CN112815965A - 可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置及方法 - Google Patents

可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置及方法，所述校准的方法包括展开环节，是调整移动支撑架至伸展状态，移动活动架一端远离固定架；调平环节，先将机械成孔检测仪的传感器安装至夹持机构上，调整螺旋锁扣进行固定，再将水平尺放置于所述固定架顶部平面，再调节调平装置使得所述活动架与底面接触固定，使水平尺处于水平状态；角度调节环节，调节旋转机构的手摇柄，将所述指示机构的分度头调整至0°位置，校准装置，包括移动支撑架，以及所述移动支撑架上端的夹持机构、指示机构和旋转机构，本发明结构设计合理，计量校准精度高，方便移动、搬运和调平，可以满足水运工程现场计量校准需求。

Description

可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置及方法
技术领域
本发明的实施例一般涉及工程地基结构检测仪器计量技术领域，并且更具体地，涉及一种可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置及方法。
背景技术
灌注桩钻孔和大口径钻孔工艺广泛应用于高桩码头和港口工程，机械成孔检测仪作为水运工程建设初期必不可少的检测仪器，可以定量给出灌注桩钻孔成孔质量的垂直度参数，垂直度顶角的检测准确是影响着基桩偏差程度和基桩承载力发挥重要作用的关键因素。为保证成孔质量检测数据准确度，定期计量校准其垂直度顶角性能具有实际的研究与应用价值。
目前我国关于平面静态角度计量校准装置发展水平较高，精度准确，但是缺少专门用于工程现场的计量校准装置。机械成孔检测仪是用于水运工程施工现场的检测仪器，设备本身体积较大，配套装置较多，重量较重，并且需要跟随工程现场的迁移和全国不同地质情况而定期更换使用场景。常规用于机械成孔检测仪垂直度顶角的校准装置，对环境要求较高，因此需要检测单位将机械成孔检测仪整个系统运送至计量机构实验室，无法在工程现场及时保障设备的量值准确；因为自重较重，传感器本身伞状的特殊性，导致其与常规角度校准装置的连接、固定和安装成为校准难题，一旦操作不当则会连带损毁计量校准装置。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置及方法，通过移动支撑架、可扩展的活动架和传感器固定部分，实现大重量机械成孔检测仪整机的角度旋转，获得垂直度顶角的修正值，以保障其成孔垂直度的准确可靠。
根据本发明的目的，提供一种可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准方法，包括如下步骤：
展开环节，是调整移动支撑架20至伸展状态，移动活动架一端远离固定架；
调平环节，先将机械成孔检测仪的传感器安装至夹持机构30上，调整螺旋锁扣31进行固定，再将水平尺放置于所述固定架21顶部平面，再调节调平装置60使得所述活动架20与底面接触固定，使水平尺处于水平状态；
角度调节环节，调节旋转机构50的手摇柄，带动所述机械成孔检测仪的传感器与指示机构40同步旋转，将所述指示机构40的分度头调整至0°位置，此时所述机械成孔检测仪的传感器轴线与水平面垂直。
进一步地，在0°～5°测量范围内，每1°设置一个测量点，当测量角度＞5°时，每2°设置一个测量点，操作所述旋转机构50的手摇柄，依次调整所述机械成孔检测仪的传感器与竖直方向的角度，以所述指示机构40的分度头指示各测量点角度为标准值(校准装置标准值)，同时读取所述机械成孔检测仪的传感器示值作为测量值，按公式(1)计算各测量点的示值误差。
Ri＝ri-ri0 (1)
式中：
Ri——第i点垂直度顶角示值误差，°；
ri——第i点机械成孔检测仪垂直度顶角测量值，°；
ri0——第i点校准标准值，°；
其中，i为正整数。
根据本发明的目的，另提供一种可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置，包括：
校准装置，包括移动支撑架，以及所述移动支撑架上端的夹持机构、指示机构和旋转机构；
所述夹持机构与所述指示机构刚性连接，所述夹持机构凸出所述移动支撑架的一端设置有螺旋锁扣；
所述旋转机构与所述指示机构连接；
所述移动支撑架包括固定架和活动架，在所述固定架沿竖直方向的顶端和底端的四个棱角分别通过连接件与所述活动架活动连接，所述固定架底端的四个角处分别安装有可移动滚轴；
调平装置，设置在所述活动架底端，且远离与所述固定架的位置。
进一步地，所述旋转机构是手摇柄和转轴组成，所述手摇柄通过所述转轴带动所述指示机构和所述夹持机构同步转动，保证在同一平面内转动相同的角度。
进一步地，所述夹持机构上端设置机械成孔检测仪的传感器，通过所述螺旋锁扣进行固定。
