一种用于古建筑病害彩画检测取样的装置
技术领域
本发明涉及一种古建筑病害彩画检测取样的装置。本发明属于古建筑保护技术领域。
背景技术
在我国古建筑病害彩画具有一定的艺术形式，不仅具有美化建筑形式的作用，同时彩画其特殊的施工工艺对于古建筑有防腐、防潮的保护功能。古建筑历经数代，常会出现歪闪、破损等现象，使得附属于构件之上的彩画同样出现残损或断裂，此外还受到自然因素或人为的破坏导致彩画发生霉菌、空鼓、脱落等不同程度的残损，对彩画进行研究性修缮需要古建筑病害彩画检测取样，通过对试样的材料成分、质量进行分析，为后期的彩画保护与修复提供数据支持。
目前用于古建筑病害彩画检测取样的装置常用镊子、刮刀、小刀等进行取样，更甚采用徒手撕扯，彩画仅有局部空鼓或对特定面域进行彩画取样时，往往无法完成取样或大面积取样，对彩画造成损毁。同时繁琐的各式工具增加了人员的劳动强度，提高取样、检测成本。
面对目前古建筑病害彩画检测取样过程中取样范围不精确以及对彩画造成二次伤害的问题，本发明提出了一种用于古建筑病害彩画检测取样的装置。装置主要分为上、中、下三部分，上方位可以变换的清洁刷为主要功能，起到采样前对彩画表面的清洁以及配合测量尺精确地制定采样范围。中间主要为病害彩画的位置以及取样面域位置数据的采集作用。下方装置主要包括检测取样的各个取样工具。易于现场实地操作使用，不仅精确了彩画检测采集的工具间相互替换，提高检测效率。同时提高取样的精准度以及样品的完整性，有利于古建筑的彩画保护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于古建筑病害彩画检测取样的装置。该装置较为便捷，适宜在古建筑各构件上采集彩画，同时对于彩画采集的位置更为精准。
本发明的目的通过以下技术措施来实现：一种用于古建筑病害彩画检测取样的装置，该装置共分为上方位、下方位以及中间层。其特征在于对古建筑病害彩画进行检测取样时，装置上方位主要完成对古建筑病害彩画取样的清洁除尘，初判彩画的现状以及病害类型，彩画取样区域清晰的展现；装置中部的中间层是隐藏式可抽拉的测量装备，主要用于对彩画取样的各面域进行测量、定点、绘制取样边界；装置的下部方位主要通过可收缩的装置进行取样，取样前分析彩画的病害缺陷后，针对不同的病害类型、取样面域、位置等选择适宜的取样装置进行取样。
实际操作中根据彩画所处构件的具体位置通过装置上方位中部的调节档位来变换彩画除尘刷的形状和厚度，使得不同方位的彩画在取样前较为清晰的展现出来，方便对取样方位的定点。古建筑的彩画研究内容具有抢救性修缮、彩画颜料成分研究、病害研究、施工工艺研究、古建筑不同时期彩画绘制技法及纹饰特征的形制研究等，依据研究内容的不同对彩画的取样大小、取样厚度有不同要求。通过装置上方位和下方位之间的中间层，可抽取折叠尺和卷轴尺，完成对不同方位的彩画检测区域尺寸划分，使得检测取样精度更为准确。设备的下层称之为下方位，由固定转轴上的切刀、勾刀、铲切刀等取样工具组成，其主要用途主要在指定取样范围内进行有效的彩画取样，且在取样过程中存在部分彩画自然脱落、霉菌、空鼓、整体脱落等不同残损特征，采用针对性的取样工具进行取样，避免取样过程中的“一刀切”或暴力撕扯，对周边彩画起到保护作用，同时也精确了试样获取的准确度，降低取样人员和检测人员的工作强度，有效提高工作效率。
