DE202015105600U1 - Device for measuring the stability of masts - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Messung der Standsicherheit von Masten mit mindestens einem Dehnungsmess-Sensor (D), mit welchem an mindestens einer Stelle des Mastes (A) eine Dehnung (ε) von Randfasern des Mastes (A) gemessen wird, während eine Kraft (F) am Mast (A) eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dehnungsmess-Sensor (D) an zwei auseinander liegenden Punkten mit dem Mast (A) verbunden ist, um die Dehnung über einen größeren Abschnitt abzunehmen und auf einen Sensor zu übertragen, wobei die gemessene Dehnung (ε) der Randfasern des Mastes (A) am Ort der Dehnungsmessung in Abhängigkeit vom Ort (Z) der Einkopplung der Kraft (F) einen linearen Zusammenhang zwischen der Dehnung (ε) der Randfasern an dem Ort der Dehnungsmessung und dem Abstand dieses Ortes vom Ort (Z) der Einkopplung der Kraft (F) bildet und eine Abweichung von der Linearität ein Maß für abweichende Materialeigenschaften des Mastes (A) am Ort der Dehnungsmessung ist. Device for measuring the stability of masts with at least one strain gauge sensor (D), with which an elongation (ε) of peripheral fibers of the mast (A) is measured at at least one point of the mast (A), while a force (F) on Mast (A) is coupled, characterized in that the at least one strain gauge sensor (D) at two spaced points to the mast (A) is connected to remove the strain over a larger portion and transmit to a sensor, wherein the measured elongation (ε) of the edge fibers of the mast (A) at the location of the strain measurement as a function of the location (Z) of the coupling of the force (F) a linear relationship between the strain (ε) of the edge fibers at the location of the strain measurement and the distance this location from the location (Z) of the coupling of the force (F) forms and a deviation from the linearity is a measure of deviating material properties of the mast (A) at the location of the strain measurement.

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Figure DE202015105600U1_0001

Description

Die Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zur Messung der Standsicherheit von Masten mittels Belastungstests und der Ableitung der entscheidenden Materialparameter aus diesen Messwerten. The invention relates to a device for measuring the stability of masts by means of load tests and the derivation of the decisive material parameters from these measured values.

Aufrecht stehende Masten aus Holz, Metall, Beton oder anderen Materialien werden eingesetzt, um die verschiedensten Aufgaben zu erfüllen. Beispielhaft seien hier Masten für die Verteilung von Energie- oder Kommunikationsleitungen oder als Träger von Beleuchtungstechnik genannt. Durch natürliche Korrosion, Pilzbefall (bei Holzmasten), mechanische Beschädigungen usw. lässt die Stabilität der Masten im Laufe der Zeit nach. Um die Verkehrssicherheit von Masten zu gewährleisten, werden die Masten regelmäßig auf ihre Standsicherheit hin geprüft. Sicherheitsprüfungen sind auch notwendig, bevor der Mast zu Servicezwecken bestiegen wird, wie es beispielsweise bei Arbeiten an Telefonleitungsmasten häufig der Fall ist. Die sichersten Prüfmethoden zur Ermittlung der Standsicherheit von Masten sind Belastungstests, bei welchen die Masten mit einer Kraft beaufschlagt werden und die daraus folgende Verformung des Mastes in Form der Mastauslenkung gemessen wird. Upright masts made of wood, metal, concrete or other materials are used to fulfill a variety of tasks. By way of example, masts for the distribution of energy or communication lines or as a carrier of lighting technology may be mentioned here. By natural corrosion, fungal attack (with wooden poles), mechanical damage, etc., the stability of the poles decreases over time. In order to ensure the traffic safety of masts, the masts are regularly checked for their stability. Safety checks are also necessary before the mast is climbed for service purposes, as is often the case when working on telephone towers, for example. The safest test methods for determining the stability of masts are load tests in which the masts are subjected to a force and the consequent deformation of the mast in the form of mast deflection is measured.

