JPH0943127A - 粒状体の圧縮試験装置 - Google Patents

粒状体の圧縮試験装置

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JPH0943127A
JPH0943127A JP19389795A JP19389795A JPH0943127A JP H0943127 A JPH0943127 A JP H0943127A JP 19389795 A JP19389795 A JP 19389795A JP 19389795 A JP19389795 A JP 19389795A JP H0943127 A JPH0943127 A JP H0943127A
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JP19389795A
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English (en)
Inventor
Yasunori Yamamoto
靖則 山本
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮変形する粒体試料と基盤との接触面の物
理量を光学的測定又は検出する。 【解決手段】 ガラス板等透光性の部材をもって形成さ
れた下部基盤3に粒状体の試料Sを載置する。そして、
負荷装置によって圧子7を下降させ、試料Sに対し所定
の圧縮荷重を加えるとともに、変位量検出器で、圧子7
の移動量を検出する。その一方で、下部基盤3を介し
て、試料Sと下部基盤3との接触面の物理量を測定する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粒径が1μmから
数10μm程度の細かい粒状物の圧縮強度を測定するの
に適した粒状物の圧縮試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、粒状物の圧縮強度を測定するに
は、顕微鏡で拡大された粒状物をマイクロメータヘッド
を用いて粒径を測定した後、圧子を備えた負荷装置によ
って加えられる荷重値を測定するとともに、その圧子の
移動量を検出して、粒子が破壊したとき、圧縮荷重が急
激に減少する点の変位を測定し、粒子の圧縮強度を求め
ていた。
【0003】しかし、粒状物の圧縮変形を測定する方法
としては、圧子の移動量、つまり試料の縦方向の圧縮変
形を数値として測定するだけで、圧縮変形する試料の様
子を可視的に観察することはできなかった。
【0004】ところで、球形樹脂粒子等に導電性を持た
せるために、この粒子に金属膜をコートし、この金属膜
をコートされた粒子を、電子部品における2つの電極間
のコンタクト部材として使用することがある。このと
き、接触部分が点状になると、接触不良の原因となるの
で、この粒子に圧縮変形を与えて所定の大きさの面積で
面接触させる必要があるが、接触面積の大きさによって
2つの極板間の抵抗値、つまり導電率が変化することに
なる。従って、現状では、様々な圧縮力を与えてっコン
タクト部材をわざと変形させて複数の試作品を作り、こ
れら試作品ごとに導電率等の測定を行なっている。この
ように、予め圧縮力によるコンタクト部材の極板との接
触面積の関係を求めておくことによって、各試作品ごと
の導電率の測定を排除することができるので、圧縮によ
って試料と下部圧盤との接触面積がどのように変化する
かを測定することが重要となる。
【0005】また、下部圧盤との接触面積が正確に測定
できれば、試料全体に負荷される全圧力から、実際に試
料に作用する単位面積当たりの圧力が算出できるので、
粒子の大小に関係なく、圧力という同じ負荷レベルでの
粒子の強度測定ができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点を解決するために創案されたもので、その目的は、
圧縮変形する試料と基盤との接触面の面積や直径などを
直接計測できるようにしたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、粒状体の試料
を載置する基盤と、この試料に圧子を押し付ける負荷手
段と、この圧子により圧縮される試料の変位量を検出す
る変位量検出手段とを備えた粉体の圧縮試験装置であっ
て、前記基盤を透光性の部材をもって形成するととも
に、その裏面に試料と基盤との接触面の物理量を光学的
に測定又は検出する機構を配設したことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例に係る
粉体の圧縮試験装置の概略構成を示す図であり、試料台
1上には、水平方向(X−Y方向)にマイクロメータヘ
ッド2a,2bで移動可能なステージ2が設けられ、ス
テージ2を移動することで、図2に示すようにステージ
の一部分に嵌め込まれたガラス板で形成された下部圧盤
3に載置された粒状試料Sに対して位置決めを行う。
【0009】負荷装置4のコイル部4aは負荷電流供給
装置5に接続されており、CPU6からの指令によって
負荷電流供給装置5から流す電流の向きと大きさを変
え、永久磁石4bが取り付けられた圧子7を上昇、下降
させることができるとともに、圧子7によって試料Sに
加える荷重の大きさを任意に変えることができる。また
圧子7の移動量は変位検出器8によって検出され、変位
信号は、A/D変換器9を介して、CPU6に変位情報
として送られる。
【0010】そして、圧子7によって試料Sに加えられ
る荷重は、コイル部4aに供給する電流量として把握さ
れており、所定の荷重による圧子7の変位を連続して測
定することができる。測定された圧縮荷重と変位データ
はRAM10に記憶されるとともに、CPU6で演算処
理され、測定結果はレコーダ11に表示される。
【0011】また、上記したように、下部圧盤3はガラ
ス板など透光性の部材をもって形成されており、下部圧
盤3を介して、この表面に載置された試料Sを、圧縮負
荷を行なっているときであっても、下方から可視的に観
察できるようになっており、さらに、その下部圧盤3を
介して、試料Sを観察するCCDカメラ12が試料台1
に取り付けられており、ステージ2を移動させることに
よって、下部圧盤3上の試料SをCCDカメラ12によ
る撮像エリアに移動させ、試料Sを撮像することができ
るようになっている。
【0012】そして、圧子7による圧縮負荷中であって
