DE102014114960A1

DE102014114960A1 - Rahmentransfergerät für eine optische Beanspruchungsmessgerätestruktur

Info

Publication number: DE102014114960A1
Application number: DE201410114960
Authority: DE
Inventors: Magnus Ahlstedt; Dawid Janse Van Vuuren
Original assignee: Avago Technologies General IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2015-04-16
Anticipated expiration: 2034-10-16
Also published as: DE102014114960B4; US9061425B2; US20150103332A1

Abstract

Ein optisches Beanspruchungsmessgerät, ein Transfergerät für ein optisches Beanspruchungsmessgerät und ein Testsystem werden beschrieben. Ein Beispiel des offenbarten Transfergeräts beinhaltet ein erstes und zweites Messgerätverbindungsstück, das die Befestigung an ein optisches Beanspruchungsmessgerät erleichtert. Das offenbarte Transfergerät ermöglicht einem optischen Beanspruchungsmessgerät, in einfacher Weise von einem Ort zu einem anderen bewegt zu werden; zum Beispiel von einem Herstellungs-, Test- oder Kalibrierungsort zu einem mit dem Beanspruchungsmessgerät zu testenden Objekt oder von einem Objekt zu einem anderen Objekt.

Description

Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung ist im Allgemeinen auf Messgeräte und -systeme gerichtet und insbesondere auf Transfergeräte für Beanspruchungsmessgeräte (strain gauges).
Hintergrund
Es existieren verschiedene Methoden und Systeme zum Messen von Belastung, Beanspruchung, Biegung, Dehnung und/oder Verschiebung von Materialien oder strukturellen Elementen (z. B. Objekte). Ein Beanspruchungsmessgerät oder Dehnungsmessgerät ist ein Gerät, das zur Messung der Beanspruchung eines Objekts verwendet wird. Der häufigste Typ eines Beanspruchungsmessgeräts besteht aus einem nichtleitenden flexiblen Träger, der ein Metallfolienmuster trägt. Das Messgerät wird an dem Objekt durch ein geeignetes Klebemittel befestigt. Wenn das Objekt deformiert wird, wird die Folie deformiert, was eine Änderung des elektrischen Widerstands bewirkt. Diese Widerstandsänderung, die üblicherweise unter Verwendung einer Wheatstone-Brücke gemessen wird, steht mit der Beanspruchung (strain) durch die als den Dehnungsfaktor bzw. K-Faktor (gauge factor) bekannte Größe in Beziehung.
Leider sind herkömmliche Beanspruchungsmessgeräte, die auf dem elektrischen Widerstand beruhen, in ihrer Anwendbarkeit eingeschränkt. Zunächst einmal sind solche Beanspruchungsmessgeräte nicht ideal für die Messung der Beanspruchung von großen Objekten (z. B. Biegung über eine lange Distanz). Zweitens neigen Widerstands-basierte Beanspruchungsmessgeräte zum Verfall, wenn sie im Freien verwendet werden.
Angesichts der Schwächen von herkömmlichen Beanspruchungsmessgeräten gab es beträchtliche Entwicklungen auf dem Gebiet der optischen Beanspruchungsmessgeräte. Insbesondere wurden optische Beanspruchungsmessgeräte entwickelt, um sich mit den Problemen, die mit der Messung der Beanspruchung von großen Strukturen verbunden sind, zusätzlich zu dem Verfallproblem, zu befassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Offenbarung wird in Verbindung mit den beigefügten Figuren beschrieben, die nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind.
1 stellt ein Testsystem in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar.
2 stellt eine weitere Anordnung eines Testsystems in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar.
3A stellt ein Beispiel eines optischen Beanspruchungsmessgeräts in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar.
3B stellt ein optisches Beanspruchungsmessgerät mit einem Transfergerät in einem ersten Zustand in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar.
3C stellt ein optisches Beanspruchungsmessgerät mit einem Transfergerät in einem zweiten Zustand in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar.
3D stellt ein optisches Beanspruchungsmessgerät mit einem Transfergerät in einem dritten Zustand in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar.
3E stellt ein optisches Beanspruchungsmessgerät mit einem Transfergerät in einem vierten Zustand in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar.
