技術領域

本發明涉及一種硬度計和硬度測試方法。

背景技術

傳統上，存在按壓式硬度測試方法，該方法通過將形狀為多棱錐的壓頭壓入試樣的表面并且測量在試樣表面上形成的多邊形壓痕的對角線長度來測量試樣的硬度。Vickers硬度測試方法和Knoop硬度測試方法等作為這種硬度測試方法而眾所周知。該方法經常用于評價金屬材料的機械特性。

眾所周知，Vickers硬度測試方法使用金剛石制成的正四棱錐(或者斜方錐)形狀的壓頭，并且從在試樣表面上形成的形狀為正四棱錐的壓痕的兩條對角線的長度的平均值與由壓頭壓入試樣的力(載荷)之間的關系的角度表現試樣的硬度。Knoop硬度測試方法使用金剛石制成的斜方錐(長方錐)形狀的壓頭，并且從在試樣表面上形成的形狀為斜方錐的壓痕的兩條對角線中較長的對角線的長度與由壓頭壓入試樣的力(載荷)之間的關系的角度表現試樣的硬度。

順便提及，金屬材料的硬度測試和組織觀察經常一起執行。通常，在眾所周知的硬度計中，當執行金屬材料的硬度測試時，基于對亮度值是否小于預定值的判斷，對由攝像部所拍攝的試樣表面的拍攝圖像進行二值化處理，從而提取在試樣表面上形成的壓痕區域，例如，如日本專利4029832所公開的。然而，在對用于組織觀察的試樣表面進行蝕刻處理之后執行硬度測試的情況下，試樣表面的拍攝圖像的亮度分布是復雜的，因而很難識別在試樣表面上形成的壓痕。結果，不能正確地提取壓痕區域。

因而為了解決上述問題，例如日本專利3557765公開了一種技術。根據該技術，在試樣表面上形成壓痕前后拍攝試樣表面的圖像，并且基于在壓痕形成之前所拍攝到的拍攝圖像與壓痕形成之后所拍攝到的拍攝圖像之間的差異來提取壓痕區域。

發明內容

然而，日本專利3557765公開的技術需要試樣表面的兩個拍攝圖像，因此處理復雜。此外，在試樣表面上形成壓痕前后的攝像位置即使由于攝像部的位置偏移等而只有一點不同，也不能獲得適當的差異。結果，不能正確地提取壓痕區域。

本發明的目的在于提供即使從進行過蝕刻處理的試樣上也能夠正確和容易地提取壓痕區域的硬度計和硬度測試方法。

為實現上述的至少一個目的，根據本發明的第一方面，提供一種硬度計，其利用壓頭對放置于試樣臺上的試樣的表面施加預定的測試力以形成壓痕，并且測量所述壓痕的尺寸以測量所述試樣的硬度，所述硬度計包括：攝像控制部，用于控制攝像部拍攝所述試樣的表面的圖像，以獲得所述試樣的表面的拍攝圖像數據；壓痕區域提取部，用于對所述拍攝圖像數據進行二值化、對二值化后的圖像數據進行縮減和擴展、并且對縮減和擴展后的圖像數據進行距離轉換，以使用距離轉換后的圖像數據來提取與所述壓頭的形狀相對應的封閉區域；壓痕頂點提取部，用于基于所提取的封閉區域來提取壓痕測量用頂點，所述壓痕測量用頂點用于測量所述壓痕的尺寸；以及硬度計算部，用于基于所提取的壓痕測量用頂點來計算所述試樣的硬度，其中，所述壓痕區域提取部基于二值化后的圖像數據來判斷是否提取到了候選壓痕區域，并且在判斷為沒有提取到所述候選壓痕區域的情況下，基于所述拍攝圖像數據的亮度值來獲得曲率圖像數據、對所獲得的曲率圖像數據進行二值化、并且對二值化后的曲率圖像數據進行縮減和擴展、對縮減和擴展后的曲率圖像數據進行距離轉換、并且使用距離轉換后的曲率圖像數據來提取所述封閉區域。

為實現上述的至少一個目的，根據本發明的第二方面，提供一種硬度計，其利用壓頭對放置于試樣臺上的試樣的表面施加預定的測試力以形成壓痕，并且測量所述壓痕的尺寸以測量所述試樣的硬度，所述硬度計包括：攝像控制部，用于控制攝像部拍攝所述試樣的表面的圖像，以獲得所述試樣的表面的拍攝圖像數據；壓痕區域提取部，用于基于所述拍攝圖像數據的亮度值來獲得曲率圖像數據，并且參考所獲得的曲率圖像數據來提取曲率小于預定值的平坦部作為壓痕區域；以及硬度計算部，用于基于所述壓痕區域來計算所述試樣的硬度。