根据这个需求，国外早已研制生产了性能良好的应用于生产现场的大型硬度计，国内也在三十几年前就开始生产初级阶段的简易门式大型硬度计，近年来国内大型硬度计的研发有了快速进步，硬度在线检测项目层出不穷。本文将会就国内外典型大型门式硬度计展开介绍。
门式硬度计
结构：
一个底台、一个测量台、一个门架、一个升降装置，一个测量头。
特点：
门式硬度计的结构设计及功能配置很灵活，测量台可以是固定的台面，也可以是滑动的平台，还可以是可自动移动的小台车，门架可以安装在底台上，也可以安装在车间地面上，还可以沿底台或地面上的轨道自动移动。升降装置可以固定在门架横梁中间，也可以沿横梁移动，测量头可以是只带有加力功能的，也可以在测量头旁边安装一个压痕测量头，还可以将二者集成在一个测量头内，同时完成施加试验力及测量压痕的功能。
以全自动门式硬度计为核心，可以构成一套针对某一种特定产品的在线自动硬度检测系统。典型的门式硬度计有如下几种：
1 中国生产的HBM—3000A型门式布氏硬度计
图1 国产HBM—3000A型门式布氏硬度计
由莱州华银试验仪器有限公司生产的HBM-3000A型门式布氏硬度计如图1所示。
结构
这是国内最早的门式布氏硬度计，由莱州华银公司于上个世纪七十年代开始生产。仪器由一个架体、一个中横梁、一个硬度测量头、一个液压站、一个电控柜构成。仪器由液压装置电机控制中横梁带动测量头做垂直方向的移动。3000 kg的试验力由液压系统提供。
操作过程
测量时工件被放到测砧上，液压装置电机推驱动中横梁向下移动，当压头接触到工件时电机停止运动，这时硬度测量头在液压系统的推动下，向工件施加3000 kg试验力，保压10s后液压系统卸除试验力，电机带动中横梁升起。此时，操作者应取下工件，用读数显微镜读取压痕直径，查表，得到布氏硬度值。
缺点
这种仪器是门式硬度计的初级产品，测量台是固定在测量头下方的，工件要由人工放置到测量台上，测量台的面积很小，安放工件也不方便，稍大的工件放不稳，稍重的工件拿不动，只能用于测试几十公斤以内的中小型零件，更大零件的测试会有困难，并且需要两个以上操作人员配合。
2 中国生产的HBM—3000B型门式布氏硬度计
图2 国产HBM—3000B型门式布氏硬度计
莱州华银试验仪器有限公司生产的HBM—3000B型门式布氏硬度计如图2所示。
结构
这种仪器是目前国内应用量最大的门式硬度计。
仪器由架体、横梁、测量头和电控柜构成。架体由底座、测量台、测量台的驱动机构以及两根螺杆立柱组成。横梁上带有驱动装置，横梁中间是硬度测量头。这是一种真正意义上的门式硬度计，可以测试几百公斤甚至1吨重的工件。
操作过程
仪器的测量过程如下：由吊车将工件放到测量台上，由电机驱动测量台将工件运送到测量头下方，由步进电机驱动横梁沿螺杆向下移动，当测量头接触到工件后，继续移动一小段距离，测量头内部的施力缓冲弹簧向球压头施加3000 kg的试验力，保持10s后，步进电机反向转动，横梁升起。工件上会留下一个布氏压痕，测量台承载工件退出。测量人员用读数显微镜测出压痕直径，查表，得到布氏硬度值。
特点
这种门式硬度计在国内第一次实现了对大型工件的布氏硬度检测。仪器的优点是可以测试大工件，工件上下料比较方便，淘汰了液压加力系统，节约了成本，简化了结构，避免了液压系统漏油及故障带来的烦恼。仪器具有适当的测试精度，可以满足部分大型工件现场硬度检测的需要，此外，仪器还比较便宜。
缺点
仪器的缺点是加力精度不够高，试验力的长期稳定性还不够好。仪器不带力传感器，不能实现试验力的闭环控制。由于弹簧自身的应力松驰作用，使得弹簧力不可能长期稳定在规定值上，仪器测试精度及稳定性还不能达到相应标准规定的要求。
3 英国生产的移动式门式布氏硬度计
图3 英国产门式布氏硬度计
英国富臻公司生产的X—BHD型移动式门式硬度计如图3所示。
结构
