Hoe meet ik experimenteel het oppervlak van een rots?

Ik negeer antwoorden die zeggen dat het oppervlak slecht gedefinieerd is. In elke realistische situatie heb je een ondergrens voor hoe fijn een resolutie zinvol is. Dit is als een pedant die zegt dat waterstof een slecht gedefinieerd volume heeft omdat de elektronengolffunctie geen harde grens heeft. Technisch waar, maar praktisch niet zinvol.

Mijn aanbeveling is een optische profilometer, die het oppervlak vrij goed kan meten (voor lengteschalen boven 400 nm). Deze methode maakt gebruik van een coherente laserstraal en interferometrie om de topografie van het materiaaloppervlak in kaart te brengen. Zodra u de topografie heeft, kunt u deze integreren om het oppervlak te krijgen.

Voordelen van deze methode zijn onder meer: niet- contact, niet-destructief, variabele oppervlakte resolutie om aan uw behoeften te voldoen, zeer snel (seconden tot minuten), geen verbruiksartikelen nodig behalve elektriciteit.

Nadelen zijn onder meer: je moet je steen omdraaien om alle kanten te krijgen en ze aan elkaar te naaien om de totale topografie te krijgen, de instrumenten zijn te duur voor casual hobbyisten (vele duizenden dollars), geen atomaire resolutie ( maar scannen tunneling microscopie is daar beter voor).

De optiek voor deze instrumenten ziet er als volgt uit

En het geeft een topografische kaart zoals hieronder.

Opmerkingen

• Als de rots kleine tunnels bevat, deze methode zou op de een of andere manier in de tunnels moeten kunnen scannen.
• ” heeft ‘ niets anders nodig dan elektriciteit “: um. Het vereist zeer dure en geavanceerde apparatuur. Elektriciteit is het minste van uw zorg als u deze (zeer goede) suggestie wilt gebruiken.
• @terdon, op de schaal van standaard laboratoriumanalyseapparatuur, zijn deze optische profielmeters niet duur of geavanceerd (vergeleken met bijv. , STM, AFM, SEM, FTIR, XRD). Ik bedoelde alleen te zeggen dat het geen ‘ t verbruiksartikelen nodig heeft voor analyse, je hebt alleen een stopcontact nodig. Ik ‘ heb dienovereenkomstig bewerkt. Hoewel ik het er volledig mee eens ben dat dit te duur is voor niet-commerciële hobbyisten.
• @KFGauss, ” Zodra u de topografie heeft, kunt u deze integreren om de oppervlakte. ” – NIET WAAR. Ik weet niet zeker hoe je voorstelt te integreren, maar als het via een 3D-mesh is, zoals sommige andere mensen hier, dan kan het, afhankelijk van de mesh, een willekeurig groot resultaat opleveren, oneindig in de limiet, zelfs als de vorm is perfect glad en convex. Zelfs als je punten aan de mesh blijft toevoegen en de driehoeken kleiner maakt, leidt dit NIET tot de convergentie van het resultaat naar het ware gebied !!!
• @Kostas, dat deed je duidelijk niet ‘ t lees de eerste alinea van mijn antwoord. Materiaal uit het echte leven behandelen als fractals is onjuist en overdreven pedant.

Het probleem is dat naarmate je toeneemt de meetnauwkeurigheid, dus het resultaat dat u krijgt zal toenemen.Het resultaat van een zinvol experiment zou moeten convergeren met de toename van de precisie, dit is niet het geval.

Dit is een 3D-analogie van de kustlijnparadox : het oppervlak van de rots is fractalachtig, net als de kusten van de landen:

Het resultaat zegt meer van uw meetnauwkeurigheid, dan van een echt oppervlak.

Het is duidelijk dat als de steen niet erg fractaalachtig is (alsof het een bol is, of een skulptuur), dan zal het resultaat convergeren, maar dit is niet het geval bij praktische stenen.

