HRS-4超聲波硬度計

PAGE 1-目 錄用途2技術參數(shù)2工作原理2儀器結構3鍵盤功能及操作4使用方法與適應性5測量，存儲與打印5校準6維護8成套性8

一．用途超聲波測硬度是借助于傳感器桿的超聲振動來測量硬度。其特點是：破壞性小，測量速度快，示值精度高，既可測定黑色金屬，有色金屬和硬質(zhì)合金工件的硬度，也可以測量非金屬工件的硬度，特別適合對金屬薄層（包括滲氮，滲碳，電鍍層等），金屬薄片，不易移動的大型工件，不易拆卸的部件，以及軸承滾珠或齒輪面等特殊形狀的部件直接進行百分之百的硬度檢驗。在硬度測量中，測頭不僅可垂直向下測量，還可以進行平測，仰測等隨意方向的測量，能勝任其它類型硬度計難以進行的檢驗。由于壓痕小，在與硬度有關的金相學分析中，會使分析能力提高一個數(shù)量級。SH-31型超聲波硬度計的特點是：體積小，重量輕，攜帶方便，可靠性高，單片機智能化，功能完備；高，中，低試塊三點校準，大大提高了測量精度。二．技術參數(shù)1．示值范圍：HRC20-70HV100-999HB100-5402．精度：高于JB/T9377-2010國家標準的規(guī)定（符合JB/T9377-1999）25-35±2.0HRC 25-35±2.5HRC40-50±1.5HRC 40-50±2.0HRC55-70±1.0HRC 55-70±1.5HRC3．校準：用二等洛氏C標度標準試塊或HV，HB標準試塊校準。4．壓頭規(guī)格：136°金剛石角錐體5．探頭負荷壓力：12±1N。6．打印功能：測值布，洛，維三標度示值，最小值，最大值，平均值。7．電源：鎳氫（1.2V）充電電池5節(jié)。8．尺寸：178×95×38mm。9．重量：儀器及測頭0.55kg。10．充電器重量：0.1kg。11．試塊重量：0.6kg。。三．工作原理超聲波測硬度是基于超聲接觸阻抗測量原理，亦稱UCI（UltrasoniccontactImpedance）方法，在均勻的接觸壓力下，傳感器桿的諧振頻率隨試件硬度的變化而改變。測頭中的傳感器桿，一端和一個大質(zhì)量剛體固定在一起，另一端鑲有金剛石壓頭。當壓頭與試件不接觸時如圖1（a），壓頭處于自由振動狀態(tài)，在形成桿的縱向振動時，傳感器桿的固定端將是振動的波節(jié)點，壓頭端由于振幅最大而成為振動的波腹點。當壓頭端完全被試件阻尼住時，如圖1（c），諧振頻率等于壓頭端處于自由狀態(tài)時的兩倍。當壓頭被壓到試件上時，一般是介于上述兩者之間，如圖1（b），在固定負荷作用下，對彈性模量相同的試件來說，試件的硬度越低，那么壓頭與試件表面的接觸面積越大，從而阻尼傳感器桿壓頭端的程度也越大，于是此端振動幅度也愈小，諧振頻率就愈高，所以通過諧振頻率的變化，就可以確定試件硬度。波腹波腹（b）壓頭（a）（c）波腹振桿波腹試件大質(zhì)量剛體圖1.工作原理四．儀器結構 該儀器電路方框圖示于圖2：EEPROMEEPROM測頭打印顯示鍵盤放大A/D單片計算機系統(tǒng)圖2.探頭和電路方框圖。 五．鍵盤功能及操作鍵盤功能布置見圖3，各鍵說明如下：營口市時空電腦控制技術研究所SH-31超聲波硬度計0清/校營口市時空電腦控制技術研究所SH-31超聲波硬度計0清/校1平均2區(qū)號3HB背光4最小5最大6HRC7HVON8存儲9打印OFF測量次數(shù)復位圖3.鍵盤功能布置圖“OFF”鍵：是儀器的關機鍵。注意：關機時按此鍵的時間稍長一點，確認液晶顯示屏上無顯示為止，否則儀器會長期耗電。儀器具有自動關機功能，不按“OFF”鍵，停用數(shù)分鐘儀器會自動關機?！皬臀弧辨I：按該鍵會使儀器從任何狀態(tài)回到開機的默認狀態(tài)：HRC的測量狀態(tài)，顯示０００。（MEAS是“測量”Measurement的英文縮寫）?！皽y量”鍵：在測量及校準時使用該鍵?！?-9”數(shù)字鍵：在校準狀態(tài)用于輸入標準試塊的硬度值；“1-8”鍵也用于選擇當前的存儲區(qū)?！皡^(qū)號”鍵：按此鍵后，屏幕顯示所選擇的存儲區(qū)，用“1-8”的數(shù)字鍵改變存儲區(qū)號；開機后默認為1區(qū)。“次數(shù)”鍵：該鍵是查詢所存入的測量數(shù)據(jù)的個數(shù)。該儀器為了存儲使用方便，設立了八個獨立的存儲區(qū)間，每個存儲區(qū)最多可存99個測量數(shù)據(jù)，八個區(qū)共可存792個數(shù)據(jù)。