專利名稱：用于確定建筑材料樣品的外廓尺寸的方法及相關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定樣品的至少一個外廓尺寸(dimension)的設(shè)備和方法，更具體來講，涉及一種用于確定未壓實的含瀝青鋪路混合物、土壤和/或混凝料的樣品、以及勵磁鐵芯、實驗室制取的壓實的含瀝青鋪路材料標(biāo)本和/或其它建筑材料的至少一個外廓尺寸的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
為了對各種建筑項目進(jìn)行設(shè)計、質(zhì)量控制和質(zhì)量保證，建筑業(yè)依賴于材料測試。材料密度和比重是材料測試中的某些重要參數(shù)。具體來講，在對天然的和制造的鋪路材料的設(shè)計和質(zhì)量確定過程中，鋪路建筑業(yè)使用材料密度和比重。
在瀝青鋪路業(yè)中，例如使用熱瀝青混合物實驗室制取標(biāo)本或者鐵芯鋪路標(biāo)本的空隙含量來確定混合設(shè)計、工廠生產(chǎn)的熱混合物以及鋪路建筑的質(zhì)量。在某些情況下，壓實標(biāo)本的空隙含量被確定為壓實標(biāo)本的實際比重(毛體積比重)與疏松瀝青混合物的理論上的最大比重的比值。
疏松瀝青混合物的最大比重或者密度的確定可能具有某些限制，這些限制影響了空隙含量測量的準(zhǔn)確性。此外，確定毛體積比重的方法很高程度上取決于操作者，因此可能產(chǎn)生很大變化的結(jié)果，由此也影響了空隙含量的確定。目前，存在三種普遍接受的做法或方法來確定壓實瀝青標(biāo)本的毛體積比重。這些方法是(1)γ衰減；(2)阿基米德原理的應(yīng)用；以及(3)外廓尺寸分析。
γ衰減技術(shù)可用于通過測量壓實瀝青標(biāo)本的電子密度來提供壓實瀝青標(biāo)本的體積密度，所述技術(shù)例如在Dep等人提出的第6,492,641號美國專利中描述。通過遍歷樣品的γ輻射的強度和能量分布來確定所述電子密度。所述γ輻射通常從低強度輻射銫源發(fā)出，并且由靈敏的碘化鈉檢測器來檢測。然后必須通過標(biāo)本的高度(或者厚度)來規(guī)范化電子密度的最終測量。然而，雖然電子密度確定總體上是精確的并且是可靠的，但是γ衰減方法會受到操作者測量標(biāo)本高度的準(zhǔn)確性和精確性的能力的限制。
ASTM D3549是一種標(biāo)準(zhǔn)測試方法，用于確定壓實的含瀝青鋪路混合物標(biāo)本的厚度或者高度。所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)該使用以90°為間隔的四次測量的平均值來近似表示標(biāo)本的高度。它還建議相對于圓柱縱軸不是水平的標(biāo)本的末端應(yīng)該被鋸成平面并且水平。然而，存在與這種方法相關(guān)的許多問題。例如，在某些情況下，操作者未必確保標(biāo)本的末端是平面并且水平，由此因為端到端(或者峰到峰)的卡尺測量將無法可靠測量標(biāo)本的高度，故而把錯誤引入到高度測量中。在這種情況下，均方根高度可以是用于密度確定的標(biāo)本高度的更加準(zhǔn)確的測量。這種高度測量中的另一錯誤來源在于利用卡尺的四次測量未必提供足夠的數(shù)據(jù)點來正確地表示真實的樣品高度，特別是當(dāng)標(biāo)本不是真正的圓柱體和/或當(dāng)其末端是不規(guī)則的或者是傾斜的。即使操作者在利用卡尺測量標(biāo)本高度時極端認(rèn)真并且用心，卡尺也未必能夠正確地測量不規(guī)則的或者不平的表面。
一種廣泛使用的用于確定瀝青混合物標(biāo)本毛體積比重的方法是通過確定標(biāo)本的質(zhì)量與體積之比來實現(xiàn)。質(zhì)量確定一般通過使用現(xiàn)有的天平和比例尺可以高度可靠地獲得，其中所述天平和比例尺很容易從市場購買到。然而，體積測量通常比質(zhì)量確定缺乏可靠性。多種不同的體積測量方法都采用排水的阿基米德原理。用于獲得體積測量的另一種方法使用利用卡尺或者千分尺的外廓尺寸分析方法。
當(dāng)把固體浸入足夠大的水槽中時，阿基米德原理能夠通過確定因固體而排出的水的體積，來近似固體的體積。一般說來，排出水的質(zhì)量與水的比重的比值是固體的最終體積。然而，在某些情況下，所確定的體積會因水滲入固體內(nèi)相互連通的孔隙而受到不利影響。另外，水的密度不是恒定的，而是會受到溫度、雜質(zhì)、甚至不一致的水源的影響。因此，固體的真實體積可能會受到所確定的固體比重和密度的準(zhǔn)確性的虛假量以及能夠滲入固體的水量的影響。然而，利用排水量法的另一問題在于把樣品浸入水中是一種破壞性的過程。雖然樣品可以在浸泡之后被干燥，但是，即便非常精心的干燥過程通常也無法在后續(xù)測試中為該樣品提供能夠重復(fù)的比重確定結(jié)果。由此對標(biāo)本的損壞通常禁止其在其它材料測試過程的使用。
許多AASHTO或者ASTM標(biāo)準(zhǔn)利用這種排水量原理來確定壓實瀝青混合物的毛體積比重。然而，基本上所有這些方法都包括固有的誤差源，這通常取決于執(zhí)行所述過程所基于的條件。飽和的表面干燥(saturated surface dry，SSD)方法(AASHTO T166/ASTM D2726)勢必低估標(biāo)本的體積，由此過高估計其毛體積比重或者密度。為了克服與SSD方法相關(guān)聯(lián)的限制，已經(jīng)介紹了這樣的技術(shù)，即要求利用石蠟或者保護(hù)膜來覆蓋標(biāo)本(AASHTO T275/ASTMDl 188)，或者把標(biāo)本真空密封在塑料或者聚乙烯材料袋內(nèi)(ASTM D6752)，這些技術(shù)例如在Regimand提出的第6,321,589號美國專利中所有描述。然而，這些方法通過封孔標(biāo)本的表面空隙而可能過高估計了標(biāo)本體積，由此提供經(jīng)常低于標(biāo)本毛體積比重的真實值的最終毛體積比重。另外，這種方法還要求對覆蓋或真空密封袋的質(zhì)量和體積進(jìn)行校正，這樣做也會把錯誤引入到計算中。
用于確定標(biāo)本的毛體積比重的外廓尺寸分析方法通過利用卡尺和千分尺物理地測量標(biāo)本的高度和直徑外廓尺寸來近似體積。然而，通過外廓尺寸分析方法確定的比重通常低于通過排水量法確定的比重，這是因為使用卡尺或者千分尺的外廓尺寸分析沒有考慮標(biāo)本的表面空隙或者其它不規(guī)則的表面特征。
考慮到這些限制，在使用現(xiàn)有技術(shù)能夠可靠地確定標(biāo)本高度或者其它外廓尺寸的過程中，需要更加可靠的方法來為標(biāo)本提供準(zhǔn)確的外廓尺寸值。還需要這樣的方法和/或設(shè)備，即減小在確定標(biāo)本高度或者其它外廓尺寸時操作者判斷的影響，以便使單個實驗室和/或多個實驗室的變化不會影響瀝青混合物標(biāo)本的評估。另外，這種設(shè)備和/或方法應(yīng)該能夠無破壞性地評估所述標(biāo)本。

發(fā)明內(nèi)容
上述以及其它需要是通過本發(fā)明來滿足的，在一個實施例中，本發(fā)明提供了一種適用于確定建筑材料樣品的體積的裝置。這種裝置包括至少一個樣品交互設(shè)備，其被配置為與建筑材料樣品交互，以便確定其至少一個表面特性。計算機設(shè)備被配置為能夠接收來自至少一個樣品交互設(shè)備的至少一個表面特性，并且能夠處理所述至少一個表面特性以便形成建筑材料樣品的三維表示。所述計算機設(shè)備還被配置為根據(jù)建筑材料樣品的三維表示來確定其體積。