Opmerkingen

• Reacties zijn niet bedoeld voor uitgebreide discussie; dit gesprek is verplaatst naar chat .
• Dit

De manier waarop ik het zou doen, is door de steen eerst in verdunde nagellak te dopen. Laat dat drogen en dompel dan de steen in hete vloeibare was. Laat de was afkoelen. Schil de was van de rots en meet de dikte van de waslaag. Smelt de afgepelde was en meet het volume. Deel het volume door de dikte, en je hebt de oppervlakte.

Opmerkingen

• gaat uit van gelijke dikte. Ik waardeer de vingernagellak zodat wax niet wordt geabsorbeerd, maar ik denk dat het niet zal afbladderen. Hoe zit het met dezelfde logica met karamel? Laat het stollen, breek het dan af en weeg het.
• Waarschijnlijk is de juiste manier om jezelf te wegen, dan de karamel te eten en dan jezelf opnieuw te wegen. Maar het zou nodig zijn om de dichtheid van de karamel te weten.
• Dit zou een ondergrens voor het oppervlak opleveren, op dezelfde manier dat je een ondergrens zou kunnen krijgen voor de lengte van Engeland ‘ s kustlijn door een kaart van één pagina van Engeland te gebruiken.
• Dat is waar. Het ” werkelijke ” oppervlak is (ongeveer) fractaal en in de orde van grootte van het oppervlak van een kristalkorrel maal het aantal korrels in de rots. Ik ‘ gok echter dat het OP zoekt naar het oppervlak dat de ” karamelmethode ” maatregelen.
• -1 van mij. Dit zal echt onnauwkeurig zijn omdat de was door de zwaartekracht naar een zeer ongelijkmatige dikte wordt gesleept.

Ik geef de voorkeur aan een nauwkeurigheid tot ten minste een honderdste van de steengrootte.

1. Weeg de steen.
2. Dompel de steen in dunne verf; laat overtollig water afdruipen.
3. Weeg de steen.
4. Herhaal stap 1-3 met een vierkant, 1 cm ² object.

Deel het gewicht van de steenverf door het gewicht van de vierkante verf om het oppervlak van de steen te krijgen.

Dit veronderstelt dat je “het” oppervlak “hebt gedefinieerd. van een echt object, en “de steengrootte” betekent een cirkel met een diameter die gelijk is aan de grootste diameter van de steen (of een andere redelijke interpretatie).

Opmerkingen

• Vloeistoffen zouden scheuren opvullen waar ze niet wegdruppelen vanwege oppervlaktespanning.
• @Pieter: Van die scheuren kan redelijkerwijs worden aangenomen dat ze bijdragen aan het oppervlak.
• @dotancohen Ja, maar de breedte van de vloeistof in een scheur kan veel groter zijn dan de dikte op een vrij oppervlak.
• Het nadeel hier is dat hoe dunner de verf, hoe minder massa er achterblijft. Dit is enigszins gelijk aan een liniaal van een andere lengte. Je zou een verdunde oplossing van polystyreen in aceton kunnen proberen rock moet dan worden verwarmd (idealiter in een gedeeltelijk vacuüm) om de aceton te helpen verwijderen. Hoe dunner de oplossing, hoe minder effect je zult hebben van oppervlaktespanning.
• Ik vraag me af of je een reeks metingen zou kunnen gebruiken met steeds dikkere ” verven ” of hogere opgeloste lading om een aantal metingen op verschillende lengteschalen te krijgen, en gebruik vervolgens die reeks om de fractale afmeting van het rotsoppervlak te bepalen.

1. Wikkel de steen volledig strak in aluminiumfolie. (Natuurlijk zal het kreuken; druk de kreukels stevig naar beneden.)
2. Roet het hele ding met een kaars, net genoeg zodat het helemaal zwart is.
3. Pak de folie voorzichtig uit.
4. Fotografeer afgeplatte folie samen met een referentieschaalvierkant. Zorg ervoor dat er “een lichte achtergrond (bijv. een wit plafond) tegenover de folie staat, zodat deze helder op de foto zal verschijnen in het niet-roetde gebied.
5. Meet het roetoppervlak met behulp van beeldverwerkingssoftware. Dit kan gedaan worden door eerst een perspectiefcorrectietool te gebruiken, de grootte van het referentievierkant te noteren, vervolgens het relevante gebied bij te snijden en een histogram van de helderheidswaarden te tonen.

