CN219064534U - 一种工程质量检测综合校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工程质量检测综合校准装置，通过将工程水平、垂直度校准装置，内外角检测校准装置，测厚装置和测角装置集成在底面平板上，实现工程质量中基本的平面度、直线度，垂直度、铅直度，厚度和倾斜角度等多维度校准和多参数的测量。本实用新型不仅考虑了垂直度检测尺的零位误差，在设计中创新地采用铅垂自然基准作为仪器的铅垂零位基准，并将光学计量中的双套线对线方式运用到机械设计中，结合光隙法，增加了零位误差的校准方法和校准装置。同时，深入研究工程参数的各种计量原理，本实用新型整合、等效替代了部分标准器，采用“一对多”模式，即一套标准器采用多种计量原理，运用多种校准方法，对应多种被校器具。

Description

一种工程质量检测综合校准装置

技术领域

本实用新型属于计量校准领域，尤其是一种工程质量检测综合校准装置。

背景技术

建筑工程质量是国家发展的“生命线”。随着我国工业化、城镇化、信息化的快速发展，近年来，建筑工程质量事故的发生和曝光日趋增多。建筑工程质量检测器组及相关计量器具，是对建筑物竖直度、水平度、高度和倾斜度等参数进行测量的计量量具，是建筑工程中使用频率最高、适用范围最广的一类检测工具。送检量很大，计量需求高。

JJF1110-2003建筑工程质量检测器组校准规范、JJF1224-2009钢筋保护层、楼板厚度测量仪校准规范等国家计量校准规范分别对垂直度检测尺、楔形塞尺、坡度尺、钢筋位置厚度测量仪等建筑工程质量检测量具的校准方法和校准装置进行了描述。

垂直度检测尺的示值误差的校准是将垂直度检测尺悬挂在立柱上，旋转校准装置的测微头，将垂直度检测尺的指针调整到零位，再将测微头数显装置零。旋转测微头，依次测得量程范围内均匀的五点读数值。用垂直度检测尺的读数值减去测微头给出的标准值，即为垂直度检测尺的示值误差。可见，垂直度检测尺目前并没有零位误差的校准方法和校准装置。而垂直度检测尺的指针零位，是重锤由于重力作用带动指针作钟摆运动的结果。正常情况下，指针零位是准确地位于铅直位置上的，也就是零位误差为零。但由于垂直度检测尺内部的变形，重锤或指针受到阻力作用或是指针变形等原因，零位可能会偏离铅直位置，从而产生零位误差，最终影响示值误差的校准结果。这也是需要对零位误差进行校准的原因。

将内外角检测尺紧贴平板和标准方角尺，此时被测尺所指示的为内外角零位误差。再将测微头清零后，按照要求的校准点，向前依次旋转测微头，测微头的读数即为标准值，被测尺的读数值减去标准值即为相应点的示值误差；楔形塞尺以高度卡尺为标准。测量时将高度卡尺及楔形塞尺放在平板上，上下调整高度卡尺，使其量爪测量边触及楔形塞尺的相应刻线，从高度卡尺上读取数值，读数值减去标称值即为楔形塞尺的厚度偏差；坡度尺是以量块为标准。先将平板调平，再将坡度尺放在平板上，调节水泡到中间位置，坡度尺的指针应指向零位。调好零位后，在前平面靠脚下放一5mm量块，调节水泡到中间位置，坡度尺读数值减去标准值即为坡度尺该点的示值误差。依次换上其他量块，测量其他各点的示值误差；对角检测尺标尺和百格网的长宽度用钢直尺直接测量。钢直尺的读数值减去两者的标称值即为长度偏差；钢筋楼板厚度测量仪以标准厚度块为标准。选择要求的钢筋直径范围，在其对应的保护层厚度测量范围内均匀选取3个标准厚度块，测量值与标准块实际值之差为该点示值误差。