4 stellt ein zweites Beispiel eines optischen Beanspruchungsmessgeräts mit einem Transfergerät in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Überführen eines optischen Beanspruchungsmessgeräts in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Detaillierte Beschreibung
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ziehen die Verwendung von optischen Fasern in Erwägung, um einen Mechanismus zum Messen von Belastung und/oder Beanspruchung eines Objekts bereitzustellen (z. B. ein optisches Beanspruchungsmessgerät). Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, einen Mechanismus zum Überführen eines optischen Beanspruchungsmessgeräts von einem Ort zu einem anderen Ort bereitzustellen. Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, ein Transfergerät, das die Kalibrierung des optischen Beanspruchungsmessgeräts ermöglicht, bevor oder nachdem das Beanspruchungsmessgerät auf dem Prüfobjekt in Position gebracht wird, bereitzustellen.
Optische Fasern sind für viele Anwendungen ideal, weil sie relativ inert gegenüber umgebungsbedingtem Verfall sein können, ein leichtes Gewicht haben, nicht von elektromagnetischer Interferenz betroffen sind, keinen elektrischen Strom tragen und zum Messen der Belastung, Beanspruchung und/oder (Ver-)Biegung von größeren Objekten, wie zum Beispiel Windturbinen, Brücken, Straßen, Gebäuden, Türmen und dergleichen, konfiguriert werden können.
Auch wenn die Beispiele von Testsystemen und Prüfobjekten in Verbindung mit der Verwendung eines auf Optik basierenden Beanspruchungsmessgeräts beschrieben werden, ist zu verstehen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht hierauf beschränkt sind. Insbesondere kann das hierin offenbarte Transfergerät zum Überführen von jeder beliebigen Art vom Beanspruchungsmessgerät verwendet werden (zum Beispiel ein Beanspruchungsmessgerät auf optischer oder nicht-optischer Basis). Darüber hinaus kann jede Art an Objekt mit einem Beanspruchungsmessgerät ausgestattet werden, einschließlich – ohne Beschränkung – großer Objekte (zum Beispiel Gebäude, Brücken, Häuser, Wolkenkratzer, Türme, Windturbinen, Straßen, Tanker, etc.), mittlerer Objekte (zum Beispiel Flugzeuge, Schiffe, Automobile, Busse, Maschinen, etc.) und/oder kleiner Objekte (zum Beispiel Werkzeuge, Reifen, Motorkomponenten, etc.).
Unter Bezugnahme zunächst auf 1 wird ein Testsystem 100 in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Das Testsystem 100 ist dargestellt, als dass es ein Prüfobjekt 104 (hierin auch als Objekt bezeichnet) und ein Beanspruchungsmessgerät 108, das physisch an das Objekt 104 befestigt ist, beinhaltet. Auch wenn das Beanspruchungsmessgerät 108 dargestellt ist, als dass es auf einer äußeren Oberfläche des Objekts 104 positioniert ist, ist zu verstehen, dass das Beanspruchungsmessgerät 108 auf einer inneren Oberfläche eines Objekts 104 positioniert sein kann, an ein Objekt 104 geklebt sein kann und/oder innerhalb eines Objekts 104 eingebettet sein kann. Insbesondere kann das Beanspruchungsmessgerät 108 in das Objekt 104 geformt bzw. gegossen sein (zum Beispiel in das Objekt 104 während der Herstellung des Objekts eingearbeitet) unter Verwendung jeder beliebigen Anzahl von Techniken. Zum Beispiel kann das Beanspruchungsmessgerät 108 in ein Material des Objekts 104 platziert werden, während das Material flüssig, halbflüssig oder anderweitig ungehärtet ist. Sobald es in dem Material des Objekts 104 positioniert ist, kann das Objekt 104 gehärtet werden, wodurch die Position des Beanspruchungsmessgeräts 108 innerhalb des Materials des Objekts 104 fixiert wird. Geeignete Materialien, die solch eine Konfiguration einnehmen können, beinhalten – ohne Beschränkung – härtbare Polymere, härtbare Epoxide, Beton und dergleichen. Sobald das Beanspruchungsmessgerät 108 in dem Objekt 104 eingebettet ist und/oder an einer äußeren Oberfläche des Objekts fixiert ist, kann es zur Messung der Expansion und/oder Kontraktion, Beanspruchung, Belastung, (Ver-)Biegung, Bewegung, Vibration, etc. des Objekts 104 verwendet werden.