In plaats van roet kunt u ook spuitverf gebruiken, maar deze zal waarschijnlijk meer in de kreukels sijpelen.Of je zou in papier kunnen wikkelen in plaats van alu en een potlood gebruiken, maar dat zou uitsmeren en moeilijker te zien zijn op de foto.

Ik denk niet dat deze methode een nauwkeurigheid van 1/100 zal krijgen, maar het is geeft op zijn minst een behoorlijke schatting en “vereist geen speciale uitrusting.

De taak is niet goed gedefinieerd. Neem je scheuren op? Zo ja, dan zie je fijnere en fijnere scheuren aan het oppervlak toevoegen, en uiteindelijk bevind je je op atomair niveau en vind je het moeilijk om zelfs maar te definiëren wat een deel van de rots is en wat niet t. Als je geen cracks opneemt: wat is je regel om een loutere oneffenheid te onderscheiden van een barst?

Reacties

• Dit is handig inzicht, maar het beantwoordt de vraag niet direct.
• @CarterPape ” De taak is niet ‘ t goed- gedefinieerd. ”
• Vanuit technisch oogpunt is de taak goed gedefinieerd. Vanuit wiskundig perspectief is dat niet zo. Zoals dit is een fysica-website, naar welke van de beroepen moeten we uitstellen?
• @dotancohen Als het fysiek goed gedefinieerd is, neemt u dan het oppervlak van stofdeeltjes op het oppervlak op? Meestal wil je dat niet, maar: wanneer zit een deeltje in de rots? De grens zal ergens in het spectrum liggen van: zwaartekrachthechting (zal eraf vallen bij het draaien van de rots), adhesie, door water veroorzaakte adhesie, adhesie veroorzaakt door een andere substantie (vet, hars als het ‘ s amber of een concretie die barnsteen bevat, enz.), van der Waals-obligaties. Als het in het oppervlak is gedrukt, steekt een definitie als ” misschien niet meer dan 50% uit de omliggende korrels “. Enz. Etc.
• @dotancohen Ik ‘ d beweren dat het ‘ niet goed gedefinieerd is vanuit een technisch perspectief , omdat u ‘ extra verduidelijking wilt hebben met het doel van het meten van de oppervlakte, waardoor u kunt schatten of een voorgestelde methode zal resulteren in een statistiek die is zinvol voor dat doel.

Moeilijk. Een chemische stof adsorberen, opwarmen, de hoeveelheid meten die verdampt?

Ik zou in de literatuur kijken, misschien beginnen met een zoekopdracht naar “experimentele bepaling van het oppervlak” in geologische contexten.

Bewerken: een moleculaire sonde moet iets geven dat dicht bij de maximale waarde ligt. Er komt een einde aan de lengteschaal bij het omgaan met echte materialen, een rots is geen wiskundige fractal. Na het binnenlaten van een geschikt soort moleculen en het wegpompen ervan, zou thermisch gestimuleerde desorptie het absorberende gebied meten.

Opmerkingen

• BET-techniek wordt doorgaans gebruikt , maar dat is een moleculaire techniek die het oppervlak met alle microscopisch kleine hoekjes en gaatjes zal bepalen. Dat zal VEEL groter zijn dan het bruto oppervlak voor een (semi) poreus gesteente.
• Ik interviewde bij een klein instrumentatiebedrijf waar deze techniek de basis is van een grote productlijn. Bij sommige materialen gebruiken ze temperatuurafhankelijke ontgassing onder vacuüm als sonde.
• @BenCrowell Ik realiseer me dat, maar een moleculaire sonde zou iets moeten geven dat dicht bij de maximale waarde ligt. Er komt een einde aan de lengteschaal bij het omgaan met echte materialen, een steen is geen wiskundige fractal.
• Ik zou willen voorstellen dat je je antwoord bewerkt om dat te zeggen. En ik ‘ m niet echt zeker of er een maximale waarde is die zinvol kan worden geïnterpreteerd als een gebied. Stel dat je helium diffundeert in zandsteen. Meet je dan ‘ niet echt het lege volume van de zandsteen, niet de oppervlakte ervan?
• @Ben Deze metingen worden over het algemeen met een reden gedaan. Het probleem is niet om de epistemologie van de vraag te definiëren. Het moet de betekenis van de meting afstemmen op die nodig is voor de toepassing. Wanneer de toepassing gasfasereacties katalyseert terwijl de reactanten door een poreuze plug gaan, zijn de gasabsorptie- of uitgassingsmetingen goed van pas.