も、圧子7に邪魔されることなく、CCDカメラ12で
撮影された試料Sの像は、CRT13に表示されると共
に、画像メモリ14に記憶される。そして、リアルタイ
ムで若しくは画像メモリ14内のデータの再生によっ
て、適宜画像に基づいて、試料Sに関する物理量(例え
ば、直径、半径、面積、外周長さ、形状、凹凸などの表
面あらさ)を知ることができる。例えば、CRT13上
の試料Sの像に対して、大きさがわかったグリッドやメ
モリをオーバーレイしたり、試料の境界線をカーソル1
3aで指示し、CPU6で演算処理することで、試料S
の上記物理量を知ることができたりする。
【0013】また、枠体15には、CCDカメラ16a
を備えた光学的観測装置16も設けられ、上記CCDカ
メラ12とともに併用されており、対物レンズ16bに
より結像される試料Sの画像をCCDカメラ16aによ
って採取し、選択器17を介して、上記CCDカメラ1
2の像と選択的にCRT13に移し出すように構成され
ている。特にCCDカメラ16aは、対物レンズ16b
を介して試料Sの像を撮像するので、対物レンズ16b
を切り替えることで、所望する倍率で試料Sを観察する
ことができる。
【0014】次に、図1の圧縮試験装置の動作を図2及
び図3を用いて説明する。アルコール等の希釈液に混合
した粒状物試料Sを下部圧盤3上に一滴滴下し、希釈液
の乾燥を待つ。希釈液が乾燥すれば、CCDカメラ12
により撮影される画像を見ながら、ステージ2をマイク
ロメータヘッド2a,2bによって移動させて、試験を
行なう試料Sを探し出し、圧子7により負荷を行なう所
定の試験位置に試料Sを移動させる。この試験位置の真
上には圧子7が設けられている。そして、試料Sを位置
決めした後、CPU6からの指令で電流供給装置5から
負荷装置4のコイル部4aに電流を流し、圧子7を下降
させ、圧子7が試料Sに接触した時点を検出し、この時
点の圧子7の移動点を零点とし、それ以後圧子7が移動
した距離を試料Sの変形量として検出しながら、試料S
に所定の圧縮荷重を加えていく。
【0015】このとき、変位検出器8によって検出され
た圧子7の変位信号は、A/D変換器9を介してCPU
6に送られ、コイル部4aへの電流供給量として指令し
た圧縮荷重とともに、CPU6で演算処理され、RAM
10に記憶されるとともに、測定結果がレコーダ11に
表示又は記録される。
【0016】一方で、圧縮荷重を加えられる試料SはC
CDカメラ12で撮像され、CRT13には、図3に示
すように、(a)は荷重値F=0のとき、(b)はF=
f1のとき、(c)F=f2のときで、圧子がdだけ移
動したときの、試料Sと下部圧盤3との接触面の像が写
し出されている。この像に基づいて、例えば接触面積を
算出することが可能となり、圧縮荷重と接触面積の関係
が得られるので、上記したような2つの電極とコンタク
ト部材との接触面積と相関関係がある極板間の導電率
を、試料S(コンタクト部材)に対する圧縮荷重によっ
て特定することが可能となる。即ち従来のように、異な
った圧縮力によってコンタクト部材を圧縮した複数の試
作品を予め用意し、導電率の測定を行なう必要はない。
【0017】また、試料S全体に負荷される全圧縮荷重
から、試料Sにおいて単位面積当たりに作用する圧力を
算出することができるので、この値に基づいた圧縮強度
評価つまり接触面積の大小、つまり粒子の大小によって
差のない評価が行なえるようになる。
【0018】さらに、図4に示すように、プリズム18
の一面を下部圧盤とすることで、レンズ20を介してC
CDカメラ12を配置した面と別の面に配置した光源1
9から光を取り込むことができるので、簡単に試料Sの
撮像に必要な光量を得ることが可能となる。
【0019】また、CCDカメラ12で検出した像を明
暗(試料と下部圧盤との接触面が暗くなる)によって二
値化することで、デジタル処理によって、CPU6は試
料Sと下部圧盤3の接触面積を算出することができるよ
うになり、CPU6は圧縮荷重値と接触面積の大きさの
関係をリアルタイムで連続して求めることができる。
【0020】ところで、本発明の変形として、次の態様
のものも含まれる。
【0021】1)粒状体の試料を載置する基盤と、この
試料に圧子を押し付ける負荷手段と、この圧子により圧
縮される試料の変位量を検出する変位量検出手段とを備
えた粒状体の圧縮試験装置であって、前記基盤を透光性
の部材をもって形成するとともに、その裏面に試料と基
盤との接触面を撮像するCCDカメラを配したことを特
徴とする粒状体の圧縮試験装置。
【0022】2)粒状体の試料を載置する基盤と、この
試料に圧子を押し付ける負荷手段と、この圧子により圧
縮される試料の変位量を検出する変位量検出手段とを備
えた粒状体の圧縮試験装置であって、前記基盤を透光性
の部材をもって形成するとともに、その裏面に試料と基
盤との接触面を撮像するCCDカメラと、このCCDカ
メラで撮像した像の明暗を二値化処理する演算手段を備
えたことを特徴とする粒状体の圧縮試験装置。
【0023】3)粒状体の試料を載置する基盤と、この
試料に圧子を押し付ける負荷手段と、この圧子により圧
縮される試料の変位量を検出する変位量検出手段とを備
えた粒状体の圧縮試験装置であって、前記基盤をプリズ
ムの一表面部分をもって構成するとともに、プリズムに
おける他の二表面のうち、一方の面に試料と基盤との接
触面の物理量を光学的測定又は検出する機構を配したこ
とを特徴とする粒状体の圧縮試験装置。
【0024】
【発明の効果】本発明の圧縮試験装置は、粒体試料を載
置する基盤を透光性の部材をもって形成し、その裏面に
試料と基盤との接触面の物理量を光学的測定又は検出す
る機構を配したので、圧縮変形する試料を、リアルタイ
ムで観察することができる。それによって、試料におけ
る様々な物理量(例えば面積、直径、半径、外周長さ、
形状、凹凸などの表面あらさ)を測定することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る圧縮試験装置の概略構成を示す図
である。
【図2】下部圧盤周辺の概略構成を示す図である。
【図3】下部圧盤を介して観察される試料の像を示す図
である。
【図4】下部圧盤としてプリズムを使用した変形例を示
す図である。
【符号の説明】
3・・・・下部圧盤(ガラス板) 4・・・・負荷装置 7・・・・圧子 8・・・・変位検出器 12・・・CCDカメラ S・・・.試料

