高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀及分析方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于材料性能表征【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀及分析方法，該分析儀包括高通量自動進樣掃描系統(tǒng)、數(shù)字信號處理系統(tǒng)與智能分析系統(tǒng)，其中高通量自動進樣掃描系統(tǒng)包括樣品臺(1)、X軸導軌(2)、Y軸導軌(3)和Z軸導軌(4)、數(shù)字信號處理系統(tǒng)包括金相顯微鏡(5)、CCD數(shù)字相機(6)、接口(7)、圖像處理裝置(8)和照明光源(12)。該分析儀通過獲取樣品大尺度范圍內(nèi)(cm2級)金相組織的海量原始數(shù)字信號實現(xiàn)高通量數(shù)據(jù)采集，通過對海量原始數(shù)字信號的統(tǒng)計分析實現(xiàn)各類金相組織的自動鑒別、自動評級和評價，通過原始數(shù)字信號與樣品表面點對點的精確對應實現(xiàn)在原始位置上金相組織的定位。
【專利說明】高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀及分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料性能表征【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀及分析方法。

【背景技術(shù)】
[0002]金屬材料(鋼、銅、鋁、鎳等合金)的化學成分以及各種成分在合金內(nèi)部的物理狀態(tài)和化學狀態(tài)稱為金相組織。材料組織結(jié)構(gòu)直接影響決定其物理力學性能，化學成分、熱處理工藝、冷熱加工工藝的研宄和改進本質(zhì)上都是通過改變內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)來提高材料的硬度、韌性、耐磨性等各種性能。
[0003]金相組織分析是材料組織結(jié)構(gòu)分析中常用的表征方法之一，它分為低倍和高倍金相兩種表征方法。低倍組織表征指用肉眼或借助10倍以下的放大鏡，對金屬材料的疏松、裂紋、縮孔、偏析、缺陷等組織進行表征，屬于宏觀檢驗。高倍金相組織表征指借助50?1500倍左右的光學顯微鏡，對金屬材料內(nèi)部的晶粒度、碳化物、夾雜物和組成相等組織結(jié)構(gòu)進行表征，屬于微觀檢驗。兩種方法都是通過放大鏡或顯微鏡觀察來定性地描述金屬材料的組織特征，或采用與各種標準圖片比較的方法評定金屬組織，各有優(yōu)缺點。宏觀檢驗雖然能夠表征材料大范圍內(nèi)明顯的偏析、缺陷等組織，但無法表征微小的組織結(jié)構(gòu)；微觀檢驗雖然能夠表征某些特定區(qū)域的內(nèi)在屬性，但是由于微區(qū)視場的局限性(一般觀察視場的直徑約為2_?100 μ m左右)，在人為選擇視場時常常帶有主觀性、隨機性和偶然性，能夠觀察的視場有限，容易遺漏有缺陷的部位，缺乏對于材料整體的全面的考察，其重現(xiàn)性和精確性不高，而金屬材料中的顯微組織并非均勻分布，因此任何一個參數(shù)的測定都不能只靠人眼在顯微鏡下測定一個或幾個視場，必須進行大量的統(tǒng)計工作，才能保證測量結(jié)果的可靠性，因此在其統(tǒng)計上的代表性方面還存在疑慮。