Verfahren zur Ermittlung der Sicherheit von Masten durch Belastungstests sind hinreichend bekannt. Es gibt eine Reihe von Lösungen, wie in den Patentveröffentlichungen EP 0894250 B1 , DE 19540319 C1 , DE 10118083 A1 , DE 10008201 A1 und US 6647801 A , bei denen die Auslenkung des Mastes durch eine mechanische Vorrichtung (Hydraulikpumpe, Hebel usw.) bewirkt und diese mittels einer Wegmesseinrichtung gemessen wird. Aus der Auslenkung wird auf den Auslenkungswinkel und Materialparameter geschlussfolgert. Diese Lösungen geben verlässliche Werte zur Mastbiegefestigkeit. Nachteilig ist der größere mechanische Aufwand der Messung.Methods for determining the safety of masts by stress tests are well known. There are a number of solutions, as in the patent publications EP 0894250 B1 . DE 19540319 C1 . DE 10118083 A1 . DE 10008201 A1 and US 6647801 A in which the deflection of the mast by a mechanical device (hydraulic pump, lever, etc.) causes and this is measured by means of a path measuring device. From the deflection, the deflection angle and material parameters are inferred. These solutions give reliable values for mast bending strength. A disadvantage is the greater mechanical complexity of the measurement.

Andere Verfahren messen den Mastauslenkungswinkel während der Belastung mittels Beschleunigungsmessern, die die Veränderung der Erdbeschleunigung während der Belastung messen und in einen Winkelwert umrechnen. Die Messwerte leiden stark unter anderen Störbeschleunigungen, denen der Mast ausgesetzt ist. Um verlässliche Winkelmesswerte zu erzielen, werden mechanisch stabile Konstruktionen eingesetzt, die eine ruhige statische Krafteinwirkung garantieren. Other methods measure the mast deflection angle during loading by means of accelerometers that measure the change in gravitational acceleration during loading and convert it to an angular value. The measured values suffer greatly from other disturbing accelerations to which the mast is exposed. In order to obtain reliable angle measurements, mechanically stable constructions are used, which guarantee a quiet static force.

In DE 10300947 A1 , WO 2010/128056 A1 oder WO 2013/007382 A1 werden Lösungen beschrieben, bei denen durch am Mast angebrachte Beschleunigungsmesser die Auslenkung der Masten durch Integration der Messwerte bei teils periodischer Krafteinwirkung ermittelt werden. Auch hierbei leiden die Messwerte unter Störeinflüssen. Beim Test von Masten, die Leitungen tragen, werden die Beschleunigungsmesswerte zudem durch ebendiese Leitungen verfälscht, so dass die tatsächliche Auslenkung nur durch ausgefeilte Rechenmodelle und durch die genaue Erfassung aller Randbedingungen (Anzahl, Art, Länge, Gewicht, Temperatur der Leitungen, Höhe, Feuchtigkeitsgehalt, Durchmesser des Mastes, usw.) bestimmt werden kann. In DE 10300947 A1 . WO 2010/128056 A1 or WO 2013/007382 A1 Solutions are described in which the mast displacement is determined by integration of the measured values with partly periodic force action by means of the mast-mounted accelerometers. Again, the measured values suffer from disturbing influences. When testing masts carrying cables, the acceleration measurements are also falsified by these same lines, so that the actual deflection only by sophisticated calculation models and by the exact detection of all boundary conditions (number, type, length, weight, temperature of the lines, height, moisture content , Diameter of the mast, etc.) can be determined.