Voor niet-convexe lichamen met een willekeurige vorm, zoals veel mensen al hebben opgemerkt, is er in het algemeen geen redelijk antwoord. Voor convexe lichamen is het antwoord wiskundig en fysiek goed gedefinieerd. De methode is gebaseerd op integrale geometrie, als ik me goed herinner, is de formule te danken aan Steiner of Crofton. Toch is het een praktische methode en stabiel.De formule geeft de oppervlakte in termen van de (gemiddelde oppervlakte) van de projectie van het lichaam in alle richtingen $ \ vec {n} $ : $$ S = \ frac {1} {\ pi} \ int d \ Omega _ {\ vec n} ~ S (\ vec n) = 4 \ times \ left < S (\ vec n) \ right > $$ Dus het enige wat je hoeft te doen is een lamp hoog erboven plaatsen, de steen in veel willekeurige richtingen vasthouden, bereken het gemiddelde oppervlak van de schaduw en vermenigvuldig met 4. Voor 1% nauwkeurigheid zijn tienduizend (10.000) willekeurige projecties voldoende.

Opmerkingen

• Dit is interessant en ik heb het een +1 gegeven aan ‘, maar het is zeer onwaarschijnlijk dat een rots bol is. Ik vraag me af hoe de fout bij het toepassen van deze methode op niet-convexe lichamen varieert in verhouding tot een redelijke maatstaf van hoe niet-convex ze zijn (misschien iets dat lijkt op een begrensde variatie?).
• @R .. Voor Bij sommige niet-convexe vormen, kunt u het object mogelijk in plakken snijden met een platte snede, vervolgens de oppervlakte van de resulterende convexe stukken meten en optellen en vervolgens tweemaal de oppervlakte van de sneden aftrekken. Als het object ” fractal ” is zodat geen eindige segmentering convexe stukken oplevert, dan raad ik aan om daar gewoon te stoppen, aangezien dit heeft helemaal geen duidelijk afgebakend gebied. Niet wiskundig en niet fysiek.
• Formule is te danken aan Cauchy

Ik sta in voor dampafzetting of het aanbrengen van een coating die kan worden gemeten op gewicht.

Hangt af van de grootte van je gesteente. Puimsteen met open cellen en poreuze kalksteen die door regen en dieren wordt verveeld, zal moeilijk te meten zijn. Kalksteen kan microporeus zijn en een oppervlakte van honderden vierkante meters kunnen hebben. Beschouw deze microfoto van krijt .

Een stof gebruiken die sterk hecht en gelijkmatig op het oppervlak van gesteenten, ongeacht hun pH en chemische affiniteiten, behandel het gesteente met damp of dompel het in de bekledingssubstantie, gebruik een effectieve manier om het teveel te verwijderen en weeg het gesteente / de substantie daarna. van precisie als er een stof is die in een perfect egale laag op alle verschillende monsters kan worden aangebracht.

Voor de eerste poging zou ik waterdamp gebruiken. Weeg het gesteente droog, stel het enkele ogenblikken bloot aan een vochtige omgeving en weeg het daarna opnieuw.

Opmerkingen

• Dit is slechts het toevoegen van details aan de algemene methode die S. McGrew noemde in het allereerste antwoord op deze vraag, en zou waarschijnlijk moeten zijn een opmerking bij dat antwoord.

