HVZHT-10全自动高温维氏硬度计方案介绍
前言
随着产品服役状况日趋复杂，零部件及工具表面在高温条件下的特性越来越引起人们的关注，高温硬度计对于分析材料表面的热稳定性，提升材料表面的应用范围和性能具有重要的意义。
高温维氏硬度计可以在高温条件下原位测量金属或者陶瓷材料硬度，因此对于切削工具的高温特性评价具有重要意义。本设备的购置对于提升研究档次、达到研究目标都有的作用。
应用范围：
由于材料（如金属材料、陶瓷 、玛瑙等）最终的工作环境不同，随着环境温度的变化，材料的硬度也会相应发生改变。为了解决同一材料在不同温度环境下的硬度测试，我们公司在常规硬度计基础上，增加了高温系统，来模拟不同温度的工作环境，材料的硬度测试数据。使我们的实验数据参考价值。
设备介绍
一、高温维氏硬度系统主硬件描述：
主硬件明细表
序号 | 附件系统名称 | 用途描述 |
1 | 维氏硬度主机系统 | 实现实验标尺力值0.2-10KG、观察打压痕保载卸载 |
2 | 高温炉系统 | 实现样品温度常温-1200℃ |
3 | 载物台系统 | X、Y、Z电动控制、对焦观察 |
4 | 环境箱系统 | 实现环境箱内氧含量、水含量及压力监测 |
5 | 水冷系统 | 降低高温炉炉体表面温度 |
6 | 真空系统 | 检测过渡仓真空度、抽真空 |
7 | 压痕测量控制主系统 | 观察压痕、测量压痕、控制仪器 |
Ø 增设20倍物镜，如果只有10倍物镜，在小载荷加载时，压痕图像很小，10倍物镜不能能清晰观测压痕，导致所测得数据误差偏大。
Ø 物镜前端增设高温玻璃保护系统，的减小高温对物镜的损伤，减小热浪影响聚焦。提高图像清晰度、延长物镜的使用寿命。
Ø 双光源系统：当被测材料到达相变温度或者的温度时，普通光源无法清晰观测压痕，开启辅助光源，改变高温样品变色发红、保真系统采集压痕清晰不变色。提高测试精度。
Ø 压头的防撞功能：为了减小样品在高温测试中与压头的温度梯度，提高测试结果的准确性，压头在打点前、长时间保持在高温炉内。为了防止人为误操作以及突发状况造成压头损坏，特此增设压头保护防撞功能，压头未退出高温炉前，物镜转塔无法转动。
Ø 开关电源控温设计：限流、限压升温，防止电流过冲导致温度过高，损坏加热元件，工作稳定、，且电能及对周边无电磁信号干扰等优点。
Ø 外接电脑主控制系统，操作仪器；所需数据实现在线测试、记录、保存。
方案外观布局示意图详情：外观颜色统一
左边为3层综合控制柜，从上到下分别为PLC控制自动物台、电脑、温控系统；
为了避免造成隐患，将水冷机、真空泵单独放置在最右边的箱子内，防止冷水机漏水对其他线路及设备造成隐患。
高纯氩气瓶放置在箱子后面的固定架上，防止人为撞倒，造成隐患；
2、高温炉系统
高温系统描述：
采用宇电温控模块（中英文），针对不同的周期设置温度，进行控制。采用上位机软件进行设备开启、关闭、数据显示、存储、历史数据显示，同时进行控制设参数设置、温度周期时间设置。其中控制参数包括，PID参数设置、周期段设置、升温速度设置、温度传感器型号选择、以及测量启动、断电运行等参数设置，设置界面如图所示。
高 温 炉：炉体隔热炉衬采用多晶莫来石陶瓷纤维，具有隔热效果好、美观、使用寿命长和安装维修方便的特点；不锈钢炉体内侧喷涂热障涂层，隔热效果。
热 台：采用氮化硅陶瓷，其特点是性能好，，膨胀系数小等。
加热开关：加热系统采用开关电源（12V200A）。其工作稳定性高和性高，以及自身的体积小重量轻，具有电能及对周边无电磁信号干扰等优点；同时，配备开关电源带有浮地功能，限度使用人员的人身。
水冷保护：采用恒控温冷水机，炉体外壁采用双层不锈钢，中空通流动水，控温温度40°C 。恒控温式冷水机不仅可以炉体外表面保持恒温，还能起到稳定和微调炉温的作用，使炉内的温度，有利于提高试验精度。
控温方式：PID配合开关电源控制，其特点是工作稳定性和性高，防止过冲电流对加热元件损害，电能及对周边无电磁信号干扰。温度分30段控制。