此外這種傳統(tǒng)的手工測定，不僅一致性差，而且速度慢，工作量大，對樣品性能的正確表征造成影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，是得到一種高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀及分析方法，能實現(xiàn)多個樣品在大尺度范圍內(nèi)(cm2級)金相組織的海量原始數(shù)字信號高通量數(shù)據(jù)采集功能，通過對海量原始數(shù)字信號的數(shù)理統(tǒng)計解析實現(xiàn)每個樣品中各類金相組織的自動鑒別、自動評級和評價功能，通過原始數(shù)字信號與樣品表面點對點的精確對應實現(xiàn)樣品在原始位置上金相組織的映射定位功能，最終達到樣品金相組織的原位統(tǒng)計分布分析表征研宄。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀，該分析儀包括高通量自動進樣掃描系統(tǒng)、數(shù)字信號處理系統(tǒng)、智能分析系統(tǒng)，其中，
[0007]高通量自動進樣掃描系統(tǒng)包括:樣品臺1、X軸導軌2、Y軸導軌3和Z軸導軌4，其中，樣品臺I固定于X軸導軌2上部，X軸導軌2下方依次布置Y軸導軌3和Z軸導軌4，X軸導軌2、Y軸導軌3分別由X、Y軸驅(qū)動器10驅(qū)動，控制樣品臺I的自動順序移動，實現(xiàn)多個樣品的順序自動分析；Ζ軸導軌4由Z軸驅(qū)動器11驅(qū)動，移動實現(xiàn)移動過程中的自動對焦功能，Z軸的移動由CCD數(shù)字相機6產(chǎn)生的信號來控制Z軸驅(qū)動器11 ；
[0008]數(shù)字信號處理系統(tǒng)包括:金相顯微鏡5、(XD數(shù)字相機6、接口 7、圖像處理裝置8和照明光源12，其中，金相顯微鏡5和CXD數(shù)字相機6通過接口 7連接，兩者固定于樣品臺I的上方，照明光源12固定在金相顯微鏡5上，圖像處理裝置8與CXD數(shù)字相機6連接；
[0009]智能分析系統(tǒng)9與圖像處理裝置8連接，對采集的原始數(shù)字信號進行數(shù)理統(tǒng)計解析并對金相組織自動鑒別和cm2級范圍金相原位統(tǒng)計分布分析表征，也通過數(shù)字信號輸出樣品在全視場范圍內(nèi)的金相組織圖像。
[0010]所述樣品臺I包括盛放I?9個樣品的樣品置放處A?I。
[0011]通過X、Y軸驅(qū)動器10控制X軸導軌2、Y軸導軌3從而進一步控制樣品臺I的自動順序移動。
[0012]由CXD數(shù)字相機6上相鄰兩個像素的相位差產(chǎn)生的電信號控制Z軸驅(qū)動器11從而進一步控制Z軸導軌4以及樣品臺I。
[0013]所述分析儀可實現(xiàn)金屬材料全視場范圍的疏松、裂紋、縮孔、偏析、缺陷的原位統(tǒng)計分布表征，金屬材料全視場范圍內(nèi)的晶粒度、碳化物、夾雜物以及組成相等各種組織的類型、數(shù)量、大小和形狀等特性的大尺度原位統(tǒng)計分布分析表征，金相組織最大偏析與最小偏析的空間定位分析，全視場表觀致密度的統(tǒng)計解析，組織統(tǒng)計符合度的解析等。
[0014]一種高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀的分析方法，包括如下步驟:
[0015]a)將樣品按尺寸要求進行制備加工；
[0016]b)將制備加工后的樣品進行粗磨、細磨、拋光、浸蝕；
[0017]c)將拋光浸蝕后的多個金相樣品按次序分別置于樣品臺I中的樣品置放處A?I，然后將樣品臺I置于X軸導軌2上面的平臺上，通過CXD數(shù)字相機6在計算機上觀察金相視場；
[0018]d)打開照明光源12，調(diào)節(jié)亮度至全視野光照均勻，視場清晰；
[0019]e)選擇金相顯微鏡5的放大倍數(shù)、樣品掃描的順序、步距、手動或自動對焦，使圖像清晰；
[0020]f)確定A號樣品掃描的起始位置，開始掃描，依次對A?I號樣品進行全視場掃描;
[0021]g)掃描結(jié)束后自動輸出每塊樣品的全視場金相數(shù)字信號，并通過數(shù)字信號智能輸出全視場金相組織圖像；
