專利名稱：一種復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法及裝置，尤其是一種表面形狀不規(guī)則的復(fù)雜類工件表面金屬涂鍍層體積和密度的測算方法及裝置，屬于工件表面涂層測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在金屬材料的腐蝕與防護領(lǐng)域廣泛采用工件表面涂鍍層進行防護，制備金屬涂鍍層的工藝方法種類繁多，如常用的電鍍、熱浸鍍、熱噴涂、冷噴涂、機械鍍、化學鍍、等離子噴涂等均可制備金屬以及合金涂鍍層，并且應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。金屬涂鍍層的致密度是影響到涂鍍層防護效果的一個重要物理量，但由于工件表面形狀復(fù)雜，難以準確測量，故在實踐中一般將金屬涂鍍層的密度等同或近似于鍍層元素純金屬的密度用于生產(chǎn)和科學研究。目前，實際應(yīng)用和研究中常通過計算工件的表面積、測量涂鍍層的厚度和質(zhì)量進行理論計算得出涂鍍層的致密度。雖然涂鍍層的質(zhì)量可以采用溶解稱重法精確測量，但工件的表面形狀較為復(fù)雜，表面積難以準確計算；另外，鍍層厚度的測量多采用庫侖法和磁性法，都存在一定的誤差，尤其是當鍍層平整性差、厚度不均勻時誤差較大。這些都導(dǎo)致采用傳統(tǒng)的檢測方法和裝置難以精確地測量涂鍍層的體積和密度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法及裝置，解決工件表面涂鍍層體積測量困難和精確不高的問題。本發(fā)明復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法，具體按以下步驟進行
(1)使用周壁外表上沿高度方向設(shè)有微米級刻度尺及刻度讀取系統(tǒng)的透明測量容器， 在測量容器內(nèi)裝入適量的有色水溶液，并調(diào)整透明容器保持水平(通過測量容器底部的腳柱調(diào)整)；
(2)將涂鍍工件浸入測量容器中的有色水溶液，待液面靜止后，通過刻度讀取系統(tǒng)讀出并記錄測量容器內(nèi)液面的刻度數(shù)值(在導(dǎo)軌上移動光學放大系統(tǒng)，通過目鏡準確讀出容器內(nèi)液面刻度的數(shù)值)；
(3)取出涂鍍工件并去除涂鍍層，再將去除涂鍍層后的工件浸入測量容器內(nèi)的有色水溶液中，再次通過刻度讀取系統(tǒng)讀出并記錄測量容器內(nèi)液面的刻度數(shù)值(在導(dǎo)軌上移動光學放大系統(tǒng)，通過目鏡準確讀出容器內(nèi)液面刻度的數(shù)值)；
(4)根據(jù)先后兩次讀出的刻度值之差和測量容器的截面積，計算出工件表面涂鍍層的體積；
(5 )根據(jù)計算出的工件表面涂鍍層體積，結(jié)合工件表面涂鍍層去除前后的質(zhì)量差，計算出涂鍍層的密度。本發(fā)明復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測量裝置，包括透明測量容器1和沿高度方向固定于其周壁外表上的刻度尺5及刻度讀取系統(tǒng)。
所述透明測量容器的斷面為規(guī)則的幾何形狀；如，圓形、方形、矩形等。所述測量容器1周壁外表上的刻度尺及刻度讀取系統(tǒng)為一套或均勻分布的多套， 每套刻度尺及刻度讀取系統(tǒng)包括刻度尺5、裝于刻度尺5兩側(cè)的導(dǎo)軌2、裝于導(dǎo)軌2上并可沿導(dǎo)軌上下移動的光學放大系統(tǒng)4和讀取刻度值的目鏡6。所述刻度尺5的刻度(每小格的刻度值)為1 100 μ m，光學放大系統(tǒng)4的放大倍數(shù)為50 1000倍?？潭却笮『凸鈱W放大系統(tǒng)的放大倍數(shù)，可按被測涂鍍件的實際情況，根據(jù)需要作適應(yīng)性調(diào)整。所述測量容器1底部設(shè)置有可調(diào)整高度的腳柱3，用于調(diào)整測量容器的水平度。所述測量容器1有透明材料制成(如有機玻璃、玻璃等)，測量時測量容器1內(nèi)裝入有色水溶液，從透明測量容器1四周可觀察到容器內(nèi)液面的水平線。