建筑工程质量检测器校准装置研究

建筑工程质量检测器校准装置是依据国家JJF1110—2003《建筑工程质量检测器组校准规范》技术要求研制的一套对垂直度检测尺示值误差进行校准的装置。该装置既能很好的解决被检尺的装夹问题，也能保证被检尺在装夹稳定的同时还可沿着测量轴灵活转动，从而保证了校准数值的准确性、稳定性和重复性。该装置操作简单、易于应用，它将在建筑工程质量检测器的校准工作中发挥积极作用，提高校准效率。

建筑工程质量检测器主要用于工程建筑、装潢装修、桥梁建造、设备安装等工程施工及竣工的质量检测［1－4］，建筑工程质量检测器检测能力准确与否，关系到许多建筑工程的质量安全。根据国家JJF1110—2003《建筑工程质量检测器组校准规范》校准规范对校准工程质量检测器校准项目、技术指标、校准方法进行了明确阐述，是目前现行有效的法定计量校准规范。但规范中对于校准装置的描述过于简单，且装置结构设计过于理想化，不易于具体实现。故现亟需依据校准规范JJF1110—2003的技术要求，结合自身的工作实际，研制一套符合建筑工程质量检测器垂直度检测尺示值误差校准工作需要的校准装置，同时要确保校准量值的可靠性，为建筑工程质量提供有效的计量技术保证。

1装置结构与设计原理

该装置主要依据JJF1110—2003《建筑工程质量检测器校准规范》技术要求设计，如图1所示。该装置主要包括:主体支架、装夹部分和测量部分。其中主体支架包括:大理石立柱、大理石底座和支撑脚;装夹部分包括:被检尺固定套筒和装置顶部固定架;测量部分包括:数显微分头、顶尺组件、工作台升降组件和微分头夹座。开展校准工作时，首先将被检尺上端固定在专用套筒内，再将固定在套筒内的被检尺一起放到固定架上，使被检尺在自身受大地引力作用下保证被检尺在水平方向上自由摆动;调整工作台高度使被检尺下端处于数显微分头和顶尺组件的测量轴线上;调节数显微分头的旋钮使被检尺在自由摆动的状态下指示表指针调整到零位，同时将数显微分头数值置零，即可依据JJF1110—2003《建筑工程质量检测器校准规范》校准被检尺的示值变动量和示值误差。

1.1主体支架

如图1所示，该装置主体支架由大理石立柱、大理石底座和支撑脚三部分组成，主体支架大理石立柱两侧面平面度＜0.005mm，可完成垂直度检测尺直线度的校准;支架中打孔不仅能减轻重量也能减少切割后的内应力释放，最终实物装置如图2所示。

1.2装夹部分

该装置的技术关键部分之一就是被检尺的装夹部分，因为它不仅要解决垂直度检测尺的固定问题，保证其在前后轴向上无位移，还须满足工程尺以自身垂线为基准左右单方向上自由摆动。我们采用了如图3所示的固定方案，具体实物如图4所示。如图4所示，该装置主要通过上端夹持组件将建筑工程质量检测器垂直度检测尺固定在立柱顶部。上端夹持组件由顶部固定架与套筒组成，套筒上有塑料螺丝，可以将被检尺固定在套筒内，同时顶部固定架上留有V形槽，而套筒两端设计有与V形槽配合转动的短轴，套筒和固定架可通过V形槽和轴的配合方式安装在一起，既能满足被检检测尺的固定要求，同时依靠被检尺自身受大地引力作用下保证被检尺在水平方向上的自由旋转状态，使被检尺校准时状态与实际使用状态一致。

1.3测量部分

测量部分包括:数显微分头、顶尺组件、工作台升降组件和微分头夹座。校准时，被检尺的下端会在数显微分头和顶尺组件之间，顶尺组件内装有弹簧，可以自由伸缩，以保证被检尺一侧始终紧贴数显微分头的测头，同时能固定被检尺的校准点位置，这样调节数显微分头的测头位移就能改变被检尺的摆动幅度，从而读出两者的位移值，以实现校准工作。考虑到垂直度检测尺在上端装夹位置和自身长度的差别可能会引起下面测量端不能正好处于数显微分头和顶尺组件的测量轴线上，于是采用升降工作台，可以上下调整数显微分头和顶尺组件的测量轴线的高度，其原理图和实物图分别如图5和图6所示。如图6所示，升降台采用同步带连接旋转手柄和升降螺杆，则正反向旋转手柄便可带动升降螺杆同向转动，控制工作台上下移动，实现了数显微分头和顶尺组件的测量轴线高度的调节。该工作台移动行程为20mm，可完美兼容目前市面上建筑工程质量检测器尺寸。

2装置功能实现与创新

2.1装夹部分

通过实际应用验证了该装置的装夹方式能很好的解决被检尺在被固定的同时还能灵活的左右摆动。此装夹方式的创新主要表现为:1)采用套筒固定被检尺，方便拿取且可以直接在地面灵活装卸被检尺;2)套筒与校准装置顶部固定架采用轴与V形架配合的方式，与被检尺的实际使用状态一致;3)固定套筒的尺寸设计也能满足各种类型检测尺的固定要求。

2.2测量部分

选择分辨力为0.001mm的数显微分头，通过一系列稳定性和重复性试验，该测量方法完全能实现垂直度检测尺示值误差的校准工作，并满足其精度要求。测量部分的创新主要表现为:1)测量工作台采用升降结构，这样校准时保证下面测量端处于数显微分头和顶尺组件的测量轴线;2)数显微分头和顶尺组件在工作台上可以沿测量轴线相对移动，可以根据被检尺来调整最佳的测量位置;3)数显微分头的安装位置并未按照JJF1110—2003《建筑工程质量检测器组校准规范》中所规定的微分头安装方式设计，在校准规范中，数显微分头需安装在与立柱垂直方向，同时要穿过立柱与顶尺组件配合测量，但在该装置中，数显微分头和顶尺组件安装在平行于大理石立柱的方向上，该设计方案不仅加工简单、安装便捷，同时校准时大理石立柱也不会干扰被检尺在水平方向上自由摆动，从使用角度上更为合理。

2.3整体功能

结合以上分析，该装置整体功能的创新主要表现在:1)依据JJF1110—2003《建筑工程质量检测器校准规范》的技术要求能完成建筑工程质量检测器垂直度检测尺示值误差的校准，并且校准结果重复性、稳定性较好，目前市面上能满足该校准项目的器具较少;2)该装置大理石立柱两侧面平面度＜0.005mm，也可完成垂直度检测尺直线度的校准工作，相较于用大平板校准直线度，更方便快捷也节约空间。

3结束语

该建筑工程质量检测器校准装置不仅能满足JJF1110—2003《建筑工程质量检测器校准规范》中所涉及的各项技术指标，同时能弥补校准规范中校准装置的不足。该装置设计合理、使用方便，校准结果准确、快速，有效解决了建筑工程质量检测器校准工作准确性、稳定性和重复性问题，完善了建筑检测器垂直检测尺的校准技术，值得大范围推广应用。该装置已申请了专利，其技术性能指标先进，实现方法独特，具有很好的应用前景。