由上，国内检定校准机构普遍根据规程规范，采用单一传统的校准装置和校准方式。由于建筑工程质量相关器具种类较多，需要计量的几何量参数众多，因此其计量过程中使用的标准器种类繁多，校准方法不一，校准过程复杂，计量人员相关的工作量大且繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种工程质量检测综合校准装置，不仅可以校准建筑工程器组量具，而且对于平面度或直线度、铅直度或垂直度、工程厚度、工程角度类的同精度等级的量具都可以进行校准，相当于基本涵盖了所有的工程类基本几何量参数，从而满足社会对量值溯源和校准服务的需求。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种工程质量检测综合校准装置，包括底面平板、工程水平垂直度校准装置、内外角检测校准装置、测厚装置和测角装置，所述工程水平垂直度校准装置、内外角检测校准装置、测厚装置和测角装置安装在底面平板上，工程水平垂直度校准装置用于校准垂直度检测尺，内外角检测校准装置用于校准内外角检测尺，测厚装置用于检测厚度，测角装置用检测于角度。

而且，所述底面平板开设的不同尺寸的V型凹槽，钢筋放置在不同尺寸的V型凹槽中，标准厚度板覆盖在V型凹槽上的，V型凹槽、钢筋和标准厚度板用于校准钢筋位置以及保护层厚度测量仪。

而且，所述工程水平垂直度校准装置包括立板、悬臂、轴、铅锤、定位块、T形块、螺旋测微器、顶杆、弹簧和固定底座；其中，立板垂直安装于底座上，立板顶部设有轴，铅锤和悬臂分别转动连接在轴上，悬臂底部开设一条平行于铅锤线的细缝，以细缝的左右边缘作为双套线，对铅直线的单线进行对线，细缝上端设有定位块，定位块根据垂直度检测尺的实际长度进行微动调节的定位，定位块左右设有T形块，右侧T形块的右端与螺旋测微器相接触，螺旋测微器用于对悬臂进行推动并进行读数，左侧T形块的左端与顶杆连接，顶杆底部通过弹簧与固定底座连接。

而且，所述内外角检测校准装置包括测角安装板、压紧角板、指示表压板、拨叉、立板和手轮，其中底面平板设有内外角检测校准装置的安装空位，测角安装板放置在安装空位上，测角安装板上一端设有压紧角板，另一端设有拨叉立柱，测角安装板中部设有指示表压板，指示表压板顶部设有指示表，拨叉立柱顶部靠近压紧角板的一端设有拨叉，另一端设有拨叉的手轮，拨叉呈H型，压紧角板用于固定内外角检测尺的基面，拨叉用于固定内外角检测尺的工作面。

而且，所述测厚装置包括测厚安装板、测头安装立板、测头和测头拨叉，其中底面平板设有测厚装置的安装空位，测厚安装板放置在安装空位上，测头安装立板垂直安装在测厚安装板的表面，指示表安装在测头安装立板顶端的插孔中，测头安装立板中部设有测头安装套筒，测头与测头安装套筒滑动连接，测头安装套筒的表面开设测头拨叉滑动凹槽，测头拨叉通过测头拨叉滑动凹槽连接测头，用于测头的上下移动。

而且，所述测角装置包括测角安装板、托板安装柱、托板、调节螺钮、固定角板和角度指示器，其中，底面平板设有测角装置的安装空位，测角安装板放置在安装空位上，测角安装板的两端分别垂直安装托板安装柱和固定角板，托板的一端通过销轴连接托板安装柱的顶部，另一端朝向固定角板，调节螺钮设置在靠近固定角板的一端，用于调节托板的上下位移距离，角度指示器安装在固定角板上，用于读取托板的微动值。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型通过将工程水平垂直度校准装置、内外角检测校准装置、测厚装置和测角装置集成在底面平板上，实现工程质量中基本的平面度、直线度，垂直度、铅直度，厚度和倾斜角度等多维度校准和多参数的测量。本实用新型不仅考虑了垂直度检测尺的零位误差，在设计中创新地采用铅垂自然基准，并将光学计量中的双套线对线方式运用到机械设计中，结合光隙法，增加了零位误差的校准方法和校准装置。同时，深入研究工程参数的计量原理，本实用新型整合、等效替代了部分标准器，采用“一对多”模式，即一套标准器采用多种计量原理，运用多种校准方法，对应多种被校器具。