本發(fā)明的另一方面包括適用于確定具有多個外廓尺寸的建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸的裝置。這種裝置包括與至少一個外廓尺寸測量設(shè)備可操作地嚙合的樣品收容器的第一部分。所述樣品收容器的第二部分能夠與第一部分可操作地嚙合，以便允許至少一個外廓尺寸測量設(shè)備至少測量建筑材料樣品的第一個外廓尺寸。所述第二部分適于可操作地嚙合所述建筑材料樣品，以便在相對于第一部分和至少一個外廓尺寸測量設(shè)備的坐標(biāo)系內(nèi)收容所述建筑材料樣品。所述第二部分還被配置為可隨著第一部分移動，并且與所述坐標(biāo)系對準(zhǔn)，以便允許至少一個外廓尺寸測量設(shè)備至少測量建筑材料樣品的第二個外廓尺寸。
本發(fā)明的又一方面包括適用于確定建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸的裝置。這種裝置包括至少一個樣品交互設(shè)備，其被配置為與建筑材料樣品交互，以便確定其至少一個表面特性。計算機設(shè)備被配置為能夠接收來自至少一個樣品交互設(shè)備的至少一個表面特性，并且能夠處理所述至少一個表面特性，以便確定建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸。
本發(fā)明的又一方面包括一種用于確定建筑材料樣品的體積的方法。這種方法包括利用至少一個樣品交互設(shè)備來確定建筑材料的至少一個表面特性。此后，在計算機設(shè)備接收來自至少一個樣品交互設(shè)備的至少一個表面特性。然后利用所述計算機設(shè)備來處理至少一個表面特性，以便形成建筑材料樣品的三維表示。然后利用所述計算機設(shè)備根據(jù)所述三維表示來確定建筑材料樣品的體積。
本發(fā)明的又一方面包括一種用于確定建筑材料樣品的體積的方法。這種方法包括首先利用計算機設(shè)備來組合由至少一個樣品成像設(shè)備捕獲的建筑材料樣品的多個圖像，以便形成建筑材料樣品的三維表示。然后利用計算機設(shè)備根據(jù)所述三維表示來確定建筑材料樣品的體積。
本發(fā)明的又一方面包括一種用于確定建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸的方法。利用至少一個樣品交互設(shè)備來確定建筑材料的至少一個表面特性。在計算機設(shè)備接收來自至少一個樣品交互設(shè)備的至少一個表面特性，并且利用所述計算機設(shè)備來處理至少一個表面特性以便利用所述計算機設(shè)備來確定建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸。
本發(fā)明的另一方面包括一種用于測量具有多個外廓尺寸的建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸的方法，其中所述建筑材料樣品與樣品收容器的第二部分可操作地嚙合。所述樣品收容器的第二部分可操作地嚙合所述樣品收容器的第一部分，使得建筑材料樣品位于相對于樣品收容器和與之可操作地嚙合的至少一個外廓尺寸測量設(shè)備的第一部分的坐標(biāo)系內(nèi)。然后利用所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備來測量所述建筑材料樣品的至少第一個外廓尺寸。然后，在利用至少一個外廓尺寸測量設(shè)備來測量建筑材料樣品的至少第二個外廓尺寸之前，所述第二部分可隨著第一部分移動，并且與所述坐標(biāo)系對準(zhǔn)。
所提供的方法和設(shè)備由此無需破壞性或者損傷樣品的測試方法，諸如阿基米德排水量法。無論所期望的是γ射線衰減方法的準(zhǔn)確的高度確定還是外廓尺寸分析方法的準(zhǔn)確的體積確定，此處所公開的技術(shù)都最小化或者消除了先前就現(xiàn)有方法而論述的操作者判斷和/或偏離限制。
在某些情況下，用于確定標(biāo)本高度、形狀和/或體積的測試方法和設(shè)備可以應(yīng)用于其它一般建筑和/或鋪路相關(guān)材料，諸如疏松土和混凝料、波特蘭水泥、混凝土柱體以及許多其它應(yīng)用。在體積、形狀和/或高度測量準(zhǔn)確性和/或精確度方面的改善還將提供更加可靠的密度和比重確定。由此，后續(xù)影響將是改進(jìn)建筑和/或鋪路相關(guān)材料的設(shè)計、質(zhì)量控制和質(zhì)量保證。此外例如可以包括如下效益，即基本上改善結(jié)構(gòu)并且減少擁有者與承包商之間的爭端，其中這種爭端是由于測試結(jié)果的不確定因素造成的。由此，本發(fā)明的實施例提供了如上所公開的、所描述的并且此處進(jìn)一步詳細(xì)說明的明顯優(yōu)勢。


現(xiàn)在將參考附圖來概括地描述本發(fā)明，所述附圖未必按比例描繪，并且其中圖1A和1B是依照本發(fā)明的一個實施例，實現(xiàn)單個樣品交互設(shè)備的用于確定建筑材料樣品的至少一個表面特性的裝置的示意圖；圖2A是依照本發(fā)明的一個實施例，實現(xiàn)多個樣品交互設(shè)備的用于確定建筑材料樣品的至少一個表面特性的裝置的示意圖；圖2B是依照本發(fā)明的一個實施例，建筑材料樣品圖像形式的多個表面特性的示意圖，其中所述多個表面特性是通過圖2A中示出的多個樣品交互設(shè)備確定的，以及通過組合圖像而形成的建筑材料樣品的三維表示，可以從該三維表示獲得建筑材料樣品的體積；圖3A和3B是依照本發(fā)明的一個實施例，實現(xiàn)外廓尺寸測量設(shè)備的用于確定建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸的裝置的示意圖；并且圖4是依照本發(fā)明的一個實施例，用于確定建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸的裝置的可替代樣品收容器的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將是參照附圖在下文更加全面地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的某些、但不是所有的實施例。實際上，本發(fā)明可以被嵌入在許多不同的形式中，而不應(yīng)該視為局限于此處所提出的實施例；相反，提供這些實施例是使此公開內(nèi)容將有效滿足法定要求。相同的數(shù)字始終涉及相同的元件。
圖1A和1B舉例說明了依照本發(fā)明一個實施例的適用于確定建筑和/或鋪路相關(guān)材料樣品的至少一個表面特性的裝置，所述裝置通常通過數(shù)字100來表示。裝置100包括至少一個樣品交互設(shè)備200和樣品收容器300，所述樣品收容器300被配置為能夠支撐鋪路相關(guān)材料或者其它建筑材料的樣品400。應(yīng)注意的是，此處使用的術(shù)語“鋪路相關(guān)材料”例如指的是未壓實的含瀝青鋪路混合物、疏松土和混凝料，以及勵磁鐵芯和壓實含瀝青鋪路材料的實驗室制取標(biāo)本，而此處所使用的術(shù)語“建筑材料”更加通用，并且例如包括鋪路相關(guān)材料、波特蘭水泥(portland cement)、混凝土柱體等等。
