DE1648514C3

DE1648514C3 - Verfahren zum Überprüfen des Er haltungszustandes eines eingebauten Leitungsmastes aus Holz

Info

Publication number: DE1648514C3
Application number: DE1648514A
Authority: DE
Inventors: Charles Alexander Richmond Mich. Heath (V.St.A.)
Original assignee: Heath International Inc Richmond Mich (vsta)
Current assignee: Heath International Inc Richmond Mich (vsta)
Priority date: 1967-02-24
Filing date: 1967-09-25
Publication date: 1973-11-08
Also published as: GB1175719A; US3345861A; DE1648514A1; DE1648514B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen des Erhaltungszustandes eines eingebauten Leitungsmastes aus Holz, bei welchem auf eine Stelle des Leitungsmastes in der Nähe der Erdoberfläche ein Stoß aufgebracht und dadurch im Leitungsmast Schallenergie erzeugt wird, von welcher ein Anteil gegenüber der Stoßstelle am Leitungsmast empfangen und einer visuellen Auswertung zugeführt wird.

Aus der USA.-Patentschrift 3 066 525 ist ein derartiges Verfahren bekannt, bei welchem die Laufzeit von Schallimpulsen in Längsrichtung durch den zu untersuchenden Leitungsmast tiIs Kriterium für dessen Zustand benutzt wird. Dazu ist ein elektroakustischer Wandler vorgesehen, welcher durch einen Schallsender oder durch geeigneten Stoß in Längsrichtung in den Leitungsmast eingeleitete Schallimpulse, die vorzugsweise Ultraschallimpulse sind, nach ihrer Reflexion an den Enden des Leitungsmastes oder an einer unter Umständen vorhandenen Fehlstelle empfängt und welcher einen Oszillographen steuert. Aus der am Bildschirm des Oszillographen ablesbaren zeitlichen Lage der Echo-Impulse können eventuelle Fehlstellen erkannt werden. Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, apparativ sehr aufwendig zu sein. Für die Verstärkung der auf Grund des langen Laufweges in Längsrichtung durch den Mast relativ schwachen Echo-Impulse und für die Feststellung ihrer zeitlichen Lage sind komplizierte und relativ umfangreiche elektronische Geräte erforderlich. Dies ist um so nachteiliger, als die Leitungsmasten an Ort und Stelle, nämlich im eingebauten Zustand, überprüft werden sollen und entsprechend die ganzen Geräte zum Leitungsmast transportiert und an diesem im Freien betrieben werden müssen. Eine weitere, mit dem bekannten Verfahren verbundene Schwierigkeit besteht darin, daß der Messung der zeitlichen Lage der empfangenen Impulse für verschiedene Holzarten unterschiedliche Eichungen zugrunde gelegt werden müssen, da die L aufzeit der

ίο Schallimpulse in den verschiedenen Holzarten unterschiedlich ist. Da die in Frage kommenden Zeitspannen an sich sehr kurz sind, müssen die Eichungen auch noch sehr genau sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

i; Verfahren zum Überprüfen des Erhaltungszustandes von eingebauten Leitungsmasten aus Holz anzugeben, das an Ort und Stelle leicht mit geringem apparaiivem Aufwand ausgeführt werden kann.

Ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der quer durch den Leitungsmast übertragene Anteil der erzeugten Schallenergie empfangen und als Funktion der Frequenz sichtbar dargestellt wird und daß die so gewonnene Darstellung mit einer in gleicher Weise von einem bekannt einwandfreien Leitungsmast gewonnenen Darstellung auf Abweichungen hin verglichen wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch den auf Leitungsmasten aufgebrachten Stoß Schall-

3ⁿ energie in einem breiten, jedoch im Einzelfall Undefinierten Frequenzband erzeugt. Von dieser wird kein Echo, sondern der sich quer durch den Leitungsmast ausbreitende Anteil unmittelbar ausgewertet. Das neue Verfahren nutzt den Umstand, daß Holz ein nicht homogenes Material ist und lange, mehrzellige Fasern aufweist, die ringförmig liegen und in den verschiedenen Bereichen unterschiedlich dicht gepackt sind. Durch eventuelle Fehls';l!en im hölzernen Leitungsmast, die erfahrungsgemäß am häufigsten im eingegrabenen Abschnitt auftreten, wird die Einspannung der langen Fasern und dadurch das Ausbreitungsverhalten der in der Nähe der Erdoberfläche eingeleiteten Schallenergie quer durch den Mast hindurch geändert. Die Änderung ist durch die sichtbare Darstellung der empfangenen Schallenergie als Funktion der Frequenz und Vergleich derselben mit einer entsprechenden, von einem einwandfreien Leitungsm.ist gewonnenen Darstellung leicht erkennbar. Eine Abweichung zwischen beiden Darstellungen ist daher ein sicheres Indiz für das Vorhandensein von Fehlstellen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit einfachen Mitteln ausführbar. Der bei dem bekannten Verfahren erforderliche hohe Aufwand für die Zeitmessung entfällt vollständig. Die Gewinnung der Darstellung der empfangenen Schallenergie von einem einwandfreien Leitungsmast ist für die verschiedenen Masttypen jeweils ein einmaliger Vorgang. Auch ungeübte Personen können das neue Verfahren ausüben. Beim Aufbringen des Stoßes sind keine besonderen Maßnahmen derart zu beachten, daß die Schallenergie etwa eine bevorzugte Ausbreitungsrichtung hat oder in einem bevorzugten Frequenzbereich liegt. Es genügt ein einfacher Hammerschlag gegen den Leitungsmast. Auch die Auswertung, nämlich der Vergleich der Darstellungen auf Abweichungen hin, ist unkompliziert und erfordert keine speziellen Kenntnisse. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur schnellen Reihenuntersuchune

