<Desc/Clms Page number 1>
. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungsfreien Dickenmessung von Baumstämmen od. dgl. mit einer Reihe von Photoelementen, welche die von der Objektseite her einfallenden Licht- strahlen zur Bestimmung der Grenzen zwischen der den Photoelementen zugekehrten Baumstammfläche und dem zu dieser kontrastierenden Hintergrund in elektrische Signale umwandeln, wobei zwischen der Reihe von Photoelementen und dem Baumstamm eine im wesentlichen nur parallele und zu dem den zu bestimmenden Grenzen zugeordneten Stammdurchmesser normale Lichtstrahlen durchlassende
Einrichtung vorgesehen ist.
Eine solche Vorrichtung ist bereits bekannt (US-PS Nr. 3, 724, 958, Nr. 3, 698, 818). Dabei besteht die Einrichtung, die im wesentlichen nur parallele Lichtstrahlen durchlässt, aber aus je einer
Photozelle vorgelagerten Rohren, und es ist die Lichtquelle an der dieser Einrichtung bzw. den
Photozellen gegenüberliegenden Objektseite angeordnet, was verschiedene Nachteile mit sich bringt.
Rohre lassen nämlich entsprechend ihrem vergleichweise geringen lichten Querschnitt nur eine kleine Menge von Lichtstrahlen durch, es ist also auch die auf das nachgeordnete Photoele- ment auftreffende Lichtmenge entsprechend gering, wobei eine Verkleinerung der Rohrdurchmesser zur Vergrösserung der Messgenauigkeit den Durchlass einer noch geringeren Lichtmenge zur Folge hat. Da die Photoelemente aber eine Mindestlichtmenge benötigen, um anzusprechen und brauchbare
Messwerte zu liefern, kann die bekannte Einrichtung nicht für solche Vorrichtungen verwendet wer- den, bei denen nur die von der Stammfläche reflektierten Lichtstrahlen zur Messung zur Verfügung stehen.
Es liegt daher die Lichtquelle an der den Photozellen jeweils gegenüberliegenden Baum- stammseite, so dass sich durch die direkte Beleuchtung der Photozellen jeweils am Stamm vorbei und das Unbeleuchtetbleiben der Photozellen hinter dem Stamm der erforderliche Lichtkontrast ergibt.
Diese einander gegenüberliegende Anordnung von Lichtquellen und Photozellen erhöht den techni- schen Aufwand und den Platzbedarf und lässt keine Möglichkeit, an einer Baumstammseite Konstruk- tionsteile für andere Zwecke unterzubringen.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Vorrichtung so zu verbessern, dass für sie nur an einer Seite des Baumstammes Platz benötigt und dennoch eine genügende Messgenauigkeit erreicht wird.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Einrichtung aus einer Vielzahl von zur Stammachse parallelen, zwischen den Photoelementen liegenden Lamellen besteht und die Lichtquelle in an sich bekannter Weise an der der Einrichtung bzw. den Photoelementen zugekehrten Messobjektseite angeordnet ist.
Bei Lamellen ist, auch wenn sie nur im wesentlichen parallele Lichtstrahlen durchlassen, die Lichtausbeute beträchtlich grösser als bei Rohren, weil der Lamellenbreite in Richtung der Stammachse keine besonderen Grenzen gesetzt sind. Daher reicht dann das vom Baumstamm reflektierte Licht zur Messwertlieferung aus, und es lässt sich in vorteilhafter Weise die Lichtquelle an der der Lamelleneinrichtung zugekehrten Seite des Baumstammes bzw. Messobjektes anordnen. Darüber hinaus werden durch die Lamellen Zonen zur Messung herangezogen, die sich in Stammlängsrichtung erstrecken, was dazu beiträgt, dass durch Vorsprünge oder Ausnehmungen des Stammes bedingte Fehlerquellen vermieden werden.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 die Grundelemente einer Vorrichtung zur berührungsfreien Dickenmessung von Baumstämmen in Seitenansicht, Fig. 2 im Schaubild, Fig. 3 eine Anordnung zur Dickenmessung von Baumstämmen unterschiedlichen Durchmessers, wobei zwei aufeinander senkrecht stehende Durchmesser gemessen werden, und Fig. 4 diese Anordnung im Schaubild.
Die Vorrichtung weist eine Reihe --1-- von Photoelementen --2-- auf, welche die von der Objektseiteher einfallenden Lichtstrahlen in elektrische Signale umwandeln, wobei die Grenzen zwischen der den Photoelementen --2-- zugekehrten Fläche --3-- des Baumstammes --4-- und dem in irgendeiner Weise kontrastierenden Hintergrund des Baumstammes --4-- gemessen werden. Diese Grenzen sind durch die Punkte bzw. Baumstammerzeugenden --5-- gegeben, und es ist bei Parallelbeleuchtung klar, dass die Verbindungslinie --6-- zwischen den Punkten --5-- einem Durchmesser entspricht.
Werden also mit Hilfe der Photoelemente --2-- die Grenzen --5-- zwischen der den Photoelementen --2-- zugekehrten Baumstammfläche --3-- und dem kontrastierenden Hintergrund bestimmt, so kann durch Auswertung der Signale auch der Durchmesser --6-- berührungsfrei gemessen werden.
<Desc/Clms Page number 2>
Um die-Photoelemente--2--mit möglichst parallelen Lichtstrahlen zu treffen, ist eine insge- samt mit --7-- bezeichnete Einrichtung vorgesehen, die vor allem aus einer Vielzahl von paralle- len reflexionsarmen Lamellen --8-- besteht, zwischen denen die einzelnen Photoelemente --2-- liegen. Um die Lichtausbeute zu verbessern, sind den Photoelementen --2-- auch Linsen --9-- zugeordnet, wobei es sich um zylindrische Linsen handelt, da es günstig ist, jeweils sich in Stamm- längsrichtung erstreckende Zonen abzubilden, um Fehlerquellen zu vermeiden (Fig. 2). Vor den Pho- toelementen --2-- sind Schlitzblenden --10-- vorgesehen, um noch weniger Schrägstrahlen zu den
Photoelementen --2-- durchzulassen.
Die ganze Vorrichtung --7-- ist stammseitig mit einer durchsichtigen Abdeckung versehen.
Um Baumstämme unterschiedlichen Durchmessers messen zu können, ist gemäss Fig. 3 ein ortsfester Anschlag --11-- vorgesehen, an dem die Baumstämme bei der Messung zur Anlage kommen, wobei der dickste Baumstamm mit --4-- und der dünnste Baumstamm mit --4'-- bezeichnet sind. Die mit den Photoelementen zusammengebaute Einrichtung besteht aus zwei Teilen --7a, 7b--, wobei der Einrichtungsteil --7a-- parallel zu der gedachten Linie --12-- verläuft, welche die zu bestimmende Grenze-Sa-des dicksten Stammes --4-- mit der betreffenden Grenze --5a'-- des dünnsten Baumstammes --4'-- verbindet.
Der zweite Einrichtungsteil --7b-- ist parallel zu der gedachten Verbindungslinie --13-- zwischen den andern zu bestimmenden Grenzen --5b und 5b'--des dicksten und dünnsten Stammes --4, 4'-- ausgerichtet. Es ist ersichtlich, dass die Abstände der Grenzpunkte --5a und 5a'-- von der Einrichtung --7a-- gleich gross sind und dass sich diese Abstände auch nicht verändern, wenn ein Baumstamm gemessen werden soll, der in seiner Grösse zwischen den Baumstämmen --4 und 4'-- liegt. Selbstverständlich sind auch die Abstände der Grenzpunkte - 5b und 5b'-- vom Einrichtungsteil-7b-- gleich gross.
In den Fig. 3 und 4 ist auch gezeigt, wie man für jeden Baumstamm mit Hilfe einer zweiten Einrichtung --17a und 17b-- Durchmesser-16 bzw. 16'-misst, die zu den Stammdurchmessern - 6 und 6'-- senkrecht stehen.