维氏硬度计系统简介

目  录

一. 系统介绍

二. 安装步骤

三. 系统界面

四. 文件操作/文件操作

五. 图像采集/摄像/冻像

六. 硬度测量/压力选择

七. 硬度测量/定标方式/物镜选择

八. 硬度测量/手动测量/自动测量/测量修正

九. 硬度测量/距离测量/图像中心

十. 参数设置/测试卡定标/硬度块定标

十一. 参数设置/采集设备设置

十二. 参数设置/测量参数设置

十三. 参数设置/报告参数/运行参数

十四. 当前结果/报告模板修改

十五. 当前结果/当前数据保存

十六. 当前结果/硬度转换器

十七. 当前结果/查看资料

十八. 数据结果/压痕位置

十九. 数据结果/数据清除

二十. 数据结果/坐标添加

二十一. 数据结果/曲线图

二十二. 小负荷压痕测量

二十三. 简明操作手册

二十四. 相关信息

一.系统介绍

随着技术的日新月异和用户需求的逐步提升，“硬度图像分析系统”在硬度的日常检测中，被越来越广泛地加以应用。

“IS100B硬度图像分析系统”,是我公司综合应用光学、电子、机械、计算机、图像分析等各种专业学科的最新技术，专门针对硬度检测而开发的系列产品。该系统将图像测量系统与硬度试验计相结合。操作人员仅需操控计算机键盘和鼠标，即可对成像在屏幕上的硬度图像进行测量，并进而完成深度—硬度曲线、有效硬化层深度测量等以前只靠硬度计难以完成的测量项目。该系统最大限度降低了操作人员的劳动强度、减少了操作人员视觉疲劳导致的人为误差，实用性强、操作简便、测量精度高，是硬度检测技术的重大发展和必然趋势。

1、产品类别介绍:

“IS100B硬度图像分析系统”，目前可提供以下成熟产品，以满足用户的不同需求。

1)手动测量版：利用鼠标打点方式，对硬度压痕进行手动读数；

2)自动测量版：利用我公司特有的技术，对硬度压痕进行自动读数。对工件的制样要求低、适用范围广、读数精确度高。

3)自动转塔版：对于配置自动转塔、自动加载系统的硬度计，“自动转塔版”的系统，可以用鼠标、键盘直接控制硬度计进行自动转塔和自动加载，并对压痕硬度自动读数，大大方便用户的使用。

4)自动平台版：在“自动转塔版”的基础上，配置我公司专业设计的硬度计自动平台，实现自动转塔、自动加载、自动平台、自动读数。对于打深度—硬度曲线的应用，尤其方便。

5)完全自动版：在我公司专业设计的硬度计自动平台的基础上，加上自动聚焦装置。通过专业的系统软件，实现自动转塔、自动加载、自动平台、自动聚焦、自动读数等完全自动功能。是硬度检测系统的最高配置。

6)布氏硬度版：利用专业设计的光学系统和检测软件，实现布氏硬度压痕的自动和手动检测。

2、产品特点介绍:

“IS100B硬度图像分析系统”具有实用性强、操作简便、测量准确等八大特点，归纳如下：

1)广：适用性广

适用性广。既可与国外硬度计相配合，也可与国内各家硬度计厂家的产品相配合，包括光学、电子、机械等各种方面的配合，我们均可提供专业的技术支持。同时，我们提供简体中文、繁体中文和英文等多种版本，适用于不同用户的需要。

测量范围广。显微硬度和维氏硬度系统支持从10G到50KG的所有压力的测量。尤其是在目前小负荷应用日趋普遍的情况下，我们专门针对小负荷压痕开发了专业软件，在不降低分辨率的前提下，提高系统的放大倍率，并进而提高测量精度和方便用户的使用。布氏硬度测量也根据压力的不同，配合不同的光学系统，满足用户的各种要求。同时，还要根据用户需求，提供门氏、洛氏等相关的检测系统。

2)好：方便好用

系统提供了标准硬度块标定功能。根据标准硬度块自动或手动定标，符合用户日常使用习惯。同时提供显微标准测试卡标定方法。

系统提供了压痕点增加、删除、修改功能。尤其适用于深度—硬度曲线测量。同时，系统还提供了两点距离测量等许多方便好用的功能。

3)稳：稳定适用

利用我们特有的自动读数技术，我们对各种情况下的试样，均能很好地进行测量。无论对抛光样品、腐蚀样品还是锈蚀样品，也无论光线偏差还是油污、划伤，均可准确稳定测量。适用性极强。

