[发明专利]基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器及方法

权利要求书

1.一种基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器，其特征在于：该分析仪器包括显微照相矩阵系统(1)、高精密三维数控工作台(2)、计算工作群以及控制和数据处理系统；待测样品(10)为大尺寸金属构件，其中：

该高精密三维数控工作台(2)包括在水平X轴和Y轴方向精密移动用于固定待测样品(10)的水平样品台(8)和垂直于X轴Y轴平面的Z轴(9)；

所述显微照相矩阵系统(1)能够上下移动地固定在高精密三维数控工作台(2)的Z轴(9)上，位于水平样品台(8)上的待测样品(10)的上方；显微照相矩阵系统(1)包括多个阵列布置的显微照相单元；

每个显微照相单元均包括上下依次布置的显微相机(6)和大视场显微镜(7)；

所述计算工作群包括一台服务器(3)、网络交换器(4)和多台工作站(5)；所述服务器(3)与高精密三维数控工作台(2)连接，服务器(3)通过网络交换器(4)分别与多台工作站(5)连接，每台工作站(5)均与显微照相矩阵系统(1)中的多个显微照相单元连接；

计算工作群通过控制和数据处理系统控制高精密三维数控工作台(2)的工作，逐步移动待测样品(10)的位置，使得显微照相矩阵系统(1)遍历所有待测样品(10)的待测表面，并由工作站(5)完成所对应的显微照相单元采集图像的拼接，再由服务器(3)将各工作站(5)的拼接图像拼接成一张完整的待测样品(10)的金相图像，实现对待测样品(10)的全尺度显微照相，进行夹杂物搜索、面积计算、定位、形貌分级放大以及统计分布分析；

该分析仪器对样品的分析尺度为从毫米级至米级；

所述分析仪器能够对1000mm×500mm的大尺度金属构件进行夹杂物快速分析，分析时间小于1小时；

所述分析仪器的夹杂物识别精度为1微米。

2.根据权利要求1所述的基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器，其特征在于：显微照相矩阵系统(1)遍历待测样品(10)的待测表面的过程中，显微照相矩阵系统(1)中的各显微照相单元所拍摄的待测样品(10)的待测表面的图像不重叠。

3.根据权利要求1所述的基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器，其特征在于：待测样品(10)固定在水平样品台(8)上，且待测样品(10)的待测表面平行于水平面。

4.根据权利要求1所述的基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器，其特征在于：所述显微照相矩阵系统(1)通过矩阵固定架能够上下移动地固接在高精密三维数控工作台(2)的Z轴(9)上，其中：每个显微照相单元的系统光轴垂直于待测样品(10)的待测表面。

5.根据权利要求1所述的基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器，其特征在于：所述高精密三维数控工作台(2)的位移精度为微米级。

6.根据权利要求1所述的基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器，其特征在于：显微照相单元的数量依据待测样品(10)的大小设定；工作站(5)的数量依据显微照相单元的数量设定。

7.根据权利要求1所述的基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器，其特征在于：所述计算工作群采用图形处理器GPU。

8.根据权利要求1所述的基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器，其特征在于：所述显微相机(6)采用CMOS传感器C接口CMOS相机，具备同轴照明光源。

9.根据权利要求1所述的基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器，其特征在于：1台工作站(5)与8个显微照相单元连接；48个所述显微照相单元阵列为12×4矩阵。

10.根据权利要求1所述的基于显微照相矩阵的跨尺度夹杂物快速分析仪器，其特征在于：所述分析仪器能够检测的待测样品(10)的最大可分析尺寸长×宽为1000mm×500mm，最小可分析尺寸长×宽为2mm×2mm。