一种用于古建筑病害彩画检测取样的装置，包括古建筑病害彩画检测取样装置上部层(1)、古建筑病害彩画检测取样装置中部层(2)、古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)和取样清洁装置安置槽(4)；古建筑病害彩画检测取样装置上部层(1)、古建筑病害彩画检测取样装置中部层(2)、古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)沿竖直方向顺次布置；古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)设置彩画取样的具体工具，使用时根据实际需求古建筑病害彩画检测取样装置上部层(1)和古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)上下两面能够替换使用。取样清洁装置安置槽(4)位于装置的上部，取样清洁装置安置槽(4)呈凹陷形状用于对彩画取样前的清洁装置收缩及存放。
取样清洁装置安置槽(4)内包括彩画取样清洁装置备用盒(5)、彩画取样清洁装置调试盒(6)、彩画取样清洁装置伞状开启节点(7)、彩画取样清洁装置调试盒固定螺丝(8)、彩画取样清洁刷(9)、彩画取样清洁刷收缩杆件(10)、彩画取样清洁刷收缩杆件开启及确定键(11)、彩画取样清洁刷宽度调节档(12)、彩画取样清洁刷造型调节档(13)，彩画取样清洁装置备用盒(5)安装在彩画取样清洁装置调试盒(6)的底部，彩画取样清洁刷(9)通过彩画取样清洁装置伞状开启节点(7)安装在彩画取样清洁装置调试盒(6)的顶部；彩画取样清洁装置调试盒(6)通过彩画取样清洁装置调试盒固定螺丝(8)与古建筑病害彩画检测取样装置上部层(1)或古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)连接固定；彩画取样清洁刷(9)通过彩画取样清洁刷收缩杆件(10)插入彩画取样清洁装置调试盒(6)内，彩画取样清洁刷收缩杆件(10)顶在彩画取样清洁刷造型调节档(13)上，彩画取样清洁刷收缩杆件开启及确定键(11)安装在彩画取样清洁刷宽度调节档(12)上，彩画取样清洁刷宽度调节档(12)套在彩画取样清洁刷造型调节档(13)上。取样清洁装置安置槽(4)起到对古建筑病害彩画取样前的表面清洁设备的安置，通过对现场采集样本的具体情况调节彩画取样清洁刷(9)和彩画取样清洁刷收缩杆件(10)，具体调节操作通过彩画取样清洁刷宽度调节档(12)和彩画取样清洁刷造型调节档(13)完成。
古建筑病害彩画检测取样装置中部层(2)包括卷尺安置槽(14)、伸缩卷尺(15)、卷尺出口(16)、直尺转轴(17)、伸缩直尺(18)、直角尺(19)、直角尺开关(20)和固定点(21)，卷尺安置槽(14)和直尺槽左右布设，伸缩卷尺(15)安装在卷尺安置槽(14)中，伸缩卷尺(15)的端部安装有卷尺出口(16)；伸缩直尺(18)的端部和直角尺(19)安装在直尺槽内，伸缩直尺(18)的端部和直角尺(19)的端部交叉布置，重叠处布置有直尺转轴(17)；伸缩直尺(18)的端部设有直角尺开关(20)，固定点(21)分布在古建筑病害彩画检测取样装置中部层(2)的各个角部及中间上下两侧。伸缩卷尺(15)起到在取样时古建筑构件上的图案较大面积，需要对取样位置、取样尺寸进行详细的记录，特别是古建筑的水平构件中间部位设计半圆形图案——包袱画苏式彩画时，需要从卷尺出口(16)抽出伸缩卷尺(15)，将伸缩卷尺(15)对取样图案的周边及试样的大小进行量取读数，便于后续研究时对彩画所处的环境及背景分析。当取样较小时，且彩画取样的面域在木构件较为明显的位置，按直角尺开关(20)，开启直尺转轴(17)，伸缩直尺(18)和直角尺(19)从古建筑病害彩画检测取样装置中部层(2)中弹出，用于取样中对彩画细微的内部结构测量，其中伸缩直尺(18)可根据实际需要进行拉伸。
