DE2846702A1

DE2846702A1 - Verfahren und einrichtung fuer die stoerungsfreie materialpruefung, insbesondere zum feststellen der rotfaeule und anderer baumerkrankungen

Info

Publication number: DE2846702A1
Application number: DE19782846702
Authority: DE
Inventors: Adolf Prof Dr Habermehl; Hans-Werner Dipl Phys Ridder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-10-26
Filing date: 1978-10-26
Publication date: 1980-05-08
Also published as: CA1138576A; DE2846702C2; US4283629A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung für die

zerstörungsfreie Materialprüfung, insbesondere zum Feststellen der Rotfäule und anderer Baumerkrankungen in den Stämmen lebender Bäume.

Die steigende Luftverschmutzung und die wachsende Mechanisierung in der Forstwirtschaft haben in den Wäldern zu einer Vermehrung von Baumkrankheiten und zu verstärktem Schädlingsbefall der Bäume geführt. Allein in der Bundesrepublik rechnet man mit Verlusten von etwa 150 Millionen DM im Jahr. In waldreichen Gebieten sind diese Verluste noch wesentlich höher; so sind sie zum Beispiel in Skandinavien mit jährlich etwa 200 bis 250 Millionen DM anzusetzen. Um die ökologischen und ökonomischen Schäden in Grenzen zu halten, ist es erforderlich, diese Schäden rechtzeitig zu erkennen und zu bekämpfen.

Eine Baumkrankheit, die besonders große Schaden anrichtet, ist die Rotfäule, die bei Nadelbäumen auftritt und durch den Pilz Fomes annosus hervorgerufen wird. Dieser Pilz befällt hauptsächlich Nadelhölzer, seltener greift er Laubhölzer an. Von den Koniferen sind vor allen Dingen Fichte und Kiefer, in zweiter Linie auch Lärche, Douglasie und andere Arten gefährdet. Der Pilz findet vorwiegend bei stehenden Bäumen günstige Wachstumsbedingungen und verursacht eine Fäulnis der Wurzel, die bei der Kiefer zum Absterben des Baumes bereits in der Jugend führt, bei der Fichte zunächst nur eine, allerdings zunehmende Holzzerstörung, im Innern des Stammes hervorruft, die den Holzwert stark mindert, das Leben des Baumes aber nicht unmittelbar bedroht. Die Fäulnis ist aus diesem Grunde auch von außen nicht ohne weiteres erkennbar, obwohl das Holz bereits zerstört wird oder ist und die Zerstörung laufend fortgreift.

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Der Pilz Fomes annosus ist wegen dieser Schadwirkungen einer der für die Forstwirtschaft bedeutsamsten Pilze. Die Schäden, die durch die von ihm verursachte Erkrankung hervorgerufen werden, können sehr erheblich sein; sei es, daß in Jungen Kulturen Pflanzen ganz ausfallen oder in älteren Beständen wurzelkranke Bäume leicht vom Wind geworfen werden. Stammfaule Fichten leiden, zudem vielfach unter Stammbruch. Auf diese Weise können schon beträchtliche Verluste an Nutzholz entstehen. Die wichtigsten Schäden sind aber die, die der Pilz direkt im Stammholz verursacht. Da die Rotfäule sich dabei von unten im Stamm hochzieht, werden gerade die wirtschaftlich wertvollsten Teile des Holzes so geschädigt, daß sie nicht mehr als Bau- oder Sägeholz verwandt, sondern bestenfalls noch bei der Zelluloseherstellung verarbeitet oder als Brennholz genutzt werden können.

Bei rechtzeitigem Erkennen einer Erkrankung können durch das Aufsteigen der Fäule im Stamm verursachte Schäden durch rechtzeitigen Hieb gemindert bzw. in Grenzen gehalten werden. Dazu ist der Nachweis der Erkrankung am stehenden Stamm möglichst ohne Verletzung des Baumes erforderlich. Dieser Nachweis in einem Bestand im ganzen und im Einzelfall ist jedoch nicht einfach. Endgültig können bisher Aiismaß und Ausweitung der Erkrankung im Einzelfall exakt nur durch Fällen und in einem Bestand nur durch die Untersuchung einer genügenden Anzahl gefällter Probebäume ermittelt werden.