In vielen Einsatzsituationen für Mastprüfungen ist es aber nicht praktikabel, große oder aufwendige Prüfmethoden und Prüfgeräte einzusetzen. However, in many operational situations for fattening tests, it is not practical to use large or complex test methods and test equipment.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, welche verlässliche Materialinformationen über den Mast bei den Belastungstests liefert und dabei weder große mechanische Hilfsmittel zur Krafterzeugung noch detaillierte Informationen über die Mastdimensionen oder Mastkonfiguration benötigt. The object of the invention is to develop a device which provides reliable material information on the mast in the stress tests and requires neither large mechanical tools for power generation nor detailed information about the mast dimensions or mast configuration.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 bis 7 der Erfindung beschrieben. The solution to this problem is described in claims 1 to 7 of the invention.

Das wesentliche Merkmal dieser Erfindung ist, dass bei der Messung der Standsicherheit von Masten die Verformung des Mastes während eines Belastungstests über die Messung der Dehnung bzw. Stauchung (Kompression) der Mastoberfläche erfolgt und nicht, wie bei anderen Verfahren, über die Messung des Winkels, um den der Mast ausgelenkt wird. Die Dehnung bzw. Stauchung der Mastoberfläche wird im Folgenden Dehnung von Randfasern genannt. The essential feature of this invention is that, when measuring the stability of masts, the deformation of the mast during a stress test is done by measuring the strain of the mast surface and not, as in other methods, by measuring the angle. around which the mast is deflected. The expansion or compression of the mast surface is referred to below as elongation of peripheral fibers.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung der Standsicherheit von Masten erfolgt mit mindestens einem Dehnungsmess-Sensor, mit welchem an mindestens einer Stelle des Mastes eine Dehnung von Randfasern des Mastes gemessen wird, während eine Kraft am Mast eingekoppelt wird. Der mindestens eine Dehnungsmess-Sensor ist an zwei auseinander liegenden Punkten mit dem Mast verbunden, um die Dehnung über einen größeren Abschnitt abzunehmen und auf einen Sensor zu übertragen, wobei die gemessene Dehnung der Randfasern des Mastes am Ort der Dehnungsmessung in Abhängigkeit vom Ort der Einkopplung der Kraft einen linearen Zusammenhang zwischen der Dehnung der Randfasern an dem Ort der Dehnungsmessung und dem Abstand dieses Ortes vom Ort der Einkopplung der Kraft bildet. Eine Abweichung von der Linearität ist ein Maß für abweichende Materialeigenschaften des Mastes am Ort der Dehnungsmessung. The inventive device for measuring the stability of masts is carried out with at least one strain gauge sensor, with which an elongation of peripheral fibers of the mast is measured at least at one point of the mast, while a force is coupled to the mast. The at least one strain gauge sensor is connected to the mast at two spaced points to remove the strain over a larger portion and transfer it to a sensor, the measured strain of the mastic edge fibers at the strain measurement location being dependent on the location of the launch the force forms a linear relationship between the elongation of the edge fibers at the location of the strain measurement and the distance of this location from the location of the coupling of the force. A deviation from the linearity is a measure of deviating material properties of the mast at the location of the strain measurement.

Der mindestens eine Dehnungsmess-Sensor ist in einem Ausführungsbeispiel an einer defektfreien Stelle des Mastes angeordnet, um einen Referenzwert für die dort gemessene Dehnung der Randfasern zu generieren, woraus eine theoretische Dehnungslinie berechnet wird und diese mit einem gemessenen Istwert der Dehnung der Randfasern verglichen wird, wobei eine Abweichung von der theoretischen Dehnungslinie ein Maß für die Beschädigung des Mastes ist. Aus der gemessenen Dehnung der Randfasern, einer in Betrag und Wirkrichtung definierten Kraft auf den Mast und einer bekannten Mastgeometrie wird ein Elastizitätsmodul des Materials an dem Ort der Dehnungsmessung berechnet. In one exemplary embodiment, the at least one strain gauge sensor is arranged on a defect-free position of the mast in order to generate a reference value for the elongation of the edge fibers measured there, from which a theoretical strain line is calculated and this is compared with a measured actual value of the elongation of the edge fibers. wherein a deviation from the theoretical elongation line is a measure of the damage of the mast. From the measured elongation of the edge fibers, a defined in magnitude and effective force on the mast and a known mast geometry, a modulus of elasticity of the material is calculated at the location of the strain measurement.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind mehrere, mindestens jedoch zwei Dehnungsmess-Sensoren entlang der Mastachse angeordnet. Zwischen zwei Dehnungsmess-Sensoren wird die Kraft eingekoppelt, wobei Betrag und Einwirkrichtung der eingekoppelten Kraft gemessen werden, um einen Einfluss einer Beseilung auf die gemessene Kraft mit Hilfe der gemessene Dehnung der Randfasern oberhalb des Ortes der Einkopplung der Kraft zu bestimmen. In a further embodiment, a plurality, but at least two strain gage sensors are arranged along the mast axis. The force is coupled in between two strain gauges and the magnitude and direction of action of the coupled force are measured to determine an influence of the strain on the measured force by means of the measured strain of the edge fibers above the location of the force's input.