加热元件：硅钼棒，温度稳定,耐氧化，其温度可达1700℃；
高温炉参数：
温度范围 | 常温～1200℃ |
升温速度 | 50℃/min可调 |
温显精度 | ±1℃ |
温度设定 | 1200℃允许温度范围内任意温度设定 |
控温方式： | PID配合开关电源控制 |
炉膛尺寸 | 根据试样大小配置，试样φ15*10mm |
温度设定 | 任意设定目标温度 |
热电偶 | PtRh-Pt (Type S) ,热响应时间<2s |
加热元件 | 硅钼棒 |
3、自动载物台系统
载物台描述：
X-Y轴测试台：尺寸200*200mm，移动8*8mm，精度0.01mm；可在同一试样打位置的压痕进行对比，减小实验误差；Z轴传动：设有限位装置，防止压头或物镜由于误操作撞到炉体上，自动控制升降。同时设有微调装置，
微调可控制为0.001mm，聚焦效果，所测精度；
载物台：二维工作台；
精度：Z轴微调可控制为0.001mm
滑台：滚珠滑台
4、环境箱系统
环境系统介绍：
介绍：
箱体与气体净化系统形成密闭的工作环境，向箱体内充入惰性气体（氩气或氮气），并循环掉其中的活性物质，使系统保持高清洁和高纯度的惰性气体环境（水、氧均能达到0.1ppm以下的设备）。这样既不会对硬度计力值及测量精度产生影响，又能防止试样在加热过程中氧化。
循环净化手套箱基本工作原理：操作箱的箱体与气体循环净化系统构成一套严密的工作空间。先向箱体内通入惰性气体（如氩气或氮气），驱离箱体内的成分（如氧分子、水分子等），这一过程俗称“洗气”。再通过循环净化系统对 箱体内的气体进行处理，去除微量的成分（如水、氧、溶剂等活性物质），使操作箱内的水.氧含量达到1ppm以下。净化材料可以还原反复使用。
净化循环系统：实时监测箱体内水、氧气含量；水含量标准要求＜1ppm，实测值＜0.1ppm；氧含量标准要求＜1ppm，实测值＜0.1ppm；
自动检测方式：环境箱内压力可预设定，当压力超标时自动泄压，当压力不足，水、氧含量超标时自动补氩气增压，度。
组装完成后全套系统采用三套检测程序：
Ø 正负压力变化检测；
Ø 氦质谱检漏仪进密性检测；
Ø 氧气法泄漏率检测。
Ø 氩气要求：99.9高纯氩气
除氧剂填装量：8kg，除水剂填装量：16kg，活性炭填装量：6kg；
除氧量＞80升；
除水量＞2.5公斤；
净化材料一次率：＞80%。
该手套箱泄漏率出厂标准为<0.005VOL%/H，标准手套箱泄漏率实测值<0.001VOL%/H，远低于通行的<0.05VOL%/H 标准，系统采用氧气法具有自动检测泄漏率的功能。
的除氧除水循环净化能力：循环净化系统采用了的净化材料还原技术，该技术可以用一钢瓶还原气还原出 8—10 公斤的除氧剂，所以除氧剂填装量可以达到 8 公斤，与除氧剂相匹配的除水剂填装量也可以达到 16 公斤。
主要参数
1）水含量标准<1ppm，实测值<0.1ppm
2）氧含量标准<1ppm，实测值<0.1ppm
3）泄漏率标准＜0.005VOL%/H，实测值＜0.001VOL/H,手套箱自带氧气法泄漏率自动检测功能（目前上通行的手套箱泄漏率标准为＜0.05VOL/H）
4）除氧剂填装量：8公斤
5）除水剂填装量：16公斤
6）活性炭填装量：6公斤
7）除氧量：>80升
8）除水量：>2.5公斤
9）净化材料一次率：>80%
5、水冷系统
循环水冷系统：采用恒控温水冷机，炉体外壁采用双层不锈钢，中空通流动水，控温温度40℃，不仅可以炉体外表面保持恒温，还能起到稳定和微调炉温的作用。
制冷参数：
Ø 工作电压：220V 50HZ
Ø 工作电流：0.25-3.9A
Ø 制冷压缩机：功率0.52KW
Ø 制冷量：5084Btu/h
Ø 水泵扬程：12m米
Ø 流量：13L/min
Ø 制冷剂：R-410a
Ø 控温精度：±0.3℃
Ø 水箱容积：6L
6、真空系统
抽真空主件
功能介绍：