Ein weiteres Nachweisverfahren, bei dem die vorgenannten, relativ umfangreichen Probefällungen vermieden werden, ist die Bohrspananalyse, bei der anhand der Färbung eines entnommenen Bohrspans Aussagen über den Fäulnisgrad gemacht werden und die von S. Lange in der Zeitschrift "Forstw. Centralbl." 78 (1959), S. 174 bis 180 beschrieben ist. Hierbei sind im allgemeinen mehrere Bohrungen für eine sichere Diagnose notwendig. Die dabei gesetzten Verletzungen können dann selbst

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wieder Ausgangspunkt von Wund- bzw. Stammfäulen sein.

Bei einem anderen Untersuchungsverfahren wird der Widerstand des Holzes gegen elektrische Stromimpulse in verschiedenen Stammtiefen gemessen. Bei diesem Verfahren, das beispielsweise in der Zeitschrift "Canadian Journal of Forest Research" 2 (1972), S. 54 bis 56 beschrieben ist, werden ebenfalls Löcher in den Stamm gebohrt; anschließend wird eine Sonde mit zwei Elektroden in die Bohrlöcher eingeführt, über zwei Sondenspitzen Strom zugeführt und der Widerstand, den das Holz gegen Stromimpulse zeigt, in Abhängigkeit von der Lage der Sondenspitzen gemessen und aufgezeichnet. Der Widerstand ist von der Ionenkonzentration im Holz abhängig, und da faules Holz Kationen in erhöhtem Maße enthält, sinkt bei Fäulestellen der elektrische Widerstand ab. Es ist mit diesem Verfahren nur angenähert möglich, die Stärke der Rotfäule festzustellen und die Stelle, an der der Widerstand absinkt, zu lokalisieren. Auch dieses Verfahren hat den Nachteil, daß dabei die Bäume beschädigt und damit gegen Krankheiten anfällig gemacht werden.

Außerdem sind Schalluntersuchungsverfahren bekannt, bei denen, wie in den "Mitt. Dtsch. Ges. f. Holzforsch." 38 (1955), S. 8 bis 11 beschrieben, mit geeigneten Meßanordnungen reflektierte Schallimpulse analysiert werden. Bei machen Verfahren wird die reflektierte Restenergie von Ultraschall gemessen, bei anderen die Dämpfung als Funktion der Frequenz. Anschließend werden aus den Meßwerten gewisse Rückschlüsse auf den Fäulezustand gewonnen; die Aussagefähigkeit dieser Schalluntersuchungsverfahren ist aber relativ gering, da die Unterschiede in der Schallstärke zwischen gesunden und kranken Stämmen zu gering sind. Ebenso sind bei der Messung der Dämpfung als Funktion der Frequenz nur sehr geringe Unterschiede bei zudem stark streuenden Meßergebnissen nachzuwei-

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sen. Weiterhin treten Schwierigkeiten bei der Ankopplung des Schallsenders an den Stamm auf. Die Ankopplung muß sehr gut sein und erfordert eine absolut plane Fläche. Der stehende Stamm muß also für eine einwandfreie Messung verletzt werden, so daß dieses Verfahren nicht ganz zerstörungsfrei arbeitet.

Im Gegensatz zu diesen Verfahren, die immer eine mehr oder weniger starke Verletzung des Baumes bedingen, sind die zerstörungsfreien Prüfverfahren von größerem Interesse, da bei ihnen der Holzkörper des Baumes nicht beschädigt wird.

