DE1673844A1

DE1673844A1 - Method and device for determining the thickness of a layer over a ferromagnetic object

Info

Publication number: DE1673844A1
Application number: DE19681673844
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Ludewig; Manfred Oelsner; Dieter Dr-Ing Rose; Miklos Dipl-Ing Schenkengel; Hans-Christian Dipl-Ing Wolff
Original assignee: Deutsche BP AG
Current assignee: Deutsche BP AG
Priority date: 1968-01-02
Filing date: 1968-01-02
Publication date: 1971-09-30

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung der Dicke einer über einem ferromagnetischen Gegenstand befindlichen Schicht Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Feststellung der Dicke einer über einem ferromagnetischen Gegenstand befindlichen Schicht unter Feststellung der von einem Magneten auf den ferromagnetischen Gegenstand ausgeübten Anziehungskraft, sowie auf Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens. Method and device for determining the thickness of one over one ferromagnetic article located layer The invention relates to a method of determining the thickness of a ferromagnetic object located layer under the determination of the magnet on the ferromagnetic Object exerted attraction, as well as on devices for implementation of the procedure.

Es ist bekannt, verhältnismäßig dünne Schichten von der Größenordnung von Bruchteilen von Millimetern bis zu einigen Millimetern nach dem magnetischen Prinzip in der Weise zu messen, daß die Abreißkraft zwischen der ferromagnetischen Unterlage und einem Magneten festgestellt wird. Bei stärkeren Schichtdicken (mehrere Zentimeter) atout dieses Verfahren auf Schwierigkeiten, da die Meßergebnisse ungunstig durch unterschiedliche Art der Krafterhöhung sowie durch fremde Störeinflüsse, insbesondere Vibrationen, beeinflußt-werden.It is known to have relatively thin layers of the order of magnitude from fractions of a millimeter to a few millimeters after the magnetic one Principle to measure in such a way that the tear-off force between the ferromagnetic Pad and a magnet is established. With thicker layers (several Centimeter) atout this procedure for difficulties because the measurement results unfavorable due to different types of force increase as well as external interference, especially vibrations.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, die auch die Feststellung größerer Schichtdicken gestatten und gegenüber Vibrationen unempfindlicher sind.The invention is therefore based on the object of a method and To create devices that also allow the determination of greater layer thicknesses and are less sensitive to vibrations.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht dring daß der Abstand des Magneten von der Oberfläche der Schicht festgestellt wird, bei dem auf ihn eine bestimmte und einem bestimmten, bekannten Abstand von der Oberfläche des ferromagnetischen Gegenstandes zugeordnete Anziehungskraft wirkt, wobei sich die Schichtdicke als Differenz der beiden Abstände darstellt. Vorteilhaft wird dieses Verfahren in der Weise ausgeführtt daß der Magnet langsam lotrecht zur Ausdehnung der zu messenden Schicht bewegt wird und die Entfernung gemessen wird, in der seine Anziehungskraft zu der ferromagnetischen Unterlage gleich einer entgegengesetzt wirkenden, bekannten Kraft ist. Die entgegengesetzt wirkende Kraft kann beispielsweise durch den Auftrieb in einer Flüssigkeit, durch eine Feder oder magnetisch erzeugt werden.The solution according to the invention is urgently that the distance of the magnet from the surface of the layer is noted at which on it a certain and a certain, known distance from the surface of the ferromagnetic The attraction associated with the object acts, whereby the layer thickness acts as Represents the difference between the two distances. This method is advantageous in the Way carried out that the magnet slowly perpendicular to the extent of the to be measured Layer is moved and the distance is measured at which its pulling force to the ferromagnetic base is the same as an oppositely acting, known one Force is. The force acting in the opposite direction can, for example, be caused by the buoyancy in a liquid, by a spring or magnetically.

In der Anwendung auf die Feststellung des Verschleißes einer Straßendecke wird das erfindungagemäße Verfahren beispielsweise in der Form durchgeführt, daß in die Straßendecke ein von einer Schicht des Deckenmaterials überdeckter ferromagnetischer Gegenstand eingebaut wird und die Dicke der über dem ferromagnetischen Gegenstand befindlichen Schicht in Zeitabständen gemessen wird. Vor dem Einbau des ferromagnetischen Gegenstandes oder an einem damit übereinstimmenden ferromagnetischen Gegenstand wird festgestellt, in welcher Hohe des Magneten über dem ferromagnetischen Gegenstand dessen Anziehung gleich der Gegenkraft ist. Führt man nun dieselbe Messung an der zu prüfenden Straßendecke aust so bestimmt sich die Dicke der über dem ferromagnetischen Gegenstand befindlichen Straßendeckenschicht als die Differenz der ermittelten Abstände des Magneten über den Oberflächen des ferromagnetischen Gegenstands bzw. über der Straßendecke.In application to the determination of the wear and tear of a road surface the method according to the invention is carried out, for example, in the form that a ferromagnetic one covered by a layer of the pavement material in the road surface Object is installed and the thickness of the ferromagnetic over it object located layer is measured at time intervals. Before installing the ferromagnetic Object or a matching ferromagnetic object it is determined at what level the magnet is above the ferromagnetic object whose attraction is equal to the opposing force. If you now carry out the same measurement on the The road surface to be tested is thus determined by the thickness of the ferromagnetic surface Object located road surface layer as the difference between the determined distances of the magnet over the surfaces of the ferromagnetic object or over the Road surface.