擦除時要分區(qū)擦除。按”次數(shù)”鍵所顯示的次數(shù)值是當前所選擇的存儲區(qū)內(nèi)存入的數(shù)據(jù)的個數(shù)?！扒??！辨I：校準時按此鍵顯示由變?yōu)椋–AL是“校準”Calibration的英文縮寫），該鍵也用于清除存儲區(qū)的數(shù)據(jù)?！捌骄辨I：用于顯示某存儲區(qū)所存數(shù)據(jù)的平均值?！白钚　辨I：用于顯示某存儲區(qū)所存數(shù)據(jù)的最小值?！白畲蟆辨I：用于顯示某存儲區(qū)所存數(shù)據(jù)的最大值。“HRC”鍵：選擇洛氏C標度的測量與校準，顯示由變?yōu)椤癏V”鍵：選擇維氏硬度的測量與校準，顯示由變?yōu)??！癏B”鍵：選擇布氏硬度的測量與校準，顯示由變?yōu)??！按鎯Α辨I：在測量狀態(tài)，按“存儲”可存入所測量的數(shù)據(jù)?！氨彻狻辨I：按此鍵可點亮或關閉液晶屏的背光，?！按蛴　辨I：用于打印所存儲的數(shù)據(jù)。六．使用方法與硬度試塊適應性1．手持測頭檢驗試件時應盡量使測頭與試件表面保持垂直。當測頭的金剛石壓頭與試件表面接觸時，在保持測頭與試件表面垂直的同時，還需平穩(wěn)勻速加力使金剛石壓頭被全部壓進，即保護帽與試件表面接觸了，不要晃動，約兩秒后顯示的測量值即為該點的硬度值。測頭和試件的接觸時間越長硬度值越減小是正常的，因為時間越長壓痕會越深，硬度值也越低。手持測頭的方法，熟練程度及經(jīng)驗是保證得出準確測量的關鍵，需多次反復的訓練及體會。誰校準儀器最好由誰來使用儀器。2．試件表面光潔度，均勻度和穿透性一般試件表面的不平度要小于1.2μm,才有可能一次檢驗就獲準確的讀數(shù)。對于粗糙的鑄件等試件表面來說，要經(jīng)過一定的研磨修整，如果還不光潔，可以取一組讀數(shù)的平均值來獲得比較準確的測值，若試件表面各處組織不太均勻，可以酌情對幾點進行測量，取其平均值來獲得整個表面的硬度讀數(shù)。 在12N負荷下，洛氏C20-70對應鋼試件壓痕深度為4μm-50μm左右，可由此來確定試件表面對硬度測量的適應程度。 當對金屬薄片或硬質(zhì)材料的空腔部件進行測量時，重要的是使其厚度超過壓頭的穿透深度，粗略的規(guī)定，試件的厚度至少要在壓頭穿透深度的10倍以上，這時所取得的讀數(shù)才正確。測量金屬薄片時，金屬薄片背面要用較大質(zhì)量的金屬表面襯墊起來。 3．儀器通過“HRC”,”HB”,”HV”鍵來改變硬度標度。每一種硬度標度要進行該硬度標度的校準。七．測量，存儲與打印 1.硬度測量儀器的連接：測頭與儀器用測頭電纜連接，注意插頭要插到位。如使用外接電源可將充電器插到交流220V電源上，充電器電纜與主機連接。 儀器開機或復位后的默認狀態(tài)是HRC測量，顯示０００，按“測量”鍵后顯示.即可進行HRC的測量。 進行HB測量，在開機或復位后按“HB”鍵，顯示．，按“測量”鍵后顯示即可進行HB的測量。 進行HV測量，在開機或復位后按“HV”鍵，顯示．，按“測量”鍵后顯示即可進行HV的測量。 2．存儲儀器每一存儲區(qū)只能存儲一種硬度標度，當一個區(qū)已存有一種硬度標度的硬度值時，不能再存儲另外標度的硬度值。存儲測量數(shù)據(jù)之前應設置存儲區(qū),開機或復位后默認的存儲區(qū)為1區(qū)。存儲數(shù)據(jù)時（以HRC為例），按“區(qū)號”鍵，顯示X,X是區(qū)號，可通過“1-8”數(shù)字鍵改變，再按“測量”鍵進行測量，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后（也可在測頭抬起后）按“存儲”鍵，一個測量數(shù)據(jù)的存儲就完成了。注意，不要在對測頭加力或卸力過程中按此鍵，否則存入的數(shù)據(jù)不準確。如要回看存儲數(shù)據(jù)，按“區(qū)號”鍵，按數(shù)字鍵（以選擇所要看的存儲區(qū)），再按“次數(shù)”鍵，如果顯示不是“００”，按“最小”，“最大”，“平均”鍵，便可回看存儲數(shù)據(jù)；也可在這時按“請/?！辨I將該區(qū)的存儲數(shù)據(jù)全部清除。3．打印（打印機為可選部件）欲打印所測量的數(shù)據(jù)，將打印機與主機用20芯排線連接（注意20芯排線的定位，要對準槽插入）。