In der Ausführungsform von 1 ist das Beanspruchungsmessgerät 108 dargestellt, als dass es eine optische Faser 112 beinhaltet, die mäandert oder hin und her verläuft zwischen zwei Endstücken (end caps) 116. Zusätzliche Details über ein Beanspruchungsmessgerät 108 und seine optische Faser 112 sind in dem US-Patent Nr. 8,346,032 von Schilling et al. beschrieben, dessen gesamten Inhalt hiermit unter Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Wie noch detaillierter hierin beschrieben werden wird, kann die optische Faser 112 zwischen den Endstücken 116 in einer Anzahl von verschiedenen Konfigurationen mäandern. Insbesondere kann sich die optische Faser 112 an den Endstücken 116 wickeln und um sich selbst kreisen horizontal, vertikal oder in irgendeiner anderen Art und Weise. Noch spezieller können die Endstücke 116 ein oder mehrere Merkmale umfassen, die es der optischen Faser 112 erlauben, vertikal (zum Beispiel weg von der Ebene des Objekts 104, auf dem das Beanspruchungsmessgerät 108 montiert ist), horizontal (zum Beispiel im Wesentlichen parallel zu der Ebene des Objekts 104, auf dem das Beanspruchungsmessgerät 108 montiert ist) oder in irgendeiner anderen Richtung gebogen zu werden. Durch die Verwendung eines Beanspruchungsmessgeräts 108, wie es hierin offenbart ist, ermöglichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Maximierung der Mäanderdichte der optischen Faser 112, ohne dass die optische Faser 112 über ihren minimalen erlaubten Biegeradius hinaus gebogen wird, der üblicherweise durch einen Hersteller der optischen Faser 112 definiert wird.
2 zeigt das Beanspruchungsmessgerät 108, bevor es auf dem Objekt 104 positioniert wird. Insbesondere wird das Beanspruchungsmessgerät 108 oft getrennt von dem Objekt 104 hergestellt und dann wird das Beanspruchungsmessgerät 108 zu dem Objekt 104 überführt, so dass es Belastungen, Beanspruchungen, (Ver-)Biegungen, etc. des Objekts 104 messen kann.
In Übereinstimmung mit zumindest einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein Transfergerät verwendet werden, um das Beanspruchungsmessgerät 108 zu dem Objekt 104 zu tragen, selbst nachdem das Beanspruchungsmessgerät 108 hergestellt und/oder kalibriert wurde. Dementsprechend kann das Beanspruchungsmessgerät 108 kalibriert werden, bevor oder nachdem es auf dem Objekt 104 positioniert wird. Weiterhin kann der Endbenutzer bestimmen, was ein normaler Anzeigewert des Beanspruchungsmessgeräts 108 ist (zum Beispiel welcher Bereich von elektronischen Anzeigen einem nicht-verbogenen Zustand des Objekts entspricht) und welchen Betriebsbereich das Beanspruchungsmessgerät 108 dulden wird.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform, nachdem das Beanspruchungsmessgerät 108 an das Objekt 104 befestigt oder mit dem Objekt 104 verbunden ist, wird das Beanspruchungsmessgerät 108 zur Messung von verschiedenen Parametern, die mit Bewegung des Objekts 104 in Verbindung stehen, konfiguriert. Insbesondere, wenn das Objekt 104 sich bewegt, kontrahiert, expandiert, biegt, vibriert oder anderweitig seine physikalische Orientierung ändert, bewegt sich eines der Endstücke 116 relativ zu dem anderen Endstück 116. Die relative Bewegung der Endstücke 116 verändert zwangsläufig die Länge der optischen Faser 112, wenn auch minimal, wodurch das optische Signal, das an dem optischen Sensor empfangen wird, verändert wird. Diese Änderung bei dem optischen Signal wird an dem optischen Sensor in ein elektrisches Signal umgewandelt und die Änderungen bei dem elektrischen Signal werden durch einen daran befestigten Prozessor oder ASIC detektiert. Diese Änderungen bei dem elektrischen Signal können mit einer Belastung, Beanspruchung, (Ver-)Biegung oder Bewegung des Objekts 104 korreliert werden.
Auch wenn 1 das Objekt 104 darstellt, als dass es nur ein einziges Beanspruchungsmessgerät 108 aufweist, ist zu verstehen, dass das Objekt 104 mit einer Vielzahl an Beanspruchungsmessgeräten 108 ausgestattet sein kann, ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Insbesondere kann eine Anzahl an Beanspruchungsmessgeräten 108 auf dem Objekt 104 montiert sein, um die (Ver-)Biegung des Objekts 104 entlang einer Vielzahl von verschiedenen Achsen zu messen.