Wenn die zu vergleichenden Yersuche in derselben Richtung gegenüber der Vertikalen ausgeführt werden und in beiden Fällen die Erdbeschleunigung gleich istt verlangt der EinfluQ der Erdbeschleunigung keine Korrektur. Es ist aber selbstverständlich, daß eine solche Korrektur ohne weiteres möglich ist, falls die Bedingungen der Vergleichsversuche voneinander abweichen.When compared to the one to be compared, search in the same direction of the vertical and the acceleration due to gravity is the same in both cases If it is, the influence of the acceleration due to gravity does not require any correction. But it goes without saying that such a correction is readily possible if the conditions of the comparative experiments differ from each other.

Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens kann sich nach der Erfindung dadurch auszeichnen, daß sich der gegebenenfalls mit Auftriebskorpern verbundene Magnet in einem Flüssigkeitsbad befindet. Bei Messungen an horizontal sich erstreckenden Schichten wird diese Yorrichtung in der Weise benutzt, daß zunächst das den Magneten und die Flüssigkeit enthaltende Gefäß auf den nicht bedeckten ferromagnetischen Gegenstand aufgesetzt wird und der Magnet auf die Sohle des Gefäßes gedrückt wird, Die Auftriebskraft muß dann so bemessen sein, daß die zwischen dem Magneten und dem ferromagnetischen Gegenstand wirkende Anziehungskraft großer ist als der Auftriebe Danach wird das Gefäß langsam gehoben. Dabei verringert sich die zwischen dem Magnet und dem ferromagnetischen Gegenstand wirkende Anziehungskraft, bis schließlich der Auftrieb dieser Anziehungskraft gleichkommt. Sobald der Abstand des Kräfteausgleichs überschritten wird, schwimmt der Magnet in der Flüssigkeit hoch. Dieser Abstand wird festgehalten. Dasselbe Verfahren wird an der zu messenden Schicht durchgeführt Der Vergleich der Abstände, bei denen der Schwimmer in der Flüssigkeit hochschwimmt, ergibt die Schichtdicke. Vergleiche mit früheren Messungen ergeben die Schichtdickenänderung.A device for performing the method can be according to the invention characterized in that the possibly connected with buoyancy bodies Magnet is in a liquid bath. When measuring horizontally extending This device is used in such a way that the first layer is the magnet and the liquid-containing vessel on the uncovered ferromagnetic The object is placed and the magnet is pressed onto the bottom of the vessel, The buoyancy force must then be such that the between the magnet and the force of attraction acting on the ferromagnetic object is greater as The buoyancy Then the vessel is slowly lifted. The between attractive force acting on the magnet and the ferromagnetic object until finally the buoyancy equals this attraction. As soon as the distance of the balance of forces is exceeded, the magnet floats up in the liquid. This distance is being held. The same procedure is carried out on the layer to be measured The comparison of the distances at which the swimmer swims up in the liquid, gives the layer thickness. Comparisons with previous measurements show the change in layer thickness.

Da die MeBergebnisse vom spezifischen Gewicht und dem Volumen der mit dem Magneten verbundenen Schwimmer abhängig sind, sind sie temperatur-und druckabhängig, Wenn die miteinander zu vergleichenden Versuche nicht unter übereinstimmenden Temperatur-und Druckbedingungen stattfinden, sind ihre Ergebnisse entsprechend zu korrigieren.Since the measurement results of the specific weight and volume of the are dependent on the float connected to the magnet, they are temperature and pressure dependent, If the experiments to be compared do not have the same temperature and temperature Printing conditions take place, their results are to be corrected accordingly.

