一种用于测试文物岩石表面损伤的系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种用于测试文物岩石表面损伤的系统，该系统包括：测试系统用于测量待测文物岩石的回弹值并基于回弹值计算风化程度；存储系统用于将获取的待测文物岩石的压力数据和加速度数据进行保存；数据收集部分用于实现传感器的数据采集以及对采集的数据进行初步处理；计算部分用于结合回弹仪的计算原理和采集的数据，采用预设仿真软件进行回弹算法的仿真。本发明专利技术实施例通过提出的以Arduino开源平台为核心，以模块化结构为基础的测试文物表面损伤的系统，相比传统人力检测装置，具有更加快捷准确的特点，使文物损伤检测的时间大大缩小，且检测精度大幅提高。且检测精度大幅提高。且检测精度大幅提高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测试文物岩石表面损伤的系统


[0001]本专利技术涉及文物检测
，尤其涉及一种用于测试文物岩石表面损伤的系统。

技术介绍

[0002]在文物测量领域，尤其是对石质文物表面损伤的测量，通常需要借助辅助仪器，例如回弹仪来进行辅助测量，以获取待测文物岩石表面损伤的程度，为文物鉴定和保护提供有效的参考依据。
[0003]现有的针对石质文物表面进行测量的技术中，主要采用如下几种方式：
[0004]一是采用直接且简易的机械结构，通过固定的换算方法得到有且仅有一种材料的回弹值；
[0005]二是加入数字模块的回弹仪，可以自动记录测量出的数据，内置统一回弹测强曲线和用户可自行录入的专用回弹测强曲线供切换使用。
[0006]上述现有技术中存在如下缺陷：
[0007]一中使用的产品基本分为混凝土回弹仪和砂浆回弹仪，没有其它材料对应的回弹仪，仅能通过装配工艺的不同来选择不同强度规格的型号，测量出来的数据只有量程上的区别，导致在应用范围上丧失了很大空间；
[0008]二中使用的产品由于弹簧强度的固定，使得对被测物体的强度有很大的要求，对于石质文物，可能会造成损伤。
[0009]因此，需要提出一种新的用于测试石质文物表面损伤的系统。

