一种硬度与密度超声波测量设备的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种硬度与密度超声波测量设备，包括：超声波发射模块、超声波接收模块和主体模块；主体模块包括壳体、中央处理单元、显示单元和输入单元；中央处理单元安装在壳体内部，显示单元和输入单元设置在壳体表面并分别连接至中央处理单元；超声波发射模块和超声波接收模块分别连接至中央处理单元。本发明提出的一种硬度与密度超声波测量设备，不仅可以测量物体硬度，还可以测量物体密度分布。
【专利说明】一种硬度与密度超声波测量设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及超声波测量【技术领域】，尤其涉及一种硬度与密度超声波测量设备。
【背景技术】
[0002]传统的硬度试验机，如布氏、洛氏、维氏硬度试验机，都是将特定压头以一定的静载荷压入被试材料表面，在其表面产生压痕，再用机械或光学的方法直接测量此压痕的大小，来评价被试材料的硬度，表征材料硬度值的压痕应是加载时材料的全部变形，但由于硬度值是在卸载的情况下读取的，被测的压痕只是残余的塑性变形，变形中的弹性恢复被忽略了。另一方面，硬度值是在假定压痕是压头真实几何形状反映的前提下确定的，而实际上残余的压痕与压头形状并不完全相符。
[0003]传统里氏硬度计测量是基于非完全弹性碰撞原理，通过碰撞中的冲击能量损失确定硬度值的硬度计。由于里氏硬度值的大小取决于被试材料压痕中弹性变形功在全部变形功中所占的比例，而碰撞过程时间极快，使压痕产生过程极短，因此任何影响冲击体回弹速度，消耗冲击能量，使压痕产生不充分的因素都会对测量造成影响，使其在应用过程中的技木条件受到一定的限制。
[0004]另外，传统的台式硬度测试机的测量时间比较长，每次测量时间平均在30秒左右，效率比较低，无法实现产品线上所有产品的品检。而且传统台式硬度测试机由于加载力比较大，试验力对测量材料表面造成的伤害较大，对成品测量有限制，而且台式机比较笨重，无法高空作业，无法对很多成品进行测量。
【发明内容】
[0005]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种硬度与密度超声波测量设备，不仅可以测量物体硬度，还可以测量物体密度分布。
[0006]本发明提出的一种硬度与密度超声波测量设备，包括:超声波发射模块、超声波接收模块和主体模块；
[0007]主体模块包括壳体、中央处理单元、显示单元和输入单元；中央处理单元安装在壳体内部，显示单元和输入单元设置在壳体表面并分别连接至中央处理单元；
[0008]超声波发射模块和超声波接收模块分别连接至中央处理单元；
[0009]在工作状态下，超声波发射模块和超声波接收模块分别安置在测量目标对立的两侧；从输入单元输入控制指令，中央处理单元控制超声波发射模块启动向测量目标发射超声波作为发射波，超声波接收模块接收穿过测量目标的超声波作为接收波，并分析获得接收波的参数后发送给中央处理单元；中央处理单元将接收波的参数与预设的发射波的参数进行对比分析，获得测量目标硬度与内部密度分布情况后发送到显示单元进行显示。
[0010]优选地，超声波发射模块和/或超声波接收模块与中央处理单元无线连接。
[0011]优选地，超声波发射模块和/或超声波接收模块通过光纤连接中央处理单元。
[0012]优选地，光纤为塑料光纤。
[0013]优选地，壳体为椭圆形或圆角矩形。
[0014]优选地，中央处理单元包括信号收发电路、滤波放大电路和信号处理电路。
[0015]优选地，显示单元为液晶显示屏幕。
[0016]优选地，输入单元包括触屏输入板和/或按键输入板。
[0017]优选地，壳体外部设有第一收容腔和第二收容腔，分别用于收容超声波发射模块、超声波接收模块。
[0018]本发明中，利用超声波测量物体硬度，根据超声波参数变化判断作为超声波传播媒介的测量目标的硬度，不需要对测量目标施加接触式压力，避免了对测量目标表面的损伤。
[0019]超声波波长很短，衍射本领很差，在均匀介质中能够定向直线传播，故而当测量目标内部密度分布不均时，超声波在穿过测量目标的过程中传播方向、频率、振幅均会发生变化。本实施方式中，超声波穿透测量目标传播，将接收波的参数与发射波的参数对比分析，可获得测量目标内部密度分布。
[0020]故而，本发明提供的测量设备可同时实现对测量目标硬度和密度分布的测量，便于使用者更加详尽的谅解测量目标实际情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明提出的一种硬度与密度超声波测量设备的结构图；
[0022]图2为本发明提出的一种硬度与密度超声波测量设备硬件原理图。
【具体实施方式】
[0023]参照图1、图2，本发明提出的一种硬度与密度超声波测量设备，包括:超声波发射模块1、超声波接收模块2和主体模块3。
[0024]主体模块3包括壳体31、中央处理单元32、显示单元33和输入单元34。
[0025]中央处理单元32安装在壳体内部。中央处理单元32包括信号收发电路321、滤波放大电路322和信号处理电路323。信号处理电路323分别连接信号收发电路321和滤波放大电路。当发射信号时，信号处理电路323将生成的信号直接通过信号收发电路321发射出去；当接收信号时，信号收发电路321将接收的信号发送到滤波放大电路322进行干扰信号的滤除以及信号放大，信号处理电路323接收放大后的信号并进行分析处理。