Bei einer anderen Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens wird die Kraft, die entgegengesetzt der Anziehungskraft des ferromagnetischen Gegenstands wirkt, durch einen zweiten Magnet erzeugt. Die praktische Ausführung wird zweckmaßig in der Weise getroffen, daß der Magnet unter Zwischenschaltung eines nichtmagnetischen Abstandhalters an den die entgegengesetzt wirkende Kraft erzeugenden Magnet anhängbar ist und die Entfernung von der Oberfiäche der zu messenden Schicht bzw. des ferromagnetischen Gegenstands feststellbar ist, bei der der Magnet von dem dis entgegengesetzt wirkende Kraft erzeugenden Magnet unter dem Einfluß der Anziehungskraft des ferromagnetischen Gegenstands und gegebenenfalls der Schwerkraft abfällt.In another device for performing the method, the Force that is opposite to the attraction of the ferromagnetic object acts, generated by a second magnet. The practical execution becomes appropriate taken in such a way that the magnet with the interposition of a non-magnetic Spacer can be attached to the oppositely acting force generating magnet and the distance from the surface of the layer to be measured or the ferromagnetic layer Object is detectable in which the magnet is opposite to the dis acting Force-generating magnet under the influence of the attraction of the ferromagnetic Object and possibly gravity falls.

Die Zeichnung veranschaulicht erfindungsgemäße Vorrichtungen und zwar zeigen Fig. 1 die schematische Darstellung einer Meßvorrichtung mit Auftriebsgefäß für den Magneten; Fig, 2a-h verschiedene Meßzustände des Magneten in dem Auftriebsgefäß ; Fige 3a-c die schematische Darstellung der wichtigsten Teile einer anderen Vorrichtung in verschiedenen Meßzuständen.The drawing illustrates devices according to the invention, namely 1 shows the schematic representation of a measuring device with a buoyancy vessel for the magnet; 2a-h different measurement states of the magnet in the buoyancy vessel ; Fig. 3a-c shows the schematic representation of the most important parts of another device in different measurement states.

Bei dem Gerät gemäß Fig. 1 symbolisiert der Ständer mit dem Fuß l, der Zahnstange 2 und dem Zahnrad 3 gleichzeitig das Gerätegestell, die Einrichtung zum gleichmäßigen Bewegen des Flüssigkeitsbehälters und zur Messung des Abstands von der Unterlage 4. An dem Arm 5 hängt der Flüssigkeitsbehälter 6 mit Flüssigkeitsfüllung 7. Darin befindet sich der Magnet 8 der an dem Schwimmer 9 befestigt isto Die Benutzung des Gerätes veranschaulichen Fig. 2a-h.In the device according to FIG. 1, the stand symbolizes with the foot l, the rack 2 and the gear 3 at the same time the device frame, the device for moving the liquid container evenly and for measuring the distance from the base 4. The liquid container 6 with liquid filling hangs on the arm 5 7. Inside is the magnet 8 which is attached to the float 9 of the device are illustrated in Figures 2a-h.

Fig. 2a: Zunächst wird der Behälter auf den ferromagnetischen Gegenstand (Platte, Streifen, Draht, Bestreuung oder Beschichtung od. dgl.) 10 aufgesetzt, und der Magnetschwimmer wird auf die Sohle des Gefä#es gedrückt. Die wirkende Anziehungskraft ist grö#er als der Auftrieb ; der Magnet bleibt also auf der Sohle des Gemäßes haften.Fig. 2a: First of all, the container is placed on the ferromagnetic object (Plate, strip, wire, sprinkling or coating or the like) 10 placed, and the magnetic float is pressed onto the bottom of the vessel. The acting attraction is greater than the lift; the magnet thus remains attached to the sole of the conformist.

Fig. 2b : Das Gefäß wird langsam gehoben.Fig. 2b: The vessel is slowly raised.

Fig. 2c : Noch sind Anziehungskraft und Schwerkraft großer als der Auftriebe Fig. 2d : Anziehungskraft und Schwerkraft sind kleiner geworden als der Auftrieb so schwimmt der Magnetschwimmer nach oben. Die zugehörige Höhe wird als Ho festgehalten. Die Versuchsbedingungen (Temperatur der Flüssigkeit, gegebenenfalls Druck) werden notiert.Fig. 2c: The force of attraction and gravity are still greater than that Buoyancy Fig. 2d: The force of attraction and the force of gravity have become smaller than that Buoyancy so the magnetic float swims upwards. The associated height is displayed as Ho held on. The experimental conditions (temperature of the liquid, if applicable Pressure) are noted.

Fig. 2e : Der ferromagnetische Gegenstand wird auf das Planum gelegt, über dem die später zu messende Schicht entstehen soll.Fig. 2e: The ferromagnetic object is placed on the subgrade, over which the layer to be measured later is to be created.

Fig. 2f : Die Schicht wird über dem ferromagnetischen Gegenstand errichtet.Fig. 2f: The layer is built over the ferromagnetic object.