Unter Bezugnahme nun auf 3A–3E werden zusätzliche Details eines Beanspruchungsmessgeräts 108 und eines Transfergeräts 204 dafür beschrieben in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie oben besprochen, kann ein Beanspruchungsmessgerät 108, insbesondere ein optisches Beanspruchungsmessgerät 108, zwei oder mehr Endstücke 116 umfassen, wobei optische Fasern 112 zwischen den Endstücken 116 mäandern. Wie in 3A gezeigt, können die Endstücke 116 anfangs durch einen ersten Abstand D1 getrennt sein.
3B zeigt eine Ansicht des Beanspruchungsmessgeräts 108 ohne die optischen Fasern 112 zur Erleichterung der Illustration und Beschreibung; es ist jedoch zu verstehen, dass die optischen Fasern 112 immer noch zwischen den Endstücken 116 des Beanspruchungsmessgeräts 108 bei jeder der 3B–3E mäandern. Wenn es gewünscht ist, das Beanspruchungsmessgerät 108 zu bewegen oder zu überführen, kann das Transfergerät 204 zwischen den Endstücken 116 positioniert werden. In einigen Ausführungsformen kann das Transfergerät 204 zwei oder mehr Endenverbindungsstücke 208 aufweisen, wobei jedes eine damit verbundene Expanderbefestigung 216 aufweist. Ein Expander 212 kann zwischen den Messgerätverbindungsstücken 208 bereitgestellt sein, um die Expansion nach außen der Messgerätverbindungsstücke 208 zu erleichtern.
In einigen Ausführungsformen können die Komponenten des Transfergeräts 204 separate Komponenten oder Einzelteile sein. In anderen Ausführungsformen können einige Komponenten des Transfergeräts 204 fest miteinander verbunden sein bzw. einstückig sein. Zum Beispiel kann eine Expanderbefestigung 216 mit einem Messgerätverbindungsstück 208 fest verbunden sein. Als ein weiteres Beispiel kann der Expander 212 mit einem oder beiden Expanderbefestigungen 216 fest verbunden sein. In einigen Ausführungsformen werden die Messgerätverbindungsstücke 208 verwendet, um das Transfergerät 204 mit dem Beanspruchungsmessgerät 108 zu verbinden bzw. zu koppeln. In einer spezifischeren, aber nicht-einschränkenden Ausführungsform können die Messgerätverbindungsstücke 208 das Transfergerät 204 mit dem Beanspruchungsmessgerät 108 über die Endstücke 116 verbinden bzw. koppeln.
Wie in 3C gezeigt, sobald das Transfergerät 204 zwischen den Endstücken 116 des Beanspruchungsmessgeräts 108 positioniert ist, können die Messgerätverbindungsstücke 208 expandiert werden, um mit den Endstücken 116 zu koppeln. In einigen Ausführungsformen können die Messgerätverbindungsstücke 208 über eine Expansion des Expanders 212 expandiert werden. In anderen Ausführungsformen können die Messgerätverbindungsstücke 208 separate Komponenten sein und können direkt mit den Endstücken 116 gekoppelt werden. Sobald die Messgerätverbindungsstücke 208 mit den Endstücken 116 koppeln, kann der Expander 212 expandiert werden, um mit den Expanderbefestigungen 216 zu verbinden.
Nachdem die Messgerätverbindungsstücke 208 expandiert wurden, um mit den Endstücken 116 zu koppeln, kann eine zusätzliche Expansionskraft 220 über den Expander 212 bereitgestellt werden, wodurch der Abstand zwischen den Expanderbefestigungen 216, den Messgerätverbindungsstücken 208 und den Endstücken 116 aufgeweitet (expandiert) werden kann. Insbesondere kann der Expander 212 expandiert werden, um die Endstücke 116 auf einen zweiten Abstand D2 zu zwingen, wobei der zweite Abstand D2 größer als der erste Abstand D1 ist. Wie verstanden werden kann, kann die Expansion der Endstücke 116 die optischen Fasern 112 unter (An-)Spannung setzen. In anderen Ausführungsformen, können die optischen Fasern 112 vorgespannt sein und es kann eine intrinsische Spannung auf dem Messgerät 108 geben, während es überführt wird. In diesem Szenarium ist der Expander 212 expandiert, bis die Messgerätverbindungsstücke 208 mit den Endstücken 116 koppeln bzw. verbinden, gegebenenfalls über ein Klammerelement, Feder und Nut, männliches/weibliches Merkmalssatz, etc.
An diesem Punkt kann das Beanspruchungsmessgerät 108 mit dem Transfergerät 204 bewegt 224 werden. In einigen Ausführungsformen kann das Beanspruchungsmessgerät 108 zu seiner Position auf dem Objekt 104 bewegt 224 werden. In einigen Ausführungsformen kann das Beanspruchungsmessgerät 108 zu einer separaten Anlage, wo das Beanspruchungsmessgerät 108 getestet wird, bewegt 224 werden.