einer großen Anzahl von Leitungsmasten prädisti- F i g. 2 den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals

niert. Es ist weder dazu geeignet noch dazu be- des elektroakustischen Wandlers der Vorrichtung

stimmt, genauen Aufschluß über die exakte Lage und nach F i g. 1 bei einem schadhaften Leitungsmast,

Größe von Fehlstellen zu vermitteln. Wird mit dem Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung bei

erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt, daß eine s einem einwandfreien Leitungsmast.

Fehlstelle vorhanden ist, muß der betreffende Lei- In Fig. 1 ist schematisch dargestellt, wie ein in

tungsmast gegebenenfalls mit röntgenologischen Ver- den Erdboden 33 eingegrabener Leitungsmast 30 aus

fahren genauer untersucht oder auch ausgegraben Holz aul seinen Erhaltungszustand hin überprüft

und in Augenschein genommen werden. wird. Mittels eines Hammers 33 wird in der Nähe der

Von UtT Prüfung von Werkstücken aus homoge- io Erdoberfläche ein Stoß auf eine Seite des Leitungsnein Material, z. B. aus Metall, ist es an sich be- mastes 30 aufgebracht. Statt des gezeigten, von Hand k'innt, empfangene Schallenergie auf ihre Frequenz- frei geschwungenen Hammers kann auch ein durch verteilung hin zu untersuchen (USA.-Patentschrift Federspannung betätigter Hammer verwendet wer-3 237 445 und The Journal of the Acoustical Society den. damit die Stoßkräfte konstant und dadurch die of America, Bd. 35, Nr. 3, März 1963, S. 364 bis 15 Ergebnisse gleichmäßiger sind. Es wird eine Stoß-36S). Die Frequenzverteilung soll über die Dicke der stelle in der Nähe der Erdoberfläche gewählt, weil Werkstücke oder über die Formen und Abmessungen die zu entdeckende eventuelle Verrottung gewöhnverborgencr Fehlstellen darin Aufschluß geben. Die Hch in einem Abstand bis zu etwa 60 cm von der Anregung erfolgt allerdings mit bezüglich Amplitude Erdoberfläche beginnt. Um eine besonders sichere und Frequenzbereich definierten IJItraschallimpul- -° Oberprüfung zu erzielen, können mehrere Stöße über sen, wird also eingeprägt, hine derartige Arbeits- den Umfang des Mastes ve,^iIt werden,
weise ist bei Werkstücken aus honn.jenem Material Durch jeden aufgebrachten -jtoß wird im Leitungsmöglich, die im fehlerfreien Zustand oder bei be- mast Schallenergie in einem breiten, jedoch im Einstimmter Dicke stets gleiche durch die Natur des hn- zelfall Undefinierten Frequenzband erzeugt. Von diemogenen Materials festgelegte Leitungseigenschaften 25 ser Schallenergie breitet sich ein Anteil unmittelbar gegenüber Schall in einem bestimmten Frequenzbe- quer durch den Leitungsmast aus. Die durch den reich besitzen. Bei Leitungsmasten, die aus dem Leitungsmast unmittelbar quer hindurchgetretene nicht homogenen Material Holz bestehen, muß die Schallenergie wird von einem gegenüber der Stoß-Arbeitsweise jedoch versagen, da auf Grund des Feh- stelle angebrachten elektroakustischen Wandler, d. h. lens festgelegter Leitungseigenschaften im obigen 30 einem Mikrophon 34, empfangen und in ein entspre-Sinne Effekte, die auf Fehlstellen im Holz beruhen, chendes elektrisches Ausgangssignal umgesetzt. Das durch Effekte, die auf den Zufälligkeiten des jeweili- Mikrophon 34 ist über ein Kabel 35 an ein Magnetgen natürlichen Zustandes des Holzes beruhen, über- handgerät 36 angeschlossen, mittels welchem das deckt würden. Es ist ferner allgemein aus der Werk- Ausga.ngssignal aufgezeichnet wird,
stoftprüfung an sich bekannt, von Prüflingen unbe- 35 Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf des Ausgangskannten Zustandes gewonnene Darstellungen be- signals bei einem beispielsweise durch Verrottung stimmter Effekte mit einer entsprechenden, von schadhaften Leitungsmast, während F ig. 3 den zeiteinem Prüfling bekannten Zustandes gewonnenen liehen Verlauf des Ausgangssignals bei einem ein-DarstJlung zu vergleichen und aus dem Vergleich wandfreien Leitungsmast zeigt. Man erkennt, daß auf den Zustand des unbekannten Prüflings zu 40 das Ausgangssignal beim einwandfreien Leitungsschließen. Bei der Prüfung von Leitungsmasten aus mast schon nach kurzer Zeit stark gedämpft wird, Holz ist diese Maßnahme jedoch noch nicht ange- beim schadhaften Leitungsmast zeigt sich dagegen wandt worden. nicht diese plötzliche, sondern eher eine allmähliche,

