KR20120002299A - Device and method for measurement of hardness and tensile properties - Google Patents

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KR20120002299A
KR20120002299A KR1020100063109A KR20100063109A KR20120002299A KR 20120002299 A KR20120002299 A KR 20120002299A KR 1020100063109 A KR1020100063109 A KR 1020100063109A KR 20100063109 A KR20100063109 A KR 20100063109A KR 20120002299 A KR20120002299 A KR 20120002299A
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Abstract

PURPOSE: A device and a method for measurement of hardness and tensile properties are provided to simultaneously measure the hardness and tensile properties of a specimen and reduce restriction in measurement place. CONSTITUTION: A device for measurement of hardness and tensile properties comprises an imaging part(150), a driving part(130), a sensor part(140), and a computing part(160). The imaging part takes images of a specimen and an indenter(180). The driving part transfers the indenter using the specimen and indenter images and presses the indenter against the specimen. The sensor part measures the displacement and load of indentation by the indenter. The computing part computes the tensile properties or hardness of the specimen using at least one among the specimen image, the indentation displacement, and an indentation load.

Description

경도 및 인장 특성 측정 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR MEASUREMENT OF HARDNESS AND TENSILE PROPERTIES}DEVICE AND METHOD FOR MEASUREMENT OF HARDNESS AND TENSILE PROPERTIES}

본 발명은 경도 및 인장 특성을 동시에 측정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method capable of simultaneously measuring hardness and tensile properties.

발전소의 설비들은 고온, 고압 또는 장시간 운전에 따른 노화에 노출되어 있다 발전소의 경유 대용량의 전력을 발생하기 때문에, 발전소의 설비들이 고장이 난다면 정전으로까지 이어져 전력 공급자 및 전력 소비자에게 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 발전소의 설비들의 건전성 평가가 매우 중요하다. Power plant equipment is exposed to aging due to high temperatures, high pressures, or long periods of operation. Power plants generate large amounts of power, so if power plant equipment fails, it can lead to power outages and have a major impact on power providers and power consumers. Can be. Therefore, the health assessment of the facilities of the power plant is very important.

발전소 설비들의 건전성 평가를 위해서, 설비들을 이루고 있는 재료의 정적, 동적 하중에 대한 기계적 성질인 강도, 연성, 인성, 경도 등을 평가할 수 있다. In order to assess the integrity of power plant installations, the mechanical properties of strength, ductility, toughness, hardness, etc., against the static and dynamic loads of the materials making up the installations can be evaluated.

종래에는 경도를 측정하기 위해서 현장에서 육안으로 접점자를 시편에 위치하도록 하였다. 따라서, 육안으로 압입자의 이동을 확인할 수 있는 장소에서만 사용 가능하다.
Conventionally, to measure the hardness, the contactor was visually positioned on the specimen in the field. Therefore, it can be used only at the place where the movement of the indenter can be visually checked.

본 발명은 카메라 렌즈로부터 획득한 영상을 통해서 압입자의 위치를 제어할 수 있는 경도 및 인장 특성을 측정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method capable of measuring hardness and tensile properties capable of controlling the position of the indenter through an image obtained from a camera lens.

본 발명은 경도 및 인장 특성을 동시에 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
It is an object of the present invention to provide an apparatus and method capable of simultaneously measuring hardness and tensile properties.

본 발명의 일 측면에 따르면, 경도 및 인장 특성 측정 장치가 제공된다.According to one aspect of the invention, there is provided an apparatus for measuring hardness and tensile properties.

