Твердомер Советский патент 1988 года по МПК G01N3/42 

СО 4:

Изобретение относится к испыта- ельной технике, в частности к устройствам для измерения твердости, 1Д может быть использовано, например, ilipH измерении твердости прозрачных 1| атериалов.

Целью изобретения является расши- 1)ение функциональных возможностей твердомера путем расширения диапазо- на исследуемых материалов за счет )1арушения условия полного внутреннего отражения в оптической системе измере :шя глубины отпечатка при внедрении индентора в прозрачные материалы и упрощение его конструкции за счет более простого выполнения системы ре- истрации отраженного светового пото- ха.

На чертеже изображена схема твер- омера.

I Твердомер содержит корпус 1, на- :: ружающее устройство 2, связанный с лагрзгжающим устройством индентор 3, .зьшолненный в виде прозрачной npHSMbij оптически связанную с индентором 3 систему регистрации глубины внедре- :1ия индентора, выполненную в виде источника 4 светового потока и узла регистрации отраженного светового по- гока, при этом световой поток от источника 4 направлен на рабочую грань 5 индентора 3 под углом, превышаю- цим предельный угол полного внутрен- Fiero отражения, а узел регистрации отраженного светового потока выполнен в виде фотоприемника 6, последовательно связанного с усилителем 7 и измерительным прибором 8. : Источник 4 направленного светового hoTOKa может быть выполнен, например, в виде светодиода с формирующей оп |тикой или газового лазера, а фотопри- 1еьшик - в виде фоторезистора, фото- риода или фототранзистора. Геометри- ческие размеры источника 4 светового потока и фотоприемника 6 могут быть выбраны из условия обеспечения освещения рабочей грани 5 индентора 3 и регистрации отраженного светового потока во всем диапазоне перемещений индикатора. В другом варианте для осуществления оптической связи между источником 4 светового потока, индентором 3 и системой регистрации светового потока могут быть установлены световоды.

Твердомер работает следующим образом.

Q

0

5 О с Q п

5

Под действием нагрузки от нагружающего устройства 2 индентор 3 перемещается по направлению к исследуемому образцу и внедряется в него, при этом источник 4 светового потока освещает рабочую грань 5 прозрачного индентора 3, а световой поток падает на рабочую грань 5 под углом, превышающим угол полного внутреннего отражения материала индентора 3. Отраженный от рабочей грани 5 световой поток попадает на фотоприемник 6, который вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный величине светового потока.Электрический сигнал фотоприемника 6 усиливается усилителем 7 и регистрируется регистрирующим прибором 8. При внедрении индентора в исследуемый образец на- участке отражающей грани 5, погруженной в исследуемый образец, происходит-на- рзппение условия полного внутреннего отражения, таким образом, отраженный световой поток уменьшается пропорционально площади отпечатка индентора. По изменению отраженного светового потока, регистрируемого фотоприемни- ком 6, усилителем 7 и регистрирующим прибором 8 с учетом геометрии индентора, судят о параметрах отпечатка индентора: его площади и глубине внедрения индентора, а по параметрам отпечатка индентора и нагрузке на индентор - о твердости материала.

Формула изобретения

Твердомер, содержащий корпус, нагружающее устройство, связанный с ним прозрачный индентор, систему регистрации глубины внедрения индентора, выполненную в виде источника светового потока и узла регистрации отраженного светового потока, оптически связанных с индентором, о т -г личающийся тем, что, с целью расширения функциональных воз-т. можностей и упрощения конструкции, индентор выполнен в виде призмы, источник света установлен таким образом, что его поток направлен на рабочую грань индентора под углом, превьшающим предельный угол полного внутреннего отражения, а узел регистрации отраженного светового потока выполнен в виде последовательно установленных фотоприемника с усилителем и измерительного прибора.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к твердомерам, и может быть использовано для определения твердости прозрачных материалов. Целью изобретения является расширение фзгакциональных возможностей путем расширения диапазона исследуемых материалов за счет наруие- ния условия полного внутреннего отражения в оптической системе измерения глубины отпечатка при внедрении индикатора в прозрачные материалы и упрощение конструкции твердомера за счет более простого выполнения системы регистрации отраженного светового потока. Твердомер содержит расположенные в корпусе 1 нагружающее устройство 2, взаимодействзтощее с прозрачным призматическим индикатором 3, а также систему регистрации глубины внедрения индентора, вьшолненнун в виде источника 4 светового потока, освещающего рабочую грань 5 индикатора 3 под углом, превышающим угол полного внутреннего отражения, и систему регистрации отраженного светового потока от рабочей грани 5, выполненную в виде фотоприемника 6, усилителя 7 и регистрирующего прибора 8. 1 ил. (Л