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上海全自动高温维氏硬度计
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HVZHT-10全自动高温维氏硬度计方案介绍

前言

    随着产品服役状况日趋复杂,零部件及工具表面在高温条件下的特性越来越引起人们的关注,高温硬度计对于分析材料表面的热稳定性,提升材料表面的应用范围和性能具有重要的意义。

高温维氏硬度计可以在高温条件下原位测量金属或者陶瓷材料硬度,因此对于切削工具的高温特性评价具有重要意义。本设备的购置对于提升研究档次、达到研究目标都有的作用。

 

应用范围:

   由于材料(如金属材料、陶瓷 、玛瑙等)最终的工作环境不同,随着环境温度的变化,材料的硬度也会相应发生改变。为了解决同一材料在不同温度环境下的硬度测试,我们公司在常规硬度计基础上,增加了高温系统,来模拟不同温度的工作环境,材料的硬度测试数据。使我们的实验数据参考价值。

 

设备介绍

一、高温维氏硬度系统主硬件描述:

主硬件明细表

序号

附件系统名称

用途描述

1

维氏硬度主机系统

实现实验标尺力值0.2-10KG、观察打压痕保载卸载

2

高温炉系统

实现样品温度常温-1200℃

3

载物台系统

X、Y、Z电动控制、对焦观察

4

环境箱系统

实现环境箱内氧含量、水含量及压力监测

5

水冷系统

降低高温炉炉体表面温度

6

真空系统

检测过渡仓真空度、抽真空

7

压痕测量控制主系统

观察压痕、测量压痕、控制仪器

 


Ø  增设20倍物镜,如果只有10倍物镜,在小载荷加载时,压痕图像很小,10倍物镜不能能清晰观测压痕,导致所测得数据误差偏大。

Ø  物镜前端增设高温玻璃保护系统,的减小高温对物镜的损伤,减小热浪影响聚焦。提高图像清晰度、延长物镜的使用寿命。

Ø  双光源系统:当被测材料到达相变温度或者的温度时,普通光源无法清晰观测压痕,开启辅助光源,改变高温样品变色发红、保真系统采集压痕清晰不变色。提高测试精度。

Ø  压头的防撞功能:为了减小样品在高温测试中与压头的温度梯度,提高测试结果的准确性,压头在打点前、长时间保持在高温炉内。为了防止人为误操作以及突发状况造成压头损坏,特此增设压头保护防撞功能,压头未退出高温炉前,物镜转塔无法转动。

Ø  开关电源控温设计:限流、限压升温,防止电流过冲导致温度过高,损坏加热元件,工作稳定、,且电能及对周边无电磁信号干扰等优点。

Ø  外接电脑主控制系统,操作仪器;所需数据实现在线测试、记录、保存。

方案外观布局示意图详情:外观颜色统一

左边为3层综合控制柜,从上到下分别为PLC控制自动物台、电脑、温控系统;

为了避免造成隐患,将水冷机、真空泵单独放置在最右边的箱子内,防止冷水机漏水对其他线路及设备造成隐患。

高纯氩气瓶放置在箱子后面的固定架上,防止人为撞倒,造成隐患;

2、高温炉系统

高温系统描述:

采用宇电温控模块(中英文),针对不同的周期设置温度,进行控制。采用上位机软件进行设备开启、关闭、数据显示、存储、历史数据显示,同时进行控制设参数设置、温度周期时间设置。其中控制参数包括,PID参数设置、周期段设置、升温速度设置、温度传感器型号选择、以及测量启动、断电运行等参数设置,设置界面如图所示。


 

高 温 炉:炉体隔热炉衬采用多晶莫来石陶瓷纤维,具有隔热效果好、美观、使用寿命长和安装维修方便的特点;不锈钢炉体内侧喷涂热障涂层,隔热效果。

热    台:采用氮化硅陶瓷,其特点是性能好,,膨胀系数小等。

加热开关:加热系统采用开关电源(12V200A)。其工作稳定性高和性高,以及自身的体积小重量轻,具有电能及对周边无电磁信号干扰等优点;同时,配备开关电源带有浮地功能,限度使用人员的人身

水冷保护:采用恒控温冷水机,炉体外壁采用双层不锈钢,中空通流动水,控温温度40°C 。恒控温式冷水机不仅可以炉体外表面保持恒温,还能起到稳定和微调炉温的作用,使炉内的温度,有利于提高试验精度。

