一种竖向位移测量装置及其校准方法与流程

本发明涉及设备校准技术领域，尤其涉及一种竖向位移测量装置及其校准方法。

背景技术：

沥青针入度是沥青主要质量指标之一，能够清楚地反应出沥青的流变学性质，其是表示沥青软硬程度和稠度的指标。针入度按照国家标准规定的测量方法进行测定，即，以标准针在一定载荷、温度以及时间内直穿沥青试样的深度来表示，通常以0.1毫米为单位。

沥青针入度仪是测量针入度的主要仪器，其尤其适用于道路石油沥青、液体石油沥青蒸发后的残留物的测定。

目前，市场上的自动沥青针入度仪，其位移值采用位移计测定，同时，还能自动显示和记录数值。然而，该自动沥青针入度仪测定的准确性尚需校准。由此，需要设计一种校准自动针入度仪的竖向位移测量装置，以对自动沥青针入度仪的准确性进行校准。

技术实现要素：

针对上述问题，根据本发明的第一个方面，提出了一种竖向位移测量装置，所述竖向位移测量装置用于校准自动针入度仪，包括：控制柜；与所述控制柜相连接的自动升降组件；设置在所述自动升降组件的上端且能承载所述自动针入度仪的盖板，所述盖板在所述控制柜的作用下能够进行纵向移动；相对设置在所述自动升降组件的上端的两侧且能限制所述盖板在纵向的运动以及检测所述盖板在纵向的位移的触发开关支架。

在一个实施例中，所述自动升降组件包括外套筒和位于所述外套筒内且能相对所述外套筒进行纵向运动的内套筒，在所述外套筒和所述内套筒之间构造有环空。

在一个实施例中，所述盖板设置在所述内套筒的上端口以将所述内套筒的内部构造为密闭环空。

在一个实施例中，所述触发开关支架相对设置在所述外套筒的上端的两侧。

在一个实施例中，所述触发开关支架包括垂向延伸体，和与所述垂向延伸体的延伸端相连接且能朝所述内套筒的中心轴线方向延伸的横向延伸体。

在一个实施例中，在所述垂向延伸体的内侧壁上构造有能检测所述盖板的纵向位移的垂直位移检测传感器。

在一个实施例中，在所述横向延伸体的延伸端设有能限制所述盖板继续向上运动的限位构件。

在一个实施例中，在所述盖板的上表面设有接触式压力传感器，当所述自动针入度仪中的针连杆的下端面触摸到所述接触式压力传感器后，所述接触式压力传感器便会记录当前的压力值，并将所述压力值以电信号的形式传递给所述控制柜中的信号采集部件。

在一个实施例中，所述自动升降组件还包括设置在所述内套筒的上端口且能加快所述盖板向下运动的配重块。

在一个实施例中，所述控制柜包括彼此电连接的控制部件、所述信号采集部件和计时部件，其中，所述信号采集部件与所述接触式压力传感器电连接，所述控制部件与所述垂直位移检测传感器电连接。

在一个实施例中，所述控制部件通过管路与所述环空相连通，通过所述控制部件向所述环空内充入气体以改变所述环空内的气体压力，从而带动所述内套筒进行相应的纵向运动。

在一个实施例中，在所述外套筒的对应所述环空的外侧壁上构造有能够控制所述环空内的气体压力的调压旋钮。

根据本发明的第二个发明，提出了一种使用竖向位移测量装置对自动针入度仪进行校准的方法，包括：打开竖向位移测量装置中的电源开关，以启动控制柜中的用户界面，同时，调整并固定针连杆在纵向的位置，以使得所述针连杆的末端面朝向盖板；通过点击用户界面中的控制部件的启动按钮，以向环空内注入气体，从而使得所述盖板上升至预定位置；缓慢向下调节所述针连杆至其触摸到所述盖板上的接触式压力传感器后，锁紧所述针连杆；释放所述针连杆以压迫所述盖板向下运动，在所述盖板下落瞬间，通过所述接触式压力传感器向计时部件发 送计时初始信号，同时，通过垂直位移检测传感器向信号采集部件发送当前位移初始信号，并记录所述盖板的当前位移值L₁；当所述计时部件计时达到预定时间时，通过所述垂直位移检测传感器向信号采集部件发送计时结束信号，并记录所述盖板的当前位移值L₂；计算L₁与L₂的差值为L；将所述L与所述自动针入度仪中的位移测量部件测量的所述针连杆的位移进行比较。