4)算：硬度换算

考虑到用户日常操作的需要，我们提供了“硬度换算器”功能。用户在测量出显微硬度值后，只要轻点“硬度换算器”按钮，系统就会自动弹出硬度换算窗口。将当前维氏硬度值与相对应的布氏硬度、洛氏硬度值一一列表，供用户比对。同时，用户也可选择某种硬度名称，输入相应的数值，一按换算，即可得到所有相应的硬度数值。

该换算器根据国家标准编制，方便适用。

5)快：快捷无比

对于压痕的自动读数，本系统利用我公司的特有技术进行读数。自动读数时间一般在0.1秒左右。大大提高了测量的速度，节约了用户的宝贵时间。

6)全：全部视场

系统对全部视场范围内的压痕图像进行高速分析测量，无需另画检测框加以限定。不论压痕在视场何处，均能准确测量。

7)准：准确无误

自动读数的精确度高。一般情况下其重复精度为±1％。满足国标±3％重复精度要求。

8)智：完全自动

根据用户要求，系统通过计算机，可以直接控制自动转塔、自动加载，并进而实现自动平台、自动聚焦、自动读数、自动报告等功能。将硬度计功能与系统功能发挥到极致。最大限度方便用户。

二.安装步骤

1)系统成套性

对于最常用的“自动测量版”系统，其配置包括：

数字摄像头（型号：RGB-DC130）        壹只

USB接线                             壹根

USB软件狗                           壹只

安装光盘                            壹张

使用说明书                          壹本

2)硬件安装

    将USB软件狗插入在计算机的USB接口中。一般插入计算机背面的USB接口中，以方便使用。此软件狗是系统必备物品，注意保存，请勿丢失。

将安装光盘插入计算机光驱中。

将DC130数字摄像头与硬度计C型接口相连接，并将C型接口连同数字摄像头一起，插入硬度计上方的光学接口中，也可直接将硬度计的测微目镜取下，将C型接口连同数字摄像头，一起插入硬度计的测微目镜处。

将USB接线一端与DC130数字摄像头相连，另一端插入计算机背面的USB接口中。

3)软件安装

正常情况下，插入数字摄像头DC130后，系统会自动搜索光盘并安装数字摄像头的驱动程序。如果不能自动安装，请在光盘中寻找“驱动程序”\“RGB DC130驱动”，以便系统寻找相匹配的驱动程序。DC130的安装，也可参考本说明书最后章节之“数字摄像头”。

对于WINDOWS 2000操作系统，用户需要安装微软的“DirectX 9.0”系统。在光盘中，选中“驱动程序”\“DirectX 9.0”目录，双击dxsetup.exe程序，按照系统要求安装即可。对于WINDOWS XP系统，则无需此项安装。

正确安装数字摄像头后，用户必须安装软件狗驱动。在光盘中寻找“加密狗驱动”，执行“SoftDogInstdrv.exe”程序，系统弹出以下窗口。点击左下角“安装”按钮，系统会自动进行安装。这一安装可能会花费2分钟左右的时间，用户请耐心等待，直到“安装”按钮重新恢复到安装前的状态，软件狗的安装结束。

在光盘中寻找“IS100B硬度图像安装”目录，双击其中的setup.exe程序，出现以下安装界面。根据系统提示，选择继续安装，则系统很快完成安装。此时，在系统界面上，出现一个“IS100B硬度图像分析系统”的图标。表明安装完成。双击此图标，即可进入硬度图像系统。

三.系统界面(以维氏硬度图像分析系统为例来说明)

IS100B维氏硬度图像分析系统有“手动测量”、“自动测量”、“自动转塔”、“自动平台”和“完全自动”等多个版本，同时，还有简体中文、繁体中文和英文等多种语言的版本，以适用于用户不同的需求。

本说明书以应用最广泛的“自动测量”简体中文版为例，进行说明。

IS100B维氏硬度图像分析系统的主界面如下:

系统的左上方为图像区域，用于显示实际采集的图像和自文件中打开的图像，并对图像进行各种处理和测量。

系统的右上角为文件操作区域，用于处理图像文件的调用、保存。其下方为图像采集区域，通过采集设备摄取活动图像，冻结图像进行处理、测量。再下方为硬度测量区域，包括各种硬度测量的功能。下面的当前结果栏，用于显示当前测出的维氏硬度值，并可进行硬度换算、数据保存等操作。屏幕的右下角，为压痕位置栏，用于显示压痕测量的状态。屏幕的左下方，为所测的数据结果栏，用于显示压痕测量的结果。