控温方式:PID配合开关电源控制,其特点是工作稳定性和性高,防止过冲电流对加热元件损害,电能及对周边无电磁信号干扰。温度分30段控制。

加热元件:硅钼棒,温度稳定,耐氧化,其温度可达1700℃;

 

高温炉参数:

温度范围

常温~1200℃

升温速度

50℃/min可调

温显精度

±1℃

温度设定

1200℃允许温度范围内任意温度设定

控温方式:

PID配合开关电源控制

炉膛尺寸

根据试样大小配置,试样φ15*10mm

温度设定

任意设定目标温度

热电偶

PtRh-Pt (Type S) ,热响应时间<2s

加热元件

硅钼棒

 

3、自动载物台系统


载物台描述:

 

X-Y轴测试台:尺寸200*200mm,移动8*8mm,精度0.01mm;可在同一试样打位置的压痕进行对比,减小实验误差;Z轴传动:设有限位装置,防止压头或物镜由于误操作撞到炉体上,自动控制升降。同时设有微调装置,

微调可控制为0.001mm,聚焦效果,所测精度

 

载物台:二维工作台;

精度:Z轴微调可控制为0.001mm

滑台:滚珠滑台

 

4、环境箱系统

环境系统介绍:

介绍:

箱体与气体净化系统形成密闭的工作环境,向箱体内充入惰性气体(氩气或氮气),并循环掉其中的活性物质,使系统保持高清洁和高纯度的惰性气体环境(水、氧均能达到0.1ppm以下的设备)。这样既不会对硬度计力值及测量精度产生影响,又能防止试样在加热过程中氧化。

循环净化手套箱基本工作原理:操作箱的箱体与气体循环净化系统构成一套严密的工作空间。先向箱体内通入惰性气体(如氩气或氮气),驱离箱体内的成分(如氧分子、水分子等),这一过程俗称“洗气”。再通过循环净化系统对 箱体内的气体进行处理,去除微量的成分(如水、氧、溶剂等活性物质),使操作箱内的水.氧含量达到1ppm以下。净化材料可以还原反复使用。

净化循环系统:实时监测箱体内水、氧气含量;水含量标准要求<1ppm,实测值<0.1ppm;氧含量标准要求<1ppm,实测值<0.1ppm;

自动检测方式:环境箱内压力可预设定,当压力超标时自动泄压,当压力不足,水、氧含量超标时自动补氩气增压,度。

组装完成后全套系统采用三套检测程序:

Ø  正负压力变化检测;

Ø  氦质谱检漏仪进密性检测;

Ø  氧气法泄漏率检测。

Ø  氩气要求:99.9高纯氩气

除氧剂填装量:8kg,除水剂填装量:16kg,活性炭填装量:6kg;

除氧量>80升;

除水量>2.5公斤;

净化材料一次率:>80%。

该手套箱泄漏率出厂标准为<0.005VOL%/H,标准手套箱泄漏率实测值<0.001VOL%/H,远低于通行的<0.05VOL%/H 标准,系统采用氧气法具有自动检测泄漏率的功能。

的除氧除水循环净化能力:循环净化系统采用了的净化材料还原技术,该技术可以用一钢瓶还原气还原出 8—10 公斤的除氧剂,所以除氧剂填装量可以达到 8 公斤,与除氧剂相匹配的除水剂填装量也可以达到 16 公斤。

 

主要参数

1)水含量标准<1ppm,实测值<0.1ppm
2)氧含量标准<1ppm,实测值<0.1ppm
3)泄漏率标准<0.005VOL%/H,实测值<0.001VOL/H,手套箱自带氧气法泄漏率自动检测功能(目前上通行的手套箱泄漏率标准为<0.05VOL/H)

4)除氧剂填装量:8公斤
5)除水剂填装量:16公斤
6)活性炭填装量:6公斤
7)除氧量:>80升
8)除水量:>2.5公斤
9)净化材料一次率:>80%

 5、水冷系统

 循环水冷系统:采用恒控温水冷机,炉体外壁采用双层不锈钢,中空通流动水,控温温度40℃,不仅可以炉体外表面保持恒温,还能起到稳定和微调炉温的作用。

 

制冷参数:

Ø  工作电压:220V 50HZ

Ø  工作电流:0.25-3.9A

Ø  制冷压缩机:功率0.52KW

Ø  制冷量:5084Btu/h

Ø  水泵扬程:12m米

Ø  流量:13L/min

Ø  制冷剂:R-410a

Ø  控温精度:±0.3℃

Ø  水箱容积:6L

 

6、真空系统

抽真空主件

 

功能介绍:

Ø  主要用于针对密封容器抽取气体的基本设备,它可单独使用也可用于真空干燥、真空脱气、真空包装、仪器设备抽真空等真空工作辅助。

Ø  工作时采用降噪音设计,降低自启动工作声音。

主要参数:

抽速:8.11m3每秒

7、压痕测量控制主系统

 

 

三、CCD图像采集

硬度图像处理系统可进行维氏压痕测量,统计,储存及输出。

1、操作系统: Windows XP 或 Windows 7。

2、严格按标准GB和标准ISO设计。

3、中英文两用、界面设计简洁明了,操作方便、具有细腻的品质。

4、高分辨率的图像的硬度测量。

5、提供自动测量和手动测量,手动测量又分为4点测量和对角测量。

6、提供用鼠标测量和键盘测量,屏幕上提供中心点及比例尺显示。

7、提供用标准长度尺或硬度块对硬度进行校准。

8、测量完毕后自动生成硬度梯度曲线图。

9根据美标E140 -05 ,国标GB T1172 -1999 实现 12 种硬度值的自动转换例如:(HRCHRA HRB HR15N HR30N HR45NHR15THR30THR45THBW)

10、自动生成硬度曲线图的直方图,以及组合梯度曲线的组合直方图。

11、可在图像的任意位置添加比例尺及标注说明

12、可打印输出的图像,图像倍率可根据需要设定。

13、提供测量任意两点间距,可进行TV屏幕上被放大的样品图像中的距离测量。

14、电脑软件测量和显示功能:色彩,反差,亮度,色度调节可任意调节。

15、可输出Word和Excel格式的测试报告,可按需要方便的插入试样表面的图像和/或硬度值曲线图。支持英文报告输出。

16、测试数据可以存为ivd数据文件,海量的储存空间方便客户随时调用。

 图像传感器CCD相机

 CMOS(彩色)

 像素

 2048(H)×1536(V)

 成像区域

 6.55(H)×4.92(V)mm 1/2型

 扫描方式

 逐行扫描

 镜像反转功能

 传感器水平翻转 和垂直翻转

 像素尺寸

 3.2(H)×3.2(V)μm

 快门方式

 卷帘

 颜色排列

 RGB bayar排列

 帧率

 12fps

 电子快门

 1/19688~0.832s ※24MHz 驱动时钟

 接口

 U2.0批量传送

 同步方式

 内部同步

 镜头卡口

 C卡口

 

8、电脑配置

主要参数:

1. Intel奔腾处理器;

2. 4G内存;

3. LG 21.5英寸 FreeSync IPS硬屏 FHD 全高清显示器;

4. Windows7 旗舰版;

5. 1T硬盘;

6. 集成显卡

三、售后服务

 

对提供的所有设备,自设备调试验收合格并使用之日算起,设备质保期为1年,终身维护。质保期内如因设备本身缺憾而造成故障,我司免费负责维修、更换同一、同一质量或性能优于原配件的新配件,若无法维修的,须免费更换为全新的配件。保修期间由于仪器故障和维修所造成的停机时间将作为保修期顺延,且所有更换的部件均顺延至满壹年的保修期。

提供及时..的服务,设备出现故障,2小时内应答,48小时内给予解决或到达用户现场解决问题,无法立即解决的重大故障,我司提出明确的解决方案。用户能够及时买到设备所需的备品备件.易损件及耗材。

对用户进行不定期回访,分电话回访或上门回访,每年至少安排一次技术工程师上门回访一次,定期了解设备使用情况,并协助对设备进行维护,发现问题及时解决。

终生上门服务.维修,质保期全部免费维修,质保期外只收取零件成本费。


 

四、设备配置

配置名称

配置说明

硬度计主机

1台(含高温维氏压头1个,物镜10X、20X各一个)

图像采集系统(CCD)

1

台式计算机

1

辅助光源

1套(卤素光源)

高温炉(室温-1200℃)

一台

水冷机

1

温控系统

1

净化循环系统

1

随机维修工具

1套(内六方扳手1套,十字/平口螺丝刀各1把,开口扳手1套)




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