在一个实施例中，所述L为所述盖板在预定时间内的位移值。

在一个实施例中，所述方法还包括多次计算所述L以求得平均值。

与现有技术相比，根据本申请，该竖向位移测量装置具有能够精确地判断出自动针入度仪的准确性的优点。

另外，该盖板的设置，使得该内套筒的内部构造为密闭环空。这样，便使得该内套筒具有较轻的重量，从而方便该内套筒能够顺利地上升或下降。从而有效地避免了由于该内套筒过重导致无法顺利上升的弊端。

该垂直位移检测传感器设置，能够时刻准确、灵活地检测到盖板的位移情况。

当该盖板上升至超过横向延伸体所处的水平位置时，则可向下旋紧上述限位构件，在此过程中，随着限位构件的下移，便可通过限位构件中的压帽来压紧盖板，从而实现盖板的下移，以使得该盖板在纵向上处于合适的位置。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。在图中：

图1为本申请的实施例的竖向位移测量装置的整体结构示意图。

图2为本申请的实施例的竖向位移测量装置的自动升降组件的第一轴侧结构示意图。

图3为本申请的实施例的竖向位移测量装置的自动升降组件的第二轴侧结构示意图。

图4为自动针入度仪的整体结构示意图。

图5为使用本申请的竖向位移测量装置对自动针入度仪进行校准的方法的步骤流程示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例描绘。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3以及图4所示，其中，图1示意性地显示了该竖向位移测量装置100包括控制柜、自动升降组件2、盖板3以及触发开关支架4。

本申请的竖向位移测量装置100主要用于校准自动针入度仪200的准确性。

该控制柜主要用于控制自动升降组件2中的相关部件的升降功能。

自动升降组件2与控制柜相连接。例如，可同时存在电连接和机械连接。

盖板3设置在自动升降组件2的上端且能承载自动针入度仪200，该盖板3在控制柜的作用下能够进行纵向移动。即，通过该控制柜的控制，便可使得自动升降组件2中的内套筒22进行相应的升降运动，从而带动该盖板3也进行相应的升降运动。

在一个具体的实施例中，该盖板3的形状应当与内套筒22的上端口的形状相匹配。例如，可为圆形、椭圆形、方形或矩形等。

该触发开关支架4相对设置在自动升降组件2的上端的两侧且能限制盖板3在纵向的运动以及检测盖板3在纵向的位移。由此可见，通过将该触发开关支架4检测到的盖板3在纵向的位移值与自动针入度仪200中的位移测量部件203测量到的针连杆201的位移值进行比较，便可准确地确定出该自动针入度仪200的测量的准确性。

如图2和图3所示，该自动升降组件2包括外套筒21和位于外套筒21内且能相对外套筒21进行纵向运动的内套筒22，在外套筒21和内套筒22之间构造有环空23。其中，该外套筒21和内套筒22的外形均大致呈筒状。

该盖板3设置在内套筒22的上端口221以将内套筒22的内部构造为密闭环空31。具体地，该盖板3可通过螺栓或螺钉等紧固件紧固在内套筒22的上端口221，或者可通过焊接的方式固定在该内套筒22的上端口221。该盖板3的设置，使得该内套筒22的内部构造为密闭环空31。这样，便使得该内套筒22具有较轻的重量，从而方便该内套筒22能够顺利地上升或下降。进一步地，有效地避免了由于该内套筒22过重导致无法顺利上升的弊端。

如图1、图2和图3所示，该触发开关支架4相对设置在外套筒21的上端211的两侧。具体地，该触发开关支架4可通过螺栓或螺钉紧固在该外套筒21的上端211，从而大大地提高了该触发开关支架4定位的牢固性。同时，也极大地方便了该触发开关支架4的安装及拆卸。

如图2所示，该触发开关支架4包括垂向延伸体41，和与该垂向延伸体41的延伸端411相连接，且能朝内套筒22的中心轴线方向延伸的横向延伸体42。其中，该垂向延伸体41可为垂向支撑板或垂向支撑架，该横向延伸体42可为水平板或水平支架。该横向延伸体42与垂向延伸体41的延伸端411可通过焊接的方式固定在一起。

在垂向延伸体41的内侧壁412上构造有能检测盖板3的纵向位移的垂直位移检测传感器413。即，该垂直位移检测传感器413可通过光感应信号时刻检测盖板3在纵向上的位移情况。同时，该垂直位移检测传感器413可将其检测到的盖板3在纵向的位移值以电信号的形式传递给控制柜中的如下所述的信号采集部件11和控制部件12。由此可见，该垂直位移检测传感器413设置，能够时刻准确、灵活地检测到盖板3的位移情况。

如图2所示，在横向延伸体42的延伸端421设有能限制盖板3继续向上运动的限位构件422。由此可知，为确保该限位构件422能够起到较好的限位作用，应当使得该横向延伸体42时刻保持处于水平状态。