进一步地，所述指示机构是采用高精度分度头。
进一步地，所述固定架沿竖直方向的高度范围为1.3m～2.0m。
进一步地，所述活动架共有四个，每个所述活动架在与所述固定架连接的位置可以进行0～180°旋转。
进一步地，所述调平装置共有四个，每个所述调平装置可以独立进行高度调整。
在本发明的实施例提供的一种可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置及方法中，实现了以下技术效果：
(1)通过夹持装置和螺旋锁扣的设置可适用不同厂家型号的机械成孔检测仪；
(2)移动支撑架上设置的可移动滚轴和调平装置，增加校准装置便于移动、搬运和调平的功能；
(3)指示机构和夹持装置的刚性连接，便于通过旋转机构带动指示机构和夹持装置的同步转动，保证在同一水平面转动相同的角度；
(4)移动支撑架是由固定架通过连接件与活动架活动连接，当使用校准装置时，移动支撑架是展开的状态，活动架在与固定架连接的位置可以进行 0～180°旋转，为移动支撑架调平和固定作准备；
(5)通过该校准装置的使用方法，不仅实现大重量机械成孔检测仪整机的角度旋转，又通过公式(1)可测得误差值，对于测得的误差值，可以使得拥有机械成孔检测仪的使用单位和用户，清晰的了解机械成孔检测仪的性能和使用状况，在他们使用该设备进行成孔垂直度检测的时候，保障他们检测结果准确。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1为可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置及方法的展开示意图；
图2为可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置及方法的展开俯视图；
图3为可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置及方法的示意图。
其中，图1至3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
10.校准装置 20.移动支撑架 21.固定架 22.活动架 23.连接件 30.夹持机构31.螺旋锁扣 40.指示机构 50.旋转机构 60.调平装置 70.可移动滚轴。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A 和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面参照图1至图3来描述本发明的实施例提供的一种可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置，包括：校准装置10，包括移动支撑架20，以及移动支撑架20上端的夹持机构30、指示机构40和旋转机构50；
夹持机构30与指示机构40刚性连接，夹持机构30凸出移动支撑架20 的一端设置有螺旋锁扣31；
旋转机构50与指示机构40连接；
移动支撑架20包括固定架21和活动架22，在固定架21沿竖直方向的顶端和底端的四个棱角分别通过连接件23与活动架22活动连接，固定架21 底端的四个角处分别安装有可移动滚轴70，可移动滚轴70是体现整个校准装置便携式属性的重要装置，可以在非工作状态下，即移动支撑架20未展开的情况下进行移动。可移动滚轴70在整个装置工作状态，即移动支撑架20 伸展状态下，与四个调平装置60互不影响，相互独立。在进行调平时，可移动滚轴70脱离地面，不影响调平。
调平装置60，设置在活动架22底端，且远离与固定架21的位置。
在一些实施例中，旋转机构50是手摇柄和转轴组成，手摇柄通过转轴带动指示机构40和夹持机构30同步转动，保证在同一平面内转动相同的角度。
在一些实施例中，夹持机构30上端设置机械成孔检测仪的传感器，通过螺旋锁扣31进行固定，对机械成孔检测仪的传感器的重心位置进行锁紧和固定，可适用于不同厂家型号的机械成孔检测仪。
在一些实施例中，指示机构40是采用高精度分度头，分辨力为0.001°，测量结果的扩展不确定度为U＝0.013°(k＝2)。
在一些实施例中，固定架21沿竖直方向的高度范围为1.3m～2.0m。可以满足测量长度范围为1.8m～2.5m的械成孔检测仪的传感器，安装该传感器时应将其重心固定在夹持装置30上。
在一些实施例中，活动架22共有四个，每个活动架22在与固定架21连接的位置可以进行0～180°旋转。
在一些实施例中，调平装置60共有四个，每个调平装置60可以独立进行高度调整，同时保证不同重量的传感器在不同环境下的稳定校准。
本申请还提供一种可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准方法，如下：
1.先将移动支撑架20调整至伸展状态，调节调平装置60实现移动支撑架 20与底面接触，使可移动滚轴70悬空。