古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)包括彩画取样器转轴(22)、彩画检测切割取样器安置凹陷槽(23)、铲形彩画取样器安置凹陷槽(24)。彩画取样器转轴(22)起到对彩画取样设备的扭动及旋转。彩画检测切割取样器安置凹陷槽(23)内放置对彩画切割的工具，铲形彩画取样器安置凹陷槽(24)作用是放置铲除、剔除彩画取样工具，用于古建筑病害彩画面临部分脱落、空鼓病害现状大面积取样。
铲形彩画取样器安置凹陷槽(24)内工具构造包括尖弹头式铲形彩画取样器(25)、地仗材质收集孔(26)、尖头彩画材质取样器(27)、颗粒材质收集管(28)、圆头彩画材质取样器(29)、圆头取样材质收集管(30)和大铲彩画取样器(31)。尖弹头式铲形彩画取样器(25)和大铲彩画取样器(31)用于当古建筑病害彩画基底层发生腐朽或地仗层产生龟裂、空鼓、脱落问题，彩画出现部分时采用尖弹头式铲形彩画取样器(25)逐渐顿挫进行取样，在顿挫进行取样时地仗材质收集孔(26)会随着尖弹头式铲形彩画取样器(25)的前进不断收集地仗的成分，使得实验室检测时减少对彩画试样整体性的破坏；当彩画整块或大块脱落时采用铲彩画取样器(31)进行铲、揭取样，两种取样方式可达到不仅对彩画颜料成分的取样，同时后续实验室还能够对彩画的地仗层进行检测研究。尖头彩画材质取样器(27)和圆头彩画材质取样器(29)均置于尖弹头式铲形彩画取样器(25)上部，尖头彩画材质取样器(27)和圆头彩画材质取样器(29)起到对彩画本体的取样，颗粒材质收集管(28)在尖头彩画材质取样器(27)的中部，端口设在尖头彩画材质取样器(27)端部，古建筑病害彩画发生自然老化、褪色、菌类侵蚀时采用尖头彩画材质取样器(27)对取样面域进行剔除，同时在剔除过程中采集彩画脱落的碎片；当古建筑病害彩画出现起翘、起甲、粉化病害现象时，使用圆头彩画材质取样器(29)对取样面域进行剔除，能够最大限度的保护附近彩画的完整度，此外还确保了彩画底部的构造层免遭破坏，圆头取样材质收集管(30)处在圆头彩画材质取样器(29)的中部，用于圆头彩画材质取样器(29)在取样过程中对彩画脱落的颜色、粉末进行采集；大铲彩画取样器(31)置于所有取样器的上部，起到对污染彩画表面的鸟粪、蜘蛛网物体的铲除、清洁。
彩画检测切割取样器安置凹陷槽(23)内部工具构造包括月牙状切割取样刀(32)、月牙状切割取样刀伸缩接口(33)、月牙状切割取样刀折叠轴(34)、防滑面(35)、勾型切割取样刀(36)、勾型切割取样刀折叠轴(37)、勾型切割取样刀伸缩接口(38)、切斜型切割取样刀(39)、切斜型切割取样刀折叠轴(40)、弧形型切割取样刀(41)和弧形型切割取样刀折叠轴(42)。月牙状切割取样刀(32)设置在最底层，月牙状切割取样刀(32)上面分别是勾型切割取样刀(36)、切斜型切割取样刀(39)和弧形型切割取样刀(41)，根据现场古建筑病害彩画检测所需要的取样标准和彩画残损实际情况进行选择，所有切割取样刀都依靠彩画取样器转轴(22)进行旋转活动，月牙状切割取样刀(32)用于彩画部分起翘或地仗部分脱落时对其进行取样切割，月牙状切割取样刀(32)端部采用弧形，不破坏彩画纤维的情况下能够进行内部切割，同时还能够按动月牙状切割取样刀伸缩接口(33)完成月牙状切割取样刀(32)杆件的伸缩，满足不同位置的病害彩画切割。