DE19839395A1 - Flexible measurement probe system for tomographic examination of measured product properties consists of individual, surface aligned and specially positioned probes, each containing a centered, separable convex electrode - Google Patents

Flexible measurement probe system for tomographic examination of measured product properties consists of individual, surface aligned and specially positioned probes, each containing a centered, separable convex electrode

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Abstract

The measurement probe system (1) is made up of individual, surface aligned and specially positioned probes (2). The probe makes surface contact with the product without causing damage or effects. The probe contains a centered, separable convex electrode. The probes are pressed onto the product surface (3) with an approximately equal pressure. The system can have variable configurations and is flexible. The system self adheres to the surface of the goods to be measured and is easy to remove.

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles, variables und selbsthaftendes Meßfühlersystem zur Untersuchung von Eigenschaften, Inhomogenitäten und Zuständen des Meßgutes mittels elektrischer und elektromagnetischer Verfahren durch angekoppelte Versorgungs- und Auswerteeinheiten, das aus mehreren speziell positionierten Meßfühlern mit Konvex- Elektroden besteht und den verschiedenen Formen der Meßgutoberfläche angepaßt, leicht befestigt und abgenommen werden kann, ohne daß wechselseitige Schädigungen oder Beeinflussungen entstehen.The invention relates to a flexible, variable and self-adhesive sensor system for Investigation of properties, inhomogeneities and conditions of the material to be measured electrical and electromagnetic processes through coupled supply and Evaluation units that consist of several specially positioned sensors with convex There are electrodes and adapted to the various shapes of the surface to be measured, easily can be attached and removed without mutual damage or Influences arise.

Zur Untersuchung des inneren Zustandes von Werkstoffen sind verschiedene Meßfühler und und Meßsysteme bekannt, die beispielsweise in folgenden Schriften erwähnt worden sind: Zeitschrift "Technisches Messen" Jahrgang 61, Heft 4194, S. 143-150; Kupfer, K.: "Materialfeuchtemessung", Expert-Verlag Renningen - Malmsheim, 1997; Venzmer,H.: "Sanierung feuchter und versalzener Wände", Verlag für Bauwesen Berlin - München, 1991.Various sensors and sensors are used to investigate the internal condition of materials and measuring systems are known, which have been mentioned, for example, in the following documents: Journal "Technisches Messen" Volume 61, Issue 4194, pp. 143-150; Copper, K .: "Material moisture measurement", Expert publishing house Renningen - Malmsheim, 1997; Venzmer, H .: "Refurbishment of damp and saline walls", publishing house for building Berlin - Munich, 1991.

Elektrisch arbeitende Meßfühlersysteme lassen sich in drei Kategorien einteilen:
Electrically operating sensor systems can be divided into three categories:

  • - Meßfühler inmitten des Meßgutes Meßfühler dieser Kategorie erfordern direkte Eingriffe in das Meßgut. Der Meßvorgang kann (z. B. durch Korrosion) beeinträchtigt bzw. gestört werden;- Sensor in the middle of the measured material Sensors in this category require direct intervention in the measured material. The measuring process can be impaired or disturbed (e.g. by corrosion);
  • - Meßfühler auf der Meßgutoberfläche Meßfühler dieser Kategorie machen den Einsatz von Vorrichtungen erforderlich, die einen gleichmäßigen Andruck an die Meßgutoberfläche gewährleisten. Diese Meßfühlersysteme sind unhandlich und ungeeignet insbesondere in Problemzonen (z. B. Unebenheiten, Wölbungen sowie Meßgutränder usw.);- Sensor on the surface of the medium Sensors in this category require the use of devices that can Ensure even pressure on the surface of the sample. These sensor systems are unwieldy and unsuitable especially in problem areas (e.g. bumps, Curvatures and measuring material edges etc.);
  • - Meßfühler ohne Kontakt auf Oberfläche des Meßgutes orientiert Meßfühler dieser Kategorie sind in allererster Linie auf die Identifikation von Oberflächenmerkmalen des Meßgutes gerichtet.- Sensor is oriented without contact on the surface of the measured material Sensors in this category are primarily designed to identify Surface characteristics of the material to be measured.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Meßfühlersystem zu schaffen,
The object of the invention is to provide a sensor system,