该限位构件422可为限位螺钉、限位铆钉或具有限位功能的其他部件，其可通过可拆卸式连接的方式固定在横向延伸体42的延伸端421上。当该盖板3上升至超过横向延伸体42所处的水平位置时，则可向下旋紧上述限位构件422，在此过程中，随着限位构件422的下移，便可通过限位构件422中的压帽来压紧盖板3，从而实现盖板3的下移，以使得该盖板3在纵向上处于合适的位置。

如图1和图2所示，在盖板3的上表面32上设有接触式压力传感器321，当自动针入度仪200中的针连杆201的下端面202触摸到接触式压力传感器321后，该接触式压力传感器321便会记录当前的压力值，并将该压力值以电信号的形式传递给控制柜中的信号采集部件11。这样，该信号采集部件11便可较为方便地检测到针连杆201作用到该盖板3上的压力的大小。

如图4所示，该自动升降组件2还包括设置在内套筒22的上端口221且能加快盖板3向下运动的配重块5。该配重重块5可通过螺钉或螺栓等紧固件紧固在该内套筒22的上端口221处。由于该配重块5具有一定大小的重量，将该配重块5设置在内套筒22的上端口221处，以加速该内套筒22的下落，从而大大地缩短了该内套筒22的下落时间。

如图1所示，该控制柜包括彼此电连接的控制部件12、信号采集部件11和 计时部件13，其中，信号采集部件11与接触式压力传感器321电连接，控制部件12与垂直位移检测传感器413电连接。这样，该接触式压力传感器321便可将检测到的针连杆201作用到盖板3上的压力值以电信号的形式传递给信号采集部件11。该垂直位移检测传感器413可将其检测到的盖板3在纵向的位移值以电信号的形式传递给信号采集部件11和控制部件12。当该控制部件12接收到代表盖板3在纵向的位移值的电信号后，便能够较为灵活地控制盖板3在纵向的位移情况。

如图1所示，该控制部件12通过管路6与环空23相连通，通过控制部件12向环空23内充入气体以改变环空23内的气体压力，从而带动内套筒2进行相应的纵向运动。具体地，当需要提升该内套筒22时，该控制部件12便会通过管路6向该环空23内注入气体。当该环空23内的气体压力大于该内套筒22的自身重力后，该内套筒22会在气体压力的作用下逐渐升高。其中，向该环空23内充入的气体体积的大小可由该内套筒22在纵向上的上升高度来确定。容易理解，当该内套筒22需要下降时，只需作用给内套筒22的压力大于环空23内的气体压力即可。另外，若想使得该内套筒22能够加速下降，则只需增大作用给该盖板3的压力即可。例如，可增加该针连杆201的重量或增加其他部件以增大作用给该盖板3的压力。

如图3所示，在外套筒21的对应环空23的外侧壁212上构造有能够控制环空23内的气体压力的调压旋钮7。通过旋动该调压旋钮7，便可实现对该环空23内的气压的改变。即，通过将该调压旋钮7逐渐朝大开度的方向旋转，便可使得该环空23内的气体压力逐渐增大。反之，通过将该调压旋钮7逐渐朝小开度的方向旋转时，便可使得该环空23内的气体压力逐渐减小。由此可见，该调压旋钮7的设置，能够根据内套筒22在纵向的位置，来随时调整该调压旋钮7的开度，从而较为灵活地控制环空23内的气体压力的大小。

根据本发明的第一个实施例，该竖向位移测量装置100的具体工作过程为，打开竖向位移测量装置100中的电源开关(图中未示出)，以启动控制柜中的用户界面，同时，调整并固定针连杆201在纵向的位置，以使得针连杆201的末端面202朝向盖板3。

点击上述用户界面中的控制部件12的启动按钮(图中未示出)，在该控制部件12的作用下，向环空23内注入气体。当该环空23内的气体的压力大于内 套筒22的自身重力后，便可使得盖板3逐渐上升直至达到预定位置。

当该盖板3上升至预定位置后，通过限位构件422将该盖板3进行锁紧，从而使得该盖板3处于静止的状态。其中，该预定位置可为在校准前根据实际需要而设定的位置。

缓慢向下调节针连杆201至其触摸到盖3上的接触式压力传感器321后，锁紧该针连杆201，从而使得该针连杆201也处于静止状态。

释放该针连杆201，通过该针连杆201的自身重力来压迫盖板3向下运动，在盖板3下落的瞬间，通过接触式压力传感器321向计时部件13发送计时初始信号，同时，通过垂直位移检测传感器413向信号采集部件11发送当前位移初始信号，并记录盖板3的当前位移值L₁。