Es hat sich in Verbindung mit dem erfindungsge- iogarithmische Dämpfung. Ferner liegt die Frequenz

mäßen Verfahren als besonders zweckmäßig erwie- 45 des Ausgangssignals und damit auch der empfange-

sen, zur sichtbaren Darstellung der empfangenen nen Schallenergie beim einwandfreien Leitungsmast

Schallenergie als Funktion der Frequenz einen WeI- hauptsächlich im Bereich bis zu 1 kHz. Hingegen

lenanalysator zu verwenden. Diese Maßnahme ist liegt der hauptsächliche Frequenzanteil beim schad-

aber an sich z. B. aus der USA.-Patentschrift haften Leitungsmast im Bereich von 0,2 bis 0,5 kHz. 3 015 949 bekannt 50 Dieser unterschiedliche Frequenzgehalt der Aus-

Besonders schnell und rationell ist das erfindungs- gangssignale bildet nun einen Parameter, an Hand

gemäße Verfahren auszuführen, wenn die empfpn- dessen sich der Erhaltungszustand des Leitungsma-

gene Schailenergie zwischengespeichert wird, z. B. stes leicht erkennen läßt.

durch Magnetbandaufzeichnung. Dann braucht die Zur ei,(sprechenden Auswertung wird das AusDarstellung der empfangenen Schallenergie als Funk- 55 gangssignal des Mikrophons 34 als Funktion der Fretion der Frequenz nicht an Ort und Stelle im Freien quenz sichtbar dargestellt. Die so gewonnene Darerzeugt und auch der Vergleich der Darstellungen stellung wird mit einer in gleicher Weise von einem nicht sofort durchgeführt zu werden. Die zwischenge- bekannt einwandfreien Leitungsmast der gleichen speicherten Signale können vielmehr praktischer und Holzart gewonnenen Darstellung auf Abweichungen bequemer beispielsweise in einem zentralen Labor 60 hin verglichen. Die Erzeugung der sichtbaren Darausgewertet werden. stellung und der Vergleich brauchen nicht an Ort

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines und Stelle vorgenommen zu werden, da das Ausschematisch dargestellten Ausführungsbeispiels nä- gangssignJ. mittels des Magnetbandgerätes 36 zwiher erläutert. Es zeigt schengespeichert ist. Zur Erzeugung der sichtbaren

F i g. 1 die senematische Darstellung eines einge- 65 Darstellung als Funktion der Frequenz wird ein WeI-

bauten Leitungsinastes aus Holz und einer Vorrich- lenanalysator 37 verwendet, der für die Auswertung

tung zum Ausführen des Verfahrens nach der Erfin- an das Magnetbandgerät 36 angeschlossen wird und

dung, von diesem das /wischengespeicherte Ausgangssignal

erhält. Will man den Vergleich an Ort und Stelle ausführen, so wird der Wellenanalysator 37 unmittelbar an das Mikrophon 34 angeschlossen. Dann ist ein Magnetbandgerät nicht notwendig.

Statt eines Wellenanalysators können auch andere Mittel zur Darstellung des Ausgangssignals bzw. der empfangenen Schallenergie als Funktion verwendet werden. Zur Erzeugung der Darstellung kann beispielsweise ein Kathodenstrahloszillograpli oder ein ÄT-Schreibcr dienen. Der Bildschirm des Kathodenstrahloszillographen kann in bekannter Weise photographiert werden, um eine dauerhafte Darstellung zu erhalten, die leichter mit der Eich-Darsteilung verglichen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Überprüfen des Erhaltungszustandes eines eingebauten Leitungsmastes aus Holz, bei welchem auf eine Stelle des Leitungsmastes in der Nähe der Erdoberfläche ein Stoß aufgebracht und dadurch im Leitungsmast Schallenergie erzeugt wird, von welcher ein Anteil gegenüber der Stoßstelle am Leitungsmast empfangen und einer visuellen Auswertung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der quer durch den Leitungsmast übertragene Anteil der erzeugten Schallenergie empfangen und als Funktion der Frequenz sichtbar dargestellt wird und daß die so gewonnene Darstellung mit einer in gleicher Weise von einem bekannt einwandfreien Leitungsmast gewonnenen Darstellung auf Abweichungen hin verglichen wird.

2. Verfahren nach Ansprui h 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur sichtbaren Darstellung der empfangenen Schallenergie als Funktion der Frequenz ein Wellenanalysator verwendet wird.

3. \ erfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangene Schallenergie zwischengespeichert wird.