工程质量检测仪校准装置的研究？
施工质量检测仪主要用于工程施工、装饰、桥梁施工、设备安装等施工和竣工质量检测[1-4]。建筑质量检测人员的检测能力是否准确，关系到很多建筑工程的质量和安全。根据国家JJF 1165438-2003校准标准，明确阐述了校准工程质量检测器的校准项目、技术指标和校准方法，是目前有效的法定计量校准标准。但规范中对校准装置的描述过于简单，装置的结构设计过于理想化，不容易实现。因此，根据校准规范JJF 110-2003的技术要求，结合自己的工作实践，迫切需要研制一套满足建筑工程质量检测仪垂直度测量尺示值误差校准需要的校准装置。同时，要保证校准值的可靠性，为建筑工程质量提供有效的计量技术保障。
1器件的结构和设计原理
该装置是根据JJF1110—2003《建筑工程质量检测仪器校准规范》的技术要求设计的，如图1所示。该装置主要包括主支架、夹紧部分和测量部分。其中，主体支架包括大理石立柱、大理石底座和支撑脚；夹紧部分包括:被测尺的固定套和装置顶部的固定架；测量部分包括:多台显微镜、顶尺组件、工作台升降组件和差动头夹具座。进行校准工作时，首先将被测尺的上端固定在专用套筒内，然后将固定在套筒内的被测尺一起放在固定架上，使被测尺在重力作用下可以在水平方向自由摆动；调整工作台的高度，使被测尺的下端位于微分度和顶尺组件的测量轴上；调节数字显微镜旋钮，使被测标尺的指示器指针摆动到零，同时将数字显微镜调至零，这样就可以按照jjf 11110—2003《建筑工程质量检测仪器校准规范》校准被测标尺的示值变化和示值误差。
1.1主支架
如图1所示，该装置的主支架由大理石柱、大理石底座和支撑脚三部分组成。主支架大理石柱两侧的平面度小于0.005mm，可完成垂直度测量尺的直线度校准。在支架上打孔不仅可以减轻重量还可以减少切割后内应力的释放。最终的物理设备如图2所示。
1.2夹紧零件
该装置的技术关键部分之一是被测尺的夹紧部分，因为它既解决了垂直度测量尺的固定问题，保证其前后轴无位移，又保证了工程尺能以自身垂直线为基准在左右方向自由摆动。我们采用了如图3所示的固定方案，具体对象如图4所示。如图4所示，该装置主要是通过上夹紧组件将施工质量检测仪的垂直度测量尺固定在立柱顶部。上夹紧组件由顶部固定架和套筒组成，套筒上有塑料螺丝，可以将被测尺固定在套筒内；同时，顶部固定架上设有V形槽，套筒两端设计有与V形槽配合转动的短轴；通过V型槽和轴的配合，套筒和固定架可以安装在一起，既满足了被测尺的固定要求，又保证了被测尺在自身重力作用下在水平方向的自由转动状态，从而可以对被测尺进行校准。
1.3测量部分
测量部分包括:多台显微镜、顶尺组件、工作台升降组件和差动头夹具座。校准时，被测尺的下端会处于测微头和顶尺组件之间，顶尺组件上装有弹簧，可以自由伸缩，保证被测尺的一边始终靠近测微头的测头，同时可以固定被测尺校准点的位置， 从而通过调节测微头测头的位移来改变被测标尺的摆动幅度，进而读出两者的位移值，实现校准工作。 考虑到垂直度测量尺在上端的夹持位置与其自身长度的差异可能会导致下测量端不能准确地位于微分度头和顶尺组件的测量轴上，可以利用升降工作台上下调节微分度头和顶尺组件测量轴的高度，其原理图和实物图分别如图5和图6所示。如图6所示，升降台通过同步带与旋转手柄和升降丝杠连接，这样，前后方向的旋转手柄可以带动升降丝杠同向旋转，控制工作台上下移动，从而实现微分裂和顶尺组件测量轴高度的调整。工作台的移动行程为20mm，与目前市场上的建筑质量检测机的尺寸完全兼容。
2装置功能实现和创新
2.1夹紧部分
通过实际应用，验证了该装置的夹紧方式可以解决被测尺在固定的同时可以灵活左右摆动的问题。这种夹紧方式的创新点有:1)被测尺采用套筒固定，取用方便，可直接在地面灵活装卸；2)校准装置顶部的套筒和固定架通过轴与V形架配合，与被测尺的实际使用状态一致；3)固定套的尺寸设计也能满足各种类型测量尺的固定要求。
2.2测量部分
选用分辨率为0.001mm的数码显微镜，通过一系列的稳定性和重复性试验，该测量方法完全可以实现垂直度测量尺示值误差的校准，满足其精度要求。测量部分的创新点有:1)测量台采用升降结构，保证了标定时下方的测量端在微分度头和顶尺组件的测量轴上；2)数字微分裂和顶尺组件可在工作台上沿测量轴线相对移动，并可根据被测尺调整最佳测量位置；3)数码显微镜的安装位置不是按照JJF 110—2003《建筑工程质量检测器组校准规范》中规定的差示头安装方式设计的。在校准规范中，数码显微镜需要安装在垂直于立柱的方向，同时需要穿过立柱，配合顶尺组件进行测量。然而，在该装置中，数字显微镜分光和顶尺组件安装在平行于大理石柱的方向上。这种设计方案不仅加工简单，安装方便，而且大理石柱在标定时不会干扰被测尺在水平方向的自由摆动，从使用的角度来看更加合理。
2.3总体功能
结合以上分析，该装置整体功能的创新点主要有:1)根据JJF 1165438-2003《建筑质量检测仪校准规范》的技术要求，能够完成建筑质量检测仪垂直度检测尺示值误差的校准，校准结果具有可重复性和稳定性，是目前市场上能够满足校准项目的仪器。2)该装置大理石柱两侧的平面度小于< 0.005mm，还可以校准垂直度测量尺的直线度。与用大平板进行直线度标定相比，更方便、快捷、节省空间。
3结论
该建筑质量检测仪校准装置不仅能满足JJF1110—2003《建筑质量检测仪校准规范》中涉及的技术指标，而且弥补了校准规范中校准装置的不足。该装置设计合理，使用方便，标定结果准确快速。有效解决了建筑质量检测仪校准工作的准确性、稳定性和重复性问题，提高了建筑检测仪垂直测量尺的校准技术，值得广泛推广应用。该装置已申请专利，技术性能指标先进，实现方法独特，具有良好的应用前景。
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