[发明专利]一种便携式热塑材料耐热性测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种便携式热塑材料耐热性测量装置，其特征在于，包括输入输出系统（1）、光电转换系统（2）、远心成像系统（3）、照明系统（4）、样品夹持装置（5）、嵌入式控制及处理系统（6）；

所述照明系统（4）位于远心成像系统（3）的入射端与样品夹持装置（5）之间，用于将光线投射到待测样品表面；

光电转换系统（2）位于远心成像系统（3）的出射端，用于采集图像；

所述的嵌入式控制及处理系统（6）分别与输入输出系统（1）、光电转换系统（2）、照明系统（4）相连。

2.根据权利要求1所述的便携式热塑材料耐热性测量装置，其特征在于，所述照明系统（4）为同轴光照明方式，出射光平行、照度均匀。

3.根据权利要求2所述的便携式热塑材料耐热性测量装置，其特征在于，嵌入式控制及处理系统（6）通过检测光电转换系统（2）中图像传感器表面的平均光照情况，进而调节照明系统（4）的亮度。

4.根据权利要求1所述的便携式热塑材料耐热性测量装置，其特征在于，所述远心成像系统（3）为物像双远心成像系统。

5.根据权利要求1所述的便携式热塑材料耐热性测量装置，其特征在于，所述嵌入式控制及处理系统（6）采用ARM+DSP的双核结构。

6.根据权利要求5所述的便携式热塑材料耐热性测量装置，其特征在于，所述嵌入式控制及处理系统（6）包括图像采集模块（10）、ARM中枢控制模块（11）、DSP算法执行模块（12）；

所述的图像采集模块（10）与ARM中枢控制模块（11）双向互连，并与DSP算法执行模块（12）相连，光电转换系统（2）与图像采集模块（10）相连；

所述的ARM中枢控制模块（11）还分别与DSP算法执行模块（12）、输入输出系统（1）双向互连。

7.一种热塑材料耐热性测量方法，其特征在于，基于权利要求1至6中任一顶所述的便携式热塑材料耐热性测量装置，步骤如下：

1）对待测样品进行球压实验，在待测样品表面形成压痕；

2）照明系统（4）在压痕表面产生均匀光照，反射光进入远心成像系统（3）；

3）嵌入式控制及处理系统（6）根据光电转换系统（2）中图像传感器的光照情况，自动调节照明系统（4）的光照强度；

4）反射光从远心成像系统（3）射出，并成像在光电转换系统（2）的图像传感器上；

5）嵌入式控制及处理系统（6）采集压痕图像，并对压痕图像进行处理，计算出压痕直径，给出材料耐热性的测量结果；

6）嵌入式控制及处理系统（6）将测量结果传送至输入输出系统（1）。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，嵌入式控制及处理系统（6）包括图像采集模块（10）、ARM中枢控制模块（11）、DSP算法执行模块（12）；

步骤5）具体为：

5.1）图像采集模块（10）将采集所得的数字图像送入DSP算法执行模块（12）后，DSP算法执行模块（12）对首先其进行降噪及增强处理；

5.2）再进行压痕的模式识别，判断压痕形成过程中是否载荷偏压、压痕边缘部分是否凸起还是光滑过渡，并且对载荷偏压及边缘凸起情况进行校正；

5.3）然后对球压接触面进行识别，区分出压痕过渡区、真实压痕区及无形变区域；

5.4）最后在识别出的真实压痕区中提取压痕边缘，根据所得边缘计算出压痕直径，并给出材料耐热性的测量结果。