仪器由底台、移动门架、升降装置、硬度测量头和电控箱构成。门架安装在底台上，可以由操作者推动沿底台两侧的轨道移动，升降装置安装在横梁上，可以由操作者推动沿横梁做水平移动，硬度测量头安装在升降装置下端。硬度测量头是一个如图2所示的可以自行施加试验力的独立单元，测量头可以是单功能的，也可以是双功能的。
操作过程
仪器的工作过程如下：首先将门架推到旁边，用吊具将工件放置到底台上，操作者打磨工件，将门架推到工件上方，再推动升降装置将测量头移动到工件测试面上方，按↓键，升降装置驱动测量头向下移动，调整测量头位置，使测量头一直对准测试面，测量头接近测试面后按OFF键，再按测量键，测量头内部的驱动装置启动，自动完成加力、保持、卸力动作，在工件上压出一个压痕，按↑键，升高测量头，将门架推开，用压痕自动测量装置的测头测量压痕，显示器上显示出压痕直径和测得的硬度值。如果配备双功能测量头就可在压出压痕后直接得到布氏硬度值。测量完成后，移开工件。
特点
这种仪器的优点是硬度测量头采用闭环控制方式独立的施加试验力，试验力的每一微小偏差都会经过反馈而被修正。其试验力准确、稳定性好、仪器测试精度符合国际标准ISO 6506.2的规定，特别是内置有压痕自动测量装置的测量头可以直接得到布氏硬度值，测量效率提高。仪器的缺点是自动化程度不高，测量操作比较麻烦，门架的行走和测量头沿横梁的移动都要由人工推动完成，操作过程中总是要将门架推来推去，需要一定的体力输出，另外在调整门架及测量头的位置使测量头对准测试面的操作比较麻烦，需要反复调整。
4 英国生产的台车式门式布氏硬度计
图4 英国产台车式布氏硬度计
英国富臻公司生产的台车式布氏硬度计如图4所示。
结构
仪器由钢轨、小台车、门架、升降装置、测量头及电控箱构成。门架和钢轨安装在车间地面上，电动台车在轨道上行走，将工件输送到测量头下方，升降装置驱动硬度测量头做垂直方向的移动。仪器的测试精度与X-BHD型相同，测试操作比较简便。
特点
仪器的设计是专门用来测试钢瓶、钢管、轧辊、轴类等大型圆柱状工件的。仪器可以按照客户的需要定制，原则上，只要加长钢轨及台车长度或采用双台车、三台车方式，该仪器就可以测试长达20米的柱状工件，如果台车上的支承轮改成电动的，就可以测试圆柱形工件表面上任意一点的硬度。
5 中国生产的TXMS-3000型门式布氏硬度计
图5 国产门式自动布氏硬度计
沈阳天星智能检测设备有限公司生产的TXMS—3000型自动门式布氏硬度计如图5所示。
结构
仪器由底台、台车、门架、升降装置、硬度测量头、压痕测量头以及电控柜构成。底台上设有钢轨，台车可沿钢轨移动，硬度测量头和压痕测量头安装在升降装置下端，显示器安装在门架立柱上。台车的移动、升降装置的水平及垂直移动都由伺服电机控制，硬度测量头同英国富臻公司ATH2型测量头一样，是一个可以自行施加试验力的独立单元，该测量头采用闭环控制方式施加试验力，试验力准确、稳定性好。硬度测量头内设有激光十字瞄准装置，操作者可以方便地确定测试点。
操作过程
仪器测量操作过程如下：工件被吊具放置到台车上，操作者用角磨机在工件上打磨一个测试面，利用测量头内的激光十字瞄准装置，操作手持控制器控制台车及测量头的移动，使工件位于测量头下方，让测量头对准测试面。按测量键，仪器会自动完成后续的全部动作，包括测量头快速向下移动，减速，停止，测量头内的驱动装置启动，完成加力、保持、卸力的操作，压出压痕，压痕测量头自动移动到压痕上方，测量压痕，显示器显示出测得的压痕直径和布氏硬度值。
特点
如果测试相同规格的批量工件，并且每次测试时可以保证工件放置到同一位置，那么这种仪器就可以实现一键式的全自动测量，在操作者按测量键之后，仪器可以根据上一个工件测试点的坐标，自动找到测试点，完成全部测量动作。
这种仪器如果配上打磨装置、上下料装置以及远程通讯功能，就可以成为针对一种特定工件的在线自动硬度检测系统。
技术参数
仪器可测试工件的最大高度800mm，最大直径1000mm，最大重量3000kg，示值误差和重复性误差符合GB/T231.2、ISO6506.2及ASTM E10的规定。仪器自动化程度高，测量准确，稳定性好。