[0022]h)啟動智能分析系統(tǒng)9，導入步驟g中待分析的全視場金相數(shù)字信號，通過智能分析系統(tǒng)9對所有樣品的全視場金相數(shù)字信號進行統(tǒng)計分析，給出每塊樣品金相組織的點對點的原始狀態(tài)及變化規(guī)律，完成樣品在全視場范圍內(nèi)的金相原位統(tǒng)計分布分析表征；
[0023]i)保存或打印分析結(jié)果。
[0024]步驟f中，掃描過程中，X軸導軌2按設(shè)定步距移動的同時，CXD數(shù)字相機6將傳送對焦信號給Z軸驅(qū)動器11，令其控制Z軸導軌4上下微量移動以實現(xiàn)樣品表面自動對焦，對焦成功后CCD數(shù)字相機6進行數(shù)碼照相并傳輸?shù)街悄芊治鱿到y(tǒng)9，X軸導軌2繼續(xù)按設(shè)定步距移動，然后對焦、照相、傳輸，如此往復直到第一個樣品的一行全部掃描結(jié)束；此后，Y軸導軌3按設(shè)定步距移動進行換行，再重復以上掃描步驟，直到第一個樣品的整個表面全部掃描采集，圖像處理裝置8輸出該樣品全視場金相數(shù)字信號，并將數(shù)字信號直接轉(zhuǎn)換為全視場金相圖像，完成第一個樣品的全視場金相組織信號采集與輸出；處理數(shù)字信號時，X軸導軌2和Y軸導軌3移動至B號樣品進行掃描，以此類推完成樣品臺I上所有樣品的掃描和數(shù)字信號采集。
[0025]對cm2級材料中金相組織原位數(shù)字信號的高通量自動采集，對數(shù)字信號的特殊數(shù)理統(tǒng)計解析，通過統(tǒng)計分析結(jié)果對樣品的組織進行智能原位統(tǒng)計分布分析表征。
[0026]本發(fā)明的有益效果在于:
[0027]針對現(xiàn)有技術(shù)中金相分析儀采取人為選擇觀察視場時，由主觀性、隨機性和偶然性造成容易遺漏有缺陷部位視場的問題，本發(fā)明提供的分析儀基于金相顯微鏡、面陣CXD數(shù)碼相機和高精度三維移動平臺對金屬材料全表面金相組織進行連續(xù)掃描和金相組織數(shù)字信號采集，并對全視場原始數(shù)字信號進行數(shù)理統(tǒng)計解析，給出樣品金相組織點對點的實際狀態(tài)與變化規(guī)律，還能對樣品某小區(qū)域內(nèi)金相組織與性能進行映射，實現(xiàn)金相原位統(tǒng)計分布分析表征。
[0028]本發(fā)明的分析儀能夠自動連續(xù)獲取最多9個樣品的全視場范圍內(nèi)金相組織的海量(百萬?千萬)原始數(shù)字信號，而非單一樣品中某個視場、多個視場或整個拼接視場的一張或幾張金相組織圖片，并且每個數(shù)字信號都代表著樣品對應原始位置上的原始信息。因此，可以對這些數(shù)字信號進行特殊的數(shù)理統(tǒng)計解析，從而實現(xiàn)更為全面、準確、系統(tǒng)的金相組織表征，能夠給出樣品金相組織的實際狀態(tài)與變化規(guī)律；并且，數(shù)字信號與樣品原始位置的點對點一一映射對應關(guān)系，可以實現(xiàn)樣品某小區(qū)域內(nèi)金相組織與性能的映射表征，從而給出最優(yōu)性能區(qū)域的組織狀態(tài)并指導生產(chǎn)工藝改進；另外，可通過采集的數(shù)字信號智能輸出樣品的全視場金相組織圖像，無需多個圖像的無縫拼接，減少圖像拼接時產(chǎn)生的誤差，提高分析準確度。
[0029]其中:
[0030]I)本發(fā)明的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀耦合了三維移動/定位樣品臺，可以實現(xiàn)多個樣品自動、連續(xù)、高通量送樣和全視場金相組織數(shù)字信號采集。