在屏幕的最下方，有一个长条的状态栏，用于显示系统的工作状态，包括定标方式、物镜倍率、压力值、定标系数、测量时间等。

下面两幅图片，是繁体字版及英文版的界面，供用户了解。

四.文件操作——调像、存像和文件操作

文件操作栏包括“调像”、“存像”和“文件操作”三个常用功能。

【调像】：调用已经保存在电脑内的图像；

【存像】：保存拍摄下来的图像；

【打开】：打开一个bmp、jpg、tif、png格式的图像；

【关闭】：关闭当前采集或打开的图像；

【保存】：将采集或处理过的图像保存；

【另存为】：将采集、打开或处理过的图像按指定格式保存；

【打印设置】：设置当前图像打印时的属性（如:A4纸、A5纸）。

【H2】：当前打开的图像文件名称；

【H1】：最后倒数第二次打开的图像文件；

【yd80】：最后倒数第三次打开的图像文件；

【yd10】：最后倒数第四次打开的图像文件；

【关于IS100B维氏硬度图像分析系统】：查看软件的版本；

【退出】：退出本系统；

五.图像采集——摄像、冻像

    图像采集栏包括了系统最常用的“摄像”与“冻像”功能。

“摄像”功能用于打开采集设备，采集活动图像。“冻像”用于将活动图像冻结，供系统进行处理和测量。

六.硬度测量——压力选择

    屏幕的右方，是“硬度测量”窗口，包括压力选择、定标方式、物镜、自动测量、手动测量、检测框、重置、显示压痕、清除压痕、距离测量、参数设置和显示图像中心等功能。

目前设定的压力值最小为10克，最大为50千克，分别为10、25、50、100、200、300、500、1000、2000、2500、3000、3500、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、20000、30000、50000克，用于选择对应于硬度计的压力值，可满足显微硬度和维氏硬度测量的全部需要。(见图)

七.硬度测量——定标方式与物镜选择

系统支持两种定标方式。其一是通常使用的测试卡定标，其二是本系统独有的硬度块定标。定标方法请见“参数设置”一节。

根据实际选用的物镜倍率选择“物镜”。(见图)

注意：如果选择测试卡定标，则相对于同一个物镜，无论压力大小，其定标系数完全一致；而如果选择硬度块定标，则相对于同一个物镜，在不同的压力下，其定标系数与实际定标相关联。

八.硬度测量——自动测量、手动测量及其修正

硬度测量包括自动测量与手动测量两种方式。无论采用何种测量方式，都需要预先通过“参数设置”中的“测试卡定标”或“硬度块定标”，对硬度计进行标定。

系统仅对冻结图像或自计算机内调取的图像进行测量。对正在进行“摄像”的图像，需按“冻像”才可测量。

1）自动测量：按 键，或在待测图像上双击鼠标左键，即可进行自动测量。本系统对大部分压痕，包括划痕、锈蚀、偏离中心的压痕，均可自动测量，测量速度快、精度高、重复性好。对自动测量的压痕，系统用四条红色线条和四个白色圆点予以标注。(见图)

2）手动测量：对少量不能自动测量的压痕，用户可用手动测量功能进行测量。

按 键，此时鼠标变为铅笔形状。移动鼠标到压痕的四个顶点，单击鼠标左键点取。四个顶点的点取次序无要求。(下图是正在点取第四个顶点的图片)

3）测量修正：如果对自动测量或手动测量的结果不满意，用户可以对压痕顶点位置进行修正。修正时，左手按住键盘左边的“SHIFT”键，右手按住鼠标左键移动，则最近的压痕点随之移动。

对手动测量和测量修正后的压痕，系统用四条蓝色线条及四个白色圆点予以标注。(见图)

    4）检测框与重置：对少量不能自动测量的压痕，如用户仍希望用自动方式进行测量，此时，可选用“检测框”对自动测量的检测范围进行缩小。按 后，此时鼠标变为十字线。移动鼠标到待设置范围的左上角，按住鼠标左键，拉动检测框的右下点到待设置范围的右下角，松开鼠标则完成检测框的设置。此时可按“自动测量”进行测量。

