[发明专利]便携式硬度计

说明书

技术领域

本发明及检测器具，特别是对硬度计的改进。

背景技术

现有的硬度计大多为台式结构，是用大小一致的压力致使被检测物体变形，然后根据变形量大小，检测出物体的硬度，这类硬度计体积大，不便于携带，而且对大块物体无法检测。另有一种洛氏便携式硬度计，是采用螺杆驱动挤压头的构造，被测物体背面需要限位，也就是用到两个面，所以只能检测薄、小型工件；而里氏便携式硬度计则是采用撞击原理，在撞击锤中设置加速度传感器，根据撞击锤的反弹加速度检测物体硬度，但这种硬度计的撞击锤工作时是作自由落体运动，只能用于水平物体的检测，即被测物体必须水平放置，因而也不适合异型大块物体的检测。

发明内容

本发明目的在于提供一种可适合于各种不规则形状的大型物体硬度检测的硬度计，以方便使用。

本发明的方案是：便携式硬度计，包括撞击传感器和检测信号处理电路，其特征在于撞击传感器由机座、撞击柱、储能弹簧、扳机以及压电陶瓷和撞击头组成，撞击柱穿设在机座的导孔内，机座上设有扳机，撞击柱与机座间设有储能弹簧，储能弹簧和扳机构成可控释放装置；撞击柱的前端部依次设有压电陶瓷和撞击头，压电陶瓷嵌设在撞击柱中，压电陶瓷的后端与撞击柱紧贴接触，前端与撞击头紧贴。

检测信号处理电路中设有变压器，撞击传感器中的压电陶瓷输出引线与变压器输入绕组连接，变压器输出绕组与整流电路、电压跟随器、电容储存电路、指示电路依次顺序电连接。

本发明的优点是：由于采用了储能弹簧和扳机构成的释放控制装置，撞击的驱动力来自储能弹簧，因而可在非竖直状态下检测，适用于各种异型大块物体的检测；另外，压电陶瓷输出电压高，使装置具有灵敏度高、检测准确、检测范围广的优点。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的传感器结构示意图。

图2是检测处理电路的电路图。

图中标记：1挡圈，2扳机，3机座，4压电陶瓷壳体，5固定螺丝，6压电陶瓷，7被测物体，8撞击头，9撞击柱，10弹簧，11引线，12储能弹簧。

具体实施方式

实施例的硬度计由撞击传感器和包含了检测信号处理电路的主机组成。

撞击传感器的结构如图1所示，它是由机座3、撞击柱9、储能弹簧12、扳机2以及压电陶瓷6和撞击头8组成。

机座3是一个两节筒状结构的座，上半节中心有一通孔为导孔，下半节内是一腔体。

撞击柱9活动穿设在机座3的导孔内，可伸缩活动，撞击柱9上套有储能弹簧12，位于导孔下部与撞击柱9前端部之间。

机座3上设有扳机2，扳机2和储能弹簧12构成的可控释放装置。

当撞击柱9上移，扳机2卡顶挡圈1上，将撞击柱9固定，当扣动扳机2，撞击柱9释放，在储能弹簧12的推动下撞击放置在机座3下端口的被测物体。

撞击柱9的前端部依次设有压电陶瓷6和撞击头8。

压电陶瓷6固定在其壳体4中，后端的金属电极与撞击柱紧贴接触，前端与硬质合金制作的撞击头8紧贴接触，以上各部件制成一个整体，嵌设在撞击柱9的前端中，以固定螺丝5固定，为了保证导电性，在压电陶瓷的金属电极和撞击柱9间设有弹簧10。

主机中的检测信号处理电路如图2所示，主要由变压器、整流电路、电压跟随器、电容储存电路、指示电路组成。

图中，二极管D作为整流电路；运算放大器IC1为电压跟随器；隔离二极管D2、电容器C，清零按钮AN组成电容储存电路；电压跟随器IC2、电阻R、表头G组成指示电路。

压电陶瓷输出引线与变压器输入绕组连接，变压器输出绕组与整流电路、电压跟随器、电容储存电路、指示电路依次顺序电连接。

由于压电陶瓷输出阻抗高、电压高，所以采用的变压器B为降压变压器，实施例采用的输入阻抗为10K级，变压比为10：1。

测试时，由于被测物体硬度不同，硬质合金撞击头与其发生撞击时，被测物体的变形量也各不相同，在相同的撞击力作用下，物体越硬撞击强度越大，压电陶瓷的输出电压越高，反之越低。

该电压信号经变压器B降压，D整流，变为直流脉冲，由于其能量小，经电压跟随器IC后，通过D2向C充电，C的电压值即为信号脉冲的峰值，该数值直接和被测物体硬度相关。

通过IC2作用，表头G上可显示出稳定的读数，通过预先刻度，该读数即为相应的硬度读数。