2.将机械成孔检测仪的传感器安装至夹持机构30上，调整螺旋锁扣31 进行固定。将水平尺放置于固定架21顶部平面，调节调平装置，使水平尺处于水平状态。
3.调节旋转机构50的手摇柄，带动机械成孔检测仪的传感器与指示机构 40同步旋转，将指示机构40的分度头调整至0°位置，此时机械成孔检测仪的传感器轴线与水平面垂直。
4.在0°～5°测量范围内，每1°设置一个测量点，当测量角度＞5°时，每2°设置一个测量点，操作旋转机构50的手摇柄，依次调整机械成孔检测仪的传感器与竖直方向的角度，以指示机构40的分度头指示各测量点角度为标准值ri0，同时读取机械成孔检测仪的传感器的示值作为测量值ri，按公式(1) 计算各测量点的示值误差Ri。
Ri＝ri-ri0 (1)
式中：
Ri——第i点垂直度顶角示值误差，°；
ri——第i点机械成孔检测仪垂直度顶角测量值，°；
ri0——第i点校准装置标准值，°；
其中i为正整数。
5.校准完毕后，拆下机械成孔检测仪的传感器，调整装置回归非工作状态。
对于测得的误差值，可以使得拥有机械成孔检测仪的使用单位和用户，清晰的了解机械成孔检测仪的性能和使用状况，在他们使用该设备进行成孔垂直度检测的时候，保障他们检测结果准确。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准方法，其特征在于，包括：
展开环节，是调整移动支撑架至伸展状态，移动活动架一端远离固定架；
调平环节，先将机械成孔检测仪的传感器安装至夹持机构上，调整螺旋锁扣进行固定，再将水平尺放置于所述固定架顶部平面，再调节调平装置使得所述活动架与底面接触固定，使水平尺处于水平状态；
角度调节环节，调节旋转机构的手摇柄，带动所述机械成孔检测仪的传感器与指示机构同步旋转，将所述指示机构的分度头调整至0°位置，此时所述机械成孔检测仪的传感器轴线与水平面垂直。
2.根据权利要求1所述的可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准方法，其特征在于，在0°～5°测量范围内，每1°设置一个测量点，当测量角度＞5°时，每2°设置一个测量点，操作所述旋转机构的手摇柄，依次调整所述机械成孔检测仪的传感器与竖直方向的角度，以所述指示机构的分度头指示各测量点角度为标准值(校准装置标准值)，同时读取所述机械成孔检测仪的传感器示值作为测量值，按公式(1)计算各测量点的示值误差。
Ri＝ri-ri0 (1)
式中：
Ri——第i点垂直度顶角示值误差，°；
ri——第i点机械成孔检测仪垂直度顶角测量值，°；
ri0——第i点校准标准值，°；
其中，i为正整数。
3.可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置，其特征在于，包括：
校准装置，包括移动支撑架，以及所述移动支撑架上端的夹持机构、指示机构和旋转机构；
所述夹持机构与所述指示机构刚性连接，所述夹持机构凸出所述移动支撑架的一端设置有螺旋锁扣；
所述旋转机构与所述指示机构连接；
所述移动支撑架包括固定架和活动架，在所述固定架沿竖直方向的顶端和底端的四个棱角分别通过连接件与所述活动架活动连接，所述固定架底端的四个角处分别安装有可移动滚轴；
调平装置，设置在所述活动架底端，且远离与所述固定架的位置。
4.根据权利要求3所述的可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置，其特征在于，所述旋转机构是手摇柄和转轴组成，所述手摇柄通过所述转轴带动所述指示机构和所述夹持机构同步转动，保证在同一平面内转动相同的角度。
5.根据权利要求4所述的可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置，其特征在于，所述夹持机构上端设置机械成孔检测仪的传感器，通过所述螺旋锁扣进行固定。
6.根据权利要求5所述的可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置，其特征在于，所述指示机构是采用高精度分度头。
7.根据权利要求6所述的可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置，其特征在于，所述固定架沿竖直方向的高度范围为1.3m～2.0m。
8.根据权利要求7所述的可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置，其特征在于，所述活动架共有四个，每个所述活动架在与所述固定架连接的位置可以进行0～180°旋转。
9.根据权利要求8所述的可移动的机械成孔检测仪垂直度顶角计量校准装置，其特征在于，所述调平装置共有四个，每个所述调平装置可以独立进行高度调整。
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