所述樣品交互設(shè)備200例如可以使用點光源、線光源或者波源來提供比如光、聲音、超聲、輻射、物理接觸和/或其它介質(zhì)，以便允許確定樣品400的至少一個表面特性。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解的是，這種設(shè)備200可以被適當(dāng)?shù)嘏渲脼槭褂霉?、聲音、超聲、輻?例如包括微波輻射或者紅外輻射)、物理接觸和/或其它介質(zhì)來對樣品400的至少一個表面特性，諸如外廓尺寸使用如下方法執(zhí)行測量，所述方法比如是反射方法、傳輸方法、持續(xù)時間方法、接觸方法或者任何其它適當(dāng)?shù)姆椒?，其中設(shè)備200例如可以包括至少一個對應(yīng)的并且適當(dāng)?shù)陌l(fā)射器/檢測器對，或者包括適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，以便測量所述至少一個表面特性。比如，所述設(shè)備200可以被配置為使用結(jié)構(gòu)光、激光測距儀或者X-射線來進(jìn)行無接觸類型的測量；使用線性差動變換器(LVDT)或者其它物理機制來進(jìn)行接觸類型的測量；或者使用任何其它適當(dāng)?shù)臏y量技術(shù)。例如，可以把光學(xué)方法或者諸如立體視覺技術(shù)之類的攝影方法用于執(zhí)行3D仿形。諸如掃描器或者照相機之類的各種成像設(shè)備也是適合的，其中可以通過在與樣品交互設(shè)備200相關(guān)聯(lián)的計算機設(shè)備600上執(zhí)行的相關(guān)軟件或者圖象處理過程來實現(xiàn)對諸如外廓尺寸的表面特性的確定。在某些情況下，設(shè)備200例如可以包括三維仿形設(shè)備，諸如由加拿大的渥太華的Shape Grabber公司或者加拿大的魁北克市的National Optics Institute of Sainte-Foy制作的。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在如此處公開的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以實現(xiàn)許多其它樣品交互設(shè)備。
樣品收容器300被配置為相對于樣品交互設(shè)備200來收容樣品400，以便允許樣品交互設(shè)備200確定樣品400的適當(dāng)?shù)谋砻嫣匦?。這種表面特性例如可以包括樣品400的外廓尺寸、質(zhì)地、粗糙度或者其它可辨認(rèn)的表面外觀，包括空隙的識別和/或量化、樣品表面的不規(guī)則性或者其它特征。在某些情況下，樣品交互設(shè)備200可以如此來配置，使得在通過樣品收容器300把樣品400收容在一個位置的情況下，確定樣品400的必要的或者所期望的表面特性。然而，在樣品400具有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)的情況下，在樣品400相對于樣品交互設(shè)備200位于單個位置的情況下，可能無法適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行確定或者測量。因此，在必需或者希望進(jìn)行第二次確定或測量以便產(chǎn)生例如樣品400的外廓尺寸測量的準(zhǔn)確表示的情況下，可以為第二次測量把樣品400相對于樣品收容器300從第一位置移動到第二位置。然而，如果因為對于樣品400缺少兩次測量必須協(xié)調(diào)的公共參考點而移動樣品400，那么會引入明顯的誤差。此外，在其它情況下，樣品400可以是不規(guī)則形狀的，或者在混凝料、土壤、沙等等的情況下，可被如此配置使得其不便于或幾乎不能夠相對于樣品交互設(shè)備200來收容樣品400，或者把樣品400移動到另一位置，以便允許測量樣品400的適當(dāng)外廓尺寸。
因此，在這方面，本發(fā)明的一個優(yōu)勢方面在于實現(xiàn)計算機分析設(shè)備600，其能夠執(zhí)行用于分析由至少一個樣品交互設(shè)備200確定的樣品400的表面特性的軟件包以便提取想要的信息，同時能夠克服在獲得樣品的三維表示方面遇到的某些誤差。例如，由計算機設(shè)備600執(zhí)行的諸如ProEngineer、Matlab、Geomagic Studio的工程/建模/逆工程軟件或者其它適當(dāng)?shù)能浖?，可以被配置為接收由樣品交互設(shè)備200確定的至少一個表面特性。比如，使用點光源的樣品交互設(shè)備200可以被配置為檢測與樣品400交互的光的特性，其中檢測到的光可以表示樣品400上每一測量點相對于樣品交互設(shè)備200的坐標(biāo)或者距離。因此，利用這種點光源的樣品400的增加的測量次數(shù)以及后續(xù)測量與先前測量的接近性可以直接影響從該過程中獲得的樣品400的表示的分辯率。也就是說，與分布在樣品400表面的非常少的測量點相比，密集的“點云”可以提供樣品400的表面特性的明顯更高的分辨率。然而，獲得樣品400的至少一個表面特性的適當(dāng)和有效結(jié)果所需的分辯率不會因此受到任何方式的限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，這種分辯率是與將實現(xiàn)的期望結(jié)果相關(guān)聯(lián)的選擇問題。
圖1A和1B還舉例說明了樣品400圍繞樣品收容器300限定的縱軸相對于樣品交互設(shè)備200被移動，其中這種移動可以人工地實現(xiàn)(通過操作者在樣品收容器300上物理地旋轉(zhuǎn)樣品400)或者依照自動方式來實現(xiàn)，諸如通過與樣品收容器300相關(guān)聯(lián)并且用于旋轉(zhuǎn)樣品收容器300從而旋轉(zhuǎn)樣品400的電動化或者機械化系統(tǒng)來實現(xiàn)。在其它情況下，樣品400可以是靜止的，并且樣品交互設(shè)備200圍繞樣品400移動。在其它情況下，如圖2A所示，可以實現(xiàn)多個樣品交互設(shè)備200，因此不必為了確定或者捕獲樣品400的期望表面特性而移動樣品400或者樣品交互設(shè)備200。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員還將理解的是，在某些情況下，樣品收容器300未必是設(shè)備100的實際方面。也就是說，在某些情況下，樣品400例如可以通過至少一個樣品交互設(shè)備200來支撐，借此，至少一個樣品交互設(shè)備200被配置為在提供其支撐的同時，確定樣品400的期望表面特性。在其它情況下，樣品交互設(shè)備200可以被配置為就地對樣品400起作用，并且照此，不要求樣品收容器300來支撐樣品400。更具體來講，例如，ASTM E 965是一種用于確定道路的表面質(zhì)地的標(biāo)準(zhǔn)，并且涉及在道路上攤鋪校準(zhǔn)沙、然后在道路上鋪開這種沙，直到符合散布條件為止。然后測量沙斑的直徑，借此可以使用沙斑的面積以及獲知的校準(zhǔn)沙的密度來確定道路的表面粗糙度。根據(jù)本發(fā)明的實施例可以用于通過實現(xiàn)這樣一種樣品交互設(shè)備200來確定表面粗糙度，所述樣品交互設(shè)備200被配置為相對于道路移動以便就地與樣品400交互，由此消除了對樣品收容器300本身的需要。然后將樣品交互設(shè)備200確定的表面特性傳輸至計算機設(shè)備600，以便確定表面特性的屬性，并且由此確定樣品400的至少一個外廓尺寸(在這種情況下，樣品交互設(shè)備200和樣品400之間的距離可以表示樣品400的表面質(zhì)地，并且由此可以確定平均間距，其中平均間距例如可以與該區(qū)域中的道路的厚度有關(guān))。