Maak veel fotos vanuit verschillende hoeken waarmee u een 3D-mesh met fotogrammetrie (ik raad Meshroom aan). Je zou ook een LIDAR kunnen gebruiken om de puntenwolk vast te leggen en vervolgens Meshroom gebruiken om hem te meshen (blijkbaar zijn er enkele goedkope van minder dan 2000 dollar). Bereken de oppervlakte van de mesh (ik raad Rhinoceros3d aan). Er zijn veel open-sourcehulpmiddelen die u kunnen helpen bij het proces. EDIT: iemand heeft al een soortgelijk antwoord gegeven, dus ik heb wat software-aanbevelingen toegevoegd (ik weet dat ze meestal niet op hun plaats zijn voor stackexchange, maar als OP het probleem echt wil oplossen in plaats van hypothetisch een coole vraag te stellen, kunnen de aanbevelingen handig zijn). Als je voor de fotogrammetrie kiest, onthoud dan dat als het oppervlak spiegelend is, je het moet bedekken met een diffuse verf.

Opmerkingen

• Misschien wil de rots op de een of andere manier bedekken voordat je hem voorstelt, om hem gunstige optische eigenschappen te geven.
• @Nat bedankt daarvoor ga ik het antwoord updaten. Dat ben ik vergeten.
• -1 Dit methode, afhankelijk van de 3D-mesh kan een willekeurig groot resultaat opleveren, oneindig in de limiet, zelfs als de vorm van de steen perfect glad en convex is. Punten aan de mesh toevoegen en de driehoeken verkleinen, leidt NIET tot de convergentie van het resultaat naar het ware gebied !!!
• Ik heb ‘ dit niet gezien antwoord toen ik een soortgelijke schreef, maar dit is 2 dagen ouder dan de mijne, wat volgens mij de reden is waarom de mijne werd neergeslagen. De mijne verwijderd, heeft dit geapprecieerd, omdat het genereren van een puntenwolk duidelijk het meest correcte antwoord is voor elk object dat geen occlusieve overhangen heeft. Ik bedoel, er is ‘ s letterlijk een app hiervoor! Ik ‘ d merk echter op dat dit niet lukt voor occlusieve overhangen (versteende schedels, puimsteen, enz.).

Vergelijkbaar met de gasadsorptie / BET en @McGrew wax-techniek. Je zou een gevoelige schaal met centigramnauwkeurigheid nodig hebben.

1. Maak een monolaag van zand van een bekend gebied (bijvoorbeeld een vierkante meter). Meet de massa van dat zand. Dit is uw kalibratie / conversieverhouding.
2. Meet de massa van de rots.
3. Maak de rots nat en bedek hem met een enkellaagse zandlaag.Meet de massa opnieuw en bereken de massa van het aangehechte zand.
4. Gebruik je kalibratie van # 1 om het gebied te vinden.
5. Herhaal 3 of 4 keer om een gemiddelde en onzekerheid te bepalen.

Opmerkingen

• Zou niet ‘ de massa van het zand + water meten? Ik zou denken dat ‘ d niet te verwaarlozen is. Hoe zit het met een variant waarin je, nadat je de rots bedekt hebt, dat zand eraf wast in een schone bak waarvan je de massa kent, dat water dan laat verdampen, en dan de bak opnieuw meet en aftrekt om de massa van het zand te vinden? / li>
• Het resultaat hangt hier af van hoe fijnkorrelig het zand is. Met andere woorden, dit antwoord is nog een ander voorbeeld van het feit dat de hoeveelheid die wordt besproken niet goed gedefinieerd is, tenzij je een andere parameter specificeert die een schaal instelt.
• Je zou kunnen proberen het gesteente elektrostatisch op te laden en te coaten het met een monolaag van polystyreenkorrels. Dit zou waarschijnlijk onpraktisch onhandig zijn, maar het zou het watermassaprobleem oplossen.

Je kunt ook de locatie van punten op de steen meten voor een vast punt, zeg de (0,0 , 0) punt in nauwe nabijheid.

Breng de punten in kaart met behulp van Octave (gratis en open-source) of Matlab Mathematical-software. Vorm een 3D-driehoek grijpt in op dat punt. Bereken de oppervlakte van de driehoeken. Voeg hen toe. En dat is het. Het oppervlak.