打印機需使用外接(由交流220V變成的)直流5V/2A電源。，打印時按打印機的SEL鍵,使P(紅)燈和SEL(黃)燈都亮，按儀器的“區(qū)號”鍵,再按“1-8”數(shù)字鍵,選擇要打印的存儲區(qū),按“次數(shù)”鍵,如果次數(shù)不是“00”（只有存儲了數(shù)據(jù)才可以打印）,按“打印”鍵，便可打印當前存儲區(qū)所存入的所有測量數(shù)據(jù)，最小值，最大值平及平均值。 走紙操作：按SEL鍵使P燈亮,按LF鍵則走紙,再按LF鍵則停止走紙（參閱TPμP-16微型打印機說明書）八．校準當儀器的測量示值發(fā)生偏差時，或被測件的彈性模量變化較大時（本儀器所附硬度試塊的彈性模量約為2-2.2×10kgm㎡）需對儀器進行重新校準，步驟如下：（a）洛氏校準（HRC）開機或復位后顯示０００。按“HRC”鍵，顯示０.０，按“清/?！辨I，顯示００.０。（1）.用數(shù)字鍵輸入標準試塊低硬度試塊的數(shù)值，例如28.0，就按280，如果輸入錯了，就接著再按一遍。按“測量”鍵，顯示。測頭在該低值試塊上的一點上進行測量，屏幕會顯示XXX，（“XXX”一般在230-280左右之間，與測頭差異有關）待顯示值相對穩(wěn)定后按“存儲”鍵（這時顯示數(shù)會有變動，不要管它），抬起測頭換一點，再用同樣的方法測試并存儲，這樣連續(xù)測量和存儲十個不同點后，屏幕顯示××.ד××.×”是之前輸入的低硬度試塊的硬度標稱值（例如28.0）。抬起測頭，至此低硬度值的校準完成。（2）．用數(shù)字鍵置入標準試塊中硬度試塊的數(shù)值，例如45.2，就按452，用上述(1)的方法，測頭在該中硬度試塊上進行測量，屏幕會顯示XXX（“XXX”一般在180-220左右之間），直到完成十次測量和存儲后顯示××.×,“××.×”是輸入的中硬度試塊的硬度標稱值（例如45.2）抬起測頭，至此中硬度值的校準完成。（3）．用數(shù)字鍵置入標準試塊高硬度試塊的數(shù)值，例如62.8，就按628，用前述(1)的方法，測頭在該高硬度試塊上進行測量，屏幕會顯示XXX，（“XXX”一般在50-100左右之間）直到完成十次測量和存儲后，顯示０００，抬起測頭，至此低，中，高全部硬度值的校準完成。按“測量”鍵，顯示.便可進行測量了。注1：校準的方法也可以簡化，方法是：開機或復位后顯示０００。按“HRC”鍵，顯示０.０，按“清/?！辨I，顯示００.０。用數(shù)字鍵輸入標準試塊硬度試塊的數(shù)值，按“測量”鍵，用測頭先在該試塊上的幾點進行測量，先不急于按“存儲”鍵，看這幾點XXX，的“XXX”值大概是多少，再測時選一個中間值，測頭不動，連按十次“存儲”鍵，就完成了一種試塊的校準。當然也可以測一點存幾次，再測一點，存幾次，最后，加起來要測量和存儲十次。注2：在進行低硬度（或中硬度）校準時，按“存儲”鍵的次數(shù)超過十次，屏幕會從最右位往左“擠進”一些8（因為“存儲”鍵和數(shù)字鍵“8”是同一個鍵），這不要緊，直接輸入中硬度（或高硬度）試塊值即可往下進行了。（b）維氏校準（HV）開機或復位后顯示０００。按“HV”鍵，顯示.。按“清/?！版I，顯示０００,以下步驟和HRC校準從（1）開始的步驟類同。（c）布氏校準（HB）開機或復位后顯示０００。按“HB”鍵，顯示..。按“清/?！版I，顯示０００,以下步驟和HRC校準從（1）開始的步驟類同。校準后對高，中，低三種試塊進行測量，應符合超聲硬度計國家標準關于示值精度及重復性精度的要求。每塊試塊測5點，取平均值為示值精度，每塊試塊示值的最大值與最小值之差為重復性誤差。對于用標準試塊校準后仍不能正確測量出某些特殊試件的硬度，最好用這種試件在機械硬度計上打出硬度，選出“高”，“中”，“低”硬度的試件作為試塊對儀器進行校準?；虿糠钟眠@種試件作標準，部分用標準試塊作標準來校準儀器。九．維護1．本儀器總耗電約55mA（打印機除外）。當充電電池的電壓過低時液晶屏顯示會由變?yōu)椋↙B是“電池欠壓”英文Lowbattery的縮寫），這時應及時充電。充電器在充電狀態(tài)下紅燈亮，完成充電時紅燈變綠并自動停止充電。充電器也可以作為儀器的交流供電裝置。充電電池為5節(jié)1.2V鎳氫電池，可更換。儀器長時間不用也要定期檢查，開機如果顯示，就要充電。2．儀器要存放在干燥，清潔的地方，環(huán)境溫度應在40