CN104596872A - 一种记忆海绵硬度测量仪及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种记忆海绵硬度测量仪，包括显示端、传感装置及压足，所述传感装置安装在显示端的下端，所述传感装置包括基座、检测机构及测针，所述基座安装在显示端的下端，所述基座包括罩体及固定环，固定环安装在的罩体的中部，检测机构一端与罩体连接，另一端与测针连接，所述压足为中空圆柱形结构，测针穿过连接压足，并且基座与压足通过螺纹结构连接，所述压足的底端设置有向外延伸的支撑环，测针伸出压足底面高度为2.5毫米。本发明测试结果准确性高，体积小巧，携带方便，操作简单，适用于各种记忆海绵硬度检测当中。

Description

一种记忆海绵硬度测量仪及其测量方法

技术领域

本发明涉及一种材料硬度测试的仪器及其测量方法，尤其涉及一种记忆海绵硬度测量仪及其测量方法。

背景技术

硬度测试仪是用于测量涂料的表面硬度的专用仪器。硬度测试仪分为台式硬度计、便携式硬度计两种，其中便携式硬度测试仪集里氏、布氏、洛氏等便携式硬度计于一体，能实现7种不同硬度值的自由转换，去除了以往硬度计需要人工查找硬度表进行烦索程序，实现了真正意义上的智能化、便携化的特点。目前，便携式硬度测试仪已经方法运用到各种材料的硬度测量当中，但是在记忆海绵硬度测量领域，只能实现普通海绵硬度测量，而对于记忆海绵的硬度测量，尚无法能实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以对记忆海绵的硬度进行测量的测量仪及其测试方法。

本发明的第一目的是提供一种记忆海绵硬度测量仪，包括显示端、传感装置及压足，所述传感装置安装在显示端的下端，其特征在于：所述传感装置包括基座、检测机构及测针，所述基座安装在显示端的下端，所述基座包括罩体及固定环，固定环安装在的罩体的中部，检测机构一端与罩体连接，另一端与测针连接，所述压足为中空圆柱形结构，测针穿过连接压足，并且基座与压足通 过螺纹结构连接，所述压足的底端设置有向外延伸的支撑环，测针伸出压足底面高度为2.5毫米。

进一步的，所述显示端底端设有连接件，连接件内壁上设有内螺纹。

进一步的，所述罩体为中空结构，罩体的上端固定在显示端底端的连接件上。

进一步的，所述罩体的下部设有套筒，套筒上是有外螺纹，套筒上设置有一顶持部件，顶持部件用于顶持弹簧，顶持部件通过螺纹结构能够在套筒上上下移动。

进一步的，所述固定环的下端设有用于与压足固定连接的外螺纹连接端。

进一步的，所述检测机构包括中心滑动轴、感应线圈、感应器及弹簧，所述中心滑动轴一端固定在压足上，另一端伸入到罩体内，感应器上设置在罩体下端的套筒内，感应线圈安装在中心滑动轴上，并且与感应器位置相对应，弹簧套设在中心滑动轴下端。

进一步的，所述弹簧一端固定在测针上，另一端顶持在顶持部件上。

进一步的，所述测针主体为圆柱形，其顶端设有一连件套。

本发明的另一目的是提供一种所述的记忆海绵硬度测量仪的检测方法，包括以下步骤：

(1)、将硬度测量仪调零；

(2)、将记忆海绵试样置于一个硬质且水平的表面上，要求记忆海绵试样厚度至少10mm以上，垂直地保持硬度计，使其测针23至少离试样的各侧边10mm，快速无振动、无冲击地使测针23抵住试样使测针23与试样之间保持紧密的接触，并保持压足平行于试样表面,以使测针23垂直地在试样表面上；

(3)、在测试仪自身的重力作用下，测针23一部分被压入到压足3内，感应器感应到感应线圈移动后，根据判断出移动的距离，再有控制电路根据测量 值与存储的数据对比计算出硬度值，待完全压下，与试样接触1-3秒内，读取刻度值到整数字并记录其结果。