  • - das einmal an die Parameter und die Form des Meßgutes variabel angepaßt werden kann (Variabilität des Meßfühlersystems),- That can be variably adapted to the parameters and the shape of the material to be measured (Variability of the sensor system),
  • - das zum anderen leicht an verschiedene äußere Formen des Meßgutes, wie z. B.: Oberflächenstruktur, Oberflächenkrümmungen flexibel angepaßt werden kann (Flexibilität des Meßfühlersystems),- The other easily to different external forms of the measured material, such as. B .: Surface structure, surface curvatures can be flexibly adjusted (Flexibility of the sensor system),
  • - das das Meßgut an der Oberfläche kontaktiert, damit durch die Verwendung von elektromagnetischen Feldern Informationen über das Meßgut gewonnen werden können, ohne daß es zu wechselseitigen Beeinflussungen und Schädigungen kommen kann (Unschädlichkeit und Unempfindlichkeit des Meßfühlersystems) und- That contacts the material to be measured on the surface, so by using electromagnetic fields, information about the material to be measured can be obtained, without mutual interference and damage (Harmlessness and insensitivity of the sensor system) and
  • - das damit selbsthaftend an der Meßgutoberfläche leicht befestigt und abgenommen werden kann (Kontinuität des Meßfühlersystems).- The self-adhesive so easily attached to the surface of the sample and removed can be (continuity of the sensor system).

Um erfindungsgemäß diese Aufgabe durch die u. g. kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche zu lösen, wird ein flexibles, variables und selbsthaftendes Meßfühlersystem vorgesehen, das aus mehreren speziell positionierten und eingebundenen Meßfühlern besteht. Einzelne Meßfühler werden durch eine trennbare Verbindung zwischen einer gewölbten zentrierten Konvex-Elektrode und einer Basislamelle gebildet.To invent this task by the u. G. characteristic features of the Solving claims becomes a flexible, variable and self-adhesive sensor system provided that consists of several specially positioned and integrated sensors. Individual sensors are arched by a separable connection between a centered convex electrode and a base lamella.

Der Einsatz des erfindungsgemäßen Meßfühlersystems kann z. B. in Rahmen der Bauwerks­ diagnostik oder aber auch direkt bei der Bestimmung von Eigenschaften in laufenden Produk­ tionsprozessen erfolgen. Das Meßfühlersystem zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:
The use of the sensor system according to the invention can, for. B. in the context of structural diagnostics or also directly in the determination of properties in ongoing production processes. The sensor system is characterized by the following advantages:

  • - einfache zuverlässige Konstruktion, die keine stetige Wartung erfordert;- simple reliable construction that does not require constant maintenance;
  • - unbegrenzte Zahl von Meßfühlern, die variabel voneinander zu distanzieren sind; - unlimited number of sensors that can be variably spaced from one another;  
  • - keine wechselseitigen Beeinträchtigungen und Schädigungen zwischen Meßgut und Meßfühler;- no mutual interference and damage between the material to be measured and Probe;
  • - variable Konfiguration des Meßfühlersystems;- variable configuration of the sensor system;
  • - flexible Anpassung des Meßfühlersystems an verschieden geformte Meßgutoberflächen unter Einhaltung eines konstanten Anpreßdrucks;- Flexible adjustment of the sensor system to differently shaped surfaces while maintaining a constant contact pressure;
  • - leichte Befestigung, langfristige Selbsthaftung und leichte Abnehmbarkeit des Meßfühlersystems von der Meßgutoberfläche;- Easy attachment, long-term self-adhesion and easy removal of the Sensor system from the surface of the sample;
  • - Ankopplungsfähigkeit des Meßfühlersystems an Versorgungs- und Auswerteeinheiten;- Ability to connect the sensor system to supply and evaluation units;
  • - Anwendung des Meßfühlersystems zur Überwachung von Herstellungsprozessen.- Application of the sensor system for monitoring manufacturing processes.

