PL178143B1

PL178143B1 - Surface roughness measuring device

Info

Publication number: PL178143B1
Application number: PL95312042A
Authority: PL
Inventors: Jarosław Rajczyk; Marlena Rajczyk; Zbigniew Rajczyk; Tomasz Łęski
Original assignee: Politechnika Czestochowska
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 2000-03-31
Also published as: PL312042A1

Abstract

Urządzenie do pomiaru chropowatości płaskich, poziomychpowierzchni, zawierające korpus o powierzchni dolnej stanowiącej powierzchnię bazową oraz zakończone zbieżnie elementy pomiarowe, osadzone przesuwnie w kierunku prostopadłym do powierzchni bazowej, znamienne tym, że elementy pomiarowe (6) są rozmieszczone wzdłuż krzywej płaskiej i są umieszczone na zewnątrz korpusu (1), w dolnej części połączonej z korpusem (1) głowicy pomiarowej (3), mającej powierzchnię dolnąpowyżej powierzchni bazowej (2) korpusu i zaopatrzonej w przezroczyste zewnętrzne ściany, wyposażone w podziałkę (4) wyskalowaną w parametrach chropowatości, przy czym elementy pomiarowe (6) są w górnej części połączone z tłokami (7), swobodnieporuszającymisię w otwartych od góry cylindrach (8), a ponadto cylindry (8) i wnętrze głowicy pomiarowej (3) sąwypełnione cieczą do poziomu wyskalowanego przy ustawieniu urządzenia na wzorcowej idealnie gładkiej powierzchni.A device for measuring flat roughness, horizontal surfaces, including the body with the surface the lower base surface and converging measuring elements, embedded sliding in the direction perpendicular to the surface base, characterized in that the measuring elements (6) are arranged along a plane curve and are placed outside the body (1) at the bottom connected to the body (1) of the measuring head (3), having a bottom surface above the base surface (2) the body and provided with a transparent exterior walls, fitted with a scale (4) scaled in the roughness parameters, with what the measuring elements (6) are in the upper part connected to pistons (7) that move freely in the open-top cylinders (8), and also the cylinders (8) and the inside of the measuring head (3) are full liquid to a level graduated at setting the device on a perfectly smooth model surface.

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru chropowatości płaskich, poziomych powierzchni, np. betonowych.The subject of the invention is a device for measuring the roughness of flat, horizontal surfaces, e.g. concrete.

Znane z polskiego opisu patentowego nr 140921 urządzenie do pomiaru chropowatości powierzchni zawiera korpus, którego dolna powierzchnia stanowi powierzchnię bazową. W korpusie są osadzone przesuwnie w kierunku prostopadłym do powierzchni bazowej elementy pomiarowe, zakończone stożkami z twardego materiału. Elementy pomiarowe sąrozmieszczone wzdłuż linii prostej. W trakcie pomiaru urządzenie ustawia się powierzchnią bazową na wierzchołkach chropowatości badanej powierzchni. Elementy pomiarowe dociskająsię wówczas jednocześnie i niezależnie do badanej powierzchni. W znanym rozwiązaniu korpus urządzenia pełni rolę głowicy pomiarowej. Pomiaru dokonuje się za pomocąmiernika, połączonego z elementami pomiarowymi poprzez hydrauliczny przetwornik, który przetwarza wielkości przemieszczeń elementów pomiarowych na sygnały elektryczne, proporcjonalne do tych przemieszczeń, wyznaczając uśrednioną wartość przemieszczenia wszystkich elementów pomiarowych. Wartość ta, mierzona względem powierzchni bazowej, j est miarą średniej wysokości wierzchołków chropowatości badanej powierzchni. Miernik jest wyposażony w skalę parametrów chropowatości, pozwalającą na bezpośredni odczyt mierzonej wielkości.The device for measuring the surface roughness known from the Polish patent description No. 140,921 comprises a body, the bottom surface of which is the base surface. The measuring elements, ending with cones made of hard material, are slidably mounted in the body in the direction perpendicular to the base surface. The measuring elements are arranged along a straight line. During the measurement, the device is positioned with the base surface on the roughness peaks of the tested surface. The measuring elements then press simultaneously and independently against the tested surface. In the known solution, the device body acts as a measuring head. The measurement is made by means of a meter connected to the measuring elements through a hydraulic transducer that converts the displacements of the measuring elements into electrical signals, proportional to these displacements, determining the average value of the displacement of all measuring elements. This value, measured in relation to the reference surface, is a measure of the average height of the roughness peaks of the tested surface. The meter is equipped with a roughness parameter scale, allowing for direct reading of the measured quantity.