    无论在手动测量、自动测量、检测框或标记显示的状态下，按 键均可使测量功能恢复到初始状态。

    5）清除压痕与显示压痕：在测量过程中，有时需要清除压痕的测量标记或检测框的标记来观看原始图像效果。此时，可以选择 和 来清除和回显标记。

九.硬度测量——距离测量及图像中心

用户可以利用距离测量功能，测出图像中任意两点的水平距离、垂直距离和实际距离。按 按钮，移动鼠标至待测距离的两点，点击鼠标左键即可。（见图）

选定 ，此时在图像的中心位置，将出现一个黄色的十字线，便于用户在调试硬度计的采集设备(数字摄像头或模拟摄像头)时，尽可能地将压痕位置与成像中心相接近。（见图）

十.参数设置——测试卡定标与硬度块定标

“参数设置”的内容非常重要，因此，这里将其单独列出进行描述。

1、测试卡定标

测试卡定标是显微图像分析系统通常采用的定标方式。

用显微光学系统观察物体时，人们通常用放大倍率来表示放大的概念。而对图像分析系统而言，则一般采用定标系统来表示。放大倍率与定标系数之间，既有相互联系，又有本质区别。

放大倍率＝物镜放大倍率×目镜放大倍率×中间过程放大倍率

定标系数=标准长度单位/对应于屏幕的像素数目

定标系数是指计算机屏幕上一个像素在某个固定的放大倍率下，所对应的实际的长度单位。根据定标系数和屏幕压痕对角线的像素数，可以计算出压痕的实际对角线长度，并进而求出压痕的维氏硬度值。

通常情况下，我们无需关心定标系数的准确数值，而是由系统通过定标系数，求出试样的实际长度参数,并依据相应标准，求出实际的硬度值。在实际测量中，定标系数与显微硬度计物镜要一一对应。

通常情况下，一般由生产厂家的专业工程师，在系统安装调试时，进行“测试卡定标”。定标完成后，系统会自动记录。用户可记下各物镜的定标系数，当软件重新安装时，需将各物镜对应的水平方向定标系数及垂直方向定标系数，分别在定标对话框中手工输入，而无需再重新定标。

1)“测试卡定标”窗口含义：

【X距离】：水平方向标准圆直径大小，这里是100um。

【Y距离】：垂直方向标准圆直径大小，这里是100um。

【测试卡定标】：点击该按钮后，进入定标状态，可以在标准圆图像上出画检测框，以外切该标准圆为准，它将自动计算下面的水平以及垂直方向的定标系数。

【物镜】：可以在2个物镜10X、40X中选择其一，这里设定为40倍物镜的标准倍率。

【水平定标系数】：系统计算生成，可手动修改。

【垂直定标系数】：系统计算生成，可手动修改。

【确定】：确认对当前物镜的定标。

【取消】：放弃对当前物镜的定标。

2)“测试卡定标”步骤：

①在“参数设置”下点击“测试卡定标”菜单，弹出“测试卡定标”对话框；

②在显微硬度计下采集一个标准圆，这里是显微镜在使用10X物镜下采集到的一个直径为0.10mm(即100um)的标准圆，标准圆的大小可以在标尺上看到；

③读出所采集的图像中标准圆大小；

④确定采集时使用的显微镜物镜倍数,此处为10X；

⑤进入定标设置，填入X、Y距离大小，这里是100um；

⑥点击〖测试卡定标〗按钮，点住鼠标左键画出检测框。

⑦先外切对齐上边和左边边框，再对齐右边和下边。鼠标点住框内可以移动，鼠标点住框外可以伸缩。定标系数随框大小自动计算出来后确定退出。

3)“测试卡定标”注意事项：

利用测试卡定标方式测量时，对于同一个物镜，无论选用何种压力值,其定标系数都是一致的。

2、硬度块定标

为了方便用户的实际应用，本系统特设了“硬度块定标”方式。

用户使用硬度计时，一般都用标准硬度块进行硬度计标定。同样，我们可以利用标准硬度块来对整个系统进行标定。这种标定方式，与用户的使用习惯完全吻合。

1)“硬度块定标”窗口含义：

【标准硬度值】：用于标定的标准硬度块的硬度值，此处为429HV0.3。

【标准压力值】：用于标定的标准硬度块所对应的压力值，此处为300克。

【物镜】：选择当前实际成像的物镜，此处为40X。

【压力】：需要标定的压力值。

从理论上讲，对应于每个压力值，都应该有一块标准硬度块供系统标定。但在实际使用中，一般只有少量几块标准硬度块。因此，用户应该选用与当前压力值相近的标准硬度块压力来进行定标。如有一块300克的标准硬度块和一块1000克的标准硬度块，此时如要标定500克的定标系统，则应选用300克的标准硬度块作为标准硬度。