본 발명의 일 실시예에 따른 시편의 경도를 측정하는 경도 및 인장 특성 측정 장치에 있어서, 압입자 및 시편의 영상을 촬상하는 영상부, 취득된 압입자 및 시편의 영상을 이용하여 압입자를 이동하여 시편에 압입하는 구동부, 압입자의 압입에 따른 압입 변위 및 압입 하중을 측정하는 센서부, 시편의 영상, 압입 변위 및 압입 하중 중 적어도 하나를 이용하여 인장 특성 값 또는 경도 값을 산출하는 산출부를 포함할 수 있다.
In the hardness and tensile properties measuring device for measuring the hardness of the specimen according to an embodiment of the present invention, the indenter and the image portion for imaging the specimen, the indenter is moved by using the obtained indenter and the image of the specimen A driving unit for indenting the specimen, a sensor unit for measuring the indentation displacement and the indentation load according to the indentation of the indenter, and a calculation unit for calculating the tensile characteristic value or the hardness value using at least one of the image, the indentation displacement, and the indentation load of the specimen. Can be.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 경도 및 인장 특성 측정 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a method for measuring hardness and tensile properties is provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 경도 및 인장 특성 측정 장치를 이용하여 시편의 경도를 측정하는 방법은 시편 및 압입자의 영상을 획득하는 단계, 압입자를 시편의 압입 위치로 고정하는 단계, 압입자가 시편을 압입하는 단계, 압입자를 통해서 시편에 가해진 압입을 제거하는 단계, 압입에 따른 압입 변위 및 압입 하중을 측정하는 단계, 압입 후 시편의 영상을 획득하는 단계, 획득한 영상을 통해서 영상 정보를 생성하는 단계, 영상 정보, 압입 변위 및 압입 하중을 이용하여 시편의 인장 특성 값 및 경도 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
Method for measuring the hardness of the specimen using the hardness and tensile properties measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is to obtain an image of the specimen and the indenter, fixing the indenter to the indentation position of the specimen, the indenter Indenting, removing the indentation applied to the specimen through the indenter, measuring the indentation displacement and indentation load according to the indentation, acquiring an image of the specimen after indentation, and generating image information through the acquired image The method may include calculating tensile property values and hardness values of the specimen using the image information, the indentation displacement, and the indentation load.

본 발명의 실시예에 따른 경도 및 인장 특성 측정 장치 및 방법은 카메라 렌즈로부터 획득한 영상을 통해서 정확한게 압입자의 위치를 제어할 수 있다는 효과가 있다.Apparatus and method for measuring hardness and tensile properties according to an embodiment of the present invention have an effect of accurately controlling the position of the indenter through an image obtained from a camera lens.

본 발명의 실시예에 따른 경도 및 인장 특성 측정 장치 및 방법은 카메라 렌즈로부터 획득한 영상을 통해 압입자의 위치를 제어하므로 측정 장소에 대한 제약이 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.Apparatus and method for measuring hardness and tensile properties according to an embodiment of the present invention has an effect that the constraint on the measurement location can be reduced because the position of the indenter is controlled through an image obtained from a camera lens.

본 발명의 실시예에 따른 경도 및 인장 특성 측정 장치 및 방법은 시편의 경도와 인장 특성을 동시에 측정할 수 있다는 효과가 있다.
Apparatus and method for measuring hardness and tensile properties according to an embodiment of the present invention have the effect of simultaneously measuring the hardness and tensile properties of a specimen.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 경도 및 인장 특성 측정 장치를 나타낸 예시도이다.
도2는 경도 및 인장 특성 측정 장치의 카메라 렌즈가 내장된 위치를 나타낸 예시도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 압입자의 위치를 제어하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 압입 자국의 대각선 길이를 측정하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 경도 및 인장 특성 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 경도 측정 화면을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a hardness and tensile properties measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a position where the camera lens of the hardness and tensile properties measuring device is incorporated.
Figure 3 is an exemplary view showing a method for controlling the position of the indenter according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view illustrating a method of measuring a diagonal length of an indentation mark according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of measuring hardness and tensile properties according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view showing a hardness measurement screen according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 경도 및 인장 특성 측정 장치 및 경도 및 인장 특성 측정 방법에 관하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the hardness and tensile properties measuring apparatus and the hardness and tensile properties measuring method according to an embodiment of the present invention.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 경도 및 인장 특성 측정 장치를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a hardness and tensile properties measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도1을 참고하면, 경도 및 인장 특성 측정 장치(100)는 입력부(110), 제어부(120), 구동부(130), 센서부(140), 영상부(150), 산출부(160) 및 출력부(170)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the hardness and tensile property measuring apparatus 100 includes an input unit 110, a controller 120, a driver 130, a sensor unit 140, an image unit 150, a calculator 160, and an output unit. It may include a portion 170.

입력부(110)는 시편을 압입하는 압입자(180) 제어를 위한 압입자 명령어를 입력 받는다. 입력부(110)는 압입자(180) 의 초기 위치를 결정할 수 있다. 즉, 입력부(110)는 압입자(180) 가 압입을 가하는 시편에 위치하도록 제어 신호를 입력할 수 있다. The input unit 110 receives an indenter command for controlling the indenter 180 for injecting the specimen. The input unit 110 may determine the initial position of the indenter 180. That is, the input unit 110 may input a control signal so that the indenter 180 is located on the specimen to which the indentation is applied.