2、本实用新型不仅可以校准建筑工程器组量具，而且对于平面度或直线度、铅直度或垂直度、工程厚度、工程角度类的同精度等级的量具都可以进行校准，相当于基本涵盖了所有的工程类基本几何量参数，从而满足社会对量值溯源和校准服务的需求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型水平垂直度校准装置结构图；

图3为本实用新型内外角检测校准装置结构图；

图4为本实用新型测厚装置结构图；

图5为本实用新型测角装置结构图；

图6为本实用新型双套线对线和单刻线对线对比图；

图7为本实用新型平板三点支撑示意图；

图8为本实用新型垂直度、铅直度相关校准机构部分示意图；

图9为本实用新型工程厚度校准机构部分示意图；

图10为本实用新型工程角度校准机构部分示意图。

标号说明：

1-底面平板、2-工程水平垂直度校准装置、3-内外角检测校准装置、4-测厚装置、5-测角装置、6-V型凹槽、7-标准厚度板、2.1-立板、2.2-悬臂、2.3-轴、2.4-铅锤、2.5-定位块、2.6-T形块、2.7-螺旋测微器、2.8-顶杆、2.9-弹簧、2.10-固定底座、3.1-测角安装板、3.2-压紧角板、3.3-指示表压板、3.4-拨叉、3.5-拨叉立柱、3.6-手轮、4.1-测厚安装板、4.2-测头安装立板、4.3-测头、4.4-测头拨叉、5.1-托板安装柱、5.2-测角安装板、5.3-托板、5.4-调节螺钮、5.5-固定角板、5.6-角度指示器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详述。

一种工程质量检测综合校准装置，如图1所示，包括底面平板1、工程水平垂直度校准装置2、内外角检测校准装置3、测厚装置4和测角装置5，所述工程水平垂直度校准装置、内外角检测校准装置、测厚装置和测角装置安装在底面平板上，工程水平垂直度校准装置用于校准垂直度检测尺，内外角检测校准装置用于校准内外角检测尺，测厚装置用于检测厚度，测角装置用检测于角度。本实用新型实现工程质量中基本的平面度、直线度，垂直度、铅直度，厚度和倾斜角度等多维度校准和多参数的测量，从而在这一套装置上就可以实现目前工程质量基础检测计量器具在几何量领域的全部校准，完成相关标准器的量值传递。整套装置设计结构简洁，使用方便，实用性强。

底面平板采用大理石材质，可以作为平面度、直线度相关校准的主标准器，同时是承担整体机械结构的重心稳固作用的底座，底面平板开设的不同尺寸的V型凹槽6，钢筋放置在不同尺寸的V型凹槽中，标准厚度板7覆盖在V型凹槽上的，V型凹槽、钢筋和标准厚度板配合对钢筋位置及保护层厚度测量仪等仪器类进行校准。

本实用新型采用的理论基础包括铅垂自然基准、双套线对线和光隙法。

铅垂自然基准：

物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。它是万有引力的在地球表面附近的一种表现。重力的施力物体是地球。物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比。重力的方向总是竖直向下。它总是平行于铅线(重力作用线)的方向，所以也称为铅直方向。铅直度的检测是垂直度检测中的一种特殊情况。它所测量的是被测表面与大地水准面间的垂直度。

由于在现行的计量检定中，垂直度较铅直度的校准装置多且常见，且其测量方法更易实现。所以，在实际的计量检定中，往往采用先利用调整水泡等方式校准液面水平，再将垂直于此水平基面的面作为竖直面的原理来校准竖直面，即铅直面。但这种方法实际在存在水平误差的同时引入了垂直度误差。本实用新型开创性地直接以铅垂自然基准作为仪器的铅垂零位基准，改进了对线方式，减少了系统误差因素，提高了测量精度。

双套线对线：

在精密的光学计量仪器中，为了提高刻线对准的方便性和精准度，可以采用双套线对准方法。如图6所示，具体方式是将刻线放置在双刻线中央对准，再进行读数。这种方式比单刻线之间对准要更容易更精确。本装置中借鉴光学仪器的这种对线方式，在机械结构设计中也采用了双线套单线对准原理，提高了铅直基准装置对准的精确度。