技术实现思路

[0010]本专利技术实施例提供一种用于测试文物岩石表面损伤的系统，用以解决现有技术中针对测量对象的变化不能进行灵活处理，导致测量的精度不够以及存在损伤测量对象的缺陷。
[0011]本专利技术实施例提供的用于测试文物岩石表面损伤的系统，包括：
[0012]硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括测试系统和存储系统，所述测试系统和所述存储系统相连接，所述软件部分包括数据收集部分和计算部分，所述数据收集部分和所述计算部分相连接；其中：
[0013]所述测试系统用于测量待测文物岩石的回弹值并基于所述回弹值计算风化程度；
[0014]所述存储系统用于将获取的所述待测文物岩石的压力数据和加速度数据进行保存；
[0015]所述数据收集部分用于实现传感器的数据采集以及对采集的数据进行初步处理；
[0016]所述计算部分用于结合回弹仪的计算原理和所述采集的数据，采用预设仿真软件进行回弹算法的仿真。
[0017]优选地，所述测试系统包括传感器、外接模块和Arduino UNO开发板，所述传感器
和外接模块分别与Arduino UNO开发板相连接；其中：
[0018]所述传感器包括加速度传感器、压力传感器和电压转换模块，所述加速度传感器位于回弹仪弹击锤与回弹仪机壳之间，与所述Arduino UNO开发板相连接，所述压力传感器通过所述电压转换模块与所述Arduino UNO开发板相连接；
[0019]所述外接模块包括TF卡模块，所述TF卡模块和所述Arduino UNO开发板相连接。
[0020]优选地，所述加速度传感器用于测量回弹仪弹击锤撞击传力杆瞬间回弹时的加速度，所述压力传感器用于测量回弹仪弹击锤撞击传力杆的压力，所述电压转换模块用于将压力信号转化为电信号。
[0021]优选地，所述测试系统还包括若干力度不同的弹簧，所述若干力度不同的弹簧用于测量不同弹簧力度下对应的所述回弹值。
[0022]优选地，所述加速度传感器包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，所述三轴加速度传感器用于获取三维加速度数据和三维角速度数据，所述三轴陀螺仪用于获取三维姿态角数据。
[0023]优选地，所述存储系统包括Micro SD卡，所述Micro SD卡分别与所述加速度传感器、所述压力传感器和所述Arduino UNO开发板相连接；其中：
[0024]所述压力传感器通过A0输入端与所述Micro SD卡相连接，由所述Micro SD卡将压力数据进行保存并输出；
[0025]所述加速度传感器分别通过A4输入端和A5输入端与所述Micro SD卡相连接，由所述Micro SD卡将加速度数据进行保存并输出；
[0026]所述Micro SD卡通过PWM13引脚与所述Arduino UNO开发板相连接，用于同步时钟信号。
[0027]优选地，所述数据收集部分包括加速度模块、处理器模块和显示模块；其中：
[0028]所述加速度模块用于采集所述回弹仪弹击锤的速度信息，并将所述速度信息传输给所述处理器模块；
[0029]所述处理器模块用于接收所述速度信息并进行处理，获取所述回弹仪弹击锤的速度信息变化特点；
[0030]所述显示模块用于显示所述回弹值。
[0031]优选地，所述速度信息包括所述回弹仪弹击锤的实时速度信息和加速度信息。
[0032]优选地，所述计算部分包括换算模块，所述换算模块直接运行在所述处理器模块上，用于处理所述加速度模块发送的所述速度信息，通过预设动能计算公式计算撞击中损失的势能和所述回弹值，并将所述回弹值发送至所述显示模块。
[0033]本专利技术实施例提供的用于测试文物岩石表面损伤的系统，通过提出的以Arduino开源平台为核心，以模块化结构为基础的测试文物表面损伤的系统，相比传统人力检测装置，具有更加快捷准确的特点，使文物损伤检测的时间大大缩小，且检测精度大幅提高。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根
据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是本专利技术实施例提供的系统整体结构图；
[0036]图2是本专利技术实施例提供的Arduino部分流程图；
[0037]图3是本专利技术实施例提供的加速度传感器引脚图；
[0038]图4是本专利技术实施例提供的系统模块之间连接原理图。
具体实施方式
[0039]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]针对原有回弹仪应用范围不广，智能性差，通用性差的缺点，本专利技术在机械回弹仪的基础上使用单片机和可更换式的弹簧，添加加速度采集模块，数据换算模块，实现利用回弹仪测量石质文物回弹值并计算风化程度的功能，以解决在传统文物检测中，动辄需要准备大型探伤仪器的情况，即人力物力成本高，测量不方便的问题。
[0041]图1是本专利技术实施例提供的系统整体结构图，如图1所示，包括：
[0042]硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括测试系统和存储系统，所述测试系统和所述存储系统相连接，所述软件部分包括数据收集部分和计算部分，所述数据收集部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，包括：硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括测试系统和存储系统，所述测试系统和所述存储系统相连接，所述软件部分包括数据收集部分和计算部分，所述数据收集部分和所述计算部分相连接；其中：所述测试系统用于测量待测文物岩石的回弹值并基于所述回弹值计算风化程度；所述存储系统用于将获取的所述待测文物岩石的压力数据和加速度数据进行保存；所述数据收集部分用于实现传感器的数据采集以及对采集的数据进行初步处理；所述计算部分用于结合回弹仪的计算原理和所述采集的数据，采用预设仿真软件进行回弹算法的仿真。2.根据权利要求1所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述测试系统包括传感器、外接模块和Arduino UNO开发板，所述传感器和外接模块分别与Arduino UNO开发板相连接；其中：所述传感器包括加速度传感器、压力传感器和电压转换模块，所述加速度传感器位于回弹仪弹击锤与回弹仪机壳之间，与所述Arduino UNO开发板相连接，所述压力传感器通过所述电压转换模块与所述Arduino UNO开发板相连接；所述外接模块包括TF卡模块，所述TF卡模块和所述Arduino UNO开发板相连接。3.根据权利要求2所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述加速度传感器用于测量回弹仪弹击锤撞击传力杆瞬间回弹时的加速度，所述压力传感器用于测量回弹仪弹击锤撞击传力杆的压力，所述电压转换模块用于将压力信号转化为电信号。4.根据权利要求2所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述测试系统还包括若干力度不同的弹簧，所述若干力度不同的弹簧用于测量不同弹簧力度下对应的所述回弹值。5.根据权利要求2或3所述的用于测试文物岩石...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀芳，肖恺峥，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：