DE2543377A1

DE2543377A1 - Optische messvorrichtung fuer runde hohlleiter zur uebertragung elektromagnetischer wellen

Info

Publication number: DE2543377A1
Application number: DE19752543377
Authority: DE
Inventors: Erhard Fickert; Walter Dr Ing Janssen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-29
Filing date: 1975-09-29
Publication date: 1977-04-07

Description

Optische Meßvorrichtung für runde Hohlleiter
zur Übertra,æung elektromagnetischer Wellen Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Meßvorrichtung zur Bestimmung der Abweichung der Senkrechten zur Flanschstirnfläche bei einem runden Hohlleiter für die Übertragung elektromagnetischer Wellen von der mittleren Hohlleiterachse. Weitverkehrshohlleiterstrecken sollen mit möglichst geradem Achsenverlauf und bei erforderlichen Richtungsänderungen der Strecke nur mit kontinuierlichen in gleicher Richtung verlaufenden Krümmungen verlegt werden. Bei ungewollten, z.T. periodischen Richtungsänderungen der Strecke durch Bodenverlagerungen, durch innere Wellungen der einzelnen Hohlleiter und durch Knickwinkel an den Rohrverbindungsstellen können erhebliche Dämpfungserhöhungen der HO-Signalwelle hervorgerufen werden. Dabei sind periodische Achsenwellungen mit Wellenlängen von 1 m bis ca. 5 m besonders kritisch. Innere Krümmungen dieser Wellungsperiode sind daher zu vermeiden.
Verlegungswellungen können durch gute Verlegetechnik und durch ausreichende Biegesteifigkeit klein gehalten werden. Einzelhohlleiter (Fertigungslängen) werden vor der Bearbeitung hinsichtlich innerer Wellungen untersucht, aussortiert und z.T. mit einer Spezialvorrichtung krümmungskorrigiert. Dabei können allerdings mit den bisherigen Methoden Krümmungen an den Hohlleiterenden z.T. erfaßt, aber nicht mehr korrigiert werden.
Bei verlegten Hohlleiterstrecken ergeben sich aber Dämpfungen, die über den theoretisch errechenbaren Werten liegen. Die berechneten Dämpfungserhöhungen beziehen sich dabei auf gemessene geometrische Daten der Einzellhohlleiter (Querschnittsdeformationen und Wellungen). Nicht berücksichtigt wurden dabei Verlegungswellungen und Knicke an den Flanschverbindungsstellen.
Diese Störungen sind an einer 20m-Strecke mit Hilfe einer achsial im Hohlleiter verschiebbaren Knickmeßmaus bestimmt worden. Es zeigte sich, daß Verlegungswellungen unbedeutend sind, Knicke an den Flanschverbindungsstellen jedoch bis zu 15 Bogenminuten betragen. Diese Größe der Knickwinkel erklärt zum großen Teil die Diskrepanz zwischen berechneter und gemessener Dämpfung.
Die Methode der Messung von Knickwinkeln mit der vorher genannten Vorrichtung ergibt exakte Ergebnisse bei fertig montierten Hohlleiterteilstrecken. Fertigungstechnisch muß jedoch unmittelbar nach der Bearbeitung der Hohlleiter, also unmittelbar nach der Flanschabdrenvag, feststellbar sein, ob der Flanschansatz im geforderten Toleranzbereich liegt oder nicht. Dabei können typische Fehler bei der Herstellung der Flansche an den Rohren auftreten, die Knickwinkel zwischen der Senkrechten zur Flanschstirnfläche einerseits und der örtlichen Hohlleiterachse oder mittleren Gesamthohlleiterachse andererseits hervorrufen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, Knickwinkel der Flanschverbindungen wegen der dadurch bedingten Konversionsstörungen soweit wie möglich zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Meßeinrichtung vor, die gekennzeichnet ist durch eine an ein Hohlleiterende ansetzbare Halterung, eine Lichtquelle mit Achsenkreuz und Linsensystem, die vermittels der Halterung an dem zu prüfenden Hohlleiterende so angebracht sind, daß die Achse des abbildenden Lichtstrahls senkrecht zur Stirnfläche des Hohlleiters steht, sowie durch eine am zweiten Hohlleiterende angebrachte Mattscheibe zur Abbildung des Achsenkreuzes. Vorteilhafterweise sind die Lichtquelle, das Achsenkreuz und das Linsensystem in einem an der Halterung befestigten Tubus angeordnet.
Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung erläutert.
Figur 1 zeigt einen Hohlleiter 1 mit am Hohileiterende 2 angesetzter Meßvorrichtung, die aus einer Halterung 3 und aus einer Lichtquelle 4 mit Achsenkreuz 5 besteht, das an dem zu prüfenden Hohlleiterende 2 so angebracht ist, daß die Achse des abbildenden Lichtstrahls 6 senkrecht zur Stirnfläche der Rohrabdrehung 2 steht. Das Lichtkreuz 5 im Meßkörper wird über ein Linsensystem 7 auf einer Mattscheibe 8 am entgegengesetzten Ende 9 des Hohlleiters 1 abgebildet. Die optische Einrichtung ist in dem Tubus 12 untergebracht, der seinerseits an der Halterung 3 befestigt ist.
Aus der Abweichung des abgebildeten Achsenkreuzes 10 vom optischen Mittelpunkt 11 läßt sich exakt der Knickwinkel der Hohlleiterandrehung gegenüber der mittleren Hohlleiterachse bestimmen: Äa tan 1 (Bogenmaß) Äa 3440 =1 dabei sind 1 = Hohlleiterlänge,da = Abweichung des abgebildeten Kreuzungspunktes 10 vom optischen Mittelpunkt 11. Es sind mit dieser Meßmethode bei 70 mm-Hohlleitern(l = 5 m) Knickwinkel im Bereich imin = 1 min bis 24 min durch ein zeitsparendes Verfahren bestimmbar. Zur Messung ist lediglich die z.B. batteriebetriebene optische Einrichtung an das eine Flanschende anzuschrauben und am anderen Ende die Mattscheibe 8 mit den konzentrischen Meßmarken anzubringen.
Grundsätzlich wird mit dem optischen Winkelmeßgerät der Winkel der Senkrechten der Hohlleiterstirnfläche mit der mittleren Achse gemessen. Ein krümmungskorrigierter Hohlleiter ohne Krümmungsausgleich der Enden kann mit dieser Vorrichtung analysiert werden, d.h. es können Endkrümmungen und Flanschknicke bestimmt werden. Hierzu ist es bei großer Genauigkeit der Winkelbestimmung notwendig, den zu vermessenden Hohlleiter vom Einfluß der Durchbiegung durch sein Eigengewicht freizuhalten.
Das Winkelmeßgerät kann auch für die Krümmungskorrektur und die Winkelkorrektur der Hohlleiterenden verwendet werden. Zu diesem Zweck kann, wie in Fig. 2 gezeigt, das abgedrehte Hohlleiterende 2 mit einem Innendorn 12 verflanscht werden. Die Achse des aufspreizbaren Innendorns 12 wird durch die Flanschverbindung 13 in die zur Stirnfläche des Hohlleiters senkrechte Lage gezwungen.
In die Achse des Innendorns 12 wird das beschriebene optische System Zngebaut, das mit dem Hohlleiter 1 und dem Muffenverband eine Einheit darstellt. Die Zone vor der Einspannung kann darauf unelastisch nach einem erprobten Verfahren gebogen werden, bis der optische Meßwert (abgebildeter Kreuzungspunkt) auf der Mattscheibe 8 am anderen Ende 9 im geforderten Toleranzbereich liegt.
Durch dieses Verfahren sind gleichzeitig Endkrümmungen und Winkelfehler behoben.
Fig. 3 zeigt einen Hohlleiter 1 mit Endkrümmungen. Dieser Hohlleiter wird so eingespannt, daß das abgebildete Lichtkreuz in den Toleranzbereich fällt. Die auslaufende Hohlleiterachse weist dabei einen Winkel mit der Dornachse 14 auf, die mittlere Hohlleiterachse 15 ist dagegen parallel zur Dornachse 14. Es ergibt sich so eine Kompensation von Endkrümmung und Winkelstörung.
3 Figuren 2 Patentansprüche Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Optische Meßvorrichtung zur Bestimmung der Abweichung der Senkrechten zur Flanschstirnfläche bei einem runden Hohlleiter für die Übertragung elektromagnetischer Wellen von der mittleren Hohlleiterachse, g e k e n n z e i c h -n e t durch eine an ein Hohlleiterende ansetzbare Halterung, eine Lichtquelle mit Achsenkreuz und Linsensystem, die vermittels der Halterung an dem zu prüfenden Hohlleiterende so angebracht sind, daß die Achse des abbildenden Lichtstrahls senkrecht zur Stirnfläche des Hohlleiters steht, sowie durch eine am zweiten Hohlleiterende angebrachte Mattscheibe zur Abbildung des Achsenkreuzes.
2. Optische Meßvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtquelle, das Achsenkreuz und das Linsensystem in einem an der Halterung befestigten Tubus angeordnet sind.