[0031]2)本發(fā)明的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀利用了 CCD相機像素的相位差對焦原理和Z軸高精度移動平臺相結(jié)合，實現(xiàn)連續(xù)掃描中同步自動對焦的功能。
[0032]3)本發(fā)明的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀開發(fā)了金相組織原始數(shù)字信號采集與數(shù)理統(tǒng)計解析技術(shù)，實現(xiàn)樣品的全視場金相組織原位統(tǒng)計分布分析表征，避免了人為選擇視場時容易出現(xiàn)的主觀性、隨機性和偶然性的問題，使金相組織的表征更為全面、準確。
[0033]4)本發(fā)明的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀開發(fā)了數(shù)字全視場金相組織的智能分析系統(tǒng)，實現(xiàn)金相組織的數(shù)理統(tǒng)計解析、自動鑒別、自動評級和大尺度金相組織原位統(tǒng)計分布分析表征，使金相組織的表征更為全面、簡單、快捷、準確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2為圖1中分析儀的樣品臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖3為采用本發(fā)明的分析儀所采集到的樣品全視場范圍內(nèi)金相組織原始數(shù)字信號。
[0037]圖4為采用傳統(tǒng)金相分析儀對樣品進行人為主觀挑選的分析視場的金相組織圖像。
[0038]圖5為采用傳統(tǒng)金相分析儀得到的帶有遺漏視場的金相組織圖像。
[0039]圖6為采用采用本發(fā)明的分析儀得到的金相組織圖像。
[0040]附圖標記
[0041]I 樣品臺2 X軸導軌
[0042]3 Y軸導軌4 Z軸導軌
[0043]5 金相顯微鏡6 CCD數(shù)字相機
[0044]7 接口8圖像處理裝置
[0045]9 智能分析系統(tǒng)10 X、Y軸驅(qū)動器
[0046]11 Z軸驅(qū)動器12 照明光源

【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0048]如圖1所示，本發(fā)明的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀包括高通量自動進樣掃描系統(tǒng)、數(shù)字信號處理系統(tǒng)、智能分析系統(tǒng)。
[0049]高通量自動進樣掃描系統(tǒng)用于多樣品連續(xù)自動的送入數(shù)字金相表征系統(tǒng)并在分析過程中完成對樣品在三個方向(x-y-z)上的運動，包括樣品臺1、X軸導軌2、Y軸導軌3和Z軸導軌4，其中，樣品臺I包括盛放I?9個樣品的樣品置放處A?I，樣品臺I固定于X軸導軌2上部，X軸導軌2下方依次布置Y軸導軌3和Z軸導軌4，X軸導軌2、Y軸導軌3分別與X、Y軸驅(qū)動器10電連接，Z軸導軌4與Z軸驅(qū)動器11電連接，通過X、Y軸驅(qū)動器10控制X軸導軌2和Y軸導軌3從而進一步控制樣品臺I的自動順序移動，實現(xiàn)每個樣品的精確定位和連續(xù)送樣，通過Χ、γ軸移動實現(xiàn)每個樣品表面的移動掃描和精確定位；ζ軸驅(qū)動器11與CCD數(shù)字相機6電連接，Z軸的移動由CCD數(shù)字相機6上相鄰兩個像素的相位差產(chǎn)生的電信號控制Z軸驅(qū)動器11從而進一步控制Z軸導軌4以及樣品臺1，實現(xiàn)移動過程中的高精度自動對焦功能。