光隙法：

光隙法本身是测量微小间隙的一种方法。当用平行白光照射光隙时，光隙的大小与透光颜色有关。当无光透过时，光隙小于0.5μm；当透蓝紫光时，光隙约为0.8μm左右；当透红光时，光隙为1.25～1.75μm；当透光颜色为白光时，则光隙大于2.5μm。我们也可以利用它的这个特点作为平面度、直线度或垂直度校准的辅助方法。

基于以上原理，本实用新型针对工程类仪器的平面度、直线度、垂直度、铅直度、长度、厚度、角度等参数都有针对性的标准和测量。

平面度、直线度属于形状公差中的一种。形状公差是指单一提取要素形状的允许变动量。直线度误差是指被测实际线对其理想直线的变动量，反映了被测直线的不直程度。平面度误差是指实际表面对其理想平面的变动量，反映了被测平面的不平程度。这两个参数用于控制平面或空间直线的形状误差。

平面度直线度的校准，主要是以平板为基础，平板采用三点支撑，如图7，在平板x方向和y方向的中间位置分别贴有水泡。通过水泡的位置可以实现平板的初步调平。再用自准直仪或电子水平仪可以实现平板平面度的溯源。以溯源后的平板为标准，通过观察被校器具与平板的缝隙，利用光隙法可以得到被测物的直线度。必要时可以利用量块或塞尺作为辅助进行更大范围及精度更高的测量。

垂直度是方向公差中控制被测要素与基准要素夹角为90°的公差要求，是限制实际要素对基准在垂直方向上变动量的一项指标。

垂直度校准的关键是立柱垂直度的溯源。在平板上做一个垂直于平板的立柱，经过垂直度的溯源后，这个立柱就可以作为标准直角尺。将直角尺靠在平板和立柱构成的标准直角尺上。跟直线度的校准类似，可以用光隙法进行垂直度的测量，同时可以用量块或塞尺辅助进行更大范围及精度更高的测量。

铅直度，是被测表面与大地水准面间的垂直度，可以说是垂直度检测中的一种特殊情况，其方向是竖直向下。

铅直度的校准，可以采用先利用调整水泡等方式校准液面水平，再将垂直于此水平基面的面作为竖直面的原理来校准竖直面。也可以直接利用铅垂自然基准作标准。由前面的原理分析，利用铅垂自然基准作标准的方法更为直接，引入的误差分量也更少。所以这里，我们采用后者。在立柱的顶端打一个孔，里面插入一个轴，将铅锤线悬于轴上，自然落体下垂，如图8。铅直零位是重锤由于重力作用带动指针作钟摆运动的结果，将底部重锤加装油阻尼器，可减少铅锤线振荡平衡的时间。同时在铅锤线前方设计一个固定悬臂，悬臂底端的缝和铅锤线，实行机械上的双线套单线的对准模式，进行铅直的零位校准。零位校准后，再在悬臂旁边设置一螺旋测微器，通过螺旋测微器将悬臂轻轻推起，通过被测尺和螺旋测微器的读数值，可以得出示值误差。

如图2所示，工程水平垂直度校准装置包括立板2.1、悬臂2.2、轴2.3、铅锤2.4、定位块2.5、T形块2.6、螺旋测微器2.7、顶杆2.8、弹簧2.9和固定底座2.10；其中，立板垂直安装于底座上，底面平板和立板需要进行平面度和垂直度的量值溯源后，才能进行量值传递。立板顶部设有轴，铅锤和悬臂分别转动连接在轴上，悬臂底部开设一条比铅锤线直径略宽的细缝，以细缝的左右边缘作为双套线，对铅锤线的单线进行对线，此部分是以铅垂自然基准作标准，采用机械双套线对线方法。然后对垂直度检测尺的示值误差进行校准。细缝上端设有定位块，定位块根据垂直度检测尺的实际长度进行微动调节的定位，定位块左右设有T形块，右侧T形块的右端与螺旋测微器相接触，螺旋测微器用于对悬臂进行推动并进行读数，左侧T形块的左端与顶杆连接，顶杆底部通过弹簧与固定底座连接，当螺旋测微器进行伸缩时，由于压簧的作用，一直保持着微小的压力，使悬臂能够始终与螺旋测微器贴紧接触。整体机构可以对垂直度检测尺为代表的垂直度、铅直度类计量器具的校准。