입력부(110)는 압입자 명령어뿐만 아니라 경도 및 인장 특성 측정 장치를 제어하는 어떠한 신호도 입력될 수 있다. 예를 들어, 입력부(110)는 경도 및 인장 특성 측정 장치에 내장된 카메라 렌즈로부터 영상을 취득하기 위한 신호를 입력 받을 수 있다. 입력부(110)는 수신한 압입자 명령어 또는 영상 취득 신호를 제어부(120)로 전송한다.The input unit 110 may input any signal controlling the hardness and tensile property measuring device as well as the indenter command. For example, the input unit 110 may receive a signal for acquiring an image from a camera lens built in the hardness and tensile characteristic measuring device. The input unit 110 transmits the received indenter command or the image acquisition signal to the controller 120.

제어부(120)는 압입자 명령어를 수신하고, 압입자 명령어에 따른 구동 신호를 생성한다. 제어부(120)는 압입자 명령어에 따라서 압입자(180) 의 움직임을 제어하는 구동부(130)를 구동하기 위한 구동 신호를 생성한다. 제어부(120)는 생성한 구동 신호를 구동부(130)로 전송한다. The controller 120 receives the indenter command and generates a drive signal according to the indenter command. The controller 120 generates a driving signal for driving the driver 130 that controls the movement of the indenter 180 according to the indenter command. The controller 120 transmits the generated driving signal to the driver 130.

제어부(120)는 입력부(110)로 입력된 신호에 따라서 시편 또는 압입자(180) 의 영상을 취득할 수 있도록 영상부(150)를 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(120)는 입력부(110)로부터 영상 취득 신호를 수신하면, 영상부(150)를 구동시켜 영상을 취득하도록 제어할 수 있는 영상부 구동 신호를 생성할 수 있다.The controller 120 may control the image unit 150 to acquire an image of the specimen or the indenter 180 according to the signal input to the input unit 110. For example, when the controller 120 receives an image acquisition signal from the input unit 110, the controller 120 may generate an image unit driving signal that can be controlled to drive the image unit 150 to acquire an image.

구동부(130)는 압입자(180) 의 움직임을 제어한다. 구동부(130)는 제어부(120)로부터 구동 신호를 수신한다. 예를 들어 구동부(130)는 수신한 구동 신호에 따라서 압입자(180) 를 움직여 시편에 압입이 가해질 곳으로 압입자(180) 를 위치할 수 있다. The driver 130 controls the movement of the indenter 180. The driver 130 receives a drive signal from the controller 120. For example, the driving unit 130 may move the indenter 180 according to the received driving signal to position the indenter 180 to a place where the indentation is applied to the specimen.

또한, 구동부(130)는 압입자(180) 가 임의의 하중으로 시편을 압입하도록 제어할 수 있다. 구동부(130)는 압입자(180) 의 움직임을 제어하는 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동부(130)는 외부 하중 및 과부하에 안정적이며, 정밀 제어가 가능한 AC 서보모터를 사용할 수 있다. AC 서보 모터를 사용함으로써, 외부 진동 등과 같은 발생 가능한 위험 요소의 영향을 제거할 수 있다. 구동부(130)에 포함되는 AC 서보모터는 일 실시예일뿐 이에 한정되지 않으며, 압입자(180) 를 움직일 수 있는 어느 장치도 가능하다.In addition, the driving unit 130 may control the indenter 180 to press-fit the specimen under an arbitrary load. The driving unit 130 may include a motor for controlling the movement of the indenter 180. For example, the drive unit 130 may use an AC servomotor that is stable to external loads and overloads, and capable of precise control. By using an AC servo motor, the influence of possible risk factors such as external vibration can be eliminated. The AC servomotor included in the driving unit 130 is not limited thereto, but may be any device capable of moving the indenter 180.

센서부(140)는 압입자(180) 의 압입에 따른 압입 변위 및 압입 하중을 측정한다. 센서부(140)는 변위 센서 및 하중 센서를 포함한다.The sensor unit 140 measures the indentation displacement and the indentation load according to the indentation of the indenter 180. The sensor unit 140 includes a displacement sensor and a load sensor.

변위 센서는 압입자(180) 가 시편을 압입할 때, 압입 깊이인 압입 변위를 측정한다. 변위 센서는 LVDT(Linear Variable Displacement Transducer)를 사용하나 이에 한정되지 않는다.The displacement sensor measures the indentation displacement, which is the indentation depth, when the indenter 180 indents the specimen. The displacement sensor uses, but is not limited to, a Linear Variable Displacement Transducer (LVDT).

하중 센서는 압입자(180) 가 시편에 압입을 가하고 난 후 가해진 압입을 제거할 때 압입자(180) 가 시편에 가한 압입 하중을 측정한다.The load sensor measures the indentation load applied by the indenter 180 to the specimen when the indenter 180 removes the indentation applied after the indentation 180 presses the specimen.

