고정밀 고기능 유무선통합 경도계 개발
- Alternative Title
- Implementation of High-Precision and High-Function Hardness Test Equipment
- Abstract
- 경도 시험은 재료의 경도를 측정하기 위해 사용되는 방법입니다. 경도는 재료의 영구적 인 압입에 대한 내성을 의미합니다. 경도를 측정하는 수많은 기술이 있으며, 이러한 각 테스트는 테스트중인 단일 재료의 다양한 경도 값을 식별 할 수 있습니다.
본 논문에서는 고정밀 고성능 유무선 디지털 휴대용 경도계를 제안한다. 제안 된 경도 시험기는 경도를 측정하기 위한 센서프로브 부분과, 프로브 부분으로부터 측정 된 데이터를 제어하고 처리하기 위한 제어 시스템 유닛으로 구성된다. 제어 시스템 유닛은 또한 주 제어부 및 무선 통신부 및 센서 프로브 부로 구성된다. 메인 컨트롤러는 신호 프로세서, 인터페이스, 사용자 컨트롤러, 전원 공급 장치, 통신 모듈, 디스플레이 및 메모리로 구성됩니다. 무선 통신 유닛은 신호 프로세서, 장치 제어기 및 Wi-Fi 모듈을 포함한다. 또한 Leeb 및 Rockwell 프로브와 같은 두 가지 유형의 프로브를 개발했습니다. Leeb 프로브를 사용하는 Leeb 리바운드 테스트 방법은 일반적으로 다른 유형의 경도 테스트 방법보다 측정하기 쉽고 정확합니다.
경도 시험기는 무선 구조로 개발 되었기 때문에 접근하기 어려운 코너 영역, 대형 금속 제품 표면 및 응력이있는 깊은 곳과 같은 제한된 공간에 쉽게 접근 할 수 있으며 특정 위치에서 효율적으로 경도를 측정 할 수 있습니다.
제안 된 경도 시험기는 다양한 측정 블록과 시편에 대해 기존 시스템보다 높은 해상도와 정확도를 가진 무선 연결 유형 경도 시험기를 보여주었습니다. 제안 된 시스템은 또한 종래의 경도 시험기와 비교하여 다양한 시험 샘플에 대해 가장 비용 효과적인 것으로 나타났습니다.
A hardness test is a method employed to measure the hardness of a material. Hardness refers to a material's resistance to permanent indentation. There are numerous techniques to measure hardness, and each of these tests can identify varying hardness values for a single material under testing. A hardness test is typically performed by pressing a specifically dimensioned and loaded object (indenter) into the surface of the material that you are testing. The hardness is determined by measuring the depth of indenter penetration or by measuring the size of the impression left by an indenter.
The hardness tester has many applications in the primary metals, metal fabrication, utilities, petroleum, chemical, automotive and aerospace industries. The accurate, reliable and versatile hardness testers are suitable for a wide range of applications.
In this dissertation, we propose high-precision high-performance wired and wireless digital portable hardness tester. The proposed hardness tester is composed of sensor probe part to measure hardness, and control system unit to control and process the data measured from the probe part. The control system unit also consists of the main control part and the wireless communication part, and the sensor probe part.
The main controller is composed of a signal processor, an interface, a user controller, a power supply, a communication module, a display, and a memory. The wireless communication unit contains a signal processor, a device controller, and a wi-fi module.
We also developed probes of two types such as Leeb and Rockwell probes. The Leeb rebound test method using Leeb probe is generally easier to measure, and more accurate than other types of hardness testing methods. This method is used on all metals, except in condition where the test metal structure or surface conditions would introduce too much variations. The Rockwell hardness measurement method is generally easier to measure, and more accurate than other measurement methods. This system is capable of almost unlimited usage in the environments of fields, factories and research institutes.
Since the hardness tester has been developed as a wireless structure, it is easy to access limited spaces such as inaccessible corner areas, surfaces of large metal products, and deep places under stress, and it is possible to efficiently measure hardness at specific locations.
The proposed hardness tester showed the wireless connection type hardness tester with higher resolution and higher accuracy than the existing system for various measurement blocks and specimens. The proposed system also showed most cost effective for the various test samples as compared to conventional hardness tester.
We hope that this hardness tester is widely used in the mechanical and metal industries to measure hardness of a variety of materials such as metals, compound metals, plastics, etc.
- Author(s)
- 김신곤
- Issued Date
- 2020
- Awarded Date
- 2020. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/23795
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000294255
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 정보통신공학과
- Advisor
- 류지열
- Table Of Contents
- 제1장 서론 1
제2장 경도계의 기능 및 특징 5
2.1 경도계의 정의 5
2.2 경도 시험법의 분류 9
2.2.1 정적압입경도시험 9
2.2.2 동적압입경도시험 9
2.2.3 반발경도시험 10
2.2.4 긁기경도시험 10
2.3 경도 시험기의 분류 12
2.4 경도 시험의 특징과 역할 13
2.4.1 실용성 13
2.4.2 비파괴성 13
2.4.3 기동성 14
2.4.4 간편성 14
2.4.5 높은 효율성 14
2.5 경도 측정방법 17
2.5.1 시험의 원리, 특징과 응용범위 이용 17
2.5.2 편차분석 자료 검토 17
2.5.3 이론의 적용 및 응용 17
2.5.4 표준규격의 검토 및 적용 18
2.6 주요 경도기의 종류 및 특징 19
2.6.1 로크웰(Rockwell) 경도기 19
2.6.2 브리넬 경도기 19
2.6.3 비커스 경도기 20
2.6.4 쇼아 경도기 21
2.7 경도계의 측정 및 해석 22
2.7.1 리브(Leeb) 경도계 측정 원리 22
2.7.2 로크웰(Rockwell) 경도계 측정 원리 24
제3장 시스템 설계 및 개발 내용 27
3.1 주요 시스템 개발 내용 27
3.2 리브 경도계 주요 개발 내용 28
3.2.1 프로브 부 28
3.2.1.1 프로브 부 설계 29
3.2.1.2 지지 링 설계 32
3.2.1.3 임팩트 볼(임팩트 바디) 및 코일 헤더 설계 33
3.2.1.4 프로브 부 개발 33
3.2.2 신호처리 및 회로부 38
3.2.3 무선 송신 및 화면 출력부 39
3.3. 로크웰 경도계 개발 41
3.3.1 프로브 부 41
3.3.1.1 프로브 부 설계 42
3.3.1.2 프로브 부 개발 60
3.3.2 로크웰 신호처리 및 회로부 61
3.3.3 무선 송신 및 화면 출력부 64
3.4 무선형 경도계 개발 65
3.4.1 통신 모듈 부 및 디스플레이 부 66
3.4.2 전원 부 및 인터페이스 부 69
3.4.3 신호처리 부 및 디바이스 제어 부 71
3.4.4 임베디드 시스템 유닛 부 75
3.5. 임베디드 프로그램 개발 76
3.5.1. 시스템 연동 안드로이드 OS 구축 76
3.5.2 시스템 제어 전용 소프트웨어 77
3.5.3 사용자 인터페이스 프로그램 78
제4장 측정 및 성능분석 83
4.1 시뮬레이션 결과 83
4.2 측정 방법 및 시스템 구성 86
4.3 유선형 리브 경도계 측정 결과 93
4.4 유선형 로크웰 경도계 측정 결과 98
4.5 무선형 경도계 측정 결과 101
제5장 결론 106
참고 문헌 108
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- Doctor
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- 산업대학원 > 전자정보통신공학과
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