Opmerkingen

• Als een praktische kwestie van menuratie is dit uitvoerbaar. Het echte doel van de meting zal echter de schaal van het benodigde model bepalen (verfdekking, je zou ‘ puntafstand willen die vergelijkbaar is met de dikte van de verflaag).
• De eerste woord van de vraag is ” hoe “. Hoe meet men de locatie van punten op de steen?
• @dotancohen: Je zou zeker een apparaat als een schuifmaat kunnen construeren, maar met een armconstructie met 3 of meer (waarschijnlijk meer) vrijheidsgraden, dat geeft je cartesische coördinaten van de punt ten opzichte van de basis als uitvoer. Ik don ‘ weet niet of zoiets direct beschikbaar is, en het zou wat werk zijn om er een te maken, maar het ‘ is zeker te doen.
• Een alternatief zou zijn om langs elk van de drie muren mallen op te stellen waarmee je een lase kunt verplaatsen r afstandsmeter naar elk punt in de twee assen van de muur die u wilt testen en verkrijg de derde coördinaat als de gemeten afstand.
• @R: Nogmaals, hoe? Let op het woord ” experimenteel ” in de titelvraag. In welke mate van precisie (laat staan de nauwkeurigheid) denkt u dat u zon apparaat zou kunnen ontwerpen (laat staan bouwen)? In theorie ‘ ben ik er zeker van dat ” een machine bouwen ” is een antwoord, maar praktisch, hoe ontwerp en bouw je zon machine (laat staan de kosten)?

Jij kan de steen in een MRI-scanner plaatsen en er een 3D-profiel van krijgen (en dus het volume en het oppervlak). Als het geen spins heeft die nuttig zijn voor NMR, kun je de rots onderdompelen in iets dat dat wel doet (bijv. Water of minerale olie), en dat vervolgens in beeld brengen, en de leegte geeft je het 3D-profiel van de rots (die u kunt dan gebruiken om het gebied te berekenen).

Het belangrijkste probleem van het gebruik van NMR is dat als de magnetische gevoeligheid van uw gesteente heel anders is dan die van vacuüm … u beeldartefacten krijgt. zijn hier trucjes omheen.

Als voorbeeld: hier is een lithiumdendriet in een batterij die is afgebeeld met behulp van MRI .

U kunt ook röntgenfotos van uw rots vanuit veel verschillende hoeken en reconstrueer het 3D-profiel van de rots met de inverse 3D Radon-transformatie . Met het 3D-profiel kun je eenvoudig het gebied berekenen.

Reacties

• Als hij de rots baadt in een lood / radioact ive gebaseerd oplosmiddel dat zeer zichtbaar is in MRI / Xray dat zou cool zijn, hoewel duur omdat MRI ‘ s ongeveer 300-500 per uur zijn.

Als u toegang heeft tot een planimeter , dan kunt u proberen de methode die wordt gebruikt in dit onderzoeksrapport over de sterkte van cement dat op tanden wordt gebruikt.

Om de sterkte van het cement te vergelijken, auteurs moesten het effect van het cement scheiden van het effect vanwege de variërende oppervlakken van de echte tanden die in de tests werden gebruikt.

Voor elke gebruikte tand legden de auteurs aluminiumfolie over de tanden en gebruikten ze een polijstgereedschap om de folie de contouren van het oppervlak van elke tand te laten volgen. Overlappende gebieden werden vervolgens weggesneden en de folie werd van de tand verwijderd en vervolgens platgedrukt. Er werd een overtrek gemaakt van de omtrek van elk stuk folie en het oppervlak werd gemeten met een planimeter.

Ik heb toevallig een planimeter gekocht van exact hetzelfde model als gebruikt in het papier waarnaar wordt verwezen, en vond dat papier tijdens het zoeken op internet naar informatie over de planimeter die ik zojuist op een vlooienmarkt had gekocht.

omdat de rots is in onregelmatige vormen (meestal), het is moeilijk om een normale oppervlakte meetmethode te gebruiken voor de gewone 3D-objecten. Je kunt natuurlijk gesloten integralen gebruiken om mee te rekenen, maar dat is saai. het zal gemakkelijker zijn als we het 3D-objectoppervlak in 2D kunnen veranderen.

Ik zal aanraden als je een emmer met plakkerige vloeistof hebt, je de steen erin kunt dopen en laten drogen. gebruik dan wat papier om erin te passen en je kunt het resultaat krijgen. dit is echter niet juist.

