Прибор для измерения твердости Buehler Micromet 5103

Для измерения микротвердости используют различные приборы (ПМТ-3, Buehler). В лаборатории прочности материалов математико-механического факультета СПбГУ для определения микротвердости используют прибор Buehler Micromet 5103 фотография, которого представлен на рис. 1. Прибор состоит из предметного столика I с держателем образца II, оптической системы III, индентора и нагружающей системы IV, фотоаппарата V, блока управления VI, компьютера VII.

Рис. 1. Микротвердомер Buehler Micromet 5103.

Предметный столик (рис. 2) может перемещаться в вертикальном положении с помощью рукоятки (1). Основание предметного столика может перемещаться в горизонтальном положении в двух направлениях с помощью рукояток (2), на которых установлены микрометры (3). Держатель образца установлен в центре основания предметного столика и состоит из двух ограничителей (4) и подвижной платформы (5), которую можно опускать и поднимать за счет винта (6).

Рис. 2. Предметный столик микротвердомера Buehler Micromet 5103.

На рис. 3 представлена фотография оптической системы, которая включает в себя окуляр (7), объективы с увеличением 10^х (8) и 50^х (9)

Рис. 3. Оптическая система микротвердомера Buehler Micromet 5103.

Объективы (8) и (9) расположены на одной платформе с индентором (10) (рис. 3 и 4). Подвижная платформа приводится в движение рукоятками 11 (рис. 4), при этом возможно расположение над образцом либо одного из объективов, либо индентора. Вращение осуществляется таким образом, чтобы оптические оси объективов и ось индентора совпадали друг с другом и с оптической осью, расположенной внутри прибора системы линз, которая обеспечивает синхронизацию хода лучей в окуляр и фотоаппарат. нутри корпуса прибора расположены наборы грузов, действующих на индентор. С помощью рукоятки 4 (рис. 1) можно варьировать их величину от 10 гр до 1 кг.

Рис. 4. Подвижная платформа микротвердомера с установленными на ней объективами 8, 9 и индентором 10.

Управление работой прибора осуществляется с помощью блока управления, представленного на рис. 5. Блок управления представляет собой сенсорный экран, на котором находятся как функциональные клавиши, так и информационные. Рассмотрим их более подробно.

Рис. 5. Изображение блока управления и сенсорного экрана микротвердомера Buehler Micromet 5103.

Рис. 6 Схематическое изображение расположения функциональных и информационных клавиш на сенсорном экране.

Под функциональными клавишами понимают клавиши, с помощью которых осуществляется управление прибором. К ним относятся:

1 – выключение прибора;

2 – вход в главное меню;

3 – старт индентирования;

4 – установка продолжительности действия нагрузки во время индентирования;

5 – управление освещением лампы 13 (рис. 3);

6 – вывод данных на принтер;

7 – обнуление установок прибора.

К информационным клавишам относятся:

8 - показания микрометров 2 (рис.2);

9 – значения диагоналей отпечатка;

10 – указатель нагрузки, показывает какой груз будет действовать на индентор;

11 – значение микротвердости;

12 – время, в течение которого индентор вдавливается в образец;

13 – учет формы поверхности образца;

14 – номер испытания.

Фотографирования с помощью программы “Olympus Studio”

С помощью системы видеозахвата фотоаппарат соединен с компьютером, что позволяет передавать фотографии отпечатков на компьютер с целью дальнейшей обработки информации. Кроме этого специальное программное обеспечение позволяет управлять параметрами съемки поверхности образца непосредственно с компьютера. Для управления работой фотоаппарата используется программа «Olympus Studio», для обработки экспериментальных результатов (определение диагоналей отпечатка индентора, вычисления числа микротвердости, построения статистического распределения данных эксперимента) используется «ImageExpert MicroHardness».

Программа Olympus Studio предназначена для управления работой фотокамеры. Поэтому после загрузки программы необходимо перейти в окно «Сamera Control» нажав на кнопку , расположенную в верхней строчке основного окна Olympus Studio. На рис.7 представлен вид окна Camera Control. Основными кнопками управления работой фотоаппарата являются “PC Shooting”, “Camera Shooting” и “AF Shooting”.

AF Shooting

Рис.7. Вид окна “Camera Control” программы Olympus Studio.

При нажатой кнопке “PC Shooting” управление осуществляется с компьютера, при нажатой кнопке“Camera Shooting” – с фотоаппарата. Кнопка “AF Shooting” активируется только в случае управления фотоаппаратом с компьютера. При нажатии этой кнопки производится фотографирование поверхности образца, после чего изображение появляется в окне программы (рис.8). Для того чтобы изображение сохранилось в окне “Save in”необходимо прописать путь W:\MicroHardness\номер группы и нажать кнопку “Save”.

Save in

Save

Фотография

Рис.8. Вид окна “Camera Control”, в которое импортирована фотография объекта.

Обработка результатов с помощью “ImageExpert MicroHardness”

Обработка результатов измерения, а также выбор места индентирования и выведение изображения поверхности образца в фокальную плоскость фотоаппарата осуществляется с помощью программы «ImageExpert MicroHardness». При загрузке программы всплывает главное окно, вид которого представлен на рис.9.

Рис. 9. Вид основного окна программы ImageExpert MicroHardness.

В верхней части окна расположены управляющие кнопки, главными из которых являются:

	- “Камера” - переход в окно “Мастер съемки”, которое управляет работой видеокамеры;
	- “открыть изображение” – загружает в окно программы выбранный файл с изображением отпечатка
	- “закрыть изображение” – удаляет активное изображение, открытое в программе
	- “закрыть все изображения” – удаляет все изображения, открытые в программе
	- Кнопки выбора метода измерения микротвердости
	- “масштаб” – тип объектива, при котором проводили съемку поверхности
	- “нагрузка” – величина нагрузки, действующая на индентор во время эксперимента
	- “выход” – выход из программы ImageExpert MicroHardness
	- переход в окно измерений
	- переход в окно статистической обработки данных

Данная программа позволяет загружать фотографию с изображением отпечатка индентора, производить измерение диагоналей отпечатка, рассчитывать значения микротвердости образца различными способами. Кроме этого автоматически производиться усреднение значений эксперимента и построение гистограммы распределения значений микротвердости. Порядок выполнения расчетов представлен в следующем разделе.