DE10028915A1

DE10028915A1 - Konfigurationsring für äquidistante Messungen an zylindrischen Körpern

Info

Publication number: DE10028915A1
Application number: DE2000128915
Authority: DE
Inventors: Ulrich Weihs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-06-10
Filing date: 2000-06-10
Publication date: 2001-12-20

Abstract

Wie in Fig. 1 dargestellt, beinhaltet die Erfindung sowohl die Vorrichtung eines Konfigurationsringes als auch die Durchführung von Messungen mit Hilfe eines Konfigurationsringes, der unabhängig vom Durchmesser des Messobjektes (7) eine schnelle äquidistante Anordnung einer variablen Anzahl von Signalgebern (3) und Signalabnehmern (4) auf der Messoberfläche gewährleistet. Der Konfigurationsring lässt sich bei allen Diagnoseverfahren, die auf eine äquidistante Anordnung von Signalgebern und Signalabnehmern angewiesen sind, einsetzen. Er vereinfacht die technische Handhabung, erhöht die Präzision des Messverfahrens und trägt zu einer wesentlichen Beschleunigung des Verfahrensablaufes bei.

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Abgesehen von Messungen an zylindrischen Bohrproben auf dem Gebiet der Geophysik sind dem Anmelder bisher keine vergleichbaren Anwendungen bekannt. Insbesondere ist nicht bekannt, dass eine vergleichbare technische Einrichtung wie der im folgenden beschriebene Konfigurationsring für äquidistante Messungen an zylindrischen Körpern mit annähernd kreisförmigem Querschnitt existiert.

Bei der elektrischen Widerstandstomografie, wie auch bei anderen Untersuchungsmethoden an zylinderförmigen Körpern, müssen Impulsgeber und -nehmer gleichmäßig auf dem Mantel des Zylinders verteilt werden, da viele der z. Z. gängigen Auswertealgorithmen eine solche Anordnung voraussetzen.

Die vom Anmelder anfänglich praktizierte, naheliegende Methode ist die Vermessung des jeweiligen Zylinderumfanges und Berechnung des äquidistanten Abstandes durch Division des Umfangs durch die Anzahl der Impulsgeber/-nehmer. Mit Hilfe eines Maßbandes müssen sodann die Impulsgeber/-nehmer bzw. bei elektrischen Messverfahren die Elektroden in je weils per Hand exakt auszumessenden, äquidistanten Abständen an der Zylinderoberfläche angebracht werden.

Nachteile des Standes der Technik

Zur Ermittlung des in Abhängigkeit vom jeweiligen Zylinderumfang variierenden Abstandes der Impulsgeber/-nehmer muss jeder zylindrische Körper einzeln vermessen werden. Die zur Anbringung der Impulsgeber/-nehmer erforderlichen äquidistanten Abstände müssen dabei mit erheblichem zeitlichen Aufwand per Hand eingemessen und auf der Zylinderoberfläche markiert werden. Ferner können dabei Messungenauigkeiten bzw. Rundungsfehler auftreten, die der Aussagekraft des Messergebnisses abträglich sind.

Bei elektrischen Messungen (z. B. im Rahmen der Widerstandstomografie) ist die Ankopp lung von Elektroden an die Zylinderoberfläche ohne entsprechende Aufnahme- und Füh rungsmechanismen häufig nur unzureichend. Die Elektroden lassen sich beispielsweise nicht in ausreichendem Maße fixieren und können leicht abfallen, bzw. müssen für einen festen Halt unnötig tief in das zu messende Medium getrieben werden. Ohne den Konfigurationsring muss jede Elektrode zeitaufwendig einzeln verkabelt werden (z. B. freie Verkabelung mittels Krokodilklemmen).

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Mit Hilfe des Konfigurationsringes lassen sich für alle zylindrischen Körper, deren Durch messer kleiner ist als der Durchmesser des Konfigurationsringes, die Impulsgeber/-nehmer bzw. die Elektroden schnell und einfach äquidistant auf dem Zylinderumfang konfigurieren. Durch die lediglich in radialer Richtung bis auf die Zylinderoberfläche zu verzeichnende Ver schiebung der Führungsstifte wird unabhängig vom Umfang des jeweiligen Zylinders eine äquidistante Anordnung der Impulsgeber/-nehmer bzw. der Elektroden gewährleistet.