Ein derartiges zerstörungsfreies Prüfverfahren ist die Untersuchung mittels Röntgenstrahlen, wie sie beispielsweise in der Zeitschrift "Forstw. Centralbl." 78 (1959), S. 174 bis 180 beschrieben ist. Dieses Verfahren ist aber zu teuer und für die forstwirtschaftliche Praxis ungeeignet, insbesondere sind die erforderlichen Geräte zu groß und unhandlich.

Schließlich wurde, wie in "For. Sei." 5 (1959), S. 37 bis 47 und in "Wood Sei. and Techn." 2 (1968), S. 128 bis 137 beschrieben, ein Verfahren vorgeschlagen, das mit dem radioaktiven Isotop Thulium als Strahlenquelle arbeitet und bei dem die Schwärzung eines auf der der Strahlenquelle gegenüberliegenden Seite des Baumstammes angebrachten Filmes durch die von der radioaktiven Strahlungsquelle ausgehenden und den Baumstamm durchsetzenden Strahlen gemessen wird. Je nach Stärke des Baumes ist dabei eine Belichtungszeit von 1,5 min bis 15 Stunden erforderlich. Nach Entwicklung des belichteten Filmes wird die Schwärzung in Abhängigkeit vom Ort gemessen, und aufgrund dieser Schwärzungskurve können von den normalen Kurven bei gesunden Bäumen abweichende Verläufe als Faulstellen identifiziert werden.

Röntgenverfahren und Verfahren, die radioaktive Isotope ver-

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wenden, messen im Prinzip die Schwächung von Strahlen eines bestimmten Energiebereichs beim Durchgang durch die Materie Holz. Der Parameter, der diese Schwächung quantitativ beschreibt, ist der Schwächungskoeffizient /U. Er ist einerseits abhängig von der Energie der verwandten Strahlung und andererseits von der schwächenden Materie.S. Bei festliegender Strahlenenergie E ist der Schwächungskoeffizient /U also eine geeignete Maßzahl zur Beschreibung gewisser Eigenschaften der durchstrahlten Materie S. Ausführliche Messungen und Untersuchungen der Absorption von Gammastrahlen in Holz haben gezeigt, daß der Absorptionskoeffizient /U ein geeignetes Mittel ist, Aussagen darüber zu machen, ob das Holz gesund oder durch Rotfäule in seiner chemischen Zusammensetzung und damit auch in seinen physikalisch-technischen Parametern verändert ist.

Nach den bisher bekannten Verfahren wird aus dem Grad der Schwächung, der gleich dem Verhältnis aus der geschwächten Strahlung I zur ungeschwächten Strahlung I ist, und aus der Dicke der durchstrahlten Schicht d, die von außen relativ einfach gemessen werden kann, die Gesamtabsorption bestimmt^. . die gleich dem Integral längs der Durchstrahlungsrichtung über die zahlenmäßig nicht konstanten Werte des Absorptionskoeffizienten im Inneren des Stammes ist, und mit der man zahlenmäßig feststellen kann, ob es sich um homogenes gesundes Holz oder um teilweise rotfaules Holz handelt.

Mit diesem Verfahren, das auf der Bestimmung des mittleren Absorptionskoeffizienten /u beruht, lassen sich zwar bereits gewisse Abschätzungen von Höhlungen im Stamm machen, und aus externen Messungen kann beim Vorliegen bestimmter Voraussetzungen die Größe der Höhlung in vielen Fällen festgestellt werden. Jedoch kann die genaue Lage einer Höhlung mit einer solchen Absorptionsmessung nicht definitiv festgelegt werden. Praktisch verwertbare Ergebnisse könnten nur unter der Annahme, daß sich ein festgestellter Defekt in der

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Mitte des Stammes "befindet, erzielt werden, tatsächlich aber ist die Lage eines solchen Defekts unbestimmt. Infolgedessen ist dieses Verfahren zu ungenau und zu unzuverlässig.