所述測量容器1的內(nèi)部截面(空間)尺寸根據(jù)測量對象的大小和實際需要確定。本發(fā)明使用周壁外表上設(shè)有刻度尺及刻度讀取系統(tǒng)的透明測量容器，在測量容器內(nèi)裝入適量的有色水溶液，將去除涂鍍層前、后的工件浸入測量容器內(nèi)，根據(jù)先后兩次測量得到的刻度值之差和測量容器的截面積，計算出工件表面涂鍍層的體積，再結(jié)合工件表面涂鍍層去除前后的質(zhì)量差，精確計算出涂鍍層的密度。具有測量方法和裝置結(jié)構(gòu)簡單、測量方便、精度高等優(yōu)點，特別適用于體積較小、外表面不規(guī)則類工件表面金屬涂鍍層的體積測量和密度計算。


圖1為本發(fā)明涂鍍工件涂鍍層體積和密度測量裝置實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-測量容器，2-導(dǎo)軌，3-調(diào)節(jié)腳柱，4-光學放大系統(tǒng)，5-刻度尺，6-目鏡。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明的保護范圍不限于所述內(nèi)容。實施例1 本復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法的步驟如下
(1)使用周壁外表上沿高度方向設(shè)有微米級刻度尺(刻度為1μ m)及刻度讀取系統(tǒng)的透明方柱體測量容器，在測量容器內(nèi)裝入適量的有色水溶液，并調(diào)整透明容器保持水平(通過測量容器底部的腳柱調(diào)整)；
(2)將涂鍍工件浸入測量容器中的有色水溶液，待液面靜止后，通過刻度讀取系統(tǒng)讀出并記錄測量容器內(nèi)液面的刻度數(shù)值(在導(dǎo)軌上移動刻度讀取系統(tǒng)，通過目鏡準確讀出容器內(nèi)液面刻度的數(shù)值)；
(3)取出涂鍍工件并去除涂鍍層，再將去除涂鍍層后的工件浸入測量容器內(nèi)的有色水溶液中，再次通過刻度讀取系統(tǒng)讀出并記錄測量容器內(nèi)液面的刻度數(shù)值(在導(dǎo)軌上移動光學放大系統(tǒng)，通過目鏡準確讀出容器內(nèi)液面刻度的數(shù)值)；
(4)根據(jù)先后兩次讀出的刻度值之差和測量容器的截面積，計算出工件表面涂鍍層的體積；
(5)根據(jù)計算出的工件表面涂鍍層體積，結(jié)合工件表面涂鍍層去除前后的質(zhì)量差，計算出涂鍍層的密度。
參見圖1，本復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法所使用的裝置包括內(nèi)部空間尺寸為50 mmX50 mm的透明方柱體容器1和沿高度方向分別固定于其四壁外表上的刻度讀取系統(tǒng)，立方體測量容器1的底部四角處分別設(shè)置有可調(diào)整高度的腳柱3，每個刻度讀取系統(tǒng)包括刻度尺5、裝于刻度尺5兩側(cè)的導(dǎo)軌2、裝于導(dǎo)軌2上并可沿導(dǎo)軌上下移動的光學放大系統(tǒng)4和讀取刻度值的目鏡6 ；刻度尺5的刻度為1 μ m，光學放大系統(tǒng)4的放大倍數(shù)為1000倍。實施例2 參見圖1，本復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法的具體步驟和使用的裝置結(jié)構(gòu)基本與實施例1相同。不同之處是所使用的測量容器1是內(nèi)部直徑為100 mm的透明圓柱體測量容器，測量容器1周壁外表上對稱裝有有2套刻度讀取系統(tǒng)，刻度尺5 的刻度為100 μ m，光學放大系統(tǒng)4的放大倍數(shù)為50倍。圓柱體測量容器1底部均勻設(shè)置有3個可調(diào)整高度的腳柱3。實施例3 參見圖1，本復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法的具體步驟和使用的裝置結(jié)構(gòu)基本與實施例1相同。不同之處是所使用的測量容器1是內(nèi)部截面尺寸150 mmXIOO mm的透明矩形柱體容器，測量容器1四個側(cè)壁外表上分別設(shè)有1套刻度讀取系統(tǒng)， 刻度尺5的刻度為20 μ m，光學放大系統(tǒng)4的放大倍數(shù)為250倍。