勾型切割取样刀(36)主要用于病害彩画的取样面域几乎全部脱落，仅剩小局部与木构件或地仗层粘连，取样时需要使用勾型切割取样刀(36)对局部或微观病害彩画进行割取，在不使用勾型切割取样刀(36)时通过勾型切割取样刀折叠轴(37)可进行折叠。当古建筑病害彩画的病害面临较大面积但只需对局部进行取样检测，其余部分后期根据检测结果再进行修缮，选择切斜型切割取样刀(39)进行切割，当取样面域带有曲面时可采用弧形型切割取样刀(41)进行切割，此外切斜型切割取样刀(39)和弧形型切割取样刀(41)都设有切斜型切割取样刀折叠轴(40)和弧形型切割取样刀折叠轴(42)，用于使用完毕时对取样刀的收纳，同时节约安置空间。
附图说明
图1是本发明装置结构示意图。
图2是取样清洁装置安置槽结构示意图。
图3是古建筑病害彩画检测取样装置中部层结构示意图。
图4是古建筑病害彩画检测取样装置下部层结构示意图。
图5是铲形彩画取样器安置凹陷槽结构示意图。
图6是彩画检测切割取样器安置凹陷槽构造示意图。
图7是古建筑病害彩画处在构件边缘时的示意图。
图8是量取方式示意图。
图9是取样示意图示。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
一种用于古建筑病害彩画检测取样的装置，如图1所示，包括古建筑病害彩画检测取样装置上部层(1)、古建筑病害彩画检测取样装置中部层(2)、古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)和取样清洁装置安置槽(4)；古建筑病害彩画检测取样装置上部层(1)、古建筑病害彩画检测取样装置中部层(2)、古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)沿竖直方向顺次布置；古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)设置彩画取样的具体工具，使用时根据实际需求古建筑病害彩画检测取样装置上部层(1)和古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)上下两面能够替换使用。取样清洁装置安置槽(4)位于装置的上部，取样清洁装置安置槽(4)呈凹陷形状用于对彩画取样前的清洁装置收缩及存放。
所述取样清洁装置安置槽(4)内的清洁装置构造如图2所示，取样清洁装置安置槽(4)内包括彩画取样清洁装置备用盒(5)、彩画取样清洁装置调试盒(6)、彩画取样清洁装置伞状开启节点(7)、彩画取样清洁装置调试盒固定螺丝(8)、彩画取样清洁刷(9)、彩画取样清洁刷收缩杆件(10)、彩画取样清洁刷收缩杆件开启及确定键(11)、彩画取样清洁刷宽度调节档(12)、彩画取样清洁刷造型调节档(13)，彩画取样清洁装置备用盒(5)安装在彩画取样清洁装置调试盒(6)的底部，彩画取样清洁刷(9)通过彩画取样清洁装置伞状开启节点(7)安装在彩画取样清洁装置调试盒(6)的顶部；彩画取样清洁装置调试盒(6)通过彩画取样清洁装置调试盒固定螺丝(8)与古建筑病害彩画检测取样装置上部层(1)或古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)连接固定；彩画取样清洁刷(9)通过彩画取样清洁刷收缩杆件(10)插入彩画取样清洁装置调试盒(6)内，彩画取样清洁刷收缩杆件(10)顶在彩画取样清洁刷造型调节档(13)上，彩画取样清洁刷收缩杆件开启及确定键(11)安装在彩画取样清洁刷宽度调节档(12)上，彩画取样清洁刷宽度调节档(12)套在彩画取样清洁刷造型调节档(13)上。