센서부(140)는 상술한 바와 같은 변위 센서 및 하중 센서를 이용하여 압입 변위 및 압입 하중을 측정하고, 이를 산출부(160)로 전송한다.The sensor unit 140 measures the indentation displacement and the indentation load by using the displacement sensor and the load sensor as described above, and transmits the same to the calculation unit 160.

영상부(150)는 압입자(180) 또는 시편의 영상을 취득한다. 영상부(150)는 압입자(180) 가 위치해 있는 경도 및 인장 특성 측정 장치 하단에 위치한다. 영상부(150)는 한 개 이상의 카메라 렌즈로 구성된다. 본 발명의 실시예에서는 2개의 카메라 렌즈가 경도 및 인장 특성 측정 장치에 내장되어 있다. 2개의 카메라 렌즈는 도2에서 나타낸 바와 같이 장착될 수 있다. 도2를 참고하면, 경도 및 인장 특성 측정 장치의 카메라 렌즈가 내장된 위치를 알 수 있다. 경도 및 인장 특성 측정 장치의 몸체, 즉, 압입자(180) 가 돌출된 면에에 장착된다.The imaging unit 150 acquires an image of the indenter 180 or the specimen. The imaging unit 150 is located at the bottom of the hardness and tensile properties measuring device is located on the indenter 180. The imaging unit 150 is composed of one or more camera lenses. In the embodiment of the present invention, two camera lenses are built in the hardness and tensile property measuring apparatus. Two camera lenses may be mounted as shown in FIG. Referring to Figure 2, it can be seen the position where the camera lens of the hardness and tensile properties measuring apparatus is built. The body of the hardness and tensile property measuring device, that is, the indenter 180 is mounted on the protruding surface.

영상부(150)는 카메라 렌즈를 통해서 압입자(180) 또는 시편의 영상을 취득하여 취득한 영상이 출력부(170)를 통해서 시각으로 확인할 수 있도록 영상처리를 수행한다.The imaging unit 150 performs image processing so that the image obtained by acquiring the image of the indenter 180 or the specimen through the camera lens can be visually confirmed through the output unit 170.

영상부(150)는 영상 처리된 압입자 또는 시편의 영상을 출력부(170)로 전송한다.The imaging unit 150 transmits the image of the indenter or the specimen processed image to the output unit 170.

산출부(160)는 인장 특성 값 및 경도 값을 산출한다. The calculator 160 calculates tensile property values and hardness values.

산출부(160)는 영상부(150)를 통해서 영상 처리된 영상을 이용하여 영상 정보를 생성한다. 여기서 영상 정보는 영상으로부터 카메라 렌즈와 시편의 압입 위치의 거리 정보, 압입자(180) 와 시편의 거리 정보, 압입 자국의 대각선 길이 정보 등을 포함한다.The calculator 160 generates image information by using an image processed through the image unit 150. In this case, the image information includes distance information of the press-in position of the camera lens and the specimen from the image, distance information of the indenter 180 and the specimen, diagonal length information of the indentation mark, and the like.

산출부(160)는 영상으로부터 카메라 렌즈와 시편의 압입 위치의 거리 정보, 압입자(180) 와 시편의 거리 정보, 압입 자국의 대각선 길이 정보 등의 영상 정보가 출력부(170)에 표시된 영상으로부터 픽셀 단위로 산출할 수 있다. 또한, 산출부(160)는 픽셀 단위로 산출된 영상 정보를 실제 길이로 환산할 수 있다.The calculation unit 160 may be configured to display image information such as distance information of the camera lens and the press-in position of the specimen, distance information of the indenter 180 and the specimen, and diagonal length information of the press-in mark from the image displayed on the output unit 170. It can be calculated in units of pixels. In addition, the calculator 160 may convert the image information calculated in pixel units into an actual length.

산출부(160)는 센서부(140)로부터 수신한 압입 변위, 압입 하중을 및 생성한 영상 정보를 이용하여 시편의 인장 특성 값 및 경도 값을 산출한다.The calculation unit 160 calculates the tensile characteristic value and the hardness value of the specimen using the indentation displacement, the indentation load, and the generated image information received from the sensor unit 140.

산출부(160)는 압입 변위 및 압입 하중을 이용하여 하중-변위 곡선 데이터를 산출할 수 있다. 산출부(160)는 산출된 하중-변위 곡선 데이터를 이용하여 시편의 인장 특성 값을 산출할 수 있다. The calculator 160 may calculate load-displacement curve data using the indentation displacement and the indentation load. The calculation unit 160 may calculate the tensile characteristic value of the specimen using the calculated load-displacement curve data.