Ø 主要用于针对密封容器抽取气体的基本设备，它可单独使用也可用于真空干燥、真空脱气、真空包装、仪器设备抽真空等真空工作辅助。
Ø 工作时采用降噪音设计，降低自启动工作声音。
主要参数：
抽速：8.11m3每秒
7、压痕测量控制主系统
三、CCD图像采集
硬度图像处理系统可进行维氏压痕测量，统计，储存及输出。
1、操作系统: Windows XP 或 Windows 7。
2、严格按标准GB和标准ISO设计。
3、中英文两用、界面设计简洁明了，操作方便、具有细腻的品质。
4、高分辨率的图像了的硬度测量。
5、提供自动测量和手动测量，手动测量又分为4点测量和对角测量。
6、提供用鼠标测量和键盘测量，屏幕上提供中心点及比例尺显示。
7、提供用标准长度尺或硬度块对硬度进行校准。
8、测量完毕后自动生成硬度梯度曲线图。
9、根据美标E140 -05 ，国标GB T1172 -1999 实现 12 种硬度值的自动转换例如：（HRCHRA HRB HR15N HR30N HR45NHR15THR30THR45THBW）
10、自动生成硬度曲线图的直方图，以及组合梯度曲线的组合直方图。
11、可在图像的任意位置添加比例尺及标注说明
12、可打印输出的图像，图像倍率可根据需要设定。
13、提供测量任意两点间距，可进行TV屏幕上被放大的样品图像中的距离测量。
14、电脑软件测量和显示功能：色彩，反差，亮度，色度调节可任意调节。
15、可输出Word和Excel格式的测试报告，可按需要方便的插入试样表面的图像和/或硬度值曲线图。支持英文报告输出。
16、测试数据可以存为ivd数据文件，海量的储存空间方便客户随时调用。
图像传感器CCD相机 | CMOS（彩色） |
像素 | 2048(H)×1536(V) |
成像区域 | 6.55(H)×4.92(V)mm 1/2型 |
扫描方式 | 逐行扫描 |
镜像反转功能 | 传感器水平翻转 和垂直翻转 |
像素尺寸 | 3.2(H)×3.2(V)μm |
快门方式 | 卷帘 |
颜色排列 | RGB bayar排列 |
帧率 | 12fps |
电子快门 | 1/19688～0.832s ※24MHz 驱动时钟 |
接口 | U2.0批量传送 |
同步方式 | 内部同步 |
镜头卡口 | C卡口 |
8、电脑配置
主要参数：
1. Intel奔腾处理器；
2. 4G内存；
3. LG 21.5英寸 FreeSync IPS硬屏 FHD 全高清显示器；
4. Windows7 旗舰版；
5. 1T硬盘；
6. 集成显卡
三、售后服务
对提供的所有设备，自设备调试验收合格并使用之日算起，设备质保期为1年，终身维护。质保期内如因设备本身缺憾而造成故障，我司免费负责维修、更换同一、同一质量或性能优于原配件的新配件，若无法维修的，须免费更换为全新的配件。保修期间由于仪器故障和维修所造成的停机时间将作为保修期顺延，且所有更换的部件均顺延至满壹年的保修期。
提供及时..的服务，设备出现故障，2小时内应答，48小时内给予解决或到达用户现场解决问题，无法立即解决的重大故障，我司提出明确的解决方案。用户能够及时买到设备所需的备品备件.易损件及耗材。
对用户进行不定期回访，分电话回访或上门回访，每年至少安排一次技术工程师上门回访一次，定期了解设备使用情况，并协助对设备进行维护，发现问题及时解决。
终生上门服务.维修，质保期全部免费维修，质保期外只收取零件成本费。
四、设备配置
配置名称 | 配置说明 |
硬度计主机 | 1台（含高温维氏压头1个，物镜10X、20X各一个） |
图像采集系统（CCD） | 1套 |
台式计算机 | 1台 |
辅助光源 | 1套（卤素光源） |
高温炉（室温-1200℃） | 一台 |
水冷机 | 1台 |
温控系统 | 1套 |
净化循环系统 | 1套 |
随机维修工具 | 1套（内六方扳手1套，十字/平口螺丝刀各1把，开口扳手1套） |