Fig. 2g : Die Schichtdicke wird dadurch festgestellt, daß das Gefäß zunächst mittig über den überbauten ferromagnetischen Gegenstand gesetzt wird und der Magnetschwimmer auf die Sohle des Gefäßes gedruckt wird.Fig. 2g: The layer thickness is determined by the fact that the vessel is first placed centrally over the built-up ferromagnetic object and the magnetic float is pressed onto the bottom of the vessel.

Fig. 2hs Das Gefäß wird, bis der Magnetschwimmer nach oben schwimmt, gehoben. Die dabei sich sinatellende Höhe des Gefäßes über dem ferromagnetischen Gegenstand entspricht der Höhe Ho. Die Höhe H1 über der Oberfläche der zu messenden Schicht läßt daher Rückschlüsse auf die Schichtdicke zu, vorausgesetzt, daß etwa unterschiedliche Meßbedingungen berücksichtigt sind.Fig. 2hs The vessel is, until the magnetic float swims upwards, upscale. The height of the vessel above the ferromagnetic one The object corresponds to the height Ho. The height H1 above the surface of the to be measured Layer therefore allows conclusions to be drawn about the layer thickness, provided that about different measurement conditions are taken into account.

Bei dem Gerät dessen wesentliche Teile in Fig. 3 erscheinen, ist ein Magnet 11 an einem Meßgestell, vergleichbar dem der Fig. l, gehalten. Eine Scheibe 12 aus nicht magnetischem Material bedeckt die Unterseite des Magneten 11.In the device, the essential parts of which appear in Fig. 3, is a Magnet 11 on a measuring frame, comparable to that of Fig. 1, held. A disk 12 covered from non-magnetic material the bottom of the magnet 11.

Es ist ein Magnet 8 vorgesehen, dessen Gewicht geringer ist als die unter der Scheibe 12 von dem Magneten 11 auf ihn ausgeübte Anziehungskraft. Der Magnet 8 ist somit unter die Scheibe 12 anhängbar.A magnet 8 is provided, the weight of which is less than that attraction exerted on it by the magnet 11 under the disc 12. Of the Magnet 8 can thus be attached under disk 12.

Zwischen dem Magnet 8 und dem ferromagnetischen Gegenstand 10 wirkt eine Anziehungskrafts die umso grö#er ist, je mehr sich der über die Scheibe 12 an den Magnet 11 hängende Magnet 8 gemäß Fig. 3b abgesenkt wird. In einer bestimmten Entfernung Ho (FigO 3c) überwindet schließlich die zwischen dem ferromagnetischen Gegenstand lo und dem Magneten 8 wirkende Anziehungskraft die auf den letzteren von dem Magneten 11 ausgeübte Anziehungskraft, so daß der Magnet 8 herabfällt.Acts between the magnet 8 and the ferromagnetic object 10 a force of attraction which is greater, the more it moves over the disk 12 on the magnet 11 hanging magnet 8 is lowered according to FIG. 3b. In a certain Distance Ho (FigO 3c) finally overcomes that between the ferromagnetic Object lo and the magnet 8 force of attraction acting on the latter attractive force exerted by the magnet 11, so that the magnet 8 falls down.

Der praktische Einsatz dieser Vorrichtung ist analog dem der oben beschriebenen Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2.The practical use of this device is analogous to that of the above described device according to FIGS. 1 and 2.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Method of determining the thickness of an over a ferromagnetic object located layer with determination of the attraction exerted on the ferromagnetic object by a magnet, characterized in that the distance of the magnet from the surface of the layer is established in which on him a certain and a certain, known Attraction associated with the distance from the surface of the ferromagnetic object acts, whereby the layer thickness is represented as the difference between the two distances.

2o method according to claim 1, characterized in that the magnet is slowly moved perpendicular to the extent of the layer to be measured and the distance is measured in which its attraction to the ferromagnetic base is equal an opposing, known force.

3. Apparatus for performing the method according to claim 2, characterized characterized in that the magnet possibly connected to buoyancy bodies located in a liquid bath.

4. Apparatus for practicing the method according to claim 2 thereby gekennzeiclmet that a magnet is used to generate the opposing force is provided.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the magnet with the interposition of a non-magnetic spacer to the opposite acting force generating magnet is attachable and the distance from the surface the layer to be measured or the ferromagnetic object can be determined, where the magnet from the magnet generating the opposing force under the influence of the attraction of the ferromagnetic object and possibly gravity falls.

6. Use of the method according to claim 2 or 2 or the device according to one of claims 3 to 5 for determining the wear and tear of a road surface, characterized in that in the road surface one of a layer of the paving material covered ferromagnetic object is installed and the thickness of the above ferromagnetic object located layer is measured at time intervals.

L e r s e i t e