[实用新型]岩石表面粗糙度检测仪

说明书

本实用新型涉及一种检测岩石表面粗糙度的仪器，适用于岩土工程及其研究中的野外作业或试验室研究时对岩石表面粗糙度进行定量测定。

目前，国内外用于测定岩石表面粗糙度的仪器主要为一些获得岩石结构表面轮廓曲线图像的仪器装置。《工程地质学报》1994年第2卷第3期上公开了一种用于绘制岩石结构面轮廓曲线的简易纵剖面仪。该纵剖面仪由一个图版和一个手持的带触针的画笔构成，触针与画笔垂直，它通过触针沿结构表面行走，由画笔在图板的记录纸上描下结构表面轮廓曲线。该仪器结构简单，适用于Barton直边法确定粗糙度系数JRC，但它获得的仅是轮廓曲线，当需要定量确定粗糙度系数JRC以判断岩石表面粗糙度时，还需将曲线进一步数据化，且由于手动控制触针行走，很难保证画笔与画版始终保持垂直，因而，不仅使用不方便，且无法保证测量精度。

本实用新型的目的就是针对现有技术中存在的上述问题而提供的一种测量精度高、能够在岩土工程中的野外作业或试验室研究中直接定量测定岩石表面粗糙度系数，进而确定岩石表面粗糙度的仪器。

本实用新型的装置含有数据采集与处理系统及驱动系统两部分组成。所述的数据采集与处理系统由回弹式位移传感感器1、放大器2、A/D转换板3及模块4构成，1，2，3，4顺序连接，其中模块4采用单片机12连接图形液晶显示器13、存储数据的磁盘驱动器或音频磁带记录仪14、键盘15构成，模块4还可直接采用笔记本电脑。所述的驱动系统含有直流同步稳速电机5、减速箱6、轴承7、滑块8、丝杠9、导轨10、测头11。回弹式位移传感器1上带有测头11，夹持在滑块8上；滑块8的上部带有螺纹孔与支承在轴承7上的丝杠9螺纹相配合，9的一端接减速箱6通过电机5驱动；导轨10固定在轴承7的座上与滑块8平面接触。

上述数据采集与处理系统、驱动系统均采用蓄电池供电。

测头11设计为圆锥状时最佳，锥角范围在60°～90°，这种形状有利于测头在岩石表面行走。

资料检测结果表明，目前尚未发现与本实用新型具有相同结构、功能的检测岩石表面粗糙度的仪器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、能使岩石表面轮廓曲线数字化，且具有较高的测量精度。

2、能对岩石表面粗糙度系数JRC按定量计算方法确定其大小，进而判断岩石表面的粗糙程度，速度快、节省时间。

3、仪器制造简单，数据采集与处理自动化可靠度高。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

图1是本实用新型数据采集与处理系统结构联系图

图2是采用单片机时对模块4的结构图

图3是本实用新型驱动系统结构示意图

附图说明及选型如下：

1——回弹式位移传感器，选用WYDC直流供电的差动变压器型，量程20mm，精度0.3％；

2——放大器，选用AD521型；

3——A/D转换板，选用8位模数；

4——模块，采用MCS—51型单片机12连接EDM12032型图面液晶显示器13，3.5寸的软驱动器14、32键的小键盘15；

5——直流同步稳速微电机，选用BFG系列永磁直流录音机用稳速电机；

6——减速箱，选用普通渐开线行星齿轮减速器；

7——轴承，选用1000096单列向心球轴承；

8——滑块，上部带有φ10mm的丝杠螺纹孔，与丝杠相配合；

9——丝杠，采用三角形螺纹，螺距1mm，最大外径10mm，单道，导程1mm。

10——导轨，固定在轴承座上，与滑块8平面接触；

11——测头，其测头锥角选用90°，锥头直径0.05mm。

使用中，直流稳速微电机5通过减速箱6驱动丝杠9以一定的速度转动，从而推动滑块8沿导轨10匀速运动，于是夹持在滑块8上的回弹式位移传感器测头11沿岩石表面上下移动，传感器1产生的位移信号由放大器2放大，通过A/D模数转换，再由模块4采集、处理。根据国内外目前确定岩石表面粗糙度系数JRC的定量计算方法，得出相应的JRC值。