(4)、在试样上成每隔至少6mm分布的3个或5个不同的点处，各作一次测定，取这些测量值的平均值作为硬度值。

在上述步骤2中，试样表面均应光滑、平整、不应有机械损伤及杂质等缺陷。

本发明与现有技术相比，本发明测试结果准确性高，在中心滑动轴上设置一感应线圈，并通过感应器测定，从而使中心滑动轴和线圈间的距离最小化以可达到更精确的测试结果，同时中心滑动轴外侧套设弹簧，对弹簧的弹性值进行预设定，通过中心滑动轴的位移大小及弹簧的弹性值来计算硬度值，保证了检测的精度，同时本硬度测量仪体积小巧，携带方便，操作简单，适用于各种记忆海绵硬度检测当中。

附图说明

附图1是本发明的所述记忆海绵硬度测量仪的结构示意图；

附图2是附图1所示传感装置及压足的结构示意图。

附图3是本发明中弹力值N与量块厚度L的线性关系图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1、图2所示，一种记忆海绵硬度测量仪，包括显示端1、传感装置2及压足3，所述传感装置2安装在显示端1的下端，所述传感装置2包括基座21、检测机构22及测针23，所述基座21安装在显示端1的下端，检测机构22一端与基座21连接，另一端与测针23连接，所述压足3为中空圆柱形结构，测针23穿过连接压足3，并且基座21与压足3通过螺纹结构连接，测针23伸出压足3底面高度为2.5毫米。

所述显示端1上设置有显示屏11及按钮12，通过按钮12可以设定相关检测程序，并将检测结果通过显示屏11显示出来，所述显示端1内部设有检测电路(图未示出)，检测电路内置有存储数据及检测程序，能够对检测到的数据进行计算并储存；所述显示端1底端设有连接件13，连接件13内壁上设有内螺纹。

所述基座21包括罩体211及固定环212，所述罩体211为中空结构，罩体211的上端固定在显示端1底端的连接件13上，进一步的，罩体211的中部设有外螺纹，通过此外螺纹与连接件13的内螺纹配合从而将两者连接固定；罩体211的下部设有套筒213，套筒213上是有外螺纹，套筒213上设置有一顶持部件214，顶持部件214用于顶持弹簧，顶持部件214通过螺纹结构能够在套筒213上上下移动，所述固定环212安装在的罩体211的中部，固定环212的下端设有外螺纹连接端，用于与压足3固定连接。

所述检测机构22包括中心滑动轴221、感应线圈(图未示出)、感应器(图未示出)及弹簧222，所述中心滑动轴221一端固定在压足3上，另一端伸入到罩体211内，感应器上设置在罩体211下端的套筒213内，感应线圈安装在中心滑动轴221上，并且与感应器位置相对应，弹簧222套设在中心滑动轴221下端，弹簧222一端固定在测针23上，另一端顶持在顶持部件214上，当测针23收到海绵的弹力时，探针23压缩弹簧222，进而推动中心滑动轴221向内移 动，此时感应器能够通过感应中心滑动轴221上的感应线圈的位移长度来对海绵的硬度进行计算，从而得到硬度值。

所述测针23主体为圆柱形，其顶端设有一连件套231，连件套231与中心滑动轴221形状及大小相配合，中心滑动轴221插入到连件套231内并通过胶水粘合固定，由测针23推动中心滑动轴221的移动。

所述压足3为钨钢材料制作，其圆柱形上端的内壁上设有内螺纹，用于与固定环212的下端的外螺纹连接，进一步的，为了保证检测的正确性和稳定性，所述压足的底端设置有向外延伸的支撑环31，压足3的重量为50±5克。

本发明的测量原理如下：在测试仪自身的重力作用下，测针一部分被压入到压足内，感应器感应到中心滑动轴上的感应线圈移动位移后，将数据传送到检测电路，检测电路根据测量值与存储的数据对比计算出硬度值。

本发明基于邵氏硬度测试方法，首先需对使用的弹簧的弹力做预测算，经过大量实验数据得到，本发明使用的弹簧的弹力值N的取值范围为10.3061N-20.4082N直接，并且推导得出弹力值N与量块厚度L的线性关系图如图3所示：

图3中：

h₀为测针伸出压足底面的预设高度值，本发明中，h₀为2.5毫米；

e为测量时硬度测量仪本身的载荷引起的测针压入压足的深度值；

根据上述线性关系，可以得到硬度值(H)的计算公式为：

H＝100-40L

通过上述公式，本发明得到的硬度测量仪能够测量硬度范围为1-100H。

本发明的检测方法包括以下步骤：

1、将硬度测量仪调零；

2、将记忆海绵试样置于一个硬质且水平的表面上，要求记忆海绵试样厚度至少10mm以上，垂直地保持硬度计，使其测针23至少离试样的各侧边10mm，快速无振动、无冲击地使测针23抵住试样使测针23与试样之间保持紧密的接触，并保持压足平行于试样表面,以使测针23垂直地在试样表面上；