Die Einkopplung der Kraft erfolgt statisch oder dynamisch an mindestens einem Punkt des Mastes und Zug oder Druck und unter definierten Winkeln. Die Kraft wird mittels Zug oder Druck und unter definierten Winkeln eingekoppelt. The coupling of the force is static or dynamic at least one point of the mast and train or pressure and at defined angles. The force is coupled by train or pressure and at defined angles.

Der Vorteil der Erfindung ist es, dass die Verformung des Mastes über die Bestimmung der Randfaserdehnung während einer Belastung gemessen wird und nicht über die Änderung des Winkels, um den der Mast ausgelenkt wird. Die Randfaserdehnungsmesswerte sind frei von Störeinflüssen, unter denen die als Winkelgeber genutzten Beschleunigungsmesser leiden. Aufgrund der genauen Dehnungsmesswerte kann die Kraft während des Testes sehr undefiniert, also durch Körperkraft, eingebracht werden. Dadurch entfallen größere mechanische Konstruktionen (wie z.B. Hydraulikzylinder usw.), die notwendig sind, um ruhige und stabile Bedingungen für die als Winkelmesser eingesetzten Beschleunigungssensoren zu schaffen. The advantage of the invention is that the deformation of the mast is measured by the determination of the marginal fiber strain during a load and not by the change of the angle by which the mast is deflected. The marginal fiber strain measurement values are free of disturbing factors, which suffer from the accelerometers used as angle encoders. Due to the exact strain measurements, the force during the test can be introduced very undefined, ie by physical strength. This eliminates the need for larger mechanical structures (such as hydraulic cylinders, etc.) necessary to provide quiet and stable conditions for the accelerometers used as protractors.

Ausführung der Erfindung Embodiment of the invention

Die Erfindung wird durch nachfolgende Zeichnungen näher beschrieben. Im Einzelnen zeigt: The invention will be further described by the following drawings. In detail shows:

1a einen schematischen Aufbau der Messanordnung mit mindestens einem Dehnungsmesser, 1a a schematic structure of the measuring arrangement with at least one strain gauge,

1b ein Diagramm zum Verlauf des Momentes in Abhängigkeit vom Ort entlang des Mastes in 1a, 1b a diagram of the course of the moment as a function of the location along the mast in 1a .

1c ein Diagramm über die Dehnung der Randfasern in Abhängigkeit vom Ort entlang des Mastes in 1a 1c a diagram of the elongation of the edge fibers depending on the location along the mast in 1a

2a einen schematischen Aufbau einer Messanordnung an einem Mast mit bodennahem Defekt, 2a a schematic structure of a measuring arrangement on a mast with ground defect,

2b ein Diagramm über die Dehnung zweier Dehnungsmesser der Randfasern in 2a, 2 B a diagram of the elongation of two strain gauges of the edge fibers in 2a .