Mit der Erfindung werden nun ein Verfahren und eine Einrichtung zu dessen Durchführung zur Verfügung gestellt, die eine genaue und zerstörungsfreie sowie zuverlässige Materialprüfung, insbesondere zum Feststellen der Rotfäule und anderer Baumerkrankungen in den Stämmen lebender Bäume ermöglichen.

Das Verfahren nach der Erfindung, mit dem das erreicht wird, zeichnet sich dadurch aus, daß man mittels der Computer-Tomographie eine ortsabhängige Bestimmung des Absorptionskoeffizienten des zu untersuchenden Materials, insbesondere des Stammes eines lebenden Baumes, für eine vorbestimmte Strahlungsart, vorzugsweise für γ-Strahlung und/ oder Neutronenstrahlen in einem Querschnitt des Materials durchführt.

Die Computer-Tompgraphie ist bisher nur auf dem völlig anderen Fachgebiet der Humanmedizin angewandt worden und zum Beispiel in der Arbeit "Siretom - ein Schädel-Transversalschichtgerät mit Computer" von K. Führer u.a. beschrieben, die in der Zeitschrift "Electromedica" 2/3 (1975), S. 48 bis 55 veröffentlicht ist, sowie in der Arbeit von G.N. Hounsfield, "Computerized transverse axial scanning (tomography)", veröffentlicht in der Zeitschrift "Brit. Journ. of Radiology" 46 (1973), S. 1016 bis 1022. Diese druckschriftlichen Veröffentlichungen werden hiermit durch die vorstehende Bezugnahme zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.

Die mit der Erfindung weiterhin vorgeschlagene Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet

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sich aus durch ein um das zu untersuchende Material» insbesondere den Stamm eines lebenden Baumes, herum anbringbares, vorzugsweise daran zu befestigendes, Trägergestell mit einer Meßeinrichtung eines Computer-Tomographiesystems zur Messung des Absorptionskoeffizienten des zu untersuchenden Materials für eine vorbestimmte Strahlungsart, vorzugsweise für γ-Strahlung und/oder Neutronenstrahlung.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Verfahrens- und Einrichtungsunteransprüchen offenbart, sowie in der nachfolgenden Beschreibung einiger besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele, die anhand der Figuren in der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung einer Einrichtung für die Durchführung der Computer-Tomographie;

Fig. 2 eine Darstellung eines Beispiels eines eindimensionalen Profils, wie es am Ausgang des Meßsystems nach Fig. 1 zur Verfügung steht;

Fig. 3 ein mehr ins Einzelne gehendes Blockschaltbild einer mobilen Einrichtung nach der Erfindung und der zugehörigen stationären Systemkomponenten;

Fig. 4 eine Veranschaulichung der verschiedenen aufeinanderfolgenden Meßvorgänge, die mit der Strahlungsmeßanordnung der Einrichtung nach Fig. 3 durchzuführen sind;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 3 dargestellten mobilen Einrichtung an einem Baumstamm, der damit untersucht wird;

Fig. 6 eine Teilansicht der mobilen Einrichtung nach Fig. 5 in perspektivischer Ansicht;

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Fig. 7 ein Beispiel einer Zahlenmatrix der Absorptionskoeffizienten auf dem Stammquerschnitt eines Baumes;

Fig. 8 ein Beispiel einer dreidimensionalen Darstellung der Absorptionskoeffizienten der einzelnen Stellen eines Baumquerschnitts, die aus einer Zahlenmatrix der in Fig. 7 gezeigten Art erzeugt worden ist j

Fig. 9 ein Beispiel einer Darstellung der gemessenen Absorptionskoeffizienten in Form von Höhenschichtlinien;

Fig. 10 ein Beispiel einer Darstellung zweier zueinander senkrechter Schnitte durch das Zentrum der Rekonstruktion nach Fig. 8;

Fig. 11 eine erste abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 3 und 4 gezeigten Strahlungsmeßanordnung; und

Fig. 12 eine zweite abgewandelte Ausführungsform der Strahlungsmeßanordnung nach Fig. 3 und 4.