Ik zal je meer aanraden om de raket in 3D-modellen te scannen om de computer het werk te laten doen met nauwkeurige algoritmen.

Opmerkingen

• Dit is slechts het toevoegen van details aan de algemene methode die S. McGrew noemde in het allereerste antwoord op deze vraag, en zou waarschijnlijk een commentaar op dat antwoord moeten zijn.

In de meeste gevallen zoals deze, is de beste optie om het object op de een of andere manier in een dichte wolk te scannen en het geschatte oppervlak te meten met behulp van de meegeleverde tools. Hoewel ik er zeker van ben dat er een verscheidenheid aan exotische methoden bestaat voor het genereren van dichte wolken, zijn uw beste opties om ofwel een of andere LIDAR-eenheid te gebruiken of een camera en een fotogrammetrieprogramma te gebruiken. Afhankelijk van hoe gedetailleerd u wilt dat uw schatting is, kunt u alles gebruiken, van een speciale 3D-scanopstelling tot enkele tientallen fotos gemaakt op uw telefoon en een van de vele gratis fotogrammetrieprogrammas.

Ik zou rijst of zand gebruiken. Met het gemeten volume kun je de oppervlakte meten door het zand of de rijst in een platte bak te gieten en ervoor te zorgen dat je er een hebt -korreldikte die over de schaal wordt gedragen, u kunt dan niet alleen de fysieke weergave zien, maar deze ook meten. Ik heb dit zelf vaak gedaan bij het uitzoeken van de buitenoppervlakken van mijn onderdelen.

Reacties

• Kun je proberen het beter uit te leggen? Ik ‘ kan niet volgen wat je hiermee bedoelt.
• Je ‘ krijgt niet het oppervlak dat manier: als je het zand giet, wordt die informatie onmiddellijk vernietigd.

Hier is een meer oplossingsgericht antwoord waarbij rekening wordt gehouden met de verduidelijking:

• Spuit de steen in met wat geleidende verf.
• Galvaniseer het.
• Meet de hoeveelheid metaal die wordt afgezet op de steen.

Dit is in wezen gelijk aan de wasmethode, behalve dat galvaniseren niet wordt beïnvloed door de zwaartekracht.

Ik ben een beetje wazig over hoe ik de hoeveelheid het beste kan meten van metaal; voel je vrij om verbeteringen voor te stellen of dit antwoord direct te bewerken.
De meest directe benadering die ik kan bedenken is het meten van het metaalverlies op de tegenelektrode.

Wil je herstellen de steen in de toestand van vóór het meten?
U zou waarschijnlijk een metaal en een verf kiezen die gemakkelijk te verwijderen zijn.
Nogmaals, iemand met meer praktische kennis van galvaniseren kan misschien helpen met wat advies over welke materialen hij moet gebruiken.

Opmerkingen

• Downvoter (s ?), voeg een opmerking toe, zodat ik weet wat er aan dit antwoord kan worden verbeterd.

Waarom elektroforetische afzetting niet proberen? U zou de gemiddelde dikte weten op basis van de statistieken van technische specificaties / gegevens voor welk afgezet materiaal dan ook. Je zou ook in staat zijn om het toegevoegde volume uit het Archimedes-principe te berekenen. Je kent ook de massadichtheid, zodat je dan het oppervlak van de neergeslagen film / materiaal kunt berekenen.

Hangt af van de tools die je tot je beschikking hebt; ik “zal een dure en goedkope benadering beschrijven:

• Duur : scan de rots, gebruik software om deze te verwerken & rekengebied. Bij medische beeldvorming zijn topologieën veel moeilijker te meten dan bij een rots, maar het is klaar.
• Goedkoop : wikkel een ballon, of een meer rekbare en flexibele stof volledig rond de rots, knip deze af bij de wikkeltip; het gebied van de onverpakte stof is veel gemakkelijker te meten / berekenen .