산출부(160)는 영상 정보 및 압입 하중을 이용하여 시편의 경도 값을 산출할 수 있다.The calculator 160 may calculate the hardness value of the specimen using the image information and the indentation load.

여기서, 시편의 경도 값은 [수학식 1]에 의해서 산출될 수 있다.Here, the hardness value of the specimen may be calculated by [Equation 1].

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Hv는 시편의 경도 값, P는 시편에 가해진 압입 하중, d는 압입 자국의 좌우 대각선 평균 값, a는 압입자(180) 의 대면각을 나타낸다.Here, Hv is the hardness value of the specimen, P is the indentation load applied to the specimen, d is the diagonal left and right average value of the indentation mark, a is the facing angle of the indenter 180.

여기서, 압입 자국의 좌우 대각선 평균 값은 [수학식2]와 같이 표현된다.Here, the left and right diagonal average values of the indentation marks are expressed as shown in [Equation 2].

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서

Figure pat00003
은 압입 자국의 좌 대각선,
Figure pat00004
는 압입 자국의 우 대각선이다.here
Figure pat00003
Is the left diagonal of the indentation,
Figure pat00004
Is the right diagonal of the indentation mark.

또한, 압입자(180) 의 대면각이 136ㅀ 인 경우, 시편의 경도 값은 [수학식3]와 같이 표현 될 수 있다.In addition, when the facing angle of the indenter 180 is 136 ㅀ, the hardness value of the specimen may be expressed as shown in [Equation 3].

Figure pat00005
Figure pat00005

산출부(160)는 상술한 바와 같은 시편의 인장 특성 값 또는 경도 값을 산출하는 식은 본 발명의 일 실시예일뿐, 이에 한정되지 않는다.The calculation unit 160 is a formula for calculating the tensile characteristic value or the hardness value of the specimen as described above is not limited thereto, but is an embodiment of the present invention.

산출부(160)는 산출한 시편의 인장 특성 값 및 경도 값을 출력부(170)로 출력한다.The calculation unit 160 outputs the tensile property value and the hardness value of the calculated specimen to the output unit 170.

출력부(170)는 수신한 시편 및 압입자(180) 의 영상, 시편의 인장 특성 값 및 경도 값을 화면에 출력할 수 있다.
The output unit 170 may output the received image of the specimen and the indenter 180, the tensile characteristic value and the hardness value of the specimen on the screen.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 압입자의 위치를 제어하는 방법을 나타낸 예시도이다.Figure 3 is an exemplary view showing a method for controlling the position of the indenter according to an embodiment of the present invention.

도3을 참고하면, 경도 및 인장 특성 측정 장치는 획득한 영상을 이용하여 압입자의 위치를 제어할 수 있다. 즉, 획득한 영상을 통해서 카메라 렌즈와 시편의 압입 위치인 L1과 카메라 렌즈로부터 압입자 초기 위치인 L을 이용함으써 압입자의 위치인h를 제어할 수 있다.
Referring to FIG. 3, the hardness and tensile property measuring apparatus may control the position of the indenter using the acquired image. That is, the position h of the indenter can be controlled by using the indentation position L1 of the camera lens and the specimen and the indentation initial position L of the camera lens through the obtained image.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 압입 자국의 대각선 길이를 측정하는 방법을 나타낸 예시도이다.4 is an exemplary view illustrating a method of measuring a diagonal length of an indentation mark according to an exemplary embodiment of the present invention.

도4를 참고하면, 경도 및 인장 특성 측정 장치의 두 개의 카메라 렌즈를 통해서 획득된 영상을 이용한다. 경도 및 인장 특성 측정 장치는 획득 된 영상 중 압입 자국 해당하는 영역의 픽셀을 검출한다. 경도 및 인장 특성 측정 장치는 검출된 픽셀과 각각의 카메라 렌즈와 압입 자국의 거리인 L1 및 L2를 이용하여 압입 자국의 실제 대각선 길이인 a, b를 산출할 수 있다.
Referring to FIG. 4, an image acquired through two camera lenses of the hardness and tensile property measuring apparatus is used. The hardness and tensile properties measuring device detects the pixels of the area corresponding to the indentation marks from the acquired image. The hardness and tensile property measuring apparatus may calculate the actual diagonal lengths a and b of the indentation marks using L1 and L2, which are the distance between the detected pixel, each camera lens, and the indentation marks.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 경도 및 인장 특성 측정 방법을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of measuring hardness and tensile properties according to an embodiment of the present invention.