Die Computer-Tomographie ermittelt den Absorptionskoeffizienten für durchdringende Strahlung und veranschaulicht seine Verteilung in Abhängigkeit von den Ortskoordinaten in geeigneter Weise. Der Absorptionskoeffizient einer Substanz für ionisierende Strahlung ist abhängig von der Energie der Strahlung selbst und von der Zusammensetzung der schwächenden Substanz und damit eine Maßzahl zur Charakterisierung von technisch-physikalischen Eigenschaften der durchstrahlten Materie. Eine Änderung des Absorptionskoeffizienten durch Fäule - oder andere Faktoren - kann also durch die

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Computer-Tomographie nachgewiesen werden.

Im Prinzip läßt sich der Absorptionskoeffizient folgendermaßen bestimmen:

Die Schwächung eines parallelen Bündels ionisierender Strahlung durch eine homogene Schicht der Dicke d mit dem Absorptionskoeffizienten /U ist

I = I₀ . e-/^ud

Dabei ist I die geschwächte und I die ungeschwächte Intensität des Strahlenbündels. Da bei dem vorliegenden Problem neben I und I die Dicke d von außen meßbar ist, läßt sich aus diesen Messungen nach

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der Absorptionskoeffizient homogenen Materials bestimmen.

Für den in der Praxis vorliegenden Fall, daß das Material, der Stamm, inhomogen ist, der Absorptionskoeffizient also ortsabhängig ist, läßt sich mit diesem einfachen Verfahren eine mittlere Absorption für jede Durchstrahlungsrichtung berechnen. Dieser mittlere Absorptionskoeffizient erlaubt Abschätzungen und Hinweise auf Höhlungen und Fäulezonen im Stamm; die Verteilung des Absorptionskoeffizienten in der Strahlrichtung dagegen bleibt wegen der genannten prinzipiellen Schwierigkeiten unbekannt.

Die Aufgabe, die Position eines Defektes auch in der Strahlrichtung festzulegen oder allgemein: den Absorptionskoeffizienten innerhalb des Stammes in Abhängigkeit vom Ort anzugeben, wird dadurch erschwert, daß wegen der Ortsabhängigkeit von /u(x,y)

T=T. e~</ /u(x,y)ds

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gilt. Dies führt zu

Ιηγο - ^/ /u(x,y)ds.
Dabei ist s der Durchstrahlungsweg.

Diese Gleichung ist nicht mehr ohne weiteres nach /u(x,y) auflösbar.

Eine ortsabhängige Bestimmung des Absorptionskoeffizienten kann aber durch die Computer-Tomographie erreicht werden. Sie ermittelt durch externe Messungen und anschließende mathematische Verfahren, die allerdings zur mit Hilfe eines Computers durchgeführt werden können, die Absorptionskoeffizienten in einer dünnen Schicht des Objekts für jeden Ort, auch wenn dieser Ort einer direkten Messung nicht zugänglich ist. Sie ist also auch ein geeignetes Verfahren, über den Absorptionskoeffizienten Rotfäulestellen an nicht zugänglichen Stellen, zum Beispiel im Innern von stehenden Stämmen, zu lokalisieren.

Es sei zunächst auf die Figuren 1 bis 4 Bezug genommen, von denen die Fig. 1, 3 und 4 schematisch eine Anordnung zur Durchführung der Computer-Tomographie, insbesondere an Baumstämmen zur Bestimmung der Rotfäule, zeigen. Diese Anordnung umfaßt eine Meßeinrichtung 1, mit der durch externe Messungen am Objekt, beispielsweise an einem Baumstamm 2 (siehe Fig. 3), eindimensionale Absorptionsprofile g (1, 0) ermittelt werden, von denen ein Beispiel in Fig. 2 zur besseren Veranschaulichung dargestellt ist.

