CN109870096A - 一种基体表面凹凸程度的原位无损测量装置及表征方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基体表面凹凸程度的原位无损测量装置及表征方法，该测量装置包括标准校准板和下侧带有滑道的矩形板，设置于滑道左右两端的滑动模块及基准定位针、设置于滑道中间的滑动模块及上下调节的测量针、设置于基准定位针上部的双向激光发射器、设置于测量针上部的三向激光发射器、设置于矩形板上的横向标尺及纵向标尺；本发明还公开了一种基体表面凹凸程度的原位无损测量表征方法，通过测量装置对基体表面进行测量，并计算、作图进行表征；本发明的装置便携、易操作，可实现原位无损测量；方法简单、易操作，可快速表征设备材料基体表面的凹凸程度。
Description
技术领域
本发明涉及基体表面测量及表征技术领域，具体涉及一种基体表面凹凸程度的原位无损测量装置及表征方法。
背景技术
多数设备材料在运行过程中存在磨损、腐蚀及腐蚀产物聚集现象，导致材料表面出现坑蚀或凸起等缺陷。目前针对基体表面微小凹凸程度的测量多数是通过切割基体材料进行局部取样，采用大型光学显微镜进行测量并表征；针对基体表面肉眼可见的凹凸缺陷，多数采用游标卡尺或标尺进行测量及表征。
但是，采用上述方法存在以下缺点：
1)通过对设备基体材料进行切割局部取样，采用大型光学显微镜测量并表征过程中对设备进行不可恢复的破坏，不利于设备的持续利用。
2)采用游标卡尺或标尺对大设备上较小凸起或凹陷不便于进行测量及表征，该方法具有一定局限性。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基体表面凹凸程度的原位无损测量装置，该装置便携、易操作，可实现原位无损测量。本发明的另一个目的是提供一种基体表面凹凸程度的表征方法，该方法简单、易操作，可快速表征设备材料基体表面的凹凸程度。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种基体表面凹凸程度的原位无损测量装置，包括标准校准板r和下侧带有滑道c的矩形板，位于滑道c中间的测量针滑动模块n及设置于测量针滑动模块n上能够上下调节的测量针m，位于滑道c上并位于测量针滑动模块n左右两端的左滑动模块a和右滑动模块e及分别设置于左滑动模块a和右滑动模块e上的左基准定位针b和右基准定位针f，分别设置于左基准定位针b和右基准定位针f上部的左双向激光发射器d和右双向激光发射器h，设置于测量针m上部的三向激光发射器k，设置于矩形板上的横向标尺i及纵向标尺j；所述滑动模块a、e可沿滑道c左右滑动；所述左基准定位针b和右基准定位针f能够分别沿左滑动模块a和右滑动模块e上下滑动，所述纵向标尺j及测量针m能够随测量针滑动模块n沿滑道c左右同步滑动。
所述标准校准板r用于确定左基准定位针b和右基准定位针f与测量针m在纵向测量中的***误差。
所述左滑动模块a、左基准定位针b和右滑动模块e、右基准定位针f分别设置左固定装置g和右固定装置p。
所述左双向激光发射器d、右双向激光发射器h和三向激光发射器k用于定点于横向标尺i及纵向标尺j，便于读取数据。
一种基体表面凹凸程度的原位无损测量表征方法，通过以下步骤进行：
步骤1，将左基准定位针b、右基准定位针f及测量针m同时垂直置于标准校准板r上，由左双向激光发射器d和右双向激光发射器h分别指示调整左基准定位针b和右基准定位针f固定装置并固定于同一水平位置，左基准定位针b和右基准定位针f分别对应于纵向标尺读数为Zd或Zh，测量针m对应于纵向标尺读数为Zk，计算测量装置***误差为：S＝|Zk-Zd|或S＝|Zk-Zh|；
步骤2，将步骤1中已定位的测量装置左基准定位针b和右基准定位针f置于基体表面无明显凹凸处，调整测量针滑动模块n对基体表面某一点进行测量并表征，亦能够对左基准定位针b和右基准定位针f两点线段间多点进行测量并表征，乃至基体某个面多点进行测量并表征，记作Zkn，n＝1、2、3……；
步骤3，根据公式H＝Zkn-S或H＝Zkn-|Zk-Zb|或H＝Zkn-|Zk-Zh|计算基体表面凹凸高度H，当H>0，表示测量点高于基体基准面，即为凸起；当H＝0，表示测量点位于基体基准面，即为平面点；当H<0，表示测量点低于基体基准面，即为凹陷点；