3a ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Messanordnung, wobei die Kraft über ein Seil oder eine Stange vom Boden aus eingekoppelt wird, 3a A third embodiment of a measuring arrangement, wherein the force is coupled via a rope or a rod from the ground,

3b ein Diagramm zu 3a über die Biegelinie des Mastes, die aus vier Dehnungsmessern bestimmt wird, 3b a diagram too 3a about the bending line of the mast, which is determined by four strain gauges,

4 einen schematischen Aufbau der Messanordnung zur Bestimmung des Einflusses der Leitungen auf die Kraftmessung. 4 a schematic structure of the measuring arrangement for determining the influence of the lines on the force measurement.

1a zeigt einen schematischen Aufbau der Messanordnung am Mast A mit mindestens einem Dehnungsmess-Sensor D. Vorzugsweise kommen Dehnungsmess-Sensoren D zum Einsatz, welche die Dehnung über einen größeren Abschnitt an zwei Punkten abnehmen und auf einen Sensor übertragen. Als Dehnungsmess-Sensoren D eignen sich Dehnmeßstreifen, Differerentialtransformatoren (LVDT) oder beliebige andere. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel in 1a sind drei Dehnungsmess-Sensoren D1.1, D1.2 und D1.3 am Mast A1 befestigt. Die Kraft F1 wird oberhalb des Dehnungsmess-Sensoren D1.1 in den Mast A1 eingekoppelt. Dies kann mittels Körperkraft, beispielsweise manuell durch Druck auf den Mast A1 in Brusthöhe, oder mechanisch durch eine geeignete Vorrichtung erfolgen. Die Kraft F kann mittels Zug oder Druck und unter unterschiedlichen Winkeln eingebracht werden. 1a shows a schematic structure of the measuring arrangement on the mast A with at least one strain gauge sensor D. Preferably, strain sensors D are used, which remove the strain over a larger portion at two points and transmitted to a sensor. As strain gage sensors D strain gauges, differential transformers (LVDT) or any other suitable. For the present embodiment in 1a Three strain gauges D1.1, D1.2 and D1.3 are attached to the mast A1. The force F1 is coupled into the mast A1 above the strain gauge sensors D1.1. This can be done by physical force, for example manually by pressing on the mast A1 at chest level, or mechanically by a suitable device. The force F can be introduced by means of tension or pressure and at different angles.

Die gemessene Dehnung von Randfasern ist ein Maß für die Biegesteifigkeit des Materials. 1b zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit des Momentes M am Punkt Z bei Einkopplung der Kraft F1 an einem Punkt Z0. 1c zeigt die Dehnung ε der Randfasern in Abhängigkeit vom Punkt Z entlang des Mastes A1. Der Messwert des Dehnungsmess-Sensors D1.2 wird im Diagramm 1c durch den Datenpunkt P1.2 symbolisiert. Der Messwert des Dehnungsmess-Sensors D1.1 wird mit dem Datenpunkt P1.1 dargestellt. Zur Auswertung der Messwerte bestehen mehrere Möglichkeiten. The measured elongation of edge fibers is a measure of the bending stiffness of the material. 1b shows in a diagram the dependence of the moment M at the point Z with coupling of the force F1 at a point Z 0 . 1c shows the strain ε of the edge fibers as a function of the point Z along the mast A1. The measured value of the strain gauge sensor D1.2 is symbolized in the diagram 1c by the data point P1.2. The measured value of the strain gauge sensor D1.1 is shown with the data point P1.1. There are several options for evaluating the measured values.