如图3所示，内外角检测校准装置包括测角安装板3.1、压紧角板3.2、指示表压板3.3、拨叉3.4、拨叉立柱3.5和手轮3.6，其中底面平板设有内外角检测校准装置的安装空位，测角安装板放置在安装空位上，测角安装板上一端设有压紧角板，另一端设有拨叉立柱，测角安装板中部设有指示表压板，指示表压板顶部设有指示表，拨叉立柱顶部靠近压紧角板的一端设有拨叉，另一端设有拨叉的手轮，拨叉呈H型，压紧角板用于固定内外角检测尺的基面，拨叉用于固定内外角检测尺的工作面，旋动手轮使拨叉带动工作面前后移动，同时用插在指示表压板上的指示表进行读数。同时H型拨叉能够施加推力，亦可施加拉力，双向带动内外角检测尺，从而在这一个机构上就实现了内外角两者的校准。

如图4所示，测厚装置包括测厚安装板4.1、测头安装立板4.2、测头4.3和测头拨叉4.4，其中底面平板设有测厚装置的安装空位，测厚安装板放置在安装空位上，测头安装立板垂直安装在测厚安装板的表面，指示表安装在测头安装立板顶端的插孔中，测头安装立板中部设有测头安装套筒，测头与测头安装套筒滑动连接，测头安装套筒的表面开设测头拨叉滑动凹槽，测头拨叉通过测头拨叉滑动凹槽连接测头，用于测头的上下移动。

用测头拨叉将指示表、测头同时抬起，放置好被测物后，松开测头拨叉，测头拨叉便随着表头带动测头落下，通过测头间接接触被测物表面。测头可以根据被测物的表面和校准要求选择尖头、刀口、平面等进行更换。测头拨叉的主要作用是连接指示表和测头，同时这部分装置可进行如楔形塞尺等楔形块、厚度块的校准。

工程厚度量具，主要作用一般是测量工程质量的间隙，如楔形塞尺。测厚装置就是针对这类量具的校准装置。在平板的正上方，设计一个表架，如图9，将指示表插于表架中。指示表与楔形厚度块并不直接接触，而是通过拨叉连接，用拨叉下面的测头代替指示表自身测头和被测物接触，这样设计的好处是，能保证指示表自身测头的干净，减少污染和磨损，增加高精度指示表的使用寿命。并且，拨叉下方的测头可以根据需要更换为刀口形，针形，平面测头等，以适应不同楔块、厚度块等的表面，增加整套装置的适用性。

如图5所示，测角装置包括托板安装柱5.1、测角安装板5.2、托板5.3、调节螺钮5.4、固定角板5.5和角度指示器5.6，其中，底面平板设有测角装置的安装空位，测角安装板放置在安装空位上，测角安装板的两端分别垂直安装托板安装柱和固定角板，托板的一端通过销轴连接托板安装柱的顶部，托板能够绕销轴进行转动，另一端朝向固定角板，调节螺钮设置在靠近固定角板的一端，用于调节托板的上下位移距离，选择不同的螺距旋钮，可以变换升降的位移和速率。将被测物放在托板上，通过销轴和升降螺钮可实现一端固定，另一端上下微动。微动的位移值可由插在固定角板表架上的角度指示器直接读出，即角度线值。也可根据需要进行反三角函数运算，换算为角度角值。这部分装置可实现坡度尺等坡度、角度类量具的校准。