4 zeigt eine spezifischere, aber nicht-einschränkende Ausführungsform eines Transfergeräts 204 und eines Beanspruchungsmessgeräts 108 in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Transfergerät 204 ist dargestellt, dass es separate Einzelteile für die Messgerätverbindungsstücke 208 beinhaltet. Darüber hinaus ist jedes Messgerätverbindungsstück 208 dargestellt, dass es eine fest verbunden (einstückig) ausgebildete Expanderbefestigung 216 aufweist. Die Messgerätverbindungsstücke 208 können jeweils ein oder mehrere Merkmale aufweisen, die es den Messgerätverbindungsstücken 208 ermöglichen, an den Endstücke 116 an vorgegebenen Stellen in Eingriff zu kommen. Insbesondere sind die Messgerätverbindungsstücke 208 dargestellt, dass sie männliche Überstände (Vorsprünge) aufweisen, die mit einem oder mehreren weiblichen Merkmalen auf den Endstücken 116 koppeln. Die Messgerätverbindungsstücke 208 sind auch dargestellt, dass sie eine L-Form aufweisen, welche ein Verbinden mit den Endstücken 116 entlang zwei verschiedenen Oberflächen der Endstücke 116 erleichtert. Weiterhin umfasst ein Arm der L-Form die Expanderbefestigung 216, während der andere Arm die männlichen Überstände zum Koppeln mit den Endstücken 116 umfasst.
Der Expander 212 ist dargestellt, dass er einen mit einem Gewinde versehenen Stab 412 mit darauf bereitgestellten Expansionsmuttern (Spreizmuttern) 404 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen kann der Expander 212 ein oder mehrere Merkmale umfassen, die es einem Benutzer ermöglichen, die Gesamtheit des Transfergeräts 204 in einfacher Weise zu greifen und zu bewegen. Als ein nicht-einschränkendes Beispiel kann der Expander 212 einen Henkel, ein Halteband oder einen Griff, die damit verbunden sind, aufweisen, was es einem Benutzer erlaubt, den Expander 212 oder etwas mit dem Expander 212 Verbundenen zu fassen (greifen). Die Expansionsmuttern 404 sind konfiguriert, sich entlang des mit einem Gewinde versehenen Stabes 412 zu bewegen (zum Beispiel über Rotation), wodurch die Expansionskräfte 220 gefördert werden. In einigen Ausführungsformen kann der mit einem Gewinde versehenen Stab 412 in Richtung der Expanderbefestigungen 216 positioniert bewegt werden, bis die Expansionsmuttern 404 sich zwischen den Expanderbefestigungen 216 befinden. Wie in 3B–3D gezeigt, können dann die Expansionsmuttern 404 rotiert werden und entlang des mit einem Gewinde versehenen Stabes 412 geweitet (expandiert) werden, bis eine ausreichende Expansionskraft 220 erzeugt wird, um die Endstücke 116 um einen vorgegebenen Abstand (zum Beispiel eine zweite Distanz D2) voneinander zu trennen. In einigen Ausführungsformen werden die Expansionsmuttern 404 expandiert, bis die Endstücke 116 ein Ende einer Mäanderwicklung 408 erreichen und die optische Faser 112 unter Spannung gesetzt wird. Es ist zu verstehen, dass, auch wenn eine Expansionsmutter 404 als ein Beispiel einer kraftausübenden Komponente auf den Expander 112 gezeigt ist, Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt sind. Stattdessen kann jegliche Art von Gerät oder Ansammlung von Geräten in den Expander 112 eingebaut werden, um Expansionskräfte zwischen den Endstücken 116 auszuüben. Nicht-einschränkende Beispiele für solche kraftausübenden Komponenten beinhalten Gewindemuttern, Schrauben, Komponenten ohne Gewinde oder glatte Komponenten, Bolzen, Federn, Gelenke, Klammern, Zahnräder, etc.. Darüber hinaus kann der Expander 112 konfiguriert sein, eher an den Endstücken 116 zu „ziehen” als die Endstücke 116 nach außen zu drücken. Weiterhin kann die Funktionalität des mit einem Gewinde versehenen Stabes 412 mit etwas anderem als einem Stab, wie zum Beispiel einer Stange, einem Stiel, einer Reihe von verbindenden Komponenten oder dergleichen, erzielt werden.