도5를 참고하면, 단계 S500에서 경도 및 인장 특성 측정 장치는 시편 및 압입자의 영상을 획득한다. 여기서, 시편은 전해 연마 또는 폴리싱과 같은 연마가 수행된 것이다. 경도 및 인장 특성 측정 장치는 내장된 카메라 렌즈를 이용하여 시편 및 압입자의 영상을 획득하고 이를 화면으로 출력할 수 있다. Referring to FIG. 5, in operation S500, the hardness and tensile property measuring apparatus acquires images of the specimen and the indenter. Here, the specimen is one in which polishing such as electrolytic polishing or polishing is performed. The hardness and tensile property measuring device may acquire images of the specimen and the indenter using the built-in camera lens and output them to the screen.

단계S510에서 경도 및 인장 특성 측정 장치는 압입자를 시편의 압입 위치로 이동시킨다. 단계 S500에서 획득하여 화면으로 출력된 영상을 확인함으로써, 시편의 압입 위치에 압입자가 위치하도록 할 수 있다. 이때, 압입자가 시편의 압입 위치에 위치할 때, 압입자의 이동 거리를 산출할 수 있다. 즉, 압입자의 초기 위치와 시편간의 거리를 산출할 수 있다.In step S510, the hardness and tensile property measuring device moves the indenter to the indentation position of the specimen. By checking the image obtained in step S500 and output to the screen, the indenter may be located at the indentation position of the specimen. At this time, when the indenter is located at the indentation position of the specimen, the moving distance of the indenter can be calculated. That is, the distance between the initial position of the indenter and the specimen can be calculated.

단계 S520에서 경도 및 인장 특성 측정 장치는 압입자를 이용하여 시편을 압입한다. 즉, 경도 및 인장 특성 측정 장치는 시편에 하중을 가하여 압입자를 수직으로 하강함으로써 압입할 수 있다. 경도 및 인장 특성 측정 장치는 미리 설정된 설정치에 의해서 시편을 압입할 수 있다. 여기서, 설정치는 압입 속도 또는 압입 변위 등이 될 수 도 있다. In operation S520, the hardness and tensile property measuring device presses the specimen using the indenter. That is, the hardness and tensile properties measuring device can be press-fitted by applying a load to the specimen to lower the indenter vertically. The hardness and tensile properties measuring device can press-fit the specimen by a preset value. Here, the set value may be an indentation speed or an indentation displacement.

단계 S530에서 경도 및 인장 특성 측정 장치는 압입자를 통해서 시편에 가해진 압입을 제거할 수 있다. 경도 및 인장 특성 측정 장치는 압입자가 설정치 만큼 이동한 후, 일정 하중을 제거함으로써 압입자를 일정 거리만큼 위로 이동시킬 수 있다.In operation S530, the hardness and tensile property measuring apparatus may remove the indentation applied to the specimen through the indenter. The hardness and tensile property measuring device can move the indenter by a certain distance by removing the constant load after the indenter is moved by the set value.

단계 S520 및 단계 S530은 반복적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 경도 측정장치는 최대 압입 깊이를 100um, 반복 회수를 10회로 설정될 수 있다. 이때, 경도 및 인장 특성 측정 장치는 압입 속도를 0.1mm/min, 일회 이동 깊이를 10um로 설정하고, 이를 10회 반복할 수 있다.Steps S520 and S530 may be repeatedly performed. For example, the hardness measuring device may be set to a maximum indentation depth of 100um, 10 times the number of repetitions. At this time, the hardness and tensile properties measuring apparatus is set to the indentation rate 0.1mm / min, one time moving depth to 10um, it can be repeated 10 times.

단계 S540에서 경도 및 인장 특성 측정 장치는 압입 변위 및 하중을 측정한다. 경도 및 인장 특성 측정 장치는 변위 센서 및 하중 센서를 이용하여 압입자의 압입 깊이 및 압입 하중을 측정할 수 있다. 경도 및 인장 특성 측정 장치는 단계 S520 및 단계 S530이 반복 수행될 때마다 매번 압입 깊이 및 압입 하중을 측정할 수 있다.In step S540, the hardness and tensile properties measuring device measures the indentation displacement and load. The hardness and tensile property measuring device can measure the indentation depth and the indentation load of the indenter using a displacement sensor and a load sensor. The hardness and tensile property measuring apparatus may measure the indentation depth and the indentation load each time step S520 and step S530 are repeatedly performed.