[0050]數(shù)字信號處理系統(tǒng)用于對采集的金相組織數(shù)字信號進行處理，包括金相顯微鏡5、C⑶數(shù)字相機6、接口 7、圖像處理裝置8和照明光源12。其中，金相顯微鏡5和CXD數(shù)字相機6通過接口 7連接，兩者固定于樣品臺I的上方，照明光源12固定在金相顯微鏡5上對樣品表面進行補光以便采集清晰的圖譜，圖像處理裝置8與CCD數(shù)字相機6電連接，將CCD數(shù)字相機6采集的金相數(shù)字信號進行處理和輸出，從而輸出全視場金相數(shù)字信號和一張高分辨率全視場金相組織圖譜。
[0051]智能分析系統(tǒng)9用于對全視場金相數(shù)字信號進行原位統(tǒng)計分布分析表征，智能分析系統(tǒng)9與圖像處理裝置8電連接，主要是將圖像處理裝置8采集的全視場金相組織數(shù)字信號進行數(shù)理統(tǒng)計解析，實現(xiàn)金相組織的自動鑒別和大尺度金相原位統(tǒng)計分布分析表征。
[0052]本發(fā)明的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征的分析方法，包括如下步驟:
[0053]a)將樣品按尺寸要求進行制備加工；
[0054]b)將制備加工后的樣品進行粗磨、細磨、拋光、浸蝕；
[0055]c)將拋光浸蝕后的多個金相樣品按次序分別置于樣品臺I中的樣品置放處A?I，然后將樣品臺I置于X軸導軌2上面的平臺上，通過CXD數(shù)字相機6在計算機上觀察金相視場；
[0056]d)打開照明光源12，調(diào)節(jié)亮度至全視野光照均勻，視場清晰；
[0057]e)選擇金相顯微鏡5的放大倍數(shù)、樣品掃描的順序、步距、手動或自動對焦，使圖像清晰；
[0058]f)確定A號樣品掃描的起始位置，開始掃描，依次對A?I號樣品進行全視場掃描，掃描過程中，X軸導軌2按設(shè)定步距移動的同時，CCD數(shù)字相機6將傳送對焦信號給Z軸驅(qū)動器11，令其控制Z軸導軌4上下微量移動以實現(xiàn)樣品表面自動對焦，對焦成功后CCD數(shù)字相機6進行數(shù)碼照相并傳輸?shù)街悄芊治鱿到y(tǒng)9，X軸導軌2繼續(xù)按設(shè)定步距移動，然后對焦、照相、傳輸，如此往復直到第一個樣品的一行全部掃描結(jié)束；此后，Y軸導軌3按設(shè)定步距移動進行換行，再重復以上掃描步驟，直到第一個樣品的整個表面全部掃描采集，圖像處理裝置8輸出該樣品全視場金相數(shù)字信號，并將數(shù)字信號直接轉(zhuǎn)換為全視場金相圖像，完成第一個樣品的全視場金相組織信號采集與輸出；處理數(shù)字信號時，X軸導軌2和Y軸導軌3移動至B號樣品進行掃描，以此類推完成樣品臺I上所有樣品的掃描和數(shù)字信號采集；
[0059]g)掃描結(jié)束后自動輸出每塊樣品的全視場金相數(shù)字信號，并通過數(shù)字信號智能輸出全視場金相組織圖像；
[0060]h)啟動智能分析系統(tǒng)9，導入步驟g中待分析的全視場金相數(shù)字信號，通過智能分析系統(tǒng)9對所有樣品的全視場金相數(shù)字信號進行統(tǒng)計分析，給出每塊樣品金相組織的點對點的原始狀態(tài)及變化規(guī)律，完成樣品在全視場范圍內(nèi)的金相原位統(tǒng)計分布分析表征；
[0061]i)保存或打印分析結(jié)果。
[0062]如圖3所示，為掃描一塊樣品所采集到的全視場范圍內(nèi)金相組織原始數(shù)字信號，陣列中每一個數(shù)字都是與樣品原始位置一一精確對應。
[0063]如圖4所示，為傳統(tǒng)金相分析儀對一塊樣品進行人為主觀挑選的分析視場，其視場的代表性具有非常大的局限性。
[0064]如圖5所示，為使用傳統(tǒng)金相分析方法沒有被挑選的視場，即所遺漏的視場，說明傳統(tǒng)分析方法并不能全面的表征樣品的金相組織。
[0065]如圖6所示，為由采集的原始數(shù)字信號輸出的全視場金相組織圖像，無需多個圖像進行無縫拼接，減少圖像拼接時產(chǎn)生的誤差。