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒状体の試料を載置する基盤と、この試
    料に圧子を押し付ける負荷手段と、この圧子により圧縮
    される試料の変位量を検出する変位量検出手段とを備え
    た粒状体の圧縮試験装置であって、 前記基盤を透光性の部材をもって形成するとともに、そ
    の裏面に試料と基盤との接触面の物理量を光学的に測定
    又は検出する機構を配設したことを特徴とする粉状体の
    圧縮試験装置。
JP19389795A 1995-07-28 1995-07-28 粒状体の圧縮試験装置 Pending JPH0943127A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093417A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Dainippon Ink & Chem Inc サンプルの加工適性評価装置及び該装置を用いたサンプルの加工適性評価方法
CN104308924A (zh) * 2014-11-10 2015-01-28 广州市博兴化工科技有限公司 一种微波强化木材及其制备方法
CN109540649A (zh) * 2018-11-30 2019-03-29 宁波市弘露电子商务有限公司 一种家用灯泡抗压检测装置
WO2024062641A1 (ja) * 2022-09-22 2024-03-28 株式会社 東芝 イメージセンサーのカバー部材、観察システム、および観察方法

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CN109540649B (zh) * 2018-11-30 2020-12-29 宁波市弘露电子商务有限公司 一种家用灯泡抗压检测装置
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Effective date: 20040217

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02