Diese eindimensionalen Absorptionsprofile, die am Ausgang 3 der Meßeinrichtung 1 erscheinen, stellen den integralen oder Gesamtabsorptionskoeffizienten g des Baumstammes 2 für eine bestimmte Strahlung, beispielsweise für γ-Strahlenquanten von

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60 keV, in Abhängigkeit von der Wegstrecke 1 einer Translationsverschiebung 4 des Meßstrahls 5 dar, und: zwar bei einem vorbestimmten, gleichbleibenden Winkel 0 des Meßstrahls 5 gegenüber einer willkürlich festgelegten Nullrichtung 6.

Diese eindimensionalen Absorptionsprofile g (1, 0),werden für mehrere Winkel φ gemessen ,, beispielsweise» wie Fig. 4 veranschaulicht, in welcher die Meßanordnung gegenüber Fig. 3 um 90° gedreht dargestellt ist, für die Winkel {> gleich 0°, 45°, 90° und 135°, wie auch die in Fig. 4 angedeteten Profilbeispiele andeuten sollen..

Die eindimensionalen Profile g (1, 0) werden nach geeigneter Aufbereitung, Glättung und Digitalisierung in einen Digitalrechner 7 eingegeben und dort in einem Speicher 8, der an den Digitalrechner 7 angeschlossen ist, gespeichert. Der Digitalrechner 7 ist weiterhin mit einer Programmierungseinheit 9 versehen, über die er ein geeignetes Programm erhält, so daß aus allen gespeicherten eindimensionalen Profilen g (1, φ des Gesamtabsorptionskoeffizienten zweidimensionale Darstellungen des ortsabhängigen Absorptionskoeffizienten /U (x, y) am Ausgang des Digitalrechners 7 zur Verfügung stehen. Im vorliegenden Falle hat der Digitalrechner 7 zwei Ausgänge 10, 11, von denen der erstere an einen Drucker 12 angeschlossen ist, während der letztere an ein Sicht- und/oder Darstellungsgerät 13 angeschlossen ist.

Am Drucker erhält man eine Zahlenmatrix der Absorptionskoeffizienten /U (x, y) auf einem Stammquerschnitt des untersuchten Baumes. Ein Beispiel einer solchen Zahlenmatrix, die mit γ-Strahlung von Americium 241 gewonnen wurde und maßstabsgerecht ist, ist in Fig. 7 dargestellt. Jeder Zahlenwert dieser Zahlenmatrix ist ein Maß für die Absorption der y-Strahlung durch das Holz bzw. die Substanz des untersuchten Baumstamms

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an der Stelle des .Stammquerschnitts, an der dieser Zahlenwert steht.

Das Sicht- und/oder Darstellungsgerät 13 kann beispielsweise ein Plotter oder ein sonstiges Darstellungsgerät von der Art sein, daß es eine bildliche Darstellung des ortsabhängigen Äbsorptionskoeffizienten /U (x, y) in dreidimensionaler Form, wovon ein Beispiel in Fig. 8 veranschaulicht ist, oder als Höhenschichtlinienbild, von dem ein Beispiel in Fig* S gezeigt ist., gibt. Bei einem Vergleich der Fig. 8 und 9 erkennt man leicht den Zusammenhang zwischen diesen beiden Darstellungsarten, da beide Figuren den Verlauf des ortsabhängigen Absorptionskoeffizienten yu (x, y) in der gleichen Schnittebene des gleichen Baumstamms zeigen. Die Fig. 10 veranschaulicht zwei zueinander senkrechte Schnitte, von denen der eine in ausgezogenen Linien und der andere in gestrichelten Linien dargestellt ist, durch das Zentrum der Rekonstruktion nach Fig. 8.

Das Sicht- und/oder Darstellungsgerät 13 kann auch einen Bildschirm einer Fernsehröhre für die Darstellung aufweisen oder irgendeine sonstige geeignete Einrichtung zur graphischen Darstellung des zweidimensionalen Verlaufs des ortsabhängigen Absorptionskoeffizienten /U (x, y)

Nachdem vorstehend die gesamte Anordnung zur Durchführung der Computer-Tomographie, insbesondere an Baumstämmen, erläutert worden ist, seien nachstehend einzelne Teile dieser Anordnung, und zwar vor allem einer mobilen Meßeinrichtung 1, wie sie im Prinzip in den Fig. 3 und 4 und in perspektivischer Ansicht in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht ist, näher erläutert.

