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锚夹片是预应力结构中的关键基础部件之一,在桥梁、大跨度结构工程中得到广泛的应用,锚夹片表面硬度是重要技术性能指标。目前生产企业对锚夹片硬度的检测主要靠人工操作硬度计形成硬度压痕,再用配套的显微镜目视检测。这种人工操作的方式检测效率比较低且劳动强度大,容易造成误判。本论文是对锚夹片的硬度检测手段的改进,选用维氏硬度检测法,用光电检测装置代替传统维氏硬度计观察显微镜目视观测,使锚夹片硬度的检测达到自动化。本课题设计了维氏硬度光电检测系统,原理是用高倍平场半复消色差显微物镜和工业数字相机采集锚夹片表面的维氏硬度正四棱锥压痕图像,并利用图像处理软件测量压痕对角线长度从而达到检测锚夹片硬度的目的。基于这一原理设计制造了融光机电算于一体的新型计量仪器——锚夹片硬度光电检测仪样机。锚夹片硬度检测仪器的研发能为广西“千亿元产业重大科技攻关”项目之一“新型预应力锚具、起重设备、建筑设备及控制系统关键技术的研究开发”的技术进步添砖加瓦,为广西地方经济发展做出应有的贡献。 本文主要研究工作如下: (1)根据维氏硬度计国家试验标准对维氏硬度检测的要求和锚夹片的特征,设计了专用于锚夹片硬度检测的维氏硬度计主机。 (2)为了实现检测自动化,设计制造了维氏硬度光电检测装置代替传统维氏硬度计中的观察显微镜。 (3)锚夹片表面压痕小且检测精度要求高,为此设计制造了63×无穷远像距平场半复消色差显微物镜,并根据与图像传感器接口的需要设计制造了适合的辅助物镜。 (4)以图像处理理论为基础,研究图像处理算法包括锚夹片表面压痕的识别、提取、直线拟合和顶点扫描等算法,并设计定标系统以确定系统的实际放大率,由此计算出压痕的实际长度和锚夹片硬度值。最后据此开发了图像测量软件。 本论文创新地把先进的显微镜技术和图像传感技术及计算机图像测量技术运用在锚夹片的硬度检测中,研制出自动维氏硬度检测仪样机。实验数据验证了本检测仪设计的合理性。本仪器能很好的用于锚夹片的硬度检测,本课题圆满的完成了课题研究任务。