在本發(fā)明的替代性的實施例中，如圖3A和3B所示，樣品收容器300可以具備第一部分320和第二部分340，其中所述第一和第二部分320、340被配置為合作來支撐樣品400，如此可以通過外廓尺寸測量設(shè)備(作為樣品交互設(shè)備200的一種形式)來確定適當(dāng)?shù)耐饫叽缁蛘咂渌鼫y量結(jié)果。也就是說，在一個實施例中，第一部分320可以被設(shè)置在相對于樣品交互設(shè)備200而選擇的位置處。在把第二部分340依照適當(dāng)方式與第一部分320連接之前，可以把第二部分340附著于樣品400。例如，第一部分320可以限定銷槽(未示出)，所述銷槽被配置為容納從第二部分340伸出的銷子(未示出)，如此當(dāng)連接時，第一和第二部分320、340將樣品400收容在相對于樣品交互設(shè)備200的已知位置。在任意情況下，第一和第二部分320、340被配置為限定相對于所述樣品交互設(shè)備200的坐標(biāo)系。也就是說，當(dāng)把第二部分340與第一部分320連接時，樣品400位于由樣品交互設(shè)備200識別的坐標(biāo)系內(nèi)。在其它情況下，第一和第二部分320、340可以由適當(dāng)?shù)能浖治霭褂?，如以前所描述的那樣，所述軟件分析包由計算機設(shè)備600執(zhí)行，以便限定用于分析樣品400的坐標(biāo)系。
在一個例子中，如果樣品400包括大體上柱狀的壓實勵磁鐵芯，樣品收容器300的第二部分340可以被配置為在樣品400圓周上包裹的環(huán)。因此，樣品收容器300的第一部分320可以被配置為容納所述第二部分340，使得樣品400的軸大體上水平。依照這種結(jié)構(gòu)，所述第二部分340可以在樣品交互設(shè)備200進(jìn)行測量之間相對于第一部分320旋轉(zhuǎn)，使得樣品400沿其軸旋轉(zhuǎn)。在其它情況下，例如，當(dāng)樣品400包括混凝料時，樣品收容器300例如可以被配置為一個或多個篩380，用于相對于所述樣品交互設(shè)備200來支撐混凝料(例如，兩個對置篩380，其間具有混凝料)，以便允許測量混凝料的組成的適當(dāng)外廓尺寸或者其它表面特性，例如，如圖4所示。照此，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解的是，本發(fā)明的實施例可用于確定樣品400的許多不同結(jié)構(gòu)的外廓尺寸或其它表面特性，并且由此可用于這樣的目的，即確定柱狀壓實勵磁鐵芯的體積，對表面的粗糙性或質(zhì)地建?；蛘邔r青鋪路混合物或混凝料的組成進(jìn)行分級。
一旦由樣品交互設(shè)備200執(zhí)行了處于第一位置的樣品400的首次測量，樣品400然后可以被移到第二位置，以便允許執(zhí)行樣品400的第二次測量，其中這種測量例如可以與樣品400的外廓尺寸相關(guān)聯(lián)。用這樣的方式，可以對樣品400的適當(dāng)表面特性執(zhí)行更加精確的確定，以便例如能夠更加接近地并且正確地確定樣品400的體積。因此，在如圖3A和3B所示的一個實施例中，樣品收容器300的第一和第二部分320、340限定縱軸360，并且第一和第二部分320、340被配置為能夠在樣品交互設(shè)備200進(jìn)行測量之間繞軸360旋轉(zhuǎn)。圖3A和3B還示出了繞軸360旋轉(zhuǎn)的樣品400。例如，第一和第二部分320、340可以被配置為在樣品交互設(shè)備200進(jìn)行測量之間、以90度增量或者180度增量(或者依照任何適當(dāng)?shù)亩葦?shù)增量乃至依照連續(xù)掃描)來旋轉(zhuǎn)，同時維持樣品400在所建立的坐標(biāo)系內(nèi)。也就是說，第一和第二部分320、340例如可以如此配置，使得當(dāng)樣品400繞軸360旋轉(zhuǎn)時，使基準(zhǔn)點保持在第一部分320、第二部分340和/或樣品400上。由此，最終數(shù)據(jù)的后續(xù)分析可以使用該公共參考點，以便協(xié)調(diào)根據(jù)每一測量結(jié)果的特殊視圖的已測量的表面特性。此外，來自多個視圖的樣品400的多個測量結(jié)果還將提供用于驗證所確定的樣品400的表面特性的準(zhǔn)確性的冗余數(shù)據(jù)，由此提供了本發(fā)明實施例的另一明顯優(yōu)勢。在某些情況下，可以使用樣品交互設(shè)備來對樣品400執(zhí)行重復(fù)測量，使得那些測量結(jié)果的平均值可用于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。在某些情況下，同單次測量結(jié)果相比，這種平均值的使用可以提供樣品400的表面特性的更加準(zhǔn)確的表示。
按照樣品交互設(shè)備200與樣品400的關(guān)系，如圖3A、3B和4所示，本發(fā)明的其它實施例可以如此配置，使所述第一和第二部分320、340穩(wěn)固地收容樣品400，同時，樣品交互設(shè)備200被配置為圍繞樣品400移動，以便執(zhí)行適當(dāng)?shù)臏y量。在其它的情況下，樣品交互設(shè)備200和樣品收容器300兩者都可相對于彼此移動，或者可以使用鏡來使樣品交互設(shè)備200與樣品400交互。此外，本發(fā)明的其它實施例還可以具有樣品收容器300，所述樣品收容器300被如此配置，使第二部分340可相對于第一部分320移動，其中第一部分320例如可以相對于樣品交互設(shè)備200固定地設(shè)置。對于用這樣的方式配置的樣品收容器300來說，收容所述樣品400的第二部分340可以依照許多不同的方式相對于第一部分320移動，正如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解的那樣。在任意情況下，設(shè)備100的這種實施例被如此配置，使得通過樣品交互設(shè)備200和/或樣品收容器300的第一和/或第二部分320、340的任何移動來維持樣品400與坐標(biāo)系對準(zhǔn)。
在任何情況下，樣品400的多個視圖和/或測量結(jié)果或者其表面特性的其它確定可以產(chǎn)生來自不同透視圖的樣品400的多個表示，其中所述視圖和/或測量結(jié)果然后必須被組合以便提供相關(guān)并且有用的結(jié)果。當(dāng)必須移動樣品400和/或樣品交互設(shè)備200，或者獲得樣品400的多個透視圖時，為了提供樣品400的三維表面特征，由計算機設(shè)備600執(zhí)行的軟件(與所述樣品交互設(shè)備200合作)可以被配置為確定用于由樣品交互設(shè)備200執(zhí)行的樣品400的表面特性的各種測量或者確定的坐標(biāo)系或者其它參照系。例如，所述參照系至少可以部分地根據(jù)樣品收容器300或者根據(jù)樣品400的表面外觀或者特征來指定，其中所述表面外觀或者特征諸如是空隙或者其它不規(guī)則性。在其它情況下，參照系可以是人工的，諸如在曝露于樣品交互設(shè)備200之前被添加到樣品400的標(biāo)記或者其它可移除的(或者無關(guān)緊要的)表面特征。照此，一旦已經(jīng)執(zhí)行了足夠數(shù)目的源相關(guān)測量，如圖2B所示(其中圖2B舉例說明了由圖2A中示出的相應(yīng)多個樣品交互設(shè)備200捕獲的樣品400的多個透視圖)、由樣品交互設(shè)備200獲得的樣品400的各種透視圖650，可以根據(jù)坐標(biāo)系或者其它參照系被組合或者“縫合”為樣品400的單個三維表示或者模型700。