Wie die Diagramme zeigen, nehmen Moment M (1b) und Dehnung ε der Randfasern (1c) an einem homogenen Mast A1 linear mit dem Abstand zum Punkt Z0 der Einkopplung der Kraft F1 zu. Der lineare Zusammenhang wird durch die Linie K1 symbolisiert. Da die Dehnung ε der Randfasern im Punkt Z0 der Einkopplung der Kraft F1 Null ist, kann dieser lineare Zusammenhang für die Dehnung ε = f(Z) aus nur einem Dehnungswert, der Position ZRef dieses Dehnungsmessers und der Position des Punktes Z0 der Einkopplung der Kraft F1, ermittelt werden. Dieser Dehnungsmesser sollte an einer defektfreien Stelle des Mastes angebracht sein. As the diagrams show, moment M ( 1b ) and elongation ε of the peripheral fibers ( 1c ) on a homogeneous mast A1 linear with the distance to the point Z0 of the coupling of the force F1. The linear relationship is through the line K1 symbolizes. Since the strain ε of the edge fibers is zero at the point Z0 of the coupling of the force F1, this linear relationship for the strain ε = f (Z) can be calculated from only one strain value, the position Z Ref of this strain gauge and the position of the point Z0 of the coupling Force F1, to be determined. This strain gauge should be attached to a defect-free area of the mast.

2a zeigt einen Mast A2 mit Defekt „S“ am Mastfuß. Zwei Dehnungsmess-Sensoren D2.1 und D2.2 sind am Mast A2 angebracht. Der Dehnungsmess-Sensor D2.1 wird an einer defektfreien Stelle an Position Z = ZRef montiert. Der Dehnungsmess-Sensor D2.2 wird nahe der Erdgleiche montiert, wo häufig Defekte auftreten. Während der Messung wird der Mast A2 durch die Kraft F3 belastet. Das Diagramm in 2b zeigt die Messwerte der Dehnungsmess-Sensoren D2.1 und D2.2 während der Belastung. Der Dehnungsmess-Sensor D2.1 liefert einen Referenzwert P2.1 an einer defektfreien Stelle des Mastes A2 für die Dehnung ε aus dem eine theoretische Dehnungslinie K2 berechnet wird. Der Dehnungsmess-Sensor D2.2 wird aufgrund eines Defektes eine größere Kompression der Randfasern ermitteln, welcher dann als Istwert P2.2ist für die weitere Betrachtung zur Verfügung steht. Die Abweichung des Istwertes P2.2ist vom aus der theoretische Dehnungslinie K2 ermittelten Referenzwert P2.2soll ist ein Maß für die Beschädigung S des Mastes A2. Je größer die Abweichung des Istwertes P2.2ist vom ermittelten Referenzwert P2.2soll ist, umso größer ist die Beschädigung am Mast A2. Bereiche des Mastes A2 mit höherer Dehnung ε der Randfasern als durch die theoretische Dehnungslinie K2 vorausgesagt, stellen die schwächsten Stellen im Mast A2 dar. 2a shows a mast A2 with defect "S" at the mast base. Two strain gauges D2.1 and D2.2 are mounted on the mast A2. The strain gauge sensor D2.1 is mounted on a defect-free position at position Z = Z Ref . The strain gauge sensor D2.2 is mounted close to ground level where defects often occur. During the measurement, the mast A2 is loaded by the force F3. The diagram in 2 B shows the measured values of the strain gage sensors D2.1 and D2.2 during the load. The strain gauge sensor D2.1 supplies a reference value P2.1 at a defect-free position of the mast A2 for the strain ε from which a theoretical strain curve K2 is calculated. The strain gauge sensor D2.2 will identify a greater compression of the edge fibers due to a defect, which then as the actual value P2.2 is available for further viewing. The deviation of the actual value P2.2 is from the reference value P2.2 determined from the theoretical expansion line K2. It is intended to measure the damage S of the mast A2. The greater the deviation of the actual P2.2 to P2.2 is the determined reference value, the greater the damage to the mast A2. Areas of the mast A2 with higher elongation ε of the peripheral fibers than predicted by the theoretical strain line K2 represent the weakest points in the mast A2.