단계 S550에서 경도 및 인장 특성 측정 장치는 압입 후, 시편의 영상을 획득한다. 경도 및 인장 특성 측정 장치는 압입자를 이용하여 시편을 압인 한 이후, 압입 흔적이 있는 시편의 영상을 획득할 수 있다.In operation S550, the hardness and tensile property measuring apparatus acquires an image of the specimen after indentation. After measuring the hardness and tensile properties of the specimen by using the indenter, the image of the specimen having the indentation trace may be obtained.

단계 S560에서 경도 및 인장 특성 측정 장치는 영상 정보를 생성한다. 경도 및 인장 특성 측정 장치는 획득한 압입 흔적이 있는 시편의 영상을 통해서 영상정보를 생성한다. 여기서, 영상정보는 카메라 렌즈와 시편의 압입 위치의 거리, 압입자와 시편의 거리 및 압입 자국의 대각선 길이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In operation S560, the hardness and tensile property measuring device generates image information. The hardness and tensile properties measuring device generates the image information through the image of the specimen having the obtained indentation traces. Here, the image information may include at least one of the distance between the camera lens and the press-in position of the specimen, the distance between the press-in and the specimen, and the diagonal length of the press-in mark.

단계 S570에서 경도 및 인장 특성 측정 장치는 영상 정보, 압입 변위 및 압입 하중을 이용하여 시편의 인장 특성 값 및 경도 값을 산출한다.In operation S570, the hardness and tensile property measuring apparatus calculates tensile property values and hardness values of the specimen using image information, indentation displacement, and indentation load.

경도 및 인장 특성 측정 장치는 압입 변위 및 압입 하중을 이용하여 하중-변위 곡선 데이터를 산출할 수 있다. 경도 및 인장 특성 측정 장치는 산출된 하중-변위 곡선 데이터를 이용하여 시편의 인장 특성 값을 산출할 수 있다.The hardness and tensile property measuring device can calculate the load-displacement curve data using the indentation displacement and the indentation load. The hardness and tensile properties measuring device can calculate the tensile property value of the specimen using the calculated load-displacement curve data.

또한, 경도 및 인장 특성 측정 장치는 영상 정보 및 압입 하중을 이용하여 시편의 경도 값을 산출할 수 있다.In addition, the hardness and tensile properties measuring device may calculate the hardness value of the specimen using the image information and the indentation load.

단계 S580에서 경도 및 인장 특성 측정 장치는 화면을 통해서 시편을 압입 한 후 획득한 영상, 산출한 인장 특성 값 및 경고 값 등을 출력할 수 있다.
In operation S580, the apparatus for measuring hardness and tensile properties may output an image obtained after pressing the specimen through the screen, the calculated tensile characteristic value, and a warning value.

도6은 본 발명의 실시예에 따른 경도 측정 화면을 나타낸 예시도이다.6 is an exemplary view showing a hardness measurement screen according to an embodiment of the present invention.

도6을 참조하면 경도 및 인장 특성 측정 장치는 경도 측정시 획득한 영상을 영상 표시 화면 부분에 출력할 수 있다. 따라서, 영상 표시 화면으로부터 압입자와 시편의 거리를 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, the apparatus for measuring hardness and tensile properties may output an image acquired when measuring hardness to a portion of an image display screen. Therefore, the distance between the indenter and the specimen can be confirmed from the image display screen.

또한, 경도 및 인장 특성 측정 장치는 산출된 경도 값 및 인장 특성 값을 시험 정보 화면 부분에 출력할 수 있다. In addition, the hardness and tensile property measuring apparatus may output the calculated hardness value and tensile property value to the test information screen portion.

상술한 경도 측정 화면의 구성은 당업자에 의해서 용이하게 변경 가능하다.
The configuration of the above-described hardness measurement screen can be easily changed by those skilled in the art.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

110 : 입력부 120 : 제어부
130 : 구동부 140 : 센서부
150 : 영상부 160 : 산출부
170 : 출력부 180 : 압입자110: input unit 120: control unit
130: driving unit 140: sensor unit
150: video unit 160: calculator
170: output unit 180: indenter

Claims (8)