取样清洁装置安置槽(4)起到对古建筑病害彩画取样前的表面清洁设备的安置，通过对现场采集样本的具体情况调节彩画取样清洁刷(9)和彩画取样清洁刷收缩杆件(10)，具体调节操作通过彩画取样清洁刷宽度调节档(12)和彩画取样清洁刷造型调节档(13)完成。
古建筑病害彩画检测取样装置中部层(2)构造如图3所示，包括卷尺安置槽(14)、伸缩卷尺(15)、卷尺出口(16)、直尺转轴(17)、伸缩直尺(18)、直角尺(19)、直角尺开关(20)和固定点(21)，卷尺安置槽(14)和直尺槽左右布设，伸缩卷尺(15)安装在卷尺安置槽(14)中，伸缩卷尺(15)的端部安装有卷尺出口(16)；伸缩直尺(18)的端部和直角尺(19)安装在直尺槽内，伸缩直尺(18)的端部和直角尺(19)的端部交叉布置，重叠处布置有直尺转轴(17)；伸缩直尺(18)的端部设有直角尺开关(20)，固定点(21)分布在古建筑病害彩画检测取样装置中部层(2)的各个角部及中间上下两侧。伸缩卷尺(15)起到在取样时古建筑构件上的图案较大面积，需要对取样位置、取样尺寸进行详细的记录，特别是古建筑的水平构件中间部位设计半圆形图案——包袱画苏式彩画时，需要从卷尺出口(16)抽出伸缩卷尺(15)，将伸缩卷尺(15)对取样图案的周边及试样的大小进行量取读数，便于后续研究时对彩画所处的环境及背景分析。当取样较小时，且彩画取样的面域在木构件较为明显的位置，按直角尺开关(20)，开启直尺转轴(17)，伸缩直尺(18)和直角尺(19)从古建筑病害彩画检测取样装置中部层(2)中弹出，用于取样中对彩画细微的内部结构测量，其中伸缩直尺(18)可根据实际需要进行拉伸。
古建筑病害彩画检测取样装置下部层(3)构造如图4所示，包括彩画取样器转轴(22)、彩画检测切割取样器安置凹陷槽(23)、铲形彩画取样器安置凹陷槽(24)。彩画取样器转轴(22)起到对彩画取样设备的扭动及旋转。彩画检测切割取样器安置凹陷槽(23)内放置对彩画切割的工具，铲形彩画取样器安置凹陷槽(24)作用是放置铲除、剔除等彩画取样工具，用于古建筑病害彩画面临部分脱落、空鼓等病害现状大面积取样。
铲形彩画取样器安置凹陷槽(24)内工具构造如图5所示，包括尖弹头式铲形彩画取样器(25)、地仗材质收集孔(26)、尖头彩画材质取样器(27)、颗粒材质收集管(28)、圆头彩画材质取样器(29)、圆头取样材质收集管(30)和大铲彩画取样器(31)。尖弹头式铲形彩画取样器(25)和大铲彩画取样器(31)用于当古建筑病害彩画基底层发生腐朽或地仗层产生龟裂、空鼓、脱落等问题，彩画出现部分时采用尖弹头式铲形彩画取样器(25)逐渐顿挫进行取样，在顿挫进行取样时地仗材质收集孔(26)会随着尖弹头式铲形彩画取样器(25)的前进不断收集地仗的成分，使得实验室检测时减少对彩画试样整体性的破坏；当彩画整块或大块脱落时采用铲彩画取样器(31)进行铲、揭取样，两种取样方式可达到不仅对彩画颜料成分的取样，同时后续实验室还可对彩画的地仗层等进行检测研究。