Obwohl nicht gezeigt, können die Endstücke 116 einen Metallstab oder dergleichen umfassen, der die Länge der Endstücke 116 erweitert, wodurch eine vertikale Wicklung der optischen Faser 112 um die Stäbe der Endstücke 116 erleichtert wird. Unabhängig davon, ob eine vertikale oder eine horizontale Wicklung der optischen Faser 112 eingesetzt wird, wird die optische Faser 112 in einigen Ausführungsformen nicht mehr gebogen als der minimale Biegeradius der optischen Faser 112. In anderen Worten kann die optische Faser 112 einen minimalen Biegeradius aufweisen und die Komponenten der Endstücke 116, um welche die optische Faser 112 gewickelt ist, können so dimensioniert sein, dass sichergestellt ist, dass die Mäanderwicklung 408 den für die optische Faser 112 definierten minimalen Biegeradius nicht unterschreitet.
Nachdem die Endstücke 116 ausreichend voneinander getrennt wurden, kann das Transfergerät 204 dazu verwendet werden, das Beanspruchungsmessgerät 108 zu dem Prüfobjekt 104 zu tragen. In einigen Ausführungsformen, kann das Transfergerät 204 an das Beanspruchungsmessgerät 108 gekoppelt bleiben, bis das Beanspruchungsmessgerät 108 vollständig an dem Objekt 104 befestigt ist. Als ein Beispiel kann das Transfergerät 204 dazu verwendet werden, das Beanspruchungsmessgerät 108 in einer geeigneten Position zu halten, bis die Endstücke 116 fixiert, angebunden, verklebt, angehaftet, angegossen oder anderweitig an dem Objekt 104 befestigt sind. Alternativ oder zusätzlich kann das Transfergerät 204 an das Beanspruchungsmessgerät 108 gekoppelt bleiben, bis einige oder sämtliche der optischen Fasern 112 angegossen, angehaftet oder anderweitig an dem Objekt 104 befestigt sind. Sobald das Beanspruchungsmessgerät 108 an das Objekt 104 befestigt ist, kann das Transfergerät 204 von dem Beanspruchungsmessgerät 108 entkoppelt (gelöst) werden, wodurch es dem Transfergerät 204 ermöglicht wird, für die Überführung eines weiteren Beanspruchungsmessgeräts 108 verwendet zu werden. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere Komponenten des Transfergeräts 204 auch an Ort und Stelle bei dem Beanspruchungsmessgerät 108 verbleiben. In anderen Ausführungsformen werden alle Komponenten des Transfergeräts 204 von dem Beanspruchungsmessgerät 108 entfernt. In noch anderen Ausführungsformen kann es möglich sein, dass die Messgerätverbindungsstücke 208 und/oder die Expanderbefestigungen 216 mit den Endstücken 116 fest verbunden sind, wobei in diesem Fall die Messgerätverbindungsstücke 208 und Expanderbefestigungen 216 bei dem Beanspruchungsmessgerät 108 während des Betriebs verbleiben müssten.
Es ist zu verstehen, dass einige oder sämtliche Komponenten, die hierin dargestellt und beschrieben sind, aus jeder beliebigen Anzahl an Materialien hergestellt werden können. Zum Beispiel können die Komponenten des Transfergeräts 204 und/oder die Komponenten des Beanspruchungsmessgeräts 108 aus einem oder mehreren Kunststoff-, Metall- oder Verbundmaterialien gefertigt werden.
Wie oben besprochen, kann das Beanspruchungsmessgerät 108 eine vertikale, horizontale oder jede beliebige andere Art an Wicklung der optischen Fasern 112 verwenden, was bedeutet, dass die optische Faser 112 in einer Ebene, die sich vertikal von dem Objekt 104 weg erstreckt, oder in einer Ebene, die im Wesentlichen parallel zu dem Objekt ist, gewickelt ist.
Unter Bezugnahme nun auf 5 wird ein Verfahren zum Überführen (Transfer) eines Beanspruchungsmessgeräts 108 in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Das Verfahren beginnt mit der Erzeugung eines Transfergeräts 204 (Schritt 504). Jede beliebige Art an Beanspruchungsmessgerät und entsprechender Struktur (zum Beispiel mit oder ohne Endstücke 116) kann hergestellt werden, ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Dementsprechend kann jede beliebige Art an Transfergerät 204 eingesetzt werden.