由此，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解的是，除此處所述的方式外，還可以依照許多不同的方式來配置設(shè)備100。例如，設(shè)備100可以包括多個樣品交互或者外廓尺寸測量設(shè)備200，均被設(shè)置以便提供樣品400的不同透視圖，或者一個或多個樣品交互設(shè)備200可以均包括多個源和/或檢測器。另外，諸如鏡的各種其它機制可以被實現(xiàn)以便于確定樣品400的所期望的表面特性。由此，此處公開的實施例只是為了舉例而提供，而不在限制、限定或者涵蓋本發(fā)明的設(shè)想結(jié)構(gòu)的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)勢方面，設(shè)備100還可以被如此配置，使樣品交互設(shè)備200和/或計算機設(shè)備600能夠確定樣品400的體積。經(jīng)常與樣品400的體積確定相關(guān)聯(lián)的一個值是其密度。正如先前描述的，迄今通過建筑工業(yè)中認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)的通用過程往往是麻煩的、不精確的或者對樣品400有害。因而，在某些情況下，本發(fā)明的實施例還可以包括質(zhì)量確定設(shè)備500，其與樣品收容器300可操作地嚙合，由此當(dāng)通過樣品交互設(shè)備200確定樣品400的體積時，可以同時確定樣品400的質(zhì)量。由此可以利用樣品400的最小量處理來高效地確定樣品400的密度。這種質(zhì)量確定設(shè)備500例如可以包括稱重傳感器或者其它適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，正如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解的那樣。在其它情況下，由設(shè)備100至少部分自動地確定樣品400的體積和/或密度也是十分有益的，由此減少操作者處理的主觀性。因此，在這種情況下，設(shè)備100還可以包括計算機設(shè)備600，其與樣品交互設(shè)備200、質(zhì)量確定設(shè)備500和/或樣品收容器300可操作地嚙合。這種計算機設(shè)備600例如可以被配置為驗證樣品400相對于樣品收容器300和/或樣品交互設(shè)備200被正確放置，通過樣品交互設(shè)備200執(zhí)行的測量來協(xié)調(diào)樣品400的移動，由質(zhì)量確定設(shè)備500來確定樣品400的質(zhì)量并且計算樣品400的密度，所有這些步驟都在一個自動過程中完成。計算機設(shè)備600還可以被配置為對進(jìn)一步感興趣的收集的樣品數(shù)據(jù)執(zhí)行其它過程。例如，計算機設(shè)備600可以被配置為由樣品400的三維表面圖像的復(fù)積分來計算樣品400的體積，和/或可以被配置為通過確定樣品400中的表面空隙或者粗糙性的影響來確定樣品400的實際體積。計算機設(shè)備600還可以在復(fù)雜性方面有所不同，這取決于設(shè)備100的計算要求。例如，使用多個樣品交互設(shè)備200的圖像加強裝置100可以要求顯著容量和具有圖像處理能力的計算機設(shè)備600，而復(fù)雜性低的外廓尺寸確定可以要求較少的計算容量，并且考慮到這種要求而提供適當(dāng)?shù)挠嬎銠C設(shè)備600。由此，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解的是，裝置100的實施例可以用于除此處論述的那些以外的許多其它形式的樣品分析。
根據(jù)在先前描述和相關(guān)附圖中呈現(xiàn)的教導(dǎo)，此處提出的本發(fā)明的許多修改以及其它實施例將出現(xiàn)在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的腦海。例如，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，除提供在可應(yīng)用密度標(biāo)準(zhǔn)中略述的密度確定方法的替換物之外，此處所公開并且所描述的設(shè)備和方法還可以在其它更高級的標(biāo)準(zhǔn)的方法內(nèi)實現(xiàn)，這些更高級的標(biāo)準(zhǔn)例如要求使用那些密度標(biāo)準(zhǔn)來確定樣品密度，或者要求確定樣品外廓尺寸，諸如混凝料大小的直方圖。例如，多個AASHTO/ASTM標(biāo)準(zhǔn)致力于混凝料分級，并且可以規(guī)定混凝料大小直方圖的確定，其中此處所公開并且所描述的設(shè)備和方法可以被實現(xiàn)以便進(jìn)行那些確定。這種標(biāo)準(zhǔn)例如包括


應(yīng)注意的是，這種列表僅僅是可以規(guī)定混凝料分級的混凝料某些標(biāo)準(zhǔn)的示例，而不意在相對于這種更高級的標(biāo)準(zhǔn)來限制、限定或涵蓋，這些標(biāo)準(zhǔn)可以規(guī)定外廓尺寸、體積、密度和/或其它樣品屬性的確定，這些確定可以使用此處所公開并且所描述的設(shè)備和方法來實現(xiàn)。因此，本發(fā)明的附加實施例可以致力于這種更高級的方法，以便實現(xiàn)此處所公開的設(shè)備和方法。此外，本發(fā)明的其它附加實施例例如可以用來確定樣品的質(zhì)地。要求審查樣品質(zhì)地的ASTM標(biāo)準(zhǔn)的某些例子(其中此處所公開并且所描述的設(shè)備和方法也可以實現(xiàn)以便進(jìn)行那些確定)包括

因此，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不應(yīng)限制在所公開的特定實施例，其修改以及其它實施例都包括在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。雖然此處采用了專用術(shù)語，但是它們只用于通用和敘述性目的，而非限制性目的。
權(quán)利要求