步骤4，根据步骤3所测量及计算得出的基体表面凹凸高度H，对基体表面某一点凹凸程度进行表征；当对左基准定位针b和右基准定位针f两点线段间多点进行测量、计算时，以左基准定位针b所对应的横向标尺读数为原点，即Xd，以测量针m所对应的横向标尺读数Xk与Xd的差值为X坐标，以测量针m所对应的纵向标尺读数Zkn为Y坐标绘制二维曲线表征基体表面某一线段的凹凸程度；当选择一个面进行多点测量、计算时，以左基准定位针b所对应的横向标尺读数为原点，即Xd，以测量针m所对应的横向标尺读数Xk与Xd的差值为X坐标，以沿原点上下平移矩形板为Y坐标，以测量针m所对应的纵向标尺读数Zkn为Z坐标，采用作图软件绘制三维立体图表征某一个面的凹凸程度。
与现有技术相比，本发明的优点为：
本发明的基体表面凹凸程度的原位无损测量装置便携、易操作，可实现原位无损测量；本发明的基体表面凹凸程度的表征方法简单、易操作，可快速表征设备材料基体表面某一点、某一线段间或某一个面的凹凸程度。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的基体表面凹凸程度的原位无损测量装置主体结构示意图。
图2为本发明的基体表面凹凸程度的原位无损测量装置的标准校准板示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
参考图1和图2所示，本发明提供了一种基体表面凹凸程度的原位无损测量装置，包括分体的标准校准板r和下侧带有滑道c的矩形板，位于滑道c中间的测量针滑动模块n及设置于测量针滑动模块n上能够上下调节的测量针m，位于滑道c上并位于测量针滑动模块n左右两端的左滑动模块a和右滑动模块e及分别设置于左滑动模块a和右滑动模块e上的左基准定位针b和右基准定位针f，分别设置于左基准定位针b和右基准定位针f上部的左双向激光发射器d和右双向激光发射器h，设置于测量针m上部的三向激光发射器k，设置于矩形板上的横向标尺i及纵向标尺j；所述滑动模块a、e可沿滑道c左右滑动；所述左基准定位针b和右基准定位针f能够分别沿左滑动模块a和右滑动模块e上下滑动，所述纵向标尺j及测量针m能够随测量针滑动模块n沿滑道c左右同步滑动。
本发明的基体表面凹凸程度的原位无损测量装置中，标准校准板r用于确定左基准定位针b和右基准定位针f与测量针m在纵向测量中的***误差，左基准定位针b和右基准定位针f分别设置于左滑动模块a和右滑动模块e上，且可上下调节，左滑动模块a和右滑动模块e可沿滑道c左右调节，均可分别通过左固定装置g和右固定装置p定位，将已定位左基准定位针b和右基准定位针f置于待测基体表面，调节测量针滑动模块n及测量针m，可进行基体表面凹凸程度原位无损测试。
本发明的基体表面凹凸程度测量装置，操作简单、便携、可进行原位无损测试，易在实践中应用。
本发明还提供了一种基体表面凹凸程度的表征方法，通过测量装置对基体表面进行测量，并计算、作图进行表征。
具体步骤：
步骤1，将左基准定位针b、右基准定位针f及测量针m同时垂直置于标准校准板r上，由左双向激光发射器d和右双向激光发射器h分别指示调整左基准定位针b和右基准定位针f固定装置并固定于同一水平位置，左基准定位针b和右基准定位针f分别对应于纵向标尺读数为Zd或Zh，测量针m对应于纵向标尺读数为Zk，计算测量装置***误差为：S＝|Zk-Zd|或S＝|Zk-Zh|；
步骤2，将步骤1中已定位的测量装置左基准定位针b和右基准定位针f置于基体表面无明显凹凸处，调整测量针滑动模块n对基体表面某一点进行测量并表征，亦能够对左基准定位针b和右基准定位针f两点线段间多点进行测量并表征，乃至基体某个面多点进行测量并表征，记作Zkn，n＝1、2、3……；
步骤3，根据公式H＝Zkn-S或H＝Zkn-|Zk-Zb|或H＝Zkn-|Zk-Zh|计算基体表面凹凸高度H，当H>0，表示测量点高于基体基准面，即为凸起；当H＝0，表示测量点位于基体基准面，即为平面点；当H<0，表示测量点低于基体基准面，即为凹陷点；
步骤4，根据步骤3所测量及计算得出的基体表面凹凸高度H，对基体表面某一点凹凸程度进行表征；当对左基准定位针b和右基准定位针f两点线段间多点进行测量、计算时，以左基准定位针b所对应的横向标尺读数为原点，即Xd，以测量针m所对应的横向标尺读数Xk与Xd的差值为X坐标，以测量针m所对应的纵向标尺读数Zkn为Y坐标绘制二维曲线表征基体表面某一线段的凹凸程度；当选择一个面进行多点测量、计算时，以左基准定位针b所对应的横向标尺读数为原点，即Xd，以测量针m所对应的横向标尺读数Xk与Xd的差值为X坐标，以沿原点上下平移矩形板为Y坐标，以测量针m所对应的纵向标尺读数Zkn为Z坐标，采用Excel、Oringin等作图软件绘制三维立体图表征某一个面的凹凸程度。
