专利名称：一种复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法及装置，尤其是一种表面形状不规则的复杂类工件表面金属涂镀层体积和密度的测算方法及装置，属于工件表面涂层测量技术领域。
背景技术：
在金属材料的腐蚀与防护领域广泛采用工件表面涂镀层进行防护，制备金属涂镀层的工艺方法种类繁多，如常用的电镀、热浸镀、热喷涂、冷喷涂、机械镀、化学镀、等离子喷涂等均可制备金属以及合金涂镀层，并且应用于不同的领域。金属涂镀层的致密度是影响到涂镀层防护效果的一个重要物理量，但由于工件表面形状复杂，难以准确测量，故在实践中一般将金属涂镀层的密度等同或近似于镀层元素纯金属的密度用于生产和科学研究。目前，实际应用和研究中常通过计算工件的表面积、测量涂镀层的厚度和质量进行理论计算得出涂镀层的致密度。虽然涂镀层的质量可以采用溶解称重法精确测量，但工件的表面形状较为复杂，表面积难以准确计算；另外，镀层厚度的测量多采用库仑法和磁性法，都存在一定的误差，尤其是当镀层平整性差、厚度不均勻时误差较大。这些都导致采用传统的检测方法和装置难以精确地测量涂镀层的体积和密度。
发明内容
本发明的目的是提供一种复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法及装置，解决工件表面涂镀层体积测量困难和精确不高的问题。本发明复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法，具体按以下步骤进行
(1)使用周壁外表上沿高度方向设有微米级刻度尺及刻度读取系统的透明测量容器， 在测量容器内装入适量的有色水溶液，并调整透明容器保持水平(通过测量容器底部的脚柱调整)；
(2)将涂镀工件浸入测量容器中的有色水溶液，待液面静止后，通过刻度读取系统读出并记录测量容器内液面的刻度数值(在导轨上移动光学放大系统，通过目镜准确读出容器内液面刻度的数值)；
(3)取出涂镀工件并去除涂镀层，再将去除涂镀层后的工件浸入测量容器内的有色水溶液中，再次通过刻度读取系统读出并记录测量容器内液面的刻度数值(在导轨上移动光学放大系统，通过目镜准确读出容器内液面刻度的数值)；
(4)根据先后两次读出的刻度值之差和测量容器的截面积，计算出工件表面涂镀层的体积；
(5 )根据计算出的工件表面涂镀层体积，结合工件表面涂镀层去除前后的质量差，计算出涂镀层的密度。本发明复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测量装置，包括透明测量容器1和沿高度方向固定于其周壁外表上的刻度尺5及刻度读取系统。
所述透明测量容器的断面为规则的几何形状；如，圆形、方形、矩形等。所述测量容器1周壁外表上的刻度尺及刻度读取系统为一套或均勻分布的多套， 每套刻度尺及刻度读取系统包括刻度尺5、装于刻度尺5两侧的导轨2、装于导轨2上并可沿导轨上下移动的光学放大系统4和读取刻度值的目镜6。所述刻度尺5的刻度(每小格的刻度值)为1 100 μ m，光学放大系统4的放大倍数为50 1000倍。刻度大小和光学放大系统的放大倍数，可按被测涂镀件的实际情况，根据需要作适应性调整。所述测量容器1底部设置有可调整高度的脚柱3，用于调整测量容器的水平度。所述测量容器1有透明材料制成(如有机玻璃、玻璃等)，测量时测量容器1内装入有色水溶液，从透明测量容器1四周可观察到容器内液面的水平线。所述测量容器1的内部截面(空间)尺寸根据测量对象的大小和实际需要确定。本发明使用周壁外表上设有刻度尺及刻度读取系统的透明测量容器，在测量容器内装入适量的有色水溶液，将去除涂镀层前、后的工件浸入测量容器内，根据先后两次测量得到的刻度值之差和测量容器的截面积，计算出工件表面涂镀层的体积，再结合工件表面涂镀层去除前后的质量差，精确计算出涂镀层的密度。具有测量方法和装置结构简单、测量方便、精度高等优点，特别适用于体积较小、外表面不规则类工件表面金属涂镀层的体积测量和密度计算。
图1为本发明涂镀工件涂镀层体积和密度测量装置实施例结构示意图。图中1-测量容器，2-导轨，3-调节脚柱，4-光学放大系统，5-刻度尺，6-目镜。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述，但本发明的保护范围不限于所述内容。实施例1 本复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法的步骤如下
(1)使用周壁外表上沿高度方向设有微米级刻度尺(刻度为1μ m)及刻度读取系统的透明方柱体测量容器，在测量容器内装入适量的有色水溶液，并调整透明容器保持水平(通过测量容器底部的脚柱调整)；
(2)将涂镀工件浸入测量容器中的有色水溶液，待液面静止后，通过刻度读取系统读出并记录测量容器内液面的刻度数值(在导轨上移动刻度读取系统，通过目镜准确读出容器内液面刻度的数值)；
(3)取出涂镀工件并去除涂镀层，再将去除涂镀层后的工件浸入测量容器内的有色水溶液中，再次通过刻度读取系统读出并记录测量容器内液面的刻度数值(在导轨上移动光学放大系统，通过目镜准确读出容器内液面刻度的数值)；
(4)根据先后两次读出的刻度值之差和测量容器的截面积，计算出工件表面涂镀层的体积；
(5)根据计算出的工件表面涂镀层体积，结合工件表面涂镀层去除前后的质量差，计算出涂镀层的密度。
