了原始宽度区的投影，又包含了膨胀部位最高点的投影，因此通过该侧面轮廓既能够识别出待测冲击试样的原始宽度，又能够识别出膨胀部位最高点的位置，进而可 以利用这二者计算侧膨胀值。尤其对于那些侧面不够平整，人眼较难确定膨胀部位最高点的冲击试样，利用图像能准确、简便地定位出膨胀部位最高点，提高侧膨胀值计算结果的准确程度。此外，本技术通过模拟投影效果，扩展了利用投影仪测定法在侧膨胀值测定领域的应用。需要说明的是，在实施本技术时，为了保证投影效果，使工业相机对待测冲击试样拍照获得的照片能足够精确地反映待测冲击试样的轮廓，平行光源和双远心镜头应处于正对位置，以构成平行光路，较佳的，还应使平行光源和双远心镜头应具有相同的镜片组结构。本技术通过弹性夹具的固定块和移动块夹紧固定待测冲击试样，使待测冲击试样能够稳固位于载物台上，以便在工业相机和平行光源形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有弹性夹具的侧膨胀值光学测量系统，其特征在于，包括：载物台、平行光源、工业相机、图像输出装置和弹性夹具；其中，所述工业相机具有双远心镜头，所述双远心镜头与所述平行光源正对设置且构成平行光路；所述载物台设置于所述平行光源和所述双远心镜头之间，用于承载待测冲击试样；所述工业相机用于对所述待测冲击试样拍照；所述图像输出装置用于输出所述工业相机拍照得到的图像；所述弹性夹具包括：固定块、移动块和弹性构件；所述固定块固定于所述载物台上；所述移动块设于所述载物台上，能够相对所述固定块移动；所述弹性构件的两端分别连接所述固定块和所述移动块，所述弹性构件的拉伸力使所述固定块和所述移动块固定夹紧放置于二者之间的待测冲击试样。

【技术特征摘要】
1.一种具有弹性夹具的侧膨胀值光学测量系统，其特征在于，包括：载物台、平行光源、工业相机、图像输出装置和弹性夹具；其中，所述工业相机具有双远心镜头，所述双远心镜头与所述平行光源正对设置且构成平行光路；所述载物台设置于所述平行光源和所述双远心镜头之间，用于承载待测冲击试样；所述工业相机用于对所述待测冲击试样拍照；所述图像输出装置用于输出所述工业相机拍照得到的图像；所述弹性夹具包括：固定块、移动块和弹性构件；所述固定块固定于所述载物台上；所述移动块设于所述载物台上，能够相对所述固定块移动；所述弹性构件的两端分别连接所述固定块和所述移动块，所述弹性构件的拉伸力使所述固定块和所述移动块固定夹紧放置于二者之间的待测冲击试样。2.根据权利要求1所述的具有弹性夹具的侧膨胀值光学测量系统，其特征在于，所述固定块和所述移动块用于夹住待测冲击试样的缺口面和缺口背面，且所述固定块与所述移动块的用于夹住待测冲击试样的侧面垂直于所述平行光路。3.根据权利要求1所述的具有弹性夹具的侧膨胀值光学测量系统，其特征在于，还包括：旋转台；所述旋转台设置于所述平行光源和所述双远心镜头之间，能够旋转；所述载物台固定于所述旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂乐乐，寿比南，徐彤，赵博，宋明，王汉奎，顾宝兰，翟建明，孙超，张雪涛，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11