[0066]本發(fā)明的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀具備如下功能:多個樣品連續(xù)自動進樣的高通量表征；樣品全視場連續(xù)掃描和金相組織數(shù)字信號采集；材料連續(xù)掃描過程中同步自動對焦功能；全視場金相組織在樣品表面上精確坐標(x，y)定位的原位表征；金相數(shù)字信號直接轉(zhuǎn)換成全視場金相組織圖像；材料全視場范圍的疏松、裂紋、縮孔、偏析、缺陷的原位統(tǒng)計分布分析表征；材料全視場范圍內(nèi)的晶粒度、碳化物、夾雜物以及組成相等各種組織的類型、數(shù)量、大小和形狀等特性的大尺度原位統(tǒng)計分布分析表征；組織最大偏析與最小偏析的空間定位分析；全視場表觀致密度的統(tǒng)計解析；組織統(tǒng)計符合度的解析等。
[0067]該分析儀可以實現(xiàn)材料中大尺度范圍內(nèi)(cm2級)，各種金相組織的自動鑒別、自動評級和原位統(tǒng)計分布分析表征；同時，通過特殊的樣品臺可以實現(xiàn)I?9個樣品金相組織的高通量自動表征，并且能夠?qū)D像中的金相組織在樣品表面上精確定位，從而實現(xiàn)原位統(tǒng)計分布分析映射表征。
【權(quán)利要求】
1.一種高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀，其特征在于: 該分析儀包括高通量自動進樣掃描系統(tǒng)、數(shù)字信號處理系統(tǒng)、智能分析系統(tǒng)，其中， 高通量自動進樣掃描系統(tǒng)包括:樣品臺(l)、x軸導軌(2)、γ軸導軌(3)和Z軸導軌(4)，其中，樣品臺(I)固定于X軸導軌(2)上部，X軸導軌(2)下方依次布置Y軸導軌(3)和Z軸導軌(4)，X軸導軌(2)、Υ軸導軌(3)分別由X、Y軸驅(qū)動器(10)驅(qū)動，控制樣品臺(I)的自動順序移動，實現(xiàn)多個樣品的順序自動分析；Z軸導軌(4)由Z軸驅(qū)動器(11)驅(qū)動，移動實現(xiàn)移動過程中的自動對焦功能，Z軸的移動由CCD數(shù)字相機(6)產(chǎn)生的信號來控制Z軸驅(qū)動器(11); 數(shù)字信號處理系統(tǒng)包括:金相顯微鏡(5)、CCD數(shù)字相機￠)、接口(7)、圖像處理裝置(8)和照明光源(12)，其中，金相顯微鏡(5)和CCD數(shù)字相機(6)通過接口(7)連接，兩者固定于樣品臺⑴的上方，照明光源(12)固定在金相顯微鏡(5)上，圖像處理裝置⑶與CXD數(shù)字相機(6)連接； 智能分析系統(tǒng)(9)與圖像處理裝置(8)連接，對采集的原始數(shù)字信號進行數(shù)理統(tǒng)計解析并對金相組織自動鑒別和cm2級范圍金相原位統(tǒng)計分布分析表征，也通過數(shù)字信號輸出樣品在全視場范圍內(nèi)的金相組織圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀，其特征在于: 所述樣品臺⑴包括盛放I?9個樣品的樣品置放處㈧?⑴。
3.如權(quán)利要求1所述的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀，其特征在于: 通過X、Y軸驅(qū)動器(10)控制X軸導軌(2)、Y軸導軌(3)從而進一步控制樣品臺(I)的自動順序移動。
4.如權(quán)利要求1所述的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀，其特征在于: 由CCD數(shù)字相機(6)上相鄰兩個像素的相位差產(chǎn)生的電信號控制Z軸驅(qū)動器(11)從而進一步控制Z軸導軌(4)以及樣品臺(I)。