Zgodnie z wynalazkiem urządzenie do pomiaru chropowatości powierzchni zawiera korpus o powierzchni dolnej stanowiącej powierzchnię bazową oraz połączoną z korpusem głowicę pomiarową o powierzchni dolnej znajdującej się powyżej powierzchni bazowej korpusu. Głowica pomiarowajest usytuowana na zewnątrz korpusu i jest zaopatrzona w przezroczyste zewnętrzne ściany, wyposażone w podziałkę wyskalowaną w parametrach chropowatości. W dolnej części głowicy pomiarowej są umieszczone elementy pomiarowe, rozmieszczone wzdłuż krzywej płaskiej, zamkniętej lub otwartej. Elementy pomiarowe, w dolnej części zakończone zbieżnie, są osadzone w głowicy pomiarowej przesuwnie w kierunku prostopadłym do powierzchni bazowej korpusu. W górnej części elementy pomiarowe są połączone z tłokami, swobodnie poruszającymi się w otwartych od góry cylindrach. Zarówno cylindry, jaki wnętrze głowicy pomiarowej są wypełnione cieczą do poziomu wyskalowanego przy ustawieniu urządzenia na wzorcowej idealnie gładkiej powierzchni.According to the invention, the device for measuring the surface roughness comprises a body with a lower surface constituting the base surface and a measuring head connected to the body with a lower surface located above the base surface of the body. The measuring head is located outside the body and is provided with transparent outer walls, equipped with a scale graduated in the roughness parameters. In the lower part of the measuring head there are measuring elements arranged along a flat, closed or open curve. The measuring elements with converging ends in the lower part are mounted in the measuring head slidably in the direction perpendicular to the base surface of the body. In the upper part, the measuring elements are connected to the pistons, freely moving in cylinders open at the top. Both the cylinders and the inside of the measuring head are filled with liquid to the graduated level when the device is set on a model perfectly smooth surface.

Urządzenie według wynalazku jest proste i mało kosztowne w budowie, łatwe w obsłudze i eksploatacji. Dzięki rozmieszczeniu elementów pomiarowych wzdłuż krzywej pozwala na znacznie dokładniejszą niż dotychczas ocenę faktycznego stanu badanej powierzchni.The device according to the invention is simple and inexpensive to build, easy to handle and operate. Thanks to the arrangement of the measuring elements along the curve, it allows for a much more accurate assessment of the actual condition of the tested surface.

178 143178 143

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonaniajest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje przekrój wzdłużny urządzenia, a fig. 2 i 3 - różne rozmieszczenie elementów pomiarowych w widoku z góry.The subject of the invention in its exemplary embodiments is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of the device, and Figs. 2 and 3 - different arrangement of the measuring elements in a top view.