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Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, umfaßt die Meßeinrichtung 1 eine Strahlenquelle 14, aus welcher der Meßstrahl 5 als enges Strahlenbündel ausgeblendet wird. Gegenüber der Strahlenquelle 14 befindet sich ein Detektor 15, und zwar auf der der Strahlenquelle 15 abgewandten Seite des Baumstammes 2, so daß der Meßstrahl 15 den Baumstamm 2 durchläuft und dann seine durch Absorption im Baumstamm geschwächte Intensität vom Detektor 15, der beispielsweise ein Szintillationsdetektor oder ein sonstiger für die jeweilige Strahlung der Strahlenquelle 14 empfindlicher Detektor ist, gemessen wird.

Die Strahlenquelle 14 und der Detektor 15 sind auf einem gemeinsamen Gestell 16 so angebracht, daß die Strahlaustrittsöffnung 17 der Strahlenquelle 14 sowie die Strahleintrittsöffnung 18 des Detektors 15 und damit auch der zwischen beiden verlaufende Meßstrahl 5 in einer zur Längsrichtung des Baumstammes 2 senkrechten Meßebene liegen, die in den Fig. 3 und 4 gleich der Zeichnungsebene ist. Außerdem sind die Strahlenquelle 14 und der Detektor 15 so auf dem Gestell 16 vorgesehen, daß die Strahlaustrittsöffnung 17 und die Strahleintrittsöffnung 18 parallel zueinander sowie synchron miteinander in der Meßebene bei Ausführung der Translationsverschiebung 4 bewegt werden können. Diese Bewegung wird beispielsweise mittels eines Elektromotors 19 bewirkt. Die maximale Länge L der Translationsverschiebung ist etwas größer als der maximale Durchmesser des Baumstammes 2 in der Meßebene, so daß jeweils ein vollständiges, sich über den gesamten Querschnitt des Baumstammes erstreckendes eindimensionales Profil g (1, φ) gemessen werden kann.

Weiterhin ist das Gestell 16 zusammen mit der Strahlenquelle 14 und dem Detektor 15, die darauf relativ zueinander mechanisch fest verbunden und in der vorstehend beschriebenen Weise bewegbar vorgesehen sind, seinerseits um eine Achse 20 drehbar, die senkrecht zur Meßebene verläuft und vorzugsweise

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gleich der gedachten sowie idealisierten Mittelachse des Baumstammes 2 ist, so daß der Meßstrahl 5 unter den verschiedensten Winkeln 0 zur Nullrichtung 6 durch den Baumstamm 2 in der Meßebene hindurchgeschickt werden kann. Die Drehbewegung 21 um die Achse 20 ist durch entspreichende Pfeile dargestellt.

Figur 4 zeigt, wie oben bereits angedeutet, vier verschiedene Drehstellungen des Gestells 16 und damit der Strahlenquelle 14 und des Detektors 15, und in jeder dieser Drehstellungen führen die Strahlenquelle 14 und der Detektor 15 eine Translationsbewegung 4 aus, wodurch jeweils ein eindimensionales Profil g (1, φ) für die oben angegebenen vier Werte von φ aufgenommen wird. Das Gestell 16 wird also schrittweise um einen vorbestimmten Drehwinkel Δi> weitergedreht, bleibt jeweils nach dieser Drehung stehen, und in der Stillstandszeit erfolgt eine TranslatiönsverSchiebung 4. Diese Translationsverschiebung kann entweder kontinuierlich erfolgen, dann ist eine Digitalisierung des eindimensionalen Profils notwendig, bevor dieses in den Digitalrechner 7 eingegeben wird; die Translationsverschiebung 4 kann aber auch schrittweise erfolgen.