1.一種適用于確定建筑材料樣品的體積的裝置，所述裝置包括至少一個樣品交互設(shè)備，被配置為與建筑材料樣品交互，以便確定建筑材料樣品的至少一個表面特性；以及計算機設(shè)備，被配置為能夠從至少一個樣品交互設(shè)備接收至少一個表面特性，所述計算機設(shè)備被配置為處理所述至少一個表面特性，以便形成所述建筑材料樣品的三維表示，所述計算機設(shè)備還被配置為根據(jù)建筑材料樣品的三維表示來確定其體積。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括樣品收容器，能夠容納所述建筑材料樣品，所述至少一個樣品交互設(shè)備被配置為至少部分相對于所述樣品收容器來確定至少一個表面特性。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括質(zhì)量確定設(shè)備，與所述樣品收容器可操作地嚙合，并且能夠確定建筑材料樣品的質(zhì)量。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述計算機設(shè)備與所述質(zhì)量確定設(shè)備可操作地嚙合，并且還被配置為能夠根據(jù)建筑材料樣品的質(zhì)量和體積來確定其密度。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備被配置為使用點光源、線光源和波源中的至少一個來確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備被配置為使用聲音、超聲、光、物理接觸和輻射中的至少一個來確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述樣品收容器和至少一個樣品交互設(shè)備中的一個被配置為能夠相對于另一個移動。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備還包括三維表面仿形設(shè)備和樣品成像設(shè)備的至少一個。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備還包括至少一個樣品成像設(shè)備，并且所述至少一個表面特性還包括建筑材料樣品的至少一個圖像。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備還被配置為接觸所述建筑材料樣品以便確定其至少一個表面特性。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備被配置為非接觸地與所述建筑材料樣品交互以便確定其至少一個表面特性。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個表面特性包括表面空隙、表面不規(guī)則性、表面外廓尺寸、表面坐標(biāo)和表面特征的任何內(nèi)容。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個表面特性包括表面外廓尺寸，并且所述計算機設(shè)備還被配置為能夠根據(jù)由至少一個樣品交互設(shè)備確定的多個表面外廓尺寸來確定平均表面外廓尺寸。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述計算機設(shè)備還被配置為能夠根據(jù)由至少一個樣品交互設(shè)備確定的至少一個表面特性，來確定建筑材料樣品的質(zhì)地和粗糙度的至少一個。
15.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述樣品收容器還包括第一部分，與至少一個樣品交互設(shè)備可操作地嚙合；以及第二部分，能夠與第一部分可操作地嚙合，以便允許至少一個樣品交互設(shè)備至少確定建筑材料樣品的第一個表面特性，所述第二部分適用于可操作地嚙合建筑材料樣品，以便在相對于第一部分和至少一個樣品交互設(shè)備的坐標(biāo)系內(nèi)收容建筑材料樣品，所述第二部分還被配置為可相對于第一部分移動，并且與坐標(biāo)系對準(zhǔn)，以便允許至少一個樣品交互設(shè)備至少確定建筑材料樣品的第二個表面特性。
16.一種適用于確定具有多個外廓尺寸的建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸的裝置，所述裝置包括至少一個外廓尺寸測量設(shè)備；與至少一個外廓尺寸測量設(shè)備可操作地嚙合的樣品收容器的第一部分；以及樣品收容器的第二部分，能夠與第一部分可操作地嚙合，以便允許至少一個外廓尺寸測量設(shè)備至少測量建筑材料樣品的第一個外廓尺寸，所述第二部分適用于可操作地嚙合建筑材料樣品，以便在相對于第一部分和至少一個外廓尺寸測量設(shè)備的坐標(biāo)系內(nèi)收容建筑材料樣品，所述第二部分還被配置為可隨第一部分移動，并且與坐標(biāo)系對準(zhǔn)，以便允許至少一個外廓尺寸測量設(shè)備至少測量建筑材料樣品的第二個外廓尺寸。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，還包括質(zhì)量確定設(shè)備，與所述樣品收容器的第一和第二部分的至少一個可操作地嚙合，并且能夠確定建筑材料樣品的質(zhì)量。
18.如權(quán)利要求16所述的裝置，還包括計算機設(shè)備，與至少一個外廓尺寸測量設(shè)備和質(zhì)量確定設(shè)備的至少一個可操作地嚙合，所述計算機設(shè)備被配置為能夠確定建筑材料樣品的來自多個外廓尺寸測量的平均外廓尺寸、體積和密度的至少一個。
19.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備被配置為使用點光源、線光源和波源的至少一個來測量所述建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸。
20.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備被配置為使用聲音、超聲、光、物理接觸和輻射的至少一個來測量所述建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸。
21.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述樣品收容器的第二部分被配置為可相對于樣品收容器的第一部分移動，并且與坐標(biāo)系對準(zhǔn)。
22.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備還被配置為可相對于樣品收容器的第一和第二部分的至少一個移動。
23.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備還包括三維表面仿形設(shè)備和樣品成像設(shè)備的至少一個。
24.一種用于確定建筑材料樣品的體積的方法，包括利用至少一個樣品交互設(shè)備來確定建筑材料的至少一個表面特性；在計算機設(shè)備接收來自所述至少一個樣品交互設(shè)備的少一個表面特性；利用所述計算機設(shè)備處理所述至少一個表面特性，以便形成建筑材料樣品的三維表示；并且利用所述計算機設(shè)備根據(jù)建筑材料樣品的三維表示來確定其體積。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中確定至少一個表面特性還包括利用至少一個樣品交互設(shè)備，至少部分與樣品收容器相關(guān)地確定至少一個表面特性，其中所述樣品收容器被配置為容納所述建筑材料樣品。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，還包括利用與所述樣品收容器可操作地嚙合的質(zhì)量確定設(shè)備來確定建筑材料樣品的質(zhì)量。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述計算機設(shè)備與所述質(zhì)量確定設(shè)備可操作地嚙合，并且所述方法還包括利用所述計算機設(shè)備，根據(jù)建筑材料樣品的質(zhì)量和體積來確定其密度。
28.如權(quán)利要求24所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用使用點光源、線光源和波源的至少一個的至少一個樣品交互設(shè)備來確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性。