本发明的基体表面凹凸程度的表征方法简单、易操作，可快速表征设备材料基体表面某一点、某一线段间或某一个面的凹凸程度。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种基体表面凹凸程度的原位无损测量装置，其特征在于，包括标准校准板(r)和下侧带有滑道(c)的矩形板，位于滑道(c)中间的测量针滑动模块(n)及设置于测量针滑动模块(n)上能够上下调节的测量针(m)，位于滑道(c)上并位于测量针滑动模块(n)左右两端的左滑动模块(a)和右滑动模块(e)及分别设置于左滑动模块(a)和右滑动模块(e)上的左基准定位针(b)和右基准定位针(f)，分别设置于左基准定位针(b)和右基准定位针(f)上部的左双向激光发射器(d)和右双向激光发射器(h)，设置于测量针(m)上部的三向激光发射器(k)，设置于矩形板上的横向标尺(i)及纵向标尺(j)；所述滑动模块(a、e)可沿滑道(c)左右滑动；所述左基准定位针(b)和右基准定位针(f)能够分别沿左滑动模块(a)和右滑动模块(e)上下滑动，所述纵向标尺(j)及测量针(m)能够随测量针滑动模块(n)沿滑道(c)左右同步滑动。
2.根据权利要求1所述的基体表面凹凸程度的原位无损测量装置，其特征在于，所述标准校准板(r)用于确定左基准定位针(b)和右基准定位针(f)与测量针(m)在纵向测量中的***误差。
3.根据权利要求1所述的基体表面凹凸程度的原位无损测量装置，其特征在于，所述左滑动模块(a)、左基准定位针(b)和右滑动模块(e)、右基准定位针(f)分别设置左固定装置(g)和右固定装置(p)。
4.根据权利要求1所述的基体表面凹凸程度的原位无损测量装置，其特征在于，所述左双向激光发射器(d)、右双向激光发射器(h)和三向激光发射器(k)用于定点于横向标尺(i)及纵向标尺(j)，便于读取数据。
5.一种基体表面凹凸程度的原位无损测量表征方法，其特征在于，通过以下步骤进行：
步骤1，将左基准定位针(b)、右基准定位针(f)及测量针(m)同时垂直置于标准校准板(r)上，由左双向激光发射器(d)和右双向激光发射器(h)分别指示调整左基准定位针(b)和右基准定位针(f)固定装置并固定于同一水平位置，左基准定位针(b)和右基准定位针(f)分别对应于纵向标尺读数为Zd或Zh，测量针(m)对应于纵向标尺读数为Zk，计算测量装置***误差为：S＝|Zk-Zd|或S＝|Zk-Zh|；
步骤2，将步骤1中已定位的测量装置左基准定位针(b)和右基准定位针(f)置于基体表面无明显凹凸处，调整测量针滑动模块(n)对基体表面某一点进行测量并表征，亦能够对左基准定位针(b)和右基准定位针(f)两点线段间多点进行测量并表征，乃至基体某个面多点进行测量并表征，记作Zkn，n＝1、2、3……；
步骤3，根据公式H＝Zkn-S或H＝Zkn-|Zk-Zb|或H＝Zkn-|Zk-Zh|计算基体表面凹凸高度H，当H>0，表示测量点高于基体基准面，即为凸起；当H＝0，表示测量点位于基体基准面，即为平面点；当H<0，表示测量点低于基体基准面，即为凹陷点；
步骤4，根据步骤3所测量及计算得出的基体表面凹凸高度H，对基体表面某一点凹凸程度进行表征；当对左基准定位针(b)和右基准定位针(f)两点线段间多点进行测量、计算时，以左基准定位针(b)所对应的横向标尺读数为原点，即Xd，以测量针(m)所对应的横向标尺读数Xk与Xd的差值为X坐标，以测量针(m)所对应的纵向标尺读数Zkn为Y坐标绘制二维曲线表征基体表面某一线段的凹凸程度；当选择一个面进行多点测量、计算时，以左基准定位针(b)所对应的横向标尺读数为原点，即Xd，以测量针(m)所对应的横向标尺读数Xk与Xd的差值为X坐标，以沿原点上下平移矩形板为Y坐标，以测量针(m)所对应的纵向标尺读数Zkn为Z坐标，采用作图软件绘制三维立体图表征某一个面的凹凸程度。
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