[发明专利]布氏硬度测量系统及方法

权利要求书

1.一种布氏硬度测量系统，其特征在于：包括光学扫描单元、图像处理单元、数据处理单元与结果显示单元；

所述光学扫描单元包括光刀投影模块、显微成像模块与图像采集模块，所述光刀投影模块生成标准线光源用于扫描压痕；所述显微成像模块主要用于对扫描压痕的光刀图像信号实时采集；所述图像采集模块主要用于把实时采集的图像信号转化成计算机能够处理的数字图像；

所述图像处理单元用于处理数字图像数据得到压痕的深度及直径；

所述数据处理单元用于对图像处理单元得到的压痕的深度及直径的数据进行验证，并用于根据压痕的深度及直径计算布氏硬度值；

所述结果显示单元用于显示布氏硬度值，同时显示压痕的深度及直径数据。

2.一种基于权利要求1所述的布氏硬度测量系统测试布氏硬度的方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、参数设置

设定压痕参数及光刀参数，所述压痕参数包括压头直径及试验力值；

二、压痕瞄准

将压痕平面放置于光学扫描单元中光刀投影模块的光刀扫描测量区域；

三、光刀扫描成像，重建三维形貌

1)启动光学扫描单元中的光刀投影模块，光刀投影模块生成的标准线光源扫描压痕，调整光刀投影模块，确保光刀投影模块的扫描光刀投影即标准线光源能够扫描过压痕；

2)启动显微成像模块，显微成像模块实时采集光刀投影模块扫描压痕的整个扫描过程中的压痕扫描图像信号；

3)图像采集模块把实时采集的带有压痕表面信息的线光源构成的压痕扫描图像信号转化成数字图像；

4)图像处理单元结合光刀参数与压痕的数字图像，重建压痕三维形貌；

四、根据压痕深度得到布氏硬度值

1)图像处理单元根据压痕三维形貌计算压痕的深度及压痕直径；

2)数据处理单元将压痕深度及直径测量值转化为布氏硬度值并通过结果显示单元显示。

3.根据权利要求2所述的布氏硬度测量方法，其特征在于：所述步骤三中4)具体为：

图像处理单元将压痕的数字图像与标准线光源比较，采用光学三角测量原理实现压痕表面信息的计算；根据计算结果，结合计算机图形学完成压痕表面形貌的重建。

4.根据权利要求3所述的布氏硬度测量方法，其特征在于：还包括数据验证过程，具体为：

数据处理单元结合压头直径及试验力值，对图像处理单元得到的压痕的深度及直径的数据进行相互验证。

5.根据权利要求4所述的布氏硬度测量方法，其特征在于：图像处理单元根据压痕三维形貌多次扫描计算压痕的深度及直径后取平均值。