工程角度量具，一般是用于检测地面的倾斜程度。测角装置就是针对这类量具的校准装置。如图10在平板上设计一个铰链与测量点距离为固定尺寸的托板，托板的尾部设计一个固定的指示表支架。托板的两边是支架，一边是固定支架，另一边则是可调支架。固定支架顶端是一个铰链，托板可绕铰链旋转。可调支架是由下方设计的螺旋微动装置进行微动调整。当螺旋微动装置向上旋动时，托板被慢慢托举起来；当螺旋微动装置向下旋动时，托板由于自身重力，慢慢随着下降。整个上下微动的位移可由托板尾部的指示表读出。移动的位移即角度线值，可根据需要换算为角度角值。

最后在底面平板1或立板8的空余位置激光刻印标准线纹，经过计量溯源后，即可进行如对角检测尺线纹类的量传。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种工程质量检测综合校准装置，其特征在于：包括底面平板、工程水平垂直度校准装置、内外角检测校准装置、测厚装置和测角装置，所述工程水平垂直度校准装置、内外角检测校准装置、测厚装置和测角装置安装在底面平板上，工程水平垂直度校准装置用于校准垂直度检测尺，内外角检测校准装置用于校准内外角检测尺，测厚装置用于检测厚度，测角装置用检测于角度。

2.根据权利要求1所述的一种工程质量检测综合校准装置，其特征在于：所述底面平板开设的不同尺寸的V型凹槽，钢筋放置在不同尺寸的V型凹槽中，标准厚度板覆盖在V型凹槽上的，V型凹槽、钢筋和标准厚度板用于校准钢筋位置以及其保护层厚度测量仪。

3.根据权利要求1所述的一种工程质量检测综合校准装置，其特征在于：所述工程水平垂直度校准装置包括立板、悬臂、轴、铅锤、定位块、T形块、螺旋测微器、顶杆、弹簧和固定底座；其中，立板垂直安装于底座上，立板顶部设有轴，铅锤和悬臂分别转动连接在轴上，悬臂底部开设一条平行于铅锤线的细缝，以细缝的左右边缘作为双套线，对铅直线的单线进行对线，细缝上端设有定位块，定位块根据垂直度检测尺的实际长度进行微动调节的定位，定位块左右设有T形块，右侧T形块的右端与螺旋测微器相接触，螺旋测微器用于对悬臂进行推动并进行读数，左侧T形块的左端与顶杆连接，顶杆底部通过弹簧与固定底座连接。

4.根据权利要求1所述的一种工程质量检测综合校准装置，其特征在于：所述内外角检测校准装置包括测角安装板、压紧角板、指示表压板、拨叉、立板和手轮，其中底面平板设有内外角检测校准装置的安装空位，测角安装板放置在安装空位上，测角安装板上一端设有压紧角板，另一端设有拨叉立柱，测角安装板中部设有指示表压板，指示表压板顶部设有指示表，拨叉立柱顶部靠近压紧角板的一端设有拨叉，另一端设有拨叉的手轮，拨叉呈H型，压紧角板用于固定内外角检测尺的基面，拨叉用于固定内外角检测尺的工作面。

5.根据权利要求1所述的一种工程质量检测综合校准装置，其特征在于：所述测厚装置包括测厚安装板、测头安装立板、测头和测头拨叉，其中底面平板设有测厚装置的安装空位，测厚安装板放置在安装空位上，测头安装立板垂直安装在测厚安装板的表面，指示表安装在测头安装立板顶端的插孔中，测头安装立板中部设有测头安装套筒，测头与测头安装套筒滑动连接，测头安装套筒的表面开设测头拨叉滑动凹槽，测头拨叉通过测头拨叉滑动凹槽连接测头，用于测头的上下移动。

6.根据权利要求1所述的一种工程质量检测综合校准装置，其特征在于：所述测角装置包括测角安装板、托板安装柱、托板、调节螺钮、固定角板和角度指示器，其中，底面平板设有测角装置的安装空位，测角安装板放置在安装空位上，测角安装板的两端分别垂直安装托板安装柱和固定角板，托板的一端通过销轴连接托板安装柱的顶部，另一端朝向固定角板，调节螺钮设置在靠近固定角板的一端，用于调节托板的上下位移距离，角度指示器安装在固定角板上，用于读取托板的微动值。

Images