Die Erfindung wird am Beispiel der in den Zeichnungen dargestellten Anordnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by the example of the arrangement shown in the drawings explained. It shows

Fig. 1a bis 1b Meßfühlersystem, Fig. 1a-1b probe system,

Fig. 2a bis 2b Meßfühler, FIGS. 2a-2b sensor,

Fig. 3 Kontaktbereich Meßgut - Meßfühler. Fig. 3 Contact area measured material - sensor.

In den Fig. 1a bis 1b ist der grundsätzliche Aufbau eines variablen, flexiblen, selbsthaftenden und aufrollbaren Meßfühlersystems 1 dargestellt. Das Meßfühlersystem wird aus mehreren einzeln eingebundenen Meßfühlern 2 formiert. Durch unterschiedliche Anzahlen von Meßfühlern läßt sich das Meßfühlersystems variabel gestalten, es kann an das Meßgutes angepaßt werden. Da das Meßfühlersystem durch einen flexiblen und isolierenden Trägerwerkstoff getragen wird, können unterschiedliche Formen der Meßgutoberfläche 3 betrachtet werden wobei elektrische Kontakte zwischen den Meßfühlern ausgeschlossen werden. Die auf die Meßgutoberfläche 3 gerichteten Meßfühler stellen den Kontakt her. Sie werden durch Bänder 4 und 5 angepreßt.In FIGS. 1a-1b, the basic structure is a variable, flexible, self-adhesive and illustrated roll-up probe system. 1 The sensor system is formed from several individually integrated sensors 2 . Due to different numbers of sensors, the sensor system can be designed variably, it can be adapted to the material to be measured. Since the sensor system is supported by a flexible and insulating carrier material, different shapes of the surface 3 of the material to be measured can be considered, electrical contacts between the sensors being excluded. The sensors directed onto the surface 3 of the material to be measured make contact. They are pressed by bands 4 and 5 .

In der Fig. 2a bis 2b wird ein Meßfühler dargestellt. Die gewölbte Konvex-Elektrode bildet mit der Basislamelle den Meßfühler. Beide sind leicht voneinander zu trennen. Die aus einem festen leitfähigen Werkstoff ausgefertigte Lamelle 1 der Konvex-Elektrode mit den zwei Stützen 2 und 3 wird an der Oberseite der Lamelle 6 zusammengehalten. Die Stützen beschränken die Beweglichkeit von der Kugel 4 in zwei Richtungen. Die Kugel wird mit einem Federband 5 von oben bedeckt und gehalten. Das Federband wird zweiseitig in die Spalten 7 und 8 in die Lamelle gesteckt und auf diese Weise befestigt. Das Federband besteht aus einem leitfähigen Material, welches unter den Meßbedingungen keine wechselseitige Beeinflussung zwischen Meßgut und Meßfühler zulassen darf. Die durch Kugel 4 zentrierte Konvex-Elektrode liegt auf der oberen Ebene 11 der Basislamelle und wird mit Hilfe von zwei Klemmen 9 und 10 befestigt. Die Basislamelle des Meßfühlers befindet sich in einer aus flexiblen Trägerwerkstoff gefertigten Zelle 13, die von oben mit dem Band 12 eingefaßt wird und eine Öffnung 14 für das Einstecken der Konvex-Elektrode aufweist. Einzelne Konvex- Elektroden können auch im Zustand der Fixierung auf einer Meßgutoberfläche entnommen werden.A sensor is shown in FIGS . 2a to 2b. The curved convex electrode forms the sensor with the base lamella. The two are easy to separate. The lamella 1 of the convex electrode made of a solid conductive material with the two supports 2 and 3 is held together at the top of the lamella 6 . The supports limit the mobility of the ball 4 in two directions. The ball is covered with a spring band 5 from above and held. The spring band is inserted into columns 7 and 8 in the lamella on two sides and fastened in this way. The spring band is made of a conductive material which, under the measuring conditions, must not allow any mutual interference between the material to be measured and the sensor. The convex electrode centered by ball 4 lies on the upper level 11 of the base lamella and is fastened with the aid of two clamps 9 and 10 . The base plate of the sensor is located in a cell 13 made of flexible carrier material, which is enclosed from above with the band 12 and has an opening 14 for the insertion of the convex electrode. Individual convex electrodes can also be removed in the state of being fixed on a surface to be measured.