当计时部件13计时达到预定时间时，通过垂直位移检测传感器413向信号采集部件11发送计时结束信号，并记录盖板3的当前位移值L₂。

计算L₁与L₂的差值为L。

将L与自动针入度仪200中的位移测量部件203测量的针连杆201的位移进行比较。若位移测量部件203测量的针连杆201的位移小于或大于该L值，则说明自动针入度仪200不能准确地测定出标准针(图中未示出)在一定载荷、温度以及时间内直穿沥青试样的深度。由此可以判定该自动针入度仪200的测量存在不准确的问题。相反，若位移测量部件203测量的针连杆201的位移等于该L值，则说明该自动针入度仪200的测量较为精准。

另外，为确保本申请的竖向位移测量装置100能够较为精准地判断出自动针入度仪200的测量是否准确，可多次测得L，以求得L的平均值，从而将自动针入度仪200中的位移测量部件203测量的针连杆201的位移与该平均值进行比较，从而判断出自动针入度仪200的准确性的高和低。

综上所述，该竖向位移测量装置100具有能够精确地判断出自动针入度仪200的准确性的优点。

另外，该盖板3的设置，使得该内套筒22的内部构造为密闭环空31。这样，便使得该内套筒22具有较轻的重量，从而方便该内套筒22能够顺利地上升或下降。从而有效地避免了由于该内套筒22过重导致无法顺利上升的弊端。

该垂直位移检测传感器413设置，能够时刻准确、灵活地检测到盖板3的位移情况。

当该盖板3上升至超过横向延伸体42所处的水平位置时，则可向下旋紧上述限位构件422，在此过程中，随着限位构件422的下移，便可通过限位构件422中的压帽来压紧盖板3，从而实现盖板3的下移，以使得该盖板3在纵向上处于合适的位置。

如图5所示，根据本发明，使用本申请的竖向位移测量装置100对自动针入度仪200进行校准的方法包括：

步骤S410，打开竖向位移测量装置100中的电源开关(图中未示出)，以启动控制柜中的用户界面，同时，调整并固定针连杆201在纵向的位置，以使得针连杆201的末端面202朝向盖板3。

步骤S420，通过点击上述用户界面中的控制部件12的启动按钮(图中未示出)，在该控制部件12的作用下，向环空23内注入气体。当该环空23内的气体的压力大于内套筒22的自身重力后，便可使得盖板3逐渐上升直至达到预定位置。当该盖板3上升至预定位置后，通过限位构件422将该盖板3进行锁紧，从而使得该盖板3处于静止的状态。其中，该预定位置可为在校准前根据实际需要而设定的位置。

步骤S430，缓慢向下调节针连杆201，至其触摸到盖3上的接触式压力传感器321后，锁紧该针连杆201，从而使得该针连杆201也处于静止状态。

步骤S440，释放该针连杆201，通过该针连杆201的自身重力来压迫盖板3向下运动，在盖板3下落的瞬间，通过接触式压力传感器321向计时部件13发送计时初始信号，同时，通过垂直位移检测传感器413向信号采集部件11发送当前位移初始信号，并记录盖板3的当前位移值L₁。

步骤S450，当计时部件13计时达到预定时间时，通过垂直位移检测传感器413向信号采集部件11发送计时结束信号，并记录盖板3的当前位移值L₂。

步骤S460，计算L₁与L₂的差值为L。

步骤S470，将L与自动针入度仪200中的位移测量部件203测量的针连杆201的位移进行比较。若位移测量部件203测量的针连杆201的位移小于或大于该L值，则说明自动针入度仪200不能准确地测定出标准针(图中未示出)在一定载荷、温度以及时间内直穿沥青试样的深度。由此可以判定该自动针入度仪200的测量存在不准确的问题。相反，若位移测量部件203测量的针连杆201的位移等于该L值，则说明该自动针入度仪200的测量较为精准。

另外，为确保本申请的竖向位移测量装置100能够较为精准地判断出自动针入度仪200的测量是否准确，可多次测得L，以求得L的平均值，从而将自动针入度仪200中的位移测量部件203测量的针连杆201的位移与该平均值进行比较，从而判断出自动针入度仪200的准确性的高和低。

该L为盖板3在预定时间内的位移值。其中，该预定时间为事先设定好的时间。该预定时间可根据实际的需要，进行合理的设定。

为保证本申请的竖向位移测量装置100能够对自动针入度仪200进行准确地校验，则需多次计算L以求得平均值。由此可见，本申请的方法具有校准精确和操作方便的优点。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。