Nachdem das Transfergerät 204 erzeugt wurde, wird das Transfergerät 204 an das Beanspruchungsmessgerät 108 gekoppelt (Schritt 508). In einigen Ausführungsformen kann das Beanspruchungsmessgerät 108 einem optischen Beanspruchungsmessgerät 108 entsprechen. Weiterhin kann das Koppeln des Transfergeräts 204 an das Beanspruchungsmessgerät 108 ein Inkontaktbringen einzelner Bauteile mit Komponenten des Beanspruchungsmessgeräts 108 durch Bewegen umfassen. Alternativ kann das Koppeln des Transfergeräts 204 an das Beanspruchungsmessgerät 108 ein Bilden von Komponenten des Transfergeräts 204 in Komponenten des Beanspruchungsmessgeräts 108 umfassen.
Sobald das Transfergerät 204 an das Beanspruchungsmessgerät 108 gekoppelt ist, geht das Verfahren mit der Expansion des Transfergeräts 204 weiter (Schritt 512). Die Expansion kann andauern, bis die Enden des Beanspruchungsmessgeräts 108 einen vorgegebenen Abstand voneinander entfernt sind und/oder bis eine Spannung der optischen Fasern 112 im Wesentlichen gleich der Expansionskräfte ist, die durch das Transfergerät 204 angelegt werden.
Anschließend werden das Transfergerät 204 und das Beanspruchungsmessgerät 108 zu einem gewünschten Ort bewegt (Schritt 516). Zum Beispiel kann das Beanspruchungsmessgerät 108 zu einem Objekt 104 bewegt werden. Das Verfahren kann mit dem Koppeln des Beanspruchungsmessgeräts 108 an das Objekt 104 weitergehen (Schritt 520). Ein letzter optionaler Schritt kann das Entkoppeln (Lösen) und Entfernen des Transfergeräts 204 von dem Beanspruchungsmessgerät 108 beinhalten (Schritt 524). Es ist zu verstehen, dass zu jeder Zeit zwischen der Expansion des Transfergeräts 204 und dem Entfernen des Transfergeräts 204 von dem Beanspruchungsmessgerät 108, das Beanspruchungsmessgerät 108 kalibriert werden kann (zum Beispiel können normale Outputs oder Outputs ohne Belastung bestimmt werden).
In der Beschreibung wurden spezifische Details angegeben, um für ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen zu sorgen. Es wird jedoch von einem Durchschnittsfachmann verstanden werden, dass die Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details praktiziert werden können. In anderen Beispielen können wohlbekannte Schaltkreise, Prozesse, Algorithmen, Strukturen und Techniken ohne unnötige Details gezeigt werden, um zu vermeiden, dass die Ausführungsformen verschleiert werden.
Auch wenn veranschaulichende Ausführungsformen der Offenbarung hierin im Detail beschrieben wurden, ist zu verstehen, dass die erfinderischen Konzepte auf verschiedenste andere Arten und Weisen ausgeführt und eingesetzt werden können und dass die beigefügten Ansprüche so auszulegen sind, dass sie solche Variationen beinhalten, soweit sie nicht durch den Stand der Technik beschränkt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8346032 [0019]

Claims

Transfergerät, das zum Überführen eines Beanspruchungsmessgeräts konfiguriert ist, wobei das Transfergerät folgendes umfasst: ein erstes Messgerätverbindungsstück, das zum Verbinden mit einem ersten Ende eines Beanspruchungsmessgeräts konfiguriert ist; ein zweites Messgerätverbindungsstück, das zum Verbinden mit einem zweiten Ende des Beanspruchungsmessgeräts konfiguriert ist; ein Expander, der zwischen dem ersten Messgerätverbindungsstück und dem zweiten Messgerätverbindungsstück verbindbar ist, wobei der Expander konfiguriert ist, eine Expansionskraft zwischen den ersten und zweiten Messgerätverbindungsstücken zum Ausdruck zu bringen.
Transfergerät nach Anspruch 1, wobei das Transfergerät ferner folgendes umfasst: eine erste Expanderbefestigung, die zum Verbinden eines ersten Endes des Expanders mit dem ersten Messgerätverbindungsstück konfiguriert ist; und eine zweite Expanderbefestigung, die zum Verbinden eines zweiten Endes des Expanders mit dem zweiten Messgerätverbindungsstück konfiguriert ist.
Transfergerät nach Anspruch 1, wobei mindestens eine von der ersten Expanderbefestigung und der zweiten Expanderbefestigung mit dem ersten Messgerätverbindungsstück bzw. dem zweiten Messgerätverbindungsstück fest verbunden ist.