In der Fig. 3 wird der Kontaktbereich zwischen einem Meßfühler und der Meßgutoberfläche 1 dargestellt. Weil der Meßfühler durch die Kugel zentriert ist, wird der Kontaktbereich zwischen Meßfühler und Meßgutoberfläche zu einem bestimmten Punkt 2 geführt. Der Abstand von Kontaktpunkten der anderen eingebundenen Meßfühler kann mit großer Genauigkeit angegeben werden. Der speziell positionierte Meßfühler des gesamten Meßfühlersystems wird an der Meßgutoberfläche mit Hilfe der Bänder 3 und 4 fixiert. Das Band 4 wird von einer Seite an die Meßgutoberfläche geklebt und von anderer Seite auf dem Band 3 des Meßfühlers fixiert.In FIG. 3, the contact area is shown between a probe and the Meßgutoberfläche. 1 Because the probe is centered by the ball, the contact area between the probe and the surface of the sample is guided to a certain point 2 . The distance from the contact points of the other integrated sensors can be specified with great accuracy. The specially positioned sensor of the entire sensor system is fixed to the surface of the material to be measured using bands 3 and 4 . The tape 4 is glued to the surface of the material to be measured from one side and fixed to the tape 3 of the sensor from the other side.

Claims (1)

Meßfühlersystem zur Untersuchung von Eigenschaften, Inhomogenitäten und Zuständen des Meßgutes mittels elektrischer und elektromagnetischer Verfahren, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • - das Meßfühlersystem ist aus der einzelnen, oberflächlich gerichteten und speziell positionierten Meßfühler zusammengesetzt,
  • - das Meßfühlersystem kann variable Konfigurationen haben
  • - das Meßfühlersystem ist flexibel
  • - das selbsthaftende Meßfühlersystem ist auf der Meßgutoberfläche zu befestigen und ist leicht abzunehmen,
  • - der Meßfühler des Meßfühlersystems kontaktiert oberflächlich das Meßgut, ohne daß es zu wechselseitigen Beschädigungen und Beeinflussungen kommt,
  • - der Meßfühler des Meßfühlersystems beinhaltet eine zentrierte, trennbare Konvex-Elektrode,
  • - die Meßfühler des Meßfühlersystems werden an die Meßgutoberfläche mit dem annähernd gleichen Druck angepreßt.
Sensor system for the investigation of properties, inhomogeneities and states of the material to be measured by means of electrical and electromagnetic methods, characterized by the following features:
  • the sensor system is composed of the individual, superficially oriented and specially positioned sensors,
  • - The sensor system can have variable configurations
  • - The sensor system is flexible
  • - the self-adhesive sensor system is to be attached to the surface of the material to be measured and is easy to remove,
  • - the sensor of the sensor system makes superficial contact with the material to be measured, without causing mutual damage and interference,
  • - the probe of the probe system contains a centered, separable convex electrode,
  • - The sensors of the sensor system are pressed against the surface of the material to be measured with approximately the same pressure.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013045862A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 Airbus Operations Device for detecting defect and method implementing such a device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
tm - Technisches Messen, Bd. 61 (1994), Heft 4, S. 143-150 *

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