圓柱體測量容器1底部均勻設(shè)置有4個可調(diào)整高度的腳柱3。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法，其特征在于按以下步驟進行(1)使用周壁外表上沿高度方向設(shè)有微米級刻度尺及刻度讀取系統(tǒng)的透明測量容器， 在測量容器內(nèi)裝入適量的有色水溶液，并調(diào)整透明容器保持水平；(2)將涂鍍工件浸入測量容器中的有色水溶液，待液面靜止后，通過刻度讀取系統(tǒng)讀出并記錄測量容器內(nèi)液面的刻度數(shù)值；(3)取出涂鍍工件并去除涂鍍層，再將去除涂鍍層后的工件浸入測量容器內(nèi)的有色水溶液中，再次通過刻度讀取系統(tǒng)讀出并記錄測量容器內(nèi)液面的刻度數(shù)值；(4)根據(jù)先后兩次讀出的刻度值之差和測量容器的截面積，計算出工件表面涂鍍層的體積；(5 )根據(jù)計算出的工件表面涂鍍層體積，結(jié)合工件表面涂鍍層去除前后的質(zhì)量差，計算出涂鍍層的密度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法，其特征在于透明測量容器的斷面為規(guī)則的幾何形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜涂鍍工件金屬涂鍍層體積和密度測算方法，其特征在于測量容器周壁外表上的刻度尺及刻度讀取系統(tǒng)為一套或均勻分布的多套。
4.一種復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測量裝置，其特征在于包括透明測量容器 (1)和沿高度方向固定于其周壁外表上的刻度尺及刻度讀取系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測量裝置，其特征在于透明測量容器(1)的斷面為規(guī)則的幾何形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測量裝置，其特征在于測量容器(1)周壁外表上的刻度尺及刻度讀取系統(tǒng)為一套或均勻分布的多套，每套刻度尺及刻度讀取系統(tǒng)包括刻度尺(5)、裝于刻度尺(5)兩側(cè)的導(dǎo)軌(2)、裝于導(dǎo)軌(2)上并可沿導(dǎo)軌上下移動的光學放大系統(tǒng)(4)和讀取刻度值的目鏡(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測量裝置，其特征在于刻度尺(5)的刻度為1 100 μ m，光學放大系統(tǒng)(4)的放大倍數(shù)為50 1000倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測量裝置，其特征在于測量容器(1)底部設(shè)置有可調(diào)整高度的腳柱(3 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)雜涂鍍工件涂鍍層體積和密度測算方法及裝置，屬工件表面涂層測量技術(shù)領(lǐng)域。用側(cè)壁外表設(shè)有刻度尺和刻度讀取系統(tǒng)的透明容器，在容器內(nèi)裝入有色水溶液，將涂鍍工件浸入有色水溶液中，通過刻度讀取系統(tǒng)讀取液面刻度值；取出涂鍍工件去除涂鍍層后，再次浸入有色水溶液中，二次讀取液面刻度數(shù)值；根據(jù)先后兩次讀取的刻度值之差和容器的截面積，計算工件表面涂鍍層體積，并結(jié)合工件表面涂鍍層去除前后的質(zhì)量差，計算出涂鍍層密度。所使用的裝置包括透明測量容器和沿高度方向固定于其周壁外表上的刻度尺及刻度讀取系統(tǒng)。具有方法和裝置簡單、測量方便、精度高等優(yōu)點，特別適于體積較小、外表面不規(guī)則類工件表面金屬涂鍍層的體積和密度測量。
文檔編號G01F17/00GK102564519SQ201110375519
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者王勝民, 荊攀 申請人:昆明理工大學