29.如權(quán)利要求24所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用使用聲音、超聲、光、物理接觸和輻射的至少一個的至少一個樣品交互設(shè)備來確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性。
30.如權(quán)利要求24所述的方法，還包括相對于另一個來移動樣品收容器和至少一個樣品交互設(shè)備的其中一個，以便確定建筑材料樣品的至少一個表面特性。
31.如權(quán)利要求24所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用包括三維表面仿形設(shè)備和樣品成像設(shè)備的至少一個的至少一個樣品交互設(shè)備，來確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性。
32.如權(quán)利要求24所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用至少一個樣品成像設(shè)備來確定建筑材料樣品的至少一個圖像。
33.如權(quán)利要求24所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括通過使至少一個樣品交互設(shè)備與建筑材料樣品接觸來確定建筑材料樣品的至少一個表面特性。
34.如權(quán)利要求24所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括在至少一個樣品交互設(shè)備不與建筑材料樣品接觸的情況下，確定建筑材料樣品的至少一個表面特性。
35.如權(quán)利要求24所述的方法，其中確定建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用樣品交互設(shè)備來確定包括表面空隙、表面不規(guī)則性、表面外廓尺寸、表面坐標(biāo)和表面特征的任何內(nèi)容的建筑材料樣品的至少一個表面特性。
36.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述至少一個表面特性包括表面外廓尺寸，并且確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用所述計算機設(shè)備根據(jù)由至少一個樣品交互設(shè)備確定的多個表面外廓尺寸來確定平均表面外廓尺寸。
37.如權(quán)利要求24所述的方法，還包括利用所述計算機設(shè)備來根據(jù)由至少一個樣品交互設(shè)備確定的至少一個表面特性來確定建筑材料樣品的質(zhì)地和粗糙度的至少一個。
38.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述樣品收容器還包括與至少一個樣品交互設(shè)備可操作地嚙合的第一部分，并且包括與所述第一部分可操作地嚙合的第二部分，并且所述第二部分適用于可操作地嚙合建筑材料樣品，以便在相對于第一部分和至少一個樣品交互設(shè)備的坐標(biāo)系內(nèi)收容建筑材料樣品，并且所述方法還包括利用至少一個樣品交互設(shè)備來至少確定所述建筑材料樣品的第一個表面特性；相對于所述第一部分來移動所述第二部分，并且與坐標(biāo)系對準(zhǔn)；并且利用至少一個樣品交互設(shè)備來至少確定所述建筑材料樣品的第二個表面特性。
39.一種用于確定建筑材料樣品的體積的方法，所述方法包括利用計算機設(shè)備來組合由至少一個樣品成像設(shè)備捕獲的建筑材料樣品的多個圖像，以便形成建筑材料樣品的三維表示；并且利用所述計算機設(shè)備根據(jù)建筑材料樣品的三維表示來確定其體積。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，還包括利用質(zhì)量確定設(shè)備來確定建筑材料樣品的質(zhì)量。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，還包括利用所述計算機設(shè)備來根據(jù)建筑材料樣品的質(zhì)量和體積來確定其密度。
42.一種用于測量具有多個外廓尺寸的建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸的方法，所述建筑材料樣品與樣品收容器的第二部分可操作地嚙合，所述方法包括可操作地嚙合所述樣品收容器的第二部分和樣品收容器的第一部分，使得建筑材料樣品位于相對于樣品收容器的第一部分和與之可操作地嚙合的至少一個外廓尺寸測量設(shè)備的坐標(biāo)系內(nèi)；利用所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備來至少測量所述建筑材料樣品的第一個外廓尺寸；相對于所述第一部分來移動所述第二部分，并且與所述坐標(biāo)系對準(zhǔn)；并且利用所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備來至少測量所述建筑材料樣品的第二個外廓尺寸。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，還包括利用與所述樣品收容器的第一和第二部分的至少一個可操作嚙合的質(zhì)量測量設(shè)備來測量建筑材料樣品的質(zhì)量。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，還包括利用與至少一個外廓尺寸測量設(shè)備和質(zhì)量確定設(shè)備的至少一個可操作地嚙合的計算機設(shè)備，根據(jù)多個外廓尺寸測量結(jié)果來確定所述樣品的平均外廓尺寸、體積和密度的至少一個。
45.如權(quán)利要求42所述方法，其中移動所述第二部分還包括相對于所述樣品收容器的第一部分來移動所述樣品收容器的第二部分，并且與所述坐標(biāo)系對準(zhǔn)。
46.如權(quán)利要求42所述的方法，其中利用所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備來測量樣品的外廓尺寸還包括利用所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備，使用點光源、線光源和波源的至少一個來測量所述樣品的外廓尺寸。
47.如權(quán)利要求42所述的方法，其中利用所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備來測量樣品的外廓尺寸還包括利用使用聲音、超聲、光、物理接觸和輻射的至少一個的所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備來測量所述樣品的外廓尺寸。
48.如權(quán)利要求42所述的方法，還包括相對于所述樣品收容器的第一和第二部分的至少一個來移動所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備。
49.如權(quán)利要求42所述的方法，其中利用所述至少一個外廓尺寸測量設(shè)備來測量建筑材料樣品的外廓尺寸還包括利用三維表面仿形設(shè)備和樣品成像設(shè)備的至少一個來測量所述建筑材料樣品的外廓尺寸。
