Instrument und Verfahren zur schnellen Multiskalenanalyse von Einschlüssen von Material auf der Grundlage einer Mikrofotografiematrix

• Main Authors: Chen, Jiwen, Yuan, Liangjing, Yang, Chun, Yu, Lei, Zhang, Qiaochu, Jia, Yunhai
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 17.03.2022
• Subjects: INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIRCHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES; MEASURING; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS; MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEARDIMENSIONS; OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS; OPTICS; PHYSICS; TESTING

Instrument zur schnellen Multiskalenanalyse von Einschlüssen von Material auf der Grundlage einer Mikrofotografiematrix, wobei das Instrument ein Mikrofotografiematrixsystem (1), eine numerisch gesteuerte dreidimensionale Hochpräzisionswerkbank (2), eine Computerarbeitsgruppe und ein Steuerungs- und Datenverarbeitungssystem umfasst, wobei ein Prüfstück (10) eine große Metallkomponente ist, und wobei:die numerisch gesteuerte dreidimensionale Hochpräzisionswerkbank (2) einen horizontalen Objekttisch (8), der sich präzise entlang einer horizontalen X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung bewegt, zum Befestigen des Prüfstücks (10) umfasst, und ferner eine Z-Achse (9), die vertikal zu einer Ebene ist, in der sich die X-Achse und die Y-Achse befinden, umfasst;das Mikrofotografiematrixsystem (1) in einer auf und ab beweglichen Weise an der Z-Achse (9) der numerisch gesteuerten dreidimensionalen Hochpräzisionswerkbank (2) befestigt werden kann und sich über dem auf dem horizontalen Objekttisch (8) befestigten Prüfstück (10) befindet; und das Mikrofotografiematrixsystem (1) mehrere Mikrofotografieeinheiten umfasst, die in einer Anordnung angeordnet sind;wobei jede Mikrofotografieeinheit oben eine Mikroskopkamera (6) und unten ein Mikroskop (7) mit großem Gesichtsfeld umfasst;die Computerarbeitsgruppe einen Server (3), einen Switch (4) und mehrere Workstations (5) umfasst; wobei der Server (3) mit der numerisch gesteuerten dreidimensionalen Hochpräzisionswerkbank (2) verbunden ist, wobei der Server (3) durch den Switch (4) jeweils mit mehreren Workstations (5) verbunden ist und wobei jede der Workstations (5) mit mehreren Mikrofotografieeinheiten in dem Mikrofotografiematrixsystem (1) verbunden ist;wobei die Computerarbeitsgruppe den Betrieb der numerisch gesteuerten dreidimensionalen Hochpräzisionswerkbank (2) über das Steuerungs- und Datenverarbeitungssystem steuert und die Position des Prüfstücks (10) schrittweise in der Weise bewegt, dass das Mikrofotografiematrixsystem (1) die Prüfflächen der gesamten Fläche des Prüfstücks (10) durchläuft; wobei die Workstations (5) das Zusammenfügen von durch entsprechende Mikrofotografieeinheiten gesammelten Bildern abschließen und wobei der Server (3) daraufhin die Zusammenfügungsbilder jeder Workstation (5) zu einem vollständigen metallografischen Bild des Prüfstücks (10) zusammenfügt, wodurch er eine Fotomikrografie des Prüfstücks (10) in Originalgröße verwirklicht und eine Einschlusssuche, eine Flächenberechnung, eine Ortsbestimmung, eine Verstärkung der morphologischen Korngrößenverteilung und eine Analyse der statistischen Verteilung ausführt; unddie Analyseskala des Instruments an Proben von einem Millimeterniveau bis zu einem Meterniveau beträgt;wobei das Instrument eine schnelle Analyse von Einschlüssen an großen Metallkomponenten von 1000 mm × 500 mm ausführen kann und wobei die Analysezeit kleiner als 1 h ist;und wobei die Auflösung von Einschlüssen des Analyseinstruments 1 Mikrometer beträgt; ferner wobei die Verlagerungsgenauigkeit der numerisch gesteuerten dreidimensionalen Hochpräzisionswerkbank (2) auf einem Mikrometerniveau liegt; wobei das Mikrofotografiematrixsystem (1) durch einen an der Matrix befestigten Träger in einer auf und ab beweglichen Weise mit einer Z-Achse (9) der numerisch gesteuerten dreidimensionalen Hochpräzisionswerkbank (2) fest verbunden ist, wobei eine optische Achse des Systems jeder Mikrofotografieeinheit vertikal zu der Prüffläche des Prüflings (10) ist. The invention relates to a cross-scale full-automatic occluded foreign substance quick analyzing instrument and a method based on a microphotographing matrix. The analyzing instrument comprises a microphotographing matrix system, a high precision three-dimensional numerically controlled worktable, a computing working group and a control and data processing system. A to-be-tested sample is a largedimension metal member, the microphotographing matrix system can be movably fixed to the Z axis of the high precision three-dimensional numerically controlled worktable up and down, and the computingworking group controls the displacement of the high precision three-dimensional numerically controlled worktable according to the control and data processing system to move the position of the to-be-tested sample step by step, so that the microphotographing matrix system traverses to-be-tested surfaces of all to-be-tested samples to achieve full-scale microphotograph of the to-be-tested samples soas to carry out occluded foreign substance searching, area computing, positioning, shape graded amplification and statistic distribution analysis. By combining the microphotographing matrix with highspeed operation, the scanning dimension of the sample is large, the precision is high and the speed is high. The analyzing efficiency of the large scale sample occluded foreign substances is improvedobviously.