3a zeigt den schematischen Aufbau einer Messanordnung mit vier Dehnungsmess-Sensoren D3.1, D3.2, D3.3 und D3.4 am Mast A3. Die Kraft F wird vom Boden aus am Punkt Z0 am oberen Ende des Mastes A3 über ein Seil oder eine Stange eingekoppelt, um einen längeren Hebelarm zu bewirken. Aus den Dehnungswerten der Dehnungsmess-Sensoren D3.1, D3.2, D3.3 und D3.4 kann abschnittsweise die Biegelinie des Mastes A3 bei Belastung berechnet werden. Am Einspannpunkt des Mastes A3 im Boden sollte der Winkel φ des Mastes A3 zur Senkrechten Null Grad betragen. Mit der gemessenen Biegelinie wird ermittelt, ob dieser Null-Grad Punkt tatsächlich unmittelbar unter der Erdgleiche liegt. 3a shows the schematic structure of a measuring arrangement with four strain gauges D3.1, D3.2, D3.3 and D3.4 on mast A3. The force F is coupled from the ground at the point Z 0 at the upper end of the mast A3 via a rope or a rod to effect a longer lever arm. From the strain values of the strain gage sensors D3.1, D3.2, D3.3 and D3.4, the bending line of the mast A3 under load can be calculated section by section. At the point of attachment of the mast A3 in the ground, the angle φ of the mast A3 to the vertical should be zero degrees. The measured bending line determines whether this zero-degree point is actually directly below ground level.

Durch das oben beschriebene Verfahren werden Schwachstellen im Mast A über den Vergleich von Dehnmesswerten erkannt. Kenngrößen wie Mastdurchmesser, Mastlänge oder Mastmaterial sind dafür nicht erforderlich. Wird dagegen während des Tests auch der Betrag der einwirkenden Kraft F (1a) gemessen, so kann aus diesem Messwert der Kraft F, den Dehnungswerten und dem Mastdurchmesser das Elastizitätsmodul des Mastes A ermittelt werden. By the method described above, weak points in the mast A are detected by comparing strain measurements. Characteristics such as mast diameter, mast length or mast material are not required for this. If, on the other hand, during the test, the amount of the applied force F ( 1a ), the elastic modulus of the mast A can be determined from this measured value of the force F, the elongation values and the mast diameter.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die Kraft F4 wird aus mindestens einer Richtung zwischen zwei Dehnungsmess-Sensoren D4.2 und D4.1 eingekoppelt. Betrag und Einwirkrichtung der Kraft F4 werden gemessen. Die gemessene Dehnung ε der Randfasern durch den Dehnungsmess-Sensor D4.1, welcher über dem Punkt der Einkopplung der Kraft F4 liegt, wird ausschließlich durch die Kräfte F4L der Leitungen (Beseilungen) L4 hervorgerufen. Auf diese Art wird der Einfluss der Leitungen L4 auf die gemessene Kraft F4 bestimmt, was notwendig ist, wenn das Elastizitätsmodul berechnet werden soll. 4 shows a further embodiment. The force F4 is coupled in at least one direction between two strain gage sensors D4.2 and D4.1. The magnitude and direction of force F4 are measured. The measured strain ε of the edge fibers by the strain gauge sensor D4.1, which is above the point of coupling of the force F4, is caused exclusively by the forces F4L of the lines L4. In this way, the influence of the lines L4 on the measured force F4 is determined, which is necessary if the elastic modulus is to be calculated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (7)

