应用带有压头的超声传感器杆与试件表面接触时其谐振频率随试件硬度改变的特性来测定硬度值的。超声硬度计是借助超声传感器杆谐振频率的变化来测量硬度,主要用于测定金属的洛氏硬度,采用比较法也可用于其他测量。超声硬度测量的优点是对试件表面的破坏极小、测量速度很快、操作程序简单,特别适合于成品工件百分之百检验,并且可以手握测头直接对工件检测,特别适合于不易移动的大型工件、不易拆卸的部件进行测量。 在均匀的原理 超声硬度计是借助超声传感器杆谐振频率的变化来测量硬度,主要用于测定金属的洛氏硬度,采用比较法也可用于其他测量。超声硬度测量的优点是对试件表面的破坏极小、测量速度很快、操作程序简单,特别适合于成品工件百分之百检验,并且可以手握测头直接对工件检测,特别适合于不易移动的大型工件、不易拆卸的部件进行测量。 在均匀的接触压力下,传感器杆的压头与试件表面接触,则传感器杆的谐振频率会随试件的硬度而改变,通过测量传感器杆的这种谐振频率变化,即可确定试件的硬度。 测头中的传感器杆一端和一个大质量刚体固定在一起,另一端镶有金刚石压头,当压头与试件不接触时(图1a),压头处于自由状态。在形成纵向振动后,传感器杆的固定端是振动的波节点,压头端由于振幅大而成为振动的波腹点,因此杆的长度等于振动波长的1/4,此时的频率是传感器处于自由状态下的谐振频率。 当传感器的压头端完全被试件与大质量刚体紧固地夹住时(图1c),这是理想情况下,传感器杆的两端都将成为振动的波节点,则杆的长度等于振动波长的1/2,这时的谐振频率等于压头端处于自由状态时起始频率的两倍。 当压头被压到试件上,一般是介于上述两者之间(图1b),在固定负荷作用下,对于弹性模量相同的试件来说,若试件的硬度越低,则压头与其表面的接触面积愈大,使传感器杆的压头端被夹紧的程度也愈大,于是此端振动幅度也愈小,相应的振动波腹点愈向杆的固定端方向移动,因此振动波