参见图1，本复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法所使用的装置包括内部空间尺寸为50 mmX50 mm的透明方柱体容器1和沿高度方向分别固定于其四壁外表上的刻度读取系统，立方体测量容器1的底部四角处分别设置有可调整高度的脚柱3，每个刻度读取系统包括刻度尺5、装于刻度尺5两侧的导轨2、装于导轨2上并可沿导轨上下移动的光学放大系统4和读取刻度值的目镜6 ；刻度尺5的刻度为1 μ m，光学放大系统4的放大倍数为1000倍。实施例2 参见图1，本复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法的具体步骤和使用的装置结构基本与实施例1相同。不同之处是所使用的测量容器1是内部直径为100 mm的透明圆柱体测量容器，测量容器1周壁外表上对称装有有2套刻度读取系统，刻度尺5 的刻度为100 μ m，光学放大系统4的放大倍数为50倍。圆柱体测量容器1底部均勻设置有3个可调整高度的脚柱3。实施例3 参见图1，本复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法的具体步骤和使用的装置结构基本与实施例1相同。不同之处是所使用的测量容器1是内部截面尺寸150 mmXIOO mm的透明矩形柱体容器，测量容器1四个侧壁外表上分别设有1套刻度读取系统， 刻度尺5的刻度为20 μ m，光学放大系统4的放大倍数为250倍。圆柱体测量容器1底部均勻设置有4个可调整高度的脚柱3。
权利要求
1.一种复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法，其特征在于按以下步骤进行(1)使用周壁外表上沿高度方向设有微米级刻度尺及刻度读取系统的透明测量容器， 在测量容器内装入适量的有色水溶液，并调整透明容器保持水平；(2)将涂镀工件浸入测量容器中的有色水溶液，待液面静止后，通过刻度读取系统读出并记录测量容器内液面的刻度数值；(3)取出涂镀工件并去除涂镀层，再将去除涂镀层后的工件浸入测量容器内的有色水溶液中，再次通过刻度读取系统读出并记录测量容器内液面的刻度数值；(4)根据先后两次读出的刻度值之差和测量容器的截面积，计算出工件表面涂镀层的体积；(5 )根据计算出的工件表面涂镀层体积，结合工件表面涂镀层去除前后的质量差，计算出涂镀层的密度。
2.根据权利要求1所述的复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法，其特征在于透明测量容器的断面为规则的几何形状。
3.根据权利要求1所述的复杂涂镀工件金属涂镀层体积和密度测算方法，其特征在于测量容器周壁外表上的刻度尺及刻度读取系统为一套或均勻分布的多套。
4.一种复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测量装置，其特征在于包括透明测量容器 (1)和沿高度方向固定于其周壁外表上的刻度尺及刻度读取系统。
5.根据权利要求4所述的复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测量装置，其特征在于透明测量容器(1)的断面为规则的几何形状。
6.根据权利要求4所述的复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测量装置，其特征在于测量容器(1)周壁外表上的刻度尺及刻度读取系统为一套或均勻分布的多套，每套刻度尺及刻度读取系统包括刻度尺(5)、装于刻度尺(5)两侧的导轨(2)、装于导轨(2)上并可沿导轨上下移动的光学放大系统(4)和读取刻度值的目镜(6)。
7.根据权利要求6所述的复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测量装置，其特征在于刻度尺(5)的刻度为1 100 μ m，光学放大系统(4)的放大倍数为50 1000倍。
8.根据权利要求4所述的复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测量装置，其特征在于测量容器(1)底部设置有可调整高度的脚柱(3 )。
全文摘要
本发明涉及一种复杂涂镀工件涂镀层体积和密度测算方法及装置，属工件表面涂层测量技术领域。用侧壁外表设有刻度尺和刻度读取系统的透明容器，在容器内装入有色水溶液，将涂镀工件浸入有色水溶液中，通过刻度读取系统读取液面刻度值；取出涂镀工件去除涂镀层后，再次浸入有色水溶液中，二次读取液面刻度数值；根据先后两次读取的刻度值之差和容器的截面积，计算工件表面涂镀层体积，并结合工件表面涂镀层去除前后的质量差，计算出涂镀层密度。所使用的装置包括透明测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读取系统。具有方法和装置简单、测量方便、精度高等优点，特别适于体积较小、外表面不规则类工件表面金属涂镀层的体积和密度测量。
文档编号G01F17/00GK102564519SQ201110375519
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者王胜民, 荆攀 申请人:昆明理工大学