CN103674737A - 一种材料延伸率非接触式测量方法 - Google Patents

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何雨
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Abstract

本发明涉及一种材料延伸率非接触式测量方法，包括以下步骤：1)在待测样品的两端各划上一道标记线后，固定在拉伸器上；2)拉伸器对待测样品进行拉伸直至断裂，同时摄像机捕捉整个拉伸至断裂的过程影像信息，并将该影像信息发送给计算机；3)计算机从影像信息中提取拉伸前的一副图像和断裂前的最后一副图像；4)计算机分别读取两幅图像上两条标记线之间的像素差，并计算延伸率。与现有技术相比，本发明具有测量精度高、成本低、可重复性高等优点。

Description

一种材料延伸率非接触式测量方法
技术领域
本发明涉及一种材料延伸率测量技术，尤其是涉及一种材料延伸率非接触式测量方法。 
背景技术
作为汽车常用零部件的原材料，橡胶、发泡PU（聚氨酯）、滤材等的拉伸断裂强度及断裂时的延伸率是材料研发和质量控制的重要指标。 
当前测量延伸率的方法是将位移传感器固定在夹具上，或者将位移传感器与样件在标记线的位置接触，如公开号CN201277933的专利所示，传感器随着样件的拉长而往两侧移动，通过公式（1）可计算得到试样的延伸率。 
Eb=(Lb-L0)/L0x100%            (1) 
式中Lb：断裂时测得两个传感器的相对位置； 
L0：拉伸前时测得两个传感器的相对位置。 
目前位移传感器成本不菲。然而最关键的是，随着试样被拉伸，橡胶或聚氨酯等试样将变薄，从而导致夹具或传感器不再能牢固地夹持试样，以致传感器与试样之间有时会发生有相对运动。这样使得断裂时这对传感器的相对位置Lb将不能代表样件被拉伸后的长度，从而由此计算的伸长率误差过大。 
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测量精度高、成本低、可重复性高的材料延伸率非接触式测量方法。 
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 
一种材料延伸率非接触式测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 
1）在待测样品的两端各划上一道标记线后，固定在拉伸器上； 
2）拉伸器对待测样品进行拉伸直至断裂，同时摄像机捕捉整个拉伸至断裂的 过程影像信息，并将该影像信息发送给计算机； 
3）计算机从影像信息中提取拉伸前的一副图像和断裂前的最后一副图像； 
4）计算机分别读取两幅图像上两条标记线之间的像素差，并通过以下公式计算延伸率； 
               Eb=(Pb-P0)/P0x 100% 
式中Pb：断裂前的最后一副图像的两条标记线之间的像素值； 
P0：拉伸前图像的两条标记线之间的像素值。 
在测试过程中，所述的摄像机位置和角度固定，摄像放大倍数不变。 
所述的计算机为装有画图软件的计算机。 
所述的画图软件为Windows操作系统的预载软件。 
所述的计算机读取图像上标记线的像素具体为： 
将图像通过画图软件打开，将鼠标置于标记线位置，即可读取该标记线的像素值。 
5)在实验设备搭建时要注意，摄像机的竖直方向和样品的拉升方向必须重合。样品离摄像机的距离应足够近，以保证尽可能小的测量误差。 
与现有技术相比，本发明具有以下优点： 
1）利用简便快捷的录像装置和画图软件，可以更精确地测量材料延伸率，重复性也更高，本发明方法的测试结果已与曼胡默尔（德国）ZWICK材料试验机的测试结果比对合格，结果见表1 
表1 
Figure DEST_PATH_GDA00002426559000021
Figure DEST_PATH_GDA00002426559000031
2）利用摄像装置，而非安装接触试样的传感器，不接触试样，不干涉试样的试验过程，减少影响试验结果的因素； 
3）根据该发明，后续在万能试验机上添加简易的摄像装置和图像软件进行设计和改进，便可使其获得精确、简易的延伸率测量功能； 
4）只需利用任何一个摄像装置，不另外使用位移传感器，不用过多考虑夹具的设计，节约了投入成本及传感器后期的维护校验费用。 
附图说明
图1为本发明实现的原理结构示意图； 
图2为本发明实现的硬件结构示意图。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 
实施例 
如图1、图2所示，一种材料延伸率非接触式测量方法，包括以下步骤： 
1）在待测样品的两端各划上一道标记线后，固定在拉伸器上； 
2）拉伸器对待测样品进行拉伸直至断裂，同时摄像机1捕捉整个拉伸至断裂的过程影像信息，并将该影像信息发送给计算机2，在测试过程中，所述的摄像机位置和角度固定，摄像放大倍数不变； 
3）计算机2从影像信息中提取拉伸前的一副图像和断裂前的最后一副图像； 
4）计算机2分别读取两幅图像上两条标记线之间的像素差，并计算延伸率，如表2所示； 
表2 
Figure DEST_PATH_GDA00002426559000032
Figure DEST_PATH_GDA00002426559000041
。 

Claims (5)

1.一种材料延伸率非接触式测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在待测样品的两端各划上一道标记线后，固定在拉伸器上；
2)拉伸器对待测样品进行拉伸直至断裂，同时摄像机捕捉整个拉伸至断裂的过程影像信息，并将该影像信息发送给计算机；
3)计算机从影像信息中提取拉伸前的一副图像和断裂前的最后一副图像；
4)计算机分别读取两幅图像上两条标记线之间的像素差，并通过以下公式计算延伸率；
Eb＝(Pb-P0)/P0x100％
式中Pb：断裂前的最后一副图像的两条标记线之间的像素值；
P0：拉伸前图像的两条标记线之间的像素值。
2.根据权利要求1所述的一种材料延伸率非接触式测量方法，其特征在于，在测试过程中，所述的摄像机位置和角度固定，摄像放大倍数不变。
3.根据权利要求1所述的一种材料延伸率非接触式测量方法，其特征在于，所述的计算机为装有画图软件的计算机。
4.根据权利要求3所述的一种材料延伸率非接触式测量方法，其特征在于，所述的画图软件为Windows操作系统的预载软件。
5.根据权利要求4所述的一种材料延伸率非接触式测量方法，其特征在于，所述的计算机读取图像上标记线的像素具体为：
将图像通过画图软件打开，将鼠标置于标记线位置，即可读取该标记线的像素值。
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