Transfergerät nach Anspruch 1, wobei der Expander einen Stab und mindestens eine kraftausübende Komponente, die entlang des Stabs bewegbar ist zum Erzeugen und Übertragen der Expansionskraft auf die ersten und zweiten Messgerätverbindungsstücke, umfasst.
Transfergerät nach Anspruch 4, wobei der Stab mit einem Gewinde versehen ist und die mindestens eine kraftausübende Komponente eine Gewindemutter umfasst.
Transfergerät nach Anspruch 1, wobei mindestens eines von dem ersten Messgerätverbindungsstück und dem zweiten Messgerätverbindungsstück ein oder mehrere Merkmale umfasst, die mit einem entsprechenden ersten und zweiten Messgerätverbindungsstück bzw. mit einem entsprechenden ersten und zweiten Ende des Beanspruchungsmessgeräts an vorgegebenen Stellen des jeweiligen ersten und zweiten Messgerätverbindungsstücks verbinden.
Transfergerät nach Anspruch 6, wobei das eine oder die mehreren Merkmale mindestens eines von einem männlichen Überstand und einer weiblichen Aufnahme umfassen.
Transfergerät nach Anspruch 1, wobei das erste Messgerätverbindungsstück und das zweite Messgerätverbindungsstück konfiguriert sind, von dem Beanspruchungsmessgerät entfernt zu werden, nachdem das Beanspruchungsmessgerät an einem Objekt befestigt worden ist.
Transfergerät nach Anspruch 1, wobei das Beanspruchungsmessgerät kalibriert werden kann, während es an dem Transfergerät befestigt ist.
Beanspruchungsmessungssystem, umfassend: ein Beanspruchungsmessgerät, das ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei eine Bewegung des ersten Endes relativ zu dem zweiten Ende in eine Beanspruchungsmessung durch das Beanspruchungsmessgerät umgewandelt wird; und ein Transfergerät, das zum Erfassen und Bewegen des Beanspruchungsmessgeräts konfiguriert ist, wobei das Transfergerät folgendes umfasst: ein erstes Messgerätverbindungsstück, das zum Verbinden mit dem ersten Ende des Beanspruchungsmessgeräts konfiguriert ist; ein zweites Messgerätverbindungsstück, das zum Verbinden mit dem zweiten Ende des Beanspruchungsmessgeräts konfiguriert ist; ein Expander, der zwischen dem ersten Messgerätverbindungsstück und dem zweiten Messgerätverbindungsstück verbunden ist, wobei der Expander konfiguriert ist, einen Abstand zwischen den ersten und zweiten Messgerätverbindungsstücken einzustellen.
System nach Anspruch 10, wobei das Beanspruchungsmessgerät eine oder mehrere optische Fasern umfasst.
System nach Anspruch 11, wobei die optische Faser vorgespannt ist.
System nach Anspruch 11, wobei die optische Faser zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende mäandert und sich um das erste Ende und das zweite Ende wickelt.
System nach Anspruch 13, wobei die optische Faser sich vertikal und/oder horizontal um das erste Ende und das zweite Ende wickelt.
System nach Anspruch 11, wobei das erste Messgerätverbindungsstück zum Verbinden mit dem ersten Ende entlang mindestens zweier nicht-paralleler Oberflächen des ersten Endes konfiguriert ist.
System nach Anspruch 15, wobei das erste Messgerätverbindungsstück eine L-Form umfasst.
System, das zum Bewegen eines Beanspruchungsmessgeräts von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort konfiguriert ist, wobei das System folgendes umfasst: einen Expander, der mit einer kraftausübenden Komponente darauf ausgestattet ist; ein erstes Messgerätverbindungsstück, das eine erste Expanderbefestigung aufweist, die eine Verbindung zwischen dem Expander und dem ersten Messgerätverbindungsstück erleichtert; und ein zweites Messgerätverbindungsstück, das eine zweite Expanderbefestigung aufweist, die eine Verbindung zwischen dem Expander und dem zweiten Messgerätverbindungsstück erleichtert.
System nach Anspruch 17, wobei die erste Expanderbefestigung mit dem ersten Messgerätverbindungsstück fest verbunden ist und wobei die zweite Expanderbefestigung mit dem zweiten Messgerätverbindungsstück fest verbunden ist
System nach Anspruch 17, wobei die kraftausübende Komponente eine Expansionsmutter umfasst.
System nach Anspruch 19, wobei der Expander einen Stab mit einem Gewinde umfasst, auf dem die Expansionsmutter sich dreht.