3、在测试仪自身的重力作用下，测针23一部分被压入到压足3内，感应器感应到感应线圈移动后，根据判断出移动的距离，再有控制电路根据测量值与存储的数据对比计算出硬度值，待完全压下，与试样接触1-3秒内，读取刻度值到整数字并记录其结果。

4、在试样上成每隔至少6mm分布的3个或5个不同的点处，各作一次测定，取这些测量值的平均值作为硬度值。

在上述步骤2中，试样表面均应光滑、平整、不应有机械损伤及杂质等缺陷。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种记忆海绵硬度测量仪，包括显示端(1)、传感装置(2)及压足(3)，所述传感装置(2)安装在显示端(1)的下端，其特征在于：所述传感装置(2)包括基座(21)、检测机构(22)及测针(23)，所述基座(21)安装在显示端(1)的下端，所述基座(21)包括罩体(211)及固定环(212)，固定环(212)安装在的罩体(211)的中部，检测机构(22)一端与罩体(211)连接，另一端与测针(23)连接，所述压足(3)为中空圆柱形结构，测针(23)穿过连接压足(3)，并且基座(21)与压足(3)通过螺纹结构连接，所述压足(3)的底端设置有向外延伸的支撑环(31)，压足(3)的重量为50±5克，测针(23)伸出压足(3)底面高度为2.5毫米。

2.根据权利要求1所述的记忆海绵硬度测量仪，其特征在于：所述显示端(1)底端设有连接件(13)，连接件(13)内壁上设有内螺纹。

3.根据权利要求1所述的记忆海绵硬度测量仪，其特征在于：所述罩体(211)为中空结构，罩体(211)的上端固定在显示端(1)底端的连接件(13)上。

4.根据权利要求1所述的记忆海绵硬度测量仪，其特征在于：所述罩体(211)的下部设有套筒(213)，套筒(213)上是有外螺纹，套筒(213)上设置有一顶持部件(214)，顶持部件(214)用于顶持弹簧，顶持部件(214)通过螺纹结构能够在套筒(213)上上下移动。

5.根据权利要求1所述的记忆海绵硬度测量仪，其特征在于：所述固定环(212)的下端设有用于与压足(3)固定连接的外螺纹连接端。

6.根据权利要求1所述的记忆海绵硬度测量仪，其特征在于：所述检测机构(22)包括中心滑动轴(221)、感应线圈、感应器及弹簧(222)，所述中心滑动轴(221)一端固定在压足(3)上，另一端伸入到罩体(211)内，感应器上设置在罩体(211)下端的套筒(213)内，感应线圈安装在中心滑动轴(221)上，并且与感应器位置相对应，弹簧(222)套设在中心滑动轴(221)下端。

7.根据权利要求6所述的记忆海绵硬度测量仪，其特征在于：所述弹簧(222)一端固定在测针(23)上，另一端顶持在顶持部件(214)上。

8.根据权利要求1所述的记忆海绵硬度测量仪，其特征在于：所述测针(23)主体为圆柱形，其顶端设有一连件套(231)。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的记忆海绵硬度测量仪的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、将硬度测量仪调零；

(2)、将记忆海绵试样置于一个硬质且水平的表面上，要求记忆海绵试样厚度至少10mm以上，垂直地保持硬度计，使其测针(23)至少离试样的各侧边10mm，快速无振动、无冲击地使测针(23)抵住试样使测针(23)与试样之间保持紧密的接触；

(3)、在测试仪自身的重力作用下，测针(23)一部分被压入到压足(3)内，感应器感应到感应线圈移动后，根据判断出移动的距离，再有控制电路根据测量值与存储的数据对比计算出硬度值，待完全压下，与试样接触2-3秒内，读取刻度值到整数字并记录其结果；

(4)、在试样上成每隔至少6mm分布的3个或5个不同的点处，各作一次测定，取这些测量值的平均值作为硬度值。

10.根据权利要求9所述的记忆海绵硬度测量仪的测量方法，其特征在于：所述试样表面均应光滑、平整、不应有机械损伤及杂质等缺陷。