Vorrichtung zur Messung der Standsicherheit von Masten mit mindestens einem Dehnungsmess-Sensor (D), mit welchem an mindestens einer Stelle des Mastes (A) eine Dehnung (ε) von Randfasern des Mastes (A) gemessen wird, während eine Kraft (F) am Mast (A) eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dehnungsmess-Sensor (D) an zwei auseinander liegenden Punkten mit dem Mast (A) verbunden ist, um die Dehnung über einen größeren Abschnitt abzunehmen und auf einen Sensor zu übertragen, wobei die gemessene Dehnung (ε) der Randfasern des Mastes (A) am Ort der Dehnungsmessung in Abhängigkeit vom Ort (Z) der Einkopplung der Kraft (F) einen linearen Zusammenhang zwischen der Dehnung (ε) der Randfasern an dem Ort der Dehnungsmessung und dem Abstand dieses Ortes vom Ort (Z) der Einkopplung der Kraft (F) bildet und eine Abweichung von der Linearität ein Maß für abweichende Materialeigenschaften des Mastes (A) am Ort der Dehnungsmessung ist. Device for measuring the stability of masts with at least one strain gauge sensor (D), with which at least one point of the mast (A) an elongation (ε) of peripheral fibers of the mast (A) is measured while a force (F) on Mast (A) is coupled, characterized in that the at least one strain gauge sensor (D) at two spaced points to the mast (A) is connected to remove the strain over a larger portion and transmit to a sensor, wherein the measured strain (ε) of the edge fibers of the mast (A) at the location of the strain measurement as a function of the location (Z) of the coupling of the force (F) a linear relationship between the strain (ε) of the edge fibers at the location of the strain measurement and the distance this location from the location (Z) of the coupling of the force (F) forms and a deviation from the linearity is a measure of deviating material properties of the mast (A) at the location of the strain measurement. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dehnungsmess-Sensor (D) an einer defektfreien Stelle des Mastes (A) angeordnet ist, um einen Referenzwert für die dort gemessene Dehnung (ε) der Randfasern zu generieren, woraus eine theoretische Dehnungslinie (K) berechnet wird und diese mit einem gemessenen Istwert der Dehnung (ε) der Randfasern verglichen wird, wobei eine Abweichung von der theoretischen Dehnungslinie (K) ein Maß für die Beschädigung des Mastes (A) ist. Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one strain gauge sensor (D) at a defect-free position of the mast (A) is arranged to generate a reference value for the measured there strain (ε) of the edge fibers, resulting in a theoretical strain line ( K) is calculated and this is compared with a measured actual value of the strain (ε) of the edge fibers, wherein a deviation from the theoretical strain line (K) is a measure of the damage of the mast (A). Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass aus der gemessenen Dehnung (ε) der Randfasern, einer in Betrag und Wirkrichtung definierten Kraft (F) auf den Mast (A) und einer bekannten Mastgeometrie ein Elastizitätsmodul des Materials an dem Ort der Dehnungsmessung berechnet wird. Apparatus according to claim 1, characterized in that from the measured strain (ε) of the edge fibers, a force defined in magnitude and effective direction (F) on the mast (A) and a known mast geometry, a modulus of elasticity of the material at the location of the strain measurement is calculated. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, mindestens jedoch zwei Dehnungsmess-Sensoren (D) entlang der Mastachse angeordnet sind. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality, but at least two strain gauges (D) are arranged along the mast axis. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Dehnungsmess-Sensoren (D) die Kraft (F) eingekoppelt wird, wobei Betrag und Einwirkrichtung der eingekoppelten Kraft (F) gemessen werden, um einen Einfluss einer Beseilung auf die gemessene Kraft (F) mit Hilfe der gemessene Dehnung (ε) der Randfasern oberhalb des Ortes (Z) der Einkopplung der Kraft (F) zu bestimmen. Apparatus according to claim 4, characterized in that between two strain gauges (D), the force (F) is coupled, wherein magnitude and direction of action of the coupled force (F) are measured to influence a Beading on the measured force (F) Help to determine the measured strain (ε) of the edge fibers above the location (Z) of the coupling of the force (F). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft (F) an mindestens einem Punkt des Mastes (A) statisch oder dynamisch eingekoppelt wird. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the force (F) at least at one point of the mast (A) is statically or dynamically coupled. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft (F) mittels Zug oder Druck und unter definierten Winkeln eingekoppelt wird. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the force (F) is coupled by means of tension or pressure and at defined angles.
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