Die derart auf den Mantel des Zylinders geführten Impulsgeber/-nehmer bzw. Elektroden werden durch die Führungshülsen in idealer Weise gehalten und weisen daher auch bei nur geringer Eindringtiefe (zerstörungsfreies, nicht invasives Verfahren) eine optimale Fixierung sowie Ankopplung an den zu untersuchenden Körper auf. Die in die Ringkonstruktion integ rierte, feste Verkabelung der Führungshülsen bedeutet eine große Zeitersparnis gegenüber der freihändigen Verkabelung jedes einzelnen Impulsgebers/-nehmers bzw. jeder Einzelelektrode mit Krokodilklemmen.

Beschreibung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 Gesamtansicht eines Prototyps des Konfigurationsringes aus Aluminium.

Der Konfigurationsring ist zum Einsatz bei allen Diagnoseverfahren an zylindrischen Körpern mit annähernd kreisförmigem Querschnitt geeignet, die eine äquidistante Messanordnung erfordern. Insbesondere wird er zur Baumdiagnose im Rahmen der elektrischen Wider standstomograiie eingesetzt (Fig. 1). Der Konfigurationsring besteht aus einem leichten und gleichzeitig stabilen Werkstoff (Kunststoff bzw. Metalle wie Titan oder Aluminium).

Fig. 1 zeigt den Prototyp eines aus Aluminium gefertigten Konfigurationsringes mit einem inneren Durchmesser von 85 cm. Der Durchmesser des Ringes orientiert sich an der Quer schnittsgröße des zu messenden Zylinders und liegt üblicherweise in einer Größenordnung von 30 cm bis 1,50 m. Fig. 1 zeigt ein konkretes Anwendungsbeispiel an einer stehenden Rotbuche.

Der Mantel des Konfigurationsringes bietet die Möglichkeit zur Aufnahme von 16 bis zu 48 äquidistanten Führungen (bei 24 Führungen wäre z. B. ein gleichmäßiger Winkelabstand von 15° gegeben), die jeweils eine isolierende Führungshülse aus Kunststoff enthalten (s. Fig. 1).

Diese Führungshülsen sind Hohlzylinder von einer Länge und einem Durchmesser, die eine exakte Führung bzw. Stabilisierung der Führungsstifte mit unterschiedlichen Ankopplungs mechanismen garantieren. Sie dienen der Aufnahme von leitenden Führungsstiften und ge währen eine zentralsymmetrische Ausrichtung der Impulsgeber/-nehmer bzw. der Elektroden auf die kreisförmige oder nahezu kreisförmige Oberfläche des zu untersuchenden Zylinders.

Zum Anbringen des Ringes an den zu messenden, zylindrischen Körper verfügt der Ring an zwei gegenüberliegenden Stellen über bewegliche Scharniere bzw. ähnliche Öffnungsmecha nismen (Fig. 1).

Zum Zentrieren des Ringes um den Zylinder dienen 3 bis 4 bewegliche Abstandshalter, die wie die Führungsstifte durch im Ring befindliche Führungshülsen gehalten werden (s. Fig. 1) und auf denen zur exakten Justierung eine Zentimeterskala aufgetragen ist.

Zur provisorischen Fixierung des Ringes am Messobjekt mittels Spanngurt dient eine am Ring befestigte Drei- bzw. Mehrpunktaufhängung (s. Fig. 1).

Der Kontakt zwischen dem Messgerät und den Impulsgebern/-nehmern bzw. Elektroden wird entweder durch frei geführte Kabel über sog. Krokodilklemmen oder durch eine in die Ring konstruktion integrierte, feste Verkabelung gewährleistet. Bei der festen Verkabelung ist jeder Impulsgeber/-nehmer bzw. Elektrode mit einem Einzelabgriff des Kabels über einen Kugelfe derkontakt in der Führungshülse verbunden. Der Kontakt zu den Impulsgebern/-nehmern bzw. Elektroden wird durch die in den Hohlzylinder der Führungshülsen hineinragenden Ku gelfederkontakte beim Einschieben der Führungsstifte automatisch hergestellt.