Het onderliggende idee is hetzelfde: we brengen 1D-plakjes van de rots in kaart op een 2D-oppervlak om de 3D-vorm te modelleren, en verkrijgen vervolgens een schatting van het oppervlak. Met de dure optie is deze mapping erg gedetailleerd en nauwkeurig – met de laatste is het net zo goed als je ballon en je inpakprocedure (hoe het oneffenheden, ribbels bedekt, of er lege openingen zijn, enz.) – maar won t concurreren met een scan.

Opmerkingen

• Beide methoden zijn genoemd in eerdere antwoorden.
• Hoe zou rekbaar materiaal hulp? Als je het verwijdert, verandert het gebied, dus je krijgt ‘ geen goede meting.
• @Nathaniel ” knip het bij de wikkeltip ” – dus wat er ook overblijft, meet het oppervlak (bijvoorbeeld door het uit te pakken).
• Als het materiaal rekbaar is, is het Het gebied bij het inpakken van het oppervlak is niet noodzakelijk hetzelfde als het gebied wanneer het ontspannen en aangelegd is na knip je het teveel af. En het is niet het enige probleem: hiermee wordt een bolle heuvel gevonden, niet het werkelijke oppervlak.
• @dmckee Inderdaad, vandaar de ” zo goed als je ballon en je wrapping procedure “; het ‘ is goedkoop, dus het kan alleen zo goed. Met de juiste structuur (waarvan ik ‘ niet zou weten), maar al deze ‘ artefacten ‘ kan worden verkleind, misschien zelfs binnen 1% nauwkeurigheid

Peterh heeft gelijk dat de taak is slecht gedefinieerd, terwijl de verschillende suggesties manieren bieden om het te meten die bepalen wat er wordt gemeten en vervolgens die meting met verschillende graden van nauwkeurigheid berekenen. Ik zou echter zeggen dat alle aangeboden definities van meting zeer willekeurig zijn; wat je echt wilt is een methode die, in zekere zin, een natuurlijke betekenis heeft voor oppervlakte.

Ik stel voor dat een natuurlijke definitie van oppervlakte het gebied is waardoor warmte verloren gaat, aangezien dit staat voor een echte en goed gedefinieerde fysieke eigenschap van het object.

De snelheid van warmteverlies van een lichaam is evenredig met dit oppervlak; Om het oppervlak van uw gesteente te berekenen, moet u daarom de temperatuur verhogen tot een bekende waarde en vervolgens berekenen hoe lang het duurt voordat het gesteente zijn temperatuur verliest. Uit deze meting kun je berekenen hoe snel het gesteente warmte-energie verliest. Om dat in een werkelijk oppervlak om te zetten, moet je de thermische eigenschappen van het gesteente begrijpen, en dus ofwel een monster van vergelijkbaar gesteente nodig hebben, ofwel een deel van het gesteente opofferen om te testen.

Opmerkingen

• Om dit te doen heeft u een zeer nauwkeurige schatting van de warmteoverdrachtscoëfficiënt nodig; die afhangt van de geometrie zelf. Ik ‘ m weet niet zeker hoe nauwkeurig je dit zou verwachten, vooral omdat dit ook niet ‘ niet per se zou werken voor geleiding of straling.
• Warmteverlies zal lager zijn per oppervlakte-eenheid voor een zeer concaaf oppervlak zoals puimsteen, dus dit zou niet ‘ zo goed werken.
• De snelheid van warmteverlies is evenredig met het effectieve oppervlak. Concave secties van het oppervlak hebben een minder effectief oppervlak dan convexe secties.

Dompel de rots in motorolie . Haal het eruit en laat het ongeveer een uur drogen. Plaats de steen vervolgens in een bak gevuld met water. Beweeg de volgende dagen af en toe de steen in het water met als doel de olie uit de rots te verwijderen. Het oppervlak van de olievlek op het wateroppervlak komt overeen met het oppervlak van de rots. Indien nodig kunt u de slick manoeuvreren in een geometrische vorm die gemakkelijk kan worden gemeten.

Gebruik nucleaire magnetische resonantiebeeldvorming om bereken de positie van elk atoom in de rots. Tel vervolgens hoeveel atomen er grenzen aan een lege ruimte die is verbonden met de ruimte buiten de rots.