Przykład I. Urządzenie (fig. 1 i 2) zawiera korpus 1 w postaci cylindra, zamkniętego od dołu płytą o bardzo dokładnie obrobionej powierzchni dolnej, stanowiącej powierzchnię bazową 2. Na zewnątrz korpus 1jest połączony z głowicąpomiarową3, mającąpostać współosiowo z korpusem 1 usytuowanego pierścienia o powierzchni dolnej znajdującej się powyżej powierzchni bazowej 2. Głowica pomiarowa 3 jest zaopatrzona w przezroczyste zewnętrzne ściany, wyposażone w podziałkę 4 wyskalowaną w parametrach chropowatości. W dolnej części głowicy pomiarowej 3 są umieszczone tuleje 5, równomiernie rozmieszczone wzdłuż zamkniętej krzywej płaskiej, przykładowo po okręgu. W tulejach 5 są umieszczone przesuwnie w kierunku prostopadłym do powierzchni bazowej 2 elementy pomiarowe 6. Elementy pomiarowe 6 są wykonane z twardego materiału, przykładowo węglika spiekanego, i są w dolnej części zakończone zbieżnie. W górnej części elementy pomiarowe 6 sąpołączone z tłokami 7, swobodnie poruszającymi się w otwartych od góry cylindrach 8. Cylindry 8 i wnętrze głowicy pomiarowej 3 są wypełnione cieczą do poziomu wyskalowanego przy ustawieniu urządzenia na wzorcowej idealnie gładkiej powierzchni. W celu pomiaru chropowatości urządzenie ustawia się na badanej powierzchni 9 powierzchniąbazową2. Elementy pomiarowe 6 dociskająsię wówczas samoczynnie, jednocześnie i niezależnie do badanej powierzchni 9. Wielkość wysunięcia się każdego z elementów pomiarowych 6 względem powierzchni bazowej 2 jest wskazywana przez położenie odpowiedniego tłoka 7. Ciecz wypchnięta przez tłoki 7 ponad poziom cylindrów 8 zmienia poziom cieczy w głowicy pomiarowej 3. Poziom ten, odczytywany bezpośrednio z podziałki 4, wskazuje średnią wartość chropowatości badanej powierzchni 9.Example I. The device (Figs. 1 and 2) comprises a body 1 in the form of a cylinder, closed at the bottom by a plate with a very finely machined bottom surface, which is the base surface 2. Outside, the body 1 is connected to the measuring head 3, being coaxial with the body 1 of a ring a lower surface above the base surface 2. The measuring head 3 is provided with transparent outer walls, provided with a scale 4 graduated in roughness parameters. In the lower part of the measuring head 3 there are sleeves 5 arranged evenly along a closed flat curve, for example in a circle. In the sleeves 5, measuring elements 6 are arranged displaceably perpendicular to the base surface. The measuring elements 6 are made of a hard material, for example sintered carbide, and have a converging end at the bottom. In the upper part, the measuring elements 6 are connected to the pistons 7, freely moving in cylinders 8 open at the top. The cylinders 8 and the interior of the measuring head 3 are filled with the liquid to the graduated level, while the device is placed on a model perfectly smooth surface. In order to measure the roughness, the device is placed on the test surface 9 with the base surface 2. The measuring elements 6 then press automatically, simultaneously and independently, against the tested surface 9. The amount of protrusion of each of the measuring elements 6 in relation to the base surface 2 is indicated by the position of the respective piston 7. The liquid pushed by the pistons 7 above the level of the cylinders 8 changes the liquid level in the measuring head 3. This level, read directly from the scale 4, indicates the mean value of the roughness of the tested surface 9.

Przykład II. Urządzenie (fig. 3) charakteryzuje się tym, że elementy pomiarowe 6 są równomiernie rozmieszczone wzdłuż spirali logarytmicznej, zgodnie z równaniem we współrzędnych biegunowych p = ae^K<p, a > 0, k> 0, przy czym k = ctga przy warunku a Φ'/₂ π. Kształt korpusu 1 i kształt głowicy pomiarowej 3 są uwarunkowane przebiegiem tej krzywej.Example II. The device (fig. 3) is characterized by the fact that the measuring elements 6 are evenly spaced along a logarithmic spiral according to the equation in polar coordinates p = ae ^{K <p} , a> 0, k> 0, where k = ctga with the condition a Φ '/ ₂ π. The shape of the body 1 and the shape of the measuring head 3 are determined by the course of this curve.

178 143178 143

FIG.2FIG. 2

178 143178 143

FIG 3FIG 3

178 143178 143

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

A device for measuring the roughness of flat, horizontal surfaces, comprising a body with a lower surface as the base surface and converging measuring elements slidably mounted in a direction perpendicular to the base surface, characterized in that the measuring elements (6) are arranged along a plane curve and are placed on outside the body (1), in the lower part connected to the body (1) of the measuring head (3), having a lower surface above the base surface (2) of the body and provided with transparent external walls, equipped with a scale (4) graduated in roughness parameters, with where the measuring elements (6) are in the upper part connected with the pistons (7), freely moving in the cylinders (8) open at the top, and moreover, the cylinders (8) and the inside of the measuring head (3) are filled with liquid to the level graduated by setting the device on an exemplary, perfectly smooth surface.