시편의 경도를 측정하는 경도 및 인장 특성 측정 장치에 있어서,
압입자 및 시편의 영상을 촬상하는 영상부;
상기 취득된 압입자 및 시편의 영상을 이용하여 상기 압입자를 이동하여 상기 시편에 압입하는 구동부;
상기 압입자의 압입에 따른 압입 변위 및 압입 하중을 측정하는 센서부;
상기 시편의 영상, 상기 압입 변위 및 상기 압입 하중 중 적어도 하나를 이용하여 인장 특성 값 또는 경도 값을 산출하는 산출부를 포함하는 경도 및 인장 특성 측정 장치.
In the hardness and tensile properties measuring device for measuring the hardness of the specimen,
An imaging unit for imaging the image of the indenter and the specimen;
A driving unit which moves the indenter and presses it into the specimen using the acquired indenter and the image of the specimen;
Sensor unit for measuring the indentation displacement and indentation load according to the indentation of the indenter;
And a calculator configured to calculate a tensile property value or a hardness value using at least one of the image of the specimen, the indentation displacement, and the indentation load.
제1항에 있어서,
상기 산출부는
상기 측정된 상기 압입 하중 및 상기 압입 변위를 이용하여 하중-변위 곡선을 이용하여 상기 인장 특성 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 경도 및 인장 특성 측정 장치.
The method of claim 1,
The calculation unit
And the tensile characteristic value is calculated using a load-displacement curve using the measured indentation load and the indentation displacement.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 산출부는
상기 압입 하중 및 상기 시편의 영상으로부터 산출된 압입 자국의 대각선 평균 값를 이용하여 상기 경도 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 경도 및 인장 특성 측정 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The calculation unit
Hardness and tensile properties measuring apparatus characterized in that for calculating the hardness value using the diagonal average value of the indentation marks calculated from the indentation load and the image of the specimen.
제3항에 있어서,
상기 경도 값은
Figure pat00006
<kgf/㎟>
인 것을 특징으로 하는 경도 및 인장 특성 측정 장치.
(여기서, Hv는 시편의 경도 값, P는 시편에 가해진 압입 하중, d는 압입 자국의 좌우 대각선 평균 값, a는 압입자 의 대면각 임)
The method of claim 3,
The hardness value is
Figure pat00006
<kgf / mm2>
Hardness and tensile property measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
(Where Hv is the hardness value of the specimen, P is the indentation load applied to the specimen, d is the left and right diagonal mean value of the indentation mark, and a is the facing angle of the indenter)
경도 및 인장 특성 측정 장치를 이용하여 시편의 경도를 측정하는 방법에 있어서,
시편 및 압입자의 영상을 획득하는 단계;
상기 압입자를 상기 시편의 압입 위치로 고정하는 단계;
상기 압입자가 상기 시편을 압입하는 단계;
상기 압입자를 통해서 상기 시편에 가해진 압입을 제거하는 단계;
상기 압입에 따른 압입 변위 및 압입 하중을 측정하는 단계;
상기 압입 후 시편의 영상을 획득하는 단계; 및
상기 시편의 영상, 상기 압입 변위 및 상기 압입 하중을 이용하여 상기 시편의 인장 특성 값 및 경도 값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경도 및 인장 특성 측정 방법.
In the method for measuring the hardness of the specimen using a hardness and tensile properties measuring device,
Obtaining images of the specimen and indenter;
Fixing the indenter to the indentation position of the specimen;
Indenting the specimen by the indenter;
Removing the indentation applied to the specimen through the indenter;
Measuring an indentation displacement and an indentation load according to the indentation;
Acquiring an image of a specimen after the indentation; And
And calculating a tensile property value and a hardness value of the specimen by using the image of the specimen, the indentation displacement, and the indentation load.
제5항에 있어서,
상기 인장 특성 값은
상기 측정된 상기 압입 하중 및 상기 압입 변위를 이용하여 하중-변위 곡선을 이용하여 상기 인장 특성 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 경도 및 인장 특성 측정 방법.
The method of claim 5,
The tensile property value is
And the tensile characteristic value is calculated using a load-displacement curve using the measured indentation load and the indentation displacement.
제5항에 있어서,
상기 경도 값은
상기 압입 하중 및 상기 시편의 영상으로부터 산출된 압입 자국의 대각선 평균 값를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 경도 및 인장 특성 측정 방법.
The method of claim 5,
The hardness value is
Hardness and tensile properties measuring method characterized in that it is calculated using the diagonal average value of the indentation marks calculated from the indentation load and the image of the specimen.
제7항에 있어서,
상기 경도 값은
Figure pat00007
<kgf/㎟>
인 것을 특징으로 하는 경도 및 인장 특성 측정 방법.
(여기서, Hv는 시편의 경도 값, P는 시편에 가해진 압입 하중, d는 압입 자국의 좌우 대각선 평균 값, a는 압입자 의 대면각 임)The method of claim 7, wherein
The hardness value is
Figure pat00007
<kgf / mm2>
Hardness and tensile property measurement method characterized in that.
(Where Hv is the hardness value of the specimen, P is the indentation load applied to the specimen, d is the left and right diagonal mean value of the indentation mark, and a is the facing angle of the indenter)
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