尖头彩画材质取样器(27)和圆头彩画材质取样器(29)均置于尖弹头式铲形彩画取样器(25)上部，尖头彩画材质取样器(27)和圆头彩画材质取样器(29)主要起到对彩画本体的取样，颗粒材质收集管(28)在尖头彩画材质取样器(27)的中部，端口设在尖头彩画材质取样器(27)端部，古建筑病害彩画发生自然老化、褪色、菌类侵蚀时采用尖头彩画材质取样器(27)对取样面域进行剔除，同时在剔除过程中采集彩画脱落的碎片；当古建筑病害彩画出现起翘、起甲、粉化等病害现象时，使用圆头彩画材质取样器(29)对取样面域进行剔除，能够最大限度的保护附近彩画的完整度，此外还确保了彩画底部的构造层免遭破坏，圆头取样材质收集管(30)处在圆头彩画材质取样器(29)的中部，主要用于圆头彩画材质取样器(29)在取样过程中对彩画脱落的颜色、粉末进行采集；大铲彩画取样器(31)置于所有取样器的上部，主要起到对污染彩画表面的鸟粪、蜘蛛网等物体的铲除、清洁。
彩画检测切割取样器安置凹陷槽(23)内部工具构造如图6所示，包括月牙状切割取样刀(32)、月牙状切割取样刀伸缩接口(33)、月牙状切割取样刀折叠轴(34)、防滑面(35)、勾型切割取样刀(36)、勾型切割取样刀折叠轴(37)、勾型切割取样刀伸缩接口(38)、切斜型切割取样刀(39)、切斜型切割取样刀折叠轴(40)、弧形型切割取样刀(41)和弧形型切割取样刀折叠轴(42)。月牙状切割取样刀(32)设置在最底层，月牙状切割取样刀(32)上面分别是勾型切割取样刀(36)、切斜型切割取样刀(39)和弧形型切割取样刀(41)，根据现场古建筑病害彩画检测所需要的取样标准和彩画残损实际情况进行选择，所有切割取样刀都依靠彩画取样器转轴(22)进行旋转活动，月牙状切割取样刀(32)用于彩画部分起翘或地仗部分脱落时对其进行取样切割，月牙状切割取样刀(32)端部采用弧形，不破坏彩画纤维的情况下能够进行内部切割，同时还能够按动月牙状切割取样刀伸缩接口(33)完成月牙状切割取样刀(32)杆件的伸缩，满足不同位置的病害彩画切割。勾型切割取样刀(36)主要用于病害彩画的取样面域几乎全部脱落，仅剩小局部与木构件或地仗层粘连，取样时需要使用勾型切割取样刀(36)对局部或微观病害彩画进行割取，在不使用勾型切割取样刀(36)时通过勾型切割取样刀折叠轴(37)可进行折叠。当古建筑病害彩画的病害面临较大面积但只需对局部进行取样检测，其余部分后期根据检测结果再进行修缮，选择切斜型切割取样刀(39)进行切割，当取样面域带有曲面时可采用弧形型切割取样刀(41)进行切割，此外切斜型切割取样刀(39)和弧形型切割取样刀(41)都设有切斜型切割取样刀折叠轴(40)和弧形型切割取样刀折叠轴(42)，用于使用完毕时对取样刀的收纳，同时节约安置空间。
针对古建筑病害彩画的不同研究内容以及现场彩画病害的情况使用彩画检测取样装置。常见如下几种现场情况：
(1)当古建筑病害彩画处在构件边缘时，如图7所示。可通过彩画取样清洁刷宽度调节档(12)和彩画取样清洁刷造型调节档(13)进行调节，将彩画取样清洁刷(9)调节成斜切面，便于彩画处于边缘时的清洁，特别是彩画面临灰尘、污渍等，通过调节的彩画取样清洁刷(9)使得彩画取样面域可视化更为清晰，为取样精确打下基础。
(2)当古建筑病害彩画表面清洁干净后，彩画检测取样需要对彩画所处位置进行量取，量取方式如如图8所示。
(3)当古建筑病害彩画局部脱落可通过铲形彩画取样器安置凹陷槽(24)内工具中的尖弹头式铲形彩画取样器(25)进行取样，方式如如图9所示，同时还可以配合弧形型切割取样刀(41)对病害彩画进行剔除完成取样。