50.一種適用于確定建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸的裝置，所述裝置包括至少一個樣品交互設(shè)備，被配置為與建筑材料樣品交互，以便確定其至少一個表面特性；以及計算機設(shè)備，被配置為能夠接收來自至少一個樣品交互設(shè)備的至少一個表面特性，并且能夠處理所述至少一個表面特性，以便確定建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸。
51.如權(quán)利要求50所述的裝置，還包括質(zhì)量確定設(shè)備，能夠可操作地嚙合所述建筑材料樣品，以便確定其質(zhì)量。
52.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備被配置為使用點光源、線光源和波源的至少一個來確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性。
53.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備被配置為使用聲音、超聲、光、物理接觸和輻射的至少一個來確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性。
54.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備還包括三維表面仿形設(shè)備和樣品成像設(shè)備的至少一個。
55.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備還包括至少一個樣品成像設(shè)備，并且所述至少一個表面特性還包括建筑材料樣品的至少一個圖像。
56.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備還被配置為接觸所述建筑材料樣品以便確定其至少一個表面特性。
57.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述至少一個樣品交互設(shè)備被配置為非接觸地與所述建筑材料樣品交互以便確定其至少一個表面特性。
58.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述至少一個表面特性包括表面空隙、表面不規(guī)則性、表面外廓尺寸、表面坐標(biāo)和表面特征的任何內(nèi)容。
59.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述至少一個表面特性包括表面外廓尺寸，并且所述計算機設(shè)備還被配置為能夠根據(jù)由至少一個樣品交互設(shè)備確定的多個表面外廓尺寸來確定平均表面外廓尺寸。
60.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述計算機設(shè)備還被配置為能夠根據(jù)由至少一個樣品交互設(shè)備確定的至少一個表面特性來確定建筑材料樣品的質(zhì)地和粗糙度的至少一個。
61.一種用于確定建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸的方法，所述方法包括利用至少一個樣品交互設(shè)備來確定建筑材料的至少一個表面特性；在計算機設(shè)備接收來自所述至少一個樣品交互設(shè)備的至少一個表面特性；并且利用所述計算機設(shè)備來處理所述至少一個表面特性，以便利用所述計算機設(shè)備來確定建筑材料樣品的至少一個外廓尺寸。
62.如權(quán)利要求61所述的方法，還包括利用質(zhì)量確定設(shè)備來確定建筑材料樣品的質(zhì)量，其中所述質(zhì)量確定設(shè)備能夠可操作地嚙合所述建筑材料樣品。
63.如權(quán)利要求61所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用使用點光源、線光源和波源的至少一個的至少一個樣品交互設(shè)備來確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性。
64.如權(quán)利要求61所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用使用聲音、超聲、光、物理接觸和輻射的至少一個的至少一個樣品交互設(shè)備來確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性。
65.如權(quán)利要求61所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用包括三維表面仿形設(shè)備和樣品成像設(shè)備的至少一個的至少一個樣品交互設(shè)備，來確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性。
66.如權(quán)利要求61所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用至少一個樣品成像設(shè)備來確定建筑材料樣品的至少一個圖像。
67.如權(quán)利要求61所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括通過使至少一個樣品交互設(shè)備與建筑材料樣品接觸來確定建筑材料樣品的至少一個表面特性。
68.如權(quán)利要求61所述的方法，其中確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括不使至少一個樣品交互設(shè)備與建筑材料樣品接觸來確定建筑材料樣品的至少一個表面特性。
69.如權(quán)利要求61所述的方法，其中確定建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用樣品交互設(shè)備來確定包括表面空隙、表面不規(guī)則性、表面外廓尺寸、表面坐標(biāo)和表面特征的任何內(nèi)容的建筑材料樣品的至少一個表面特性。
70.如權(quán)利要求61所述的方法，其中所述至少一個表面特性包括表面外廓尺寸，并且確定所述建筑材料樣品的至少一個表面特性還包括利用所述計算機設(shè)備根據(jù)由至少一個樣品交互設(shè)備確定的多個表面外廓尺寸來確定平均表面外廓尺寸。
71.如權(quán)利要求61所述的方法，還包括利用所述計算機設(shè)備來根據(jù)由至少一個樣品交互設(shè)備確定的至少一個表面特性來確定建筑材料樣品的質(zhì)地和粗糙度的至少一個。
全文摘要
提供了一種用于確定建筑材料樣品的體積的裝置，包括被配置為與建筑材料樣品交互以便確定其至少一個表面特性的至少一個樣品交互設(shè)備。計算機設(shè)備被配置為能夠從至少一個樣品交互設(shè)備接收至少一個表面特性，并且能夠處理所述至少一個表面特性以便形成建筑材料樣品的三維表示。所述計算機設(shè)備還被配置為根據(jù)建筑材料樣品的三維表示來確定其體積。通過確定建筑材料樣品的質(zhì)量，可以提供建筑材料樣品的密度。還提供了相關(guān)的方法。
文檔編號G01B11/28GK1836148SQ200480023497
公開日2006年9月20日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日
發(fā)明者羅伯特·E.·特羅克斯勒, 小詹姆斯·D.·普拉特, 安德魯·K.·敦莫 申請人:特羅克斯勒電子實驗有限公司