5.如權(quán)利要求1所述的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀，其特征在于: 所述分析儀可實現(xiàn)金屬材料全視場范圍的疏松、裂紋、縮孔、偏析、缺陷的原位統(tǒng)計分布表征，金屬材料全視場范圍內(nèi)的晶粒度、碳化物、夾雜物以及組成相等各種組織的類型、數(shù)量、大小和形狀等特性的大尺度原位統(tǒng)計分布分析表征，金相組織最大偏析與最小偏析的空間定位分析，全視場表觀致密度的統(tǒng)計解析，組織統(tǒng)計符合度的解析等。
6.一種如權(quán)利要求1所述的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征分析儀的分析方法，其特征在于: 包括如下步驟: a)將樣品按尺寸要求進行制備加工； b)將制備加工后的樣品進行粗磨、細磨、拋光、浸蝕； c)將拋光浸蝕后的多個金相樣品按次序分別置于樣品臺(I)中的樣品置放處(A)?(I)，然后將樣品臺(I)置于X軸導軌(2)上面的平臺上，通過CCD數(shù)字相機(6)在計算機上觀察金相視場； d)打開照明光源(12)，調(diào)節(jié)亮度至全視野光照均勻，視場清晰； e)選擇金相顯微鏡(5)的放大倍數(shù)、樣品掃描的順序、步距、手動或自動對焦，使圖像清晰； f)確定A號樣品掃描的起始位置，開始掃描，依次對A?I號樣品進行全視場掃描； g)掃描結(jié)束后自動輸出每塊樣品的全視場金相數(shù)字信號，并通過數(shù)字信號智能輸出全視場金相組織圖像； h)啟動智能分析系統(tǒng)(9)，導入步驟g中待分析的全視場金相數(shù)字信號，通過智能分析系統(tǒng)(9)對所有樣品的全視場金相數(shù)字信號進行統(tǒng)計分析，給出每塊樣品金相組織的點對點的原始狀態(tài)及變化規(guī)律，完成樣品在全視場范圍內(nèi)的金相原位統(tǒng)計分布分析表征； i)保存或打印分析結(jié)果。
7.如權(quán)利要求6所述的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征的分析方法，其特征在于: 步驟f中，掃描過程中，X軸導軌(2)按設(shè)定步距移動的同時，C⑶數(shù)字相機(6)將傳送對焦信號給Z軸驅(qū)動器(11)，令其控制Z軸導軌(4)上下微量移動以實現(xiàn)樣品表面自動對焦，對焦成功后CCD數(shù)字相機(6)進行數(shù)碼照相并傳輸?shù)街悄芊治鱿到y(tǒng)(9)，X軸導軌(2)繼續(xù)按設(shè)定步距移動，然后對焦、照相、傳輸，如此往復直到第一個樣品的一行全部掃描結(jié)束；此后，Y軸導軌(3)按設(shè)定步距移動進行換行，再重復以上掃描步驟，直到第一個樣品的整個表面全部掃描采集，圖像處理裝置(8)輸出該樣品全視場金相數(shù)字信號，并將數(shù)字信號直接轉(zhuǎn)換為全視場金相圖像，完成第一個樣品的全視場金相組織信號采集與輸出；處理數(shù)字信號時，X軸導軌(2)和Y軸導軌(3)移動至B號樣品進行掃描，以此類推完成樣品臺(I)上所有樣品的掃描和數(shù)字信號采集。
8.如權(quán)利要求6所述的高通量數(shù)字全視場金相原位統(tǒng)計表征的分析方法，其特征在于: 對cm2級材料中金相組織原位數(shù)字信號的高通量自動采集，對數(shù)字信號的特殊數(shù)理統(tǒng)計解析，通過統(tǒng)計分析結(jié)果對樣品的組織進行智能原位統(tǒng)計分布分析表征。
【文檔編號】G01N21/84GK104483317SQ201410852381
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】王海舟, 賈云海, 趙雷, 李冬玲, 鐘振前 申請人:鋼研納克檢測技術(shù)有限公司