专利名称：一种布氏硬度测量方法
技术领域：
本发明涉及一种测量材料硬度的方法，尤其涉及一种布氏硬度测量方法。
背景技术：
布氏硬度的基本原理对球形压头施以一定的压力，将其压入被测物体表 面，卸去载荷后被测物体将残留一个圆形压痕，压痕越大说明材料越软，压痕 越小说明材料越硬。硬度值按压头直径、载荷和压痕直径的大小根据公式计算 而得。布氏硬度较其他方法更能反映材料较大面积的平均性能，所以是目前使 用最为广泛的方法之一。但是，布氏硬度试验的缺点也很明显，就是压痕直径 的测量十分困难。现在通行的办法是用读数显微镜进行测量，存在以下问题 1，读数显微镜与试样存在相对移动，精度受限制；2,读数显微镜为单目显微 镜，测试人员工作时要睁一只眼闭一只眼，十分疲劳；3，由于读数显微镜要与 试样接触，当试样小时，显微镜难以放稳，造成测量困难；4，读数后还要经 手工计算和查表才能得出结果，效率很低。
国内外诸多公司都在设法寻找一种更好的方法来测量压痕直径，基本分为 以下两种方法1，在硬度计上设数字读数显微镜进行测量，使测量变得十分 方便，但使实验占用硬度计机时太长，影响效率，而且仍为单目测量，同时不 能应用在数量庞大的老式试验计上。2,用深度测量反推压痕直径，其实质是 使用了洛氏硬度的原理，虽然可直接读数，但由于彻底背弃了布氏硬度的本质， 并且在具体技术细节上仍未完全过关，所以不为业界所接受。
发明内容
本发明的目的为提供一种具有准确、快捷、成本低、不占用硬度计机时等 优点的布氏硬度测量方法，以克服现有技术中存在的不足。
为实现上述目的，本发明的一种布氏硬度测量方法采用如下的技术方案 一种布氏硬度测量方法，包含以下步骤
首先，用硬度计对被测试样施加载荷，在被测试样上压出圆形压痕；
然后，摄取压痕图像，输入到计算机中；
接着，在计算机中，沿压痕图像的边界点选三个特征点生成一个圆； 最后，计算机根据生成圆的直径和输入的载荷值计算出被测试样的硬度值。
所述摄取压痕图像采用带数字摄像头的测量显微镜。 操作员可以根据生成的圆与实际的圆形压痕的拟合度来判断是否接受测 量结果。
所述摄取压痕图像时采用环形灯照明。
上述技术方案，采用在计算机中点选压痕图像边界的三个特征点生成圆的 方法来得到圆形压痕的直径，并且计算机结合输入的载荷值来计算出材料的硬 度值，使得本发明的布氏硬度测量方法具有操作方便，降低操作者劳动强度， 测量准确、快捷，成本低且不占有硬度计机时的优点。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明 图l为本发明的步骤示意图2为本发明所述点选压痕图像边界三个特征点生成圆的示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的一种布氏硬度测量方法，包含如下步骤 首先，用硬度计对被测试样施加载荷，在被测试样上压出圆形压痕。 然后，釆用带数字摄像头的测量显微镜摄取压痕图像，输入到编有测量程 序的计算机中。在摄取压痕图像时，为使成像质量好，压痕图像边界清晰，采
用环形灯进行照明。
接着，在计算机中，如图2所示，沿压痕图像的边界1点选三个特征点2， 计算机利用三点成圆原理自动生成一个圆3。
最后，计算机根据生成圆的直径和输入的载荷值计算出被测试样的硬度
对于测量结果，操作员可以根据生成的圆与实际的圆形压痕的拟合度来判 断是否接受测量结果。如果，拟合度高，说明测量结果符合要求，予以接受； 否则，不予接受测量结果，重新进行测量。
上述布氏硬度测量方法中，利用三点确定一个圆的原理获取圆形压痕的直
径，方法简便，易于操作；利用数字摄像头采集图像，快捷、失真小、价格低; 自动根据选取特征点生成圆，可以帮助操作员判断特征点选取的是否合适；测 量程序不仅可以自动计算出材料的硬度值，还能自动判断F(载荷)/D、压 痕面积)比值是否合适，避免试验错误；合适的摄像头视场指示装置,方便快 速准确放置试样，以便摄取压痕图像。
经过长期大量试验，本发明的一种布氏硬度测量方法的测量精度完全满足 要求；操作员通过操作鼠标在计算机的显示器前操作，劳动强度大为降低,测 量时间大为缩短；成本控制合适，整套装置价格可以控制在l万元左右，完全 能为各试验室接受；可以独立于硬度计工作，在测量压痕的同时硬度计可以继 续测试其他试样，提高了硬度计的利用率，同时也可用于数量庞大的老式硬度 计的升级，具有很大的巿场推广前景；如有必要采用同轴照明可以采集到符合 现有机器视觉分析能力的优质图像，结合相应软件，可以做到全自动检测，具 有进一步升级的潜力。
因此，综上所述，本发明的一种布氏硬度测量方法具有搡作方便，降低操 作者劳动强度，测量准确、快捷，成本低且不占有硬度计机时的优点。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本 发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以 上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围。
权利要求
1、一种布氏硬度测量方法，其特征在于，包含以下步骤:首先，用硬度计对被测试样施加载荷，在被测试样上压出圆形压痕；然后，摄取压痕图像，输入到计算机中；接着，在计算机中，沿压痕图像的边界点选三个特征点生成一个圆；最后，计算机根据生成圆的直径和输入的载荷值计算出被测试样的硬度值。
2、 根据权利要求l所述的布氏硬度测量方法，其特征在于所述摄取压 痕图像采用带数字摄像头的测量显微镜。
3、 根据权利要求l所述的布氏硬度测量方法，其特征在于操作员根据 生成的圆与实际的圆形压痕的拟合度来判断是否接受测量结果。
4、 根据权利要求l所述的布氏硬度测量方法，其特征在于所述摄取压 痕图像时釆用环形灯照明。
全文摘要
本发明涉及一种布氏硬度测量方法，其包含以下步骤首先，用硬度计对被测试样施加载荷，在被测试样上压出圆形压痕；然后，摄取压痕图像，输入到计算机中；接着，在计算机中，沿压痕图像的边界点选三个特征点生成一个圆；最后，计算机根据生成圆的直径和输入的载荷值计算出被测试样的硬度值。采用所述技术方案，该方法具有操作方便，降低操作者劳动强度，测量准确、快捷，成本低且不占有硬度计机时的优点。
文档编号G01N3/42GK101377457SQ20071004541
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者恩 宋, 赖春雷 申请人:上海电气集团上海电机厂有限公司