Zum Zwecke der Längenzuordnung wird die Größe 1 (s.o.) mittels einer Längenmeßeinrichtung 22, die in Fig. 3 schematisch angedeutet ist, gleichzeitig mitgemessen.

Die in Fig. 3 gezeigte mobile Meßeinrichtung, die es gestattet, an beliebigen Stellen im Wald, Gelände, Gebirge o.dgl. an dort befindlichen Bäumen die für das Rekonstruktionsverfahren im allgemein- stationären Digitalrechner 7 erforderlichen Absorptionsmessungen durchzuführen, besitzt außer dem vorstehend beschriebenen Meßfühler, der im wesentlichen aus der Strahlenquelle 14, dem Detektor 15, dem Gestell 16, dem Motor 19 und einer weiter unten näher erläuterten Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Gestells 16 an dem zu

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untersuchenden Baumstamm 2 besteht, weiterhin zur eigentlichen Meß Wertermittlung-einen Impulszähler 23 _f eier an den Detektor 15 angeschlossen ist und entsprechende elektrische Impulse liefert, die ein Maß für die jeweils am Detektor 15 auftreffende Strahlung des Radionuklide sind, das im allgemeinen zur Erzeugung des Meßstrahls 5 in der Strahlenquelle 14 verwendet wird. Der Impulszähler 23 ist über eine Leitung 24 mit der Mikroprozessor- und Speichereinheit 25 verbunden, und außerdem ist die Längenmeßeinrichtung 22, die teilweise am Gestell 16 und teilweise am Gehäuse des Detektors 15 vorgesehen ist, über ihren, am Gehäuse des Detektors 15 angebrachten Teil mittels einer Leitung 26 mit der Mikroprozessor- und Speichereinheit 25 verbunden, und zwar ebenso wie der Motor 19, der über eine Leitung 27 an die Mikroprozessor- und Speichereinheit 25 angeschlossen ist, damit er von dieser gesteuert werden kann, in der übrigens auch die Batterien zum Betrieb der gesamten Meßeinrichtung 1 enthalten sind.

Die Meßdaten, deren Ermittlung von der Mikroprozessor- und Speichereinheit 25 gesteuert und - in letzterer gespeichert werden, werden mittels eines handelsüblichen Magnetbandkassettenauf Zeichnungsgeräts 28, das mit der Mikroprozessor- und Speichereinheit 25 über die Leitung 29 verbunden ist, aufgezeichnet, so daß sie leicht zum stationären Digitalrechner 7 transportiert werden können.

Die stationäre Anlage kann außerdem Rechner 7, dem Speicher 8, der Programmierungseinheit 9, die das Rekonstruktionsprogramm enthält, dem Drucker 12 und dem Sicht- und/oder Darstellungsgerät 13, tue bereits bereits oben in Verbindung mit Fig. 1 erläutert worden sind, einen Lochstreifenstanzer 30 umfassen, wenn die Meßergebnisse über Lochstreifen in den Speicher 8 des Rechners 7 eingegeben werden sollen. Dieser Lochstreifenstanzer kann auch direkt an die Mikroprozessor- und Speichereinheit 25 der mobilen Meßeinrichtung 1 angeschlossen werden, wenn man die Lochstreifen mit den Meßdaten unmittel-

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bar erzeugen will, ohne si« vorher über das Magnetbandkassettenauf zeichnungsgerät 28 auf eine Magnetbandkassette aufzuzeichnen,; zu diesem Zweck .kann der Lochstreifenstanzer 30, wie durch die Leitung 31 angedeutet ist, direkt mit der Mikroprozessor- und Speichereinheit 25 verbunden werden. Ein Batterieladegerät 32 dient nach Rückkehr der mobilen Meßeinrichtung 1 v©2i ihrem Einsatz zur Wiederaufladung von deren Batterien