[0026]显示单元33和输入单元34设置在壳体31表面并分别连接至中央处理单元32的信号处理电路323。输入单元34向信号处理单元323输入指令，显示单元33从信号处理单元323获得显示数据。
[0027]超声波发射模块I和超声波接收模块2分别连接至中央处理单元32的信号收发电路321，中央处理单元32控制超声波发射模块I发射超声波，并对超声波接收模块2接收的超声波进行分析处理。
[0028]本实施方式中，超声波发射模块I和超声波接收模块2分别与中央处理单元32的信号收发电路321无线连接，如此，可使超声波发射模块I和超声波接收模块2的设置更加灵活多变，扩大本实施方式提供的测量设备的适用范围。
[0029]具体实施时，超声波发射模块I和超声波接收模块2也可以与中央处理单元32有线连接，或者同时具备有线与无线两种连接方式。具体实施时，超声波发射模块I和/或超声波接收模块2还可通过光纤连接中央处理单元32，光纤可优选为塑料光纤，如此，可降低信号由于干扰或振动等外因导致的失真率，进一步保证测量结果准确度。
[0030]在工作状态下，超声波发射模块I和超声波接收模块2分别安置在测量目标对立的两侧；操作者从输入单元34输入控制指令，中央处理单元32控制超声波发射模块I启动向测量目标发射超声波作为发射波，超声波接收模块2接收穿过测量目标的超声波作为接收波，并分析获得接收波的参数后发送给中央处理单元32 ;中央处理单元32将接收波的参数与预设的发射波的参数进行对比分析，获得测量目标硬度与内部密度分布情况后发送到显示单元33进行显示。
[0031]本实施方式中，利用超声波测量物体硬度，根据超声波参数变化判断作为超声波传播媒介的测量目标的硬度，不需要对测量目标施加接触式压力，避免了对测量目标表面的损伤。
[0032]超声波波长很短，衍射本领很差，在均匀介质中能够定向直线传播，故而当测量目标内部密度分布不均时，超声波在穿过测量目标的过程中传播方向、频率、振幅均会发生变化。本实施方式中，超声波穿透测量目标传播，将接收波的参数与发射波的参数对比分析，可获得测量目标内部密度分布。
[0033]故而，本实施方式提供的测量设备可同时实现对测量目标硬度和密度分布的测量，便于使用者更加详尽的谅解测量目标实际情况。
[0034]本实施方式中，显示单元33可优选为液晶显示屏幕，以保证清楚的显示测量结果。输入单元34为按键输入板，便于操作者输入操作指令，具体实施时，还可包括触屏输入板，以提高输入灵活性。
[0035]本实施中，壳体31为椭圆形或圆角矩形，以便操作者掌握。具体实施时，壳体31外部还可设有第一收容腔和第二收容腔，分别用于收容超声波发射模块I和超声波接收模块2，以便测量设备的携带和安置。
[0036]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种硬度与密度超声波测量设备，其特征在于，包括:超声波发射模块(I)、超声波接收模块(2)和主体模块(3)； 主体模块(3)包括壳体(31)、中央处理单元(32)、显示单元(33)和输入单元(34);中央处理单元(32)安装在壳体内部，显示单元(33)和输入单元(34)设置在壳体(31)表面并分别连接至中央处理单元(32)； 超声波发射模块(I)和超声波接收模块(2)分别连接至中央处理单元(32)； 在工作状态下，超声波发射模块(I)和超声波接收模块(2)分别安置在测量目标对立的两侧；从输入单元(34)输入控制指令,中央处理单元(32)控制超声波发射模块(I)启动向测量目标发射超声波作为发射波，超声波接收模块(2)接收穿过测量目标的超声波作为接收波，并分析获得接收波的参数后发送给中央处理单元(32);中央处理单元(32)将接收波的参数与预设的发射波的参数进行对比分析，获得测量目标硬度与内部密度分布情况后发送到显示单元(33)进行显示。
2.如权利要求1所述的硬度与密度超声波测量设备，其特征在于，超声波发射模块(I)和/或超声波接收模块(2)与中央处理单元(32)无线连接。
3.如权利要求1所述的硬度与密度超声波测量设备，其特征在于，超声波发射模块(I)和/或超声波接收模块(2)通过光纤连接中央处理单元。
4.如权利要求3所述的硬度与密度超声波测量设备，其特征在于，光纤为塑料光纤。
5.如权利要求1所述的硬度与密度超声波测量设备，其特征在于，壳体(31)为椭圆形或圆角矩形。
6.如权利要求1所述的硬度与密度超声波测量设备，其特征在于，中央处理单元(32)包括信号收发电路(321)、滤波放大电路(322)和信号处理电路(323)。
7.如权利要求1所述的硬度与密度超声波测量设备，其特征在于，显示单元(33)为液晶显示屏幕。
8.如权利要求1所述的硬度与密度超声波测量设备，其特征在于，输入单元(34)包括触屏输入板和/或按键输入板。
9.如权利要求1至8任一项所述的硬度与密度超声波测量设备，其特征在于，壳体(31)外部设有第一收容腔和第二收容腔，分别用于收容超声波发射模块(I)、超声波接收模块⑵。
【文档编号】G01N29/04GK104316599SQ201410623731
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】陈进 申请人:合肥卓越分析仪器有限责任公司