【自动定标】：选择此按钮，系统自动进行定标，无需手工干预，并将所标定的水平与垂直方向的定标系数显示出来。

【手动定标】：如系统不能实现自动定标，此时利用手动定标，选取压痕的四个顶点，系统自动进行定标。

2)“硬度块定标”步骤

①摄像输入标准硬度块的压痕；

②根据所选用的标准硬度块的数值，输入相应的标准硬度值（如HV429）和标准压力值（如300克）。

③选定所需标定的压力值（如300克）。

④按“自动定标”按钮，系统自动进行定标。

⑤系统自动在在压痕四周画上一个蓝色的边框予以标记。并将水平及垂直方向定标系统显示出来。

⑥重复（3）—（5）步骤，对其他压力值（如100克，200克，500克等），逐一进行自动定标，直至所有适用的压力值标定完成。（见图）

⑦按“确定”按钮，系统将前面标定的定标系数记录在系统内。

3)“硬度块定标”注意事项

“硬度块定标”的实现，与标准硬度值、标准压力值和欲标定的压力值三者均有关联。因此，必须对欲采用的每一个压力值都进行一次标定，否则可能导致测量错误。

硬度块定标非常方便实用。用户可以每隔一定时间，自行对系统进行一次标定，以保证测量的准确性。此处的定标系数，是综合整个系统，包括硬度计、图像系统及软件的综合定标系数，用户直接使用即可，无需过多关心硬度计、图像系统及软件各自的标定情况。

十一.参数设置——采集设备设置

本系统可以选用“数字摄像头”或“模拟摄像头+图像采集卡”两种方式采集图像。数字摄像头具有性能稳定、使用方便、分辨率高等特点，在显微成像领域，正迅速取代模拟摄像头+图像采集卡的采集方式。

“采集设备设置”功能，仅在“摄像”状态下有效。进入设置后，用户可以根据系统情况，调整数字摄像头的亮度、对比度、饱和度、清晰度等。由于数字摄像头是彩色信号，对于习惯于黑白图像的用户，将饱和度调整为零，即可得到所需的黑白图像。(见图)

通过VideoImage\FlipVertical和FlipeHorizontal两个选项，用户可以将图像左右翻转和上下颠倒。同时，用户可以在Exposure\Auto（自动曝光）一栏，取消自动曝光功能，并调整曝光时间。用户可以通过增强硬度计的亮度，降低曝光时间，来提高系统的成像速度。

十二.参数设置——测量参数设置

对于希望得到深度—硬度曲线图的用户，必须进行“测量参数设置”。

1）数据设置

设置时，用户根据需要，在点/线一栏，输入每一条待测量压痕线的点数（即压痕数），按“添加”按钮即可；多次添加，即可测量多条压痕线。如用户选择“自动计算”，则每一条测量压痕线中相邻压痕的间距，由点间距决定；两条相邻压痕线的间距，由线间距决定。

图中表示系统添加了三条曲线，测量点数分别为4、5、6。两条相邻压痕线的间距为100微米；两个相邻压痕的间距也为100微米。其中X方向为试样的深度方向，Y方向为试样的边缘方向。在系统中，压痕线用L表示，压痕点用P表示，如（L1，P3）表示第一条测量线的第三个压痕。

如果想对选定的测量线进行插入、修改、删除等操作，用户只需用鼠标选定相应的测量线，并按相应的按钮进行操作。

对于长期检测同一压痕线的用户，用户可以选择“启动时载入前次测量数据”，则系统自动将测量压痕线参数设置为日常使用的压痕线。

按“确定”按钮确认所设置的参数，按“取消”按钮取消。

2）数据输入

系统对“数据设置”的结果，还可进行修改和长期保存。图中显示将（L1，P3）点由（200，0）改为（250，0）。压痕位置的修改，也可在“数据结果栏”中进行。

此外，按“保存线数据”，可以将常用的线数据长期保存。按“读取线数据”，则可以将所保存的线数据文件读出，供系统使用。

检测报告

No.           

十六.当前结果——硬度转换器

日常使用时，用户常常需要了解不同硬度之间相互换算的数值，即维氏、布氏和洛氏硬度之间的相互转换关系。