笔式里氏硬度计的工作原理是基于里氏硬度测量原理,通过测量冲击体反弹速度来计算材料的硬度。以下是其具体工作原理:
冲击过程:笔式里氏硬度计内置有一个冲击装置,当使用时,冲击体在弹簧力的作用下被加速,冲向被测材料表面。冲击体与被测材料接触后,会产生弹性变形和塑性变形,冲击体的一部分能量被材料吸收,另一部分能量使冲击体反弹。
速度测量:硬度计通过内置的传感器测量冲击体冲击前和冲击后的速度。一般采用电磁感应原理,冲击体上安装有磁性元件,在冲击过程中,磁性元件通过线圈时会产生感应电动势,通过对感应电动势的分析和处理,可以精确测量出冲击体的速度。
硬度计算:根据里氏硬度定义,里氏硬度值与冲击体反弹速度和冲击速度的比值相关。计算公式为\(HL=1000\times\frac\),其中\(HL\)为里氏硬度值,\(v_b\)为冲击体反弹速度,\(v_a\)为冲击体冲击速度。硬度计内部的微处理器根据测量得到的速度值,按照上述公式计算出里氏硬度值,并在显示屏上显示出来。
不同材料的硬度不同,吸收和消耗冲击能量的能力也不同。对于硬度较高的材料,冲击体反弹速度相对较高,里氏硬度值也较大;而对于硬度较低的材料,冲击体反弹速度相对较低,里氏硬度值也较小。通过这种方式,笔式里氏硬度计可以快速、便捷地测量各种材料的硬度,并且可以根据需要进行不同硬度单位的转换,如洛氏硬度、布氏硬度等。