Die entsprechend der Anzahl von Impulsgebern/-nehmern bzw. Elektroden notwendigen Ein zelkabel werden in einem zentralen, an der Innen- oder Außenseite des Ringes in Form eines kleinen Rohres angebrachten Kabelführung gebündelt. Anstelle der zentralen Kabelführung ist auch die Verwendung eines vieladrigen Flachbandkabels mit Einzelabgriffen zu den je weiligen Führungshülsen möglich, das an der glatten Innen- bzw. Außenseite des Ringes ver klebt bzw. auf andere Art und Weise befestigt ist.

Bezugszeichenliste

1

Scharnier

2

Federstiftkontakt

3

Signalgeber

4

Signalnehmer

5

Führungshülse

6

Verkabelung

7

Messobjekt z. B. Baumstamm

Claims

1. Messverfahren an zylindrischen Körpern mit annähernd kreisförmigem Querschnitt, da durch gekennzeichnet, dass es mit Hilfe eines Konfigurationsringes durchgeführt wird, der unabhängig vom jeweiligen Zylinderdurchmesser eine äquidistante Verteilung der Impulsgeber/Impulsnehmer auf der Zylinderoberfläche gewährleistet (Fig. 1).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Konfigurationsringes äquidistante elektri sche Messungen an stehenden oder liegenden Bäumen durchgeführt werden, die im Rahmen einer zerstörungsfreien Baumdiagnose Aussagen über die innere Holzbeschaf fenheit (Fäulen, Einschlüsse, Farbkerne, etc.) erlauben (Fig. 1).

3. Vorrichtung zur Messung von zylindrischen Körpern, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Konfigurationsring für Impulsgeber/-nehmer bzw. Elektroden handelt, der unabhängig vom jeweiligen Zylinderdurchmesser eine äquidistante Verteilung der Impulsgeber/-nehmer bzw. Elektroden auf der Zylinder oberfläche gewährleistet (Fig. 1).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Konfigurationsring handelt, der aus einem stabilen und verwindungssteifen Material besteht (geeignete Kunststoffverbindun gen, Metalle wie Aluminium oder Titan).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ringdurchmesser an der Größe der überwiegend für die Messungen vorgesehenen Objekte orientiert und üblicherweise 30 cm bis 1,50 m beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkonstruktion in Abhängigkeit von der geforder ten Messgenauigkeit bzw. gewünschten tomografischen Auflösung eine Anzahl von 16 bis 48 isolierenden Führungshülsen für Impulsgeber/-nehmer bzw. Elektroden aufweist, die unabhängig von ihrer Anzahl durch ihre zentralsymmetrische Ausrichtung immer eine äquidistante Ankopplung auf der kreisförmigen oder nahezu kreisförmigen Oberfläche des zu untersuchenden Zylinders gewährleisten (Fig. 1).

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierenden Führungshülsen jeweils mit einem Ab griff einer fest in die Ringkonstruktion integrierten Verkabelung (Flachbandkabel oder in zentraler Kabelführung gebündelter Kabelbaum) über Kugelfederkontakte oder ver gleichbare Kontaktmechanismen verbunden sind, die beim Einführen der leitenden Füh rungsstifte in die isolierenden Führungshülsen automatisch den Kontakt zwischen Mess gerät und den Impulsgebern/-nehmern bzw. den Elektroden herstellen.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring zur provisorischen Befestigung am zu messen den Objekt über eine Drei- bzw. Mehrpunktaufhängung verfügt, die sich mittels Spann gurt oder ähnlicher Feststelleinrichtung arretieren lässt (Fig. 1).

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring über mindestens drei oder auch mehr Abstands halter mit Zentimetereinteilung verfügt, die durch Führungshülsen gesteuert werden und eine exakte Zentrierung des Ringes um den Zylinder gewährleisten (Fig. 1).

10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring an zwei gegenüberliegenden Stellen über be wegliche Scharniere oder ähnliche Mechanismen verfügt, die sowohl eine Zerlegung des Ringes zum Transport als auch ein einseitiges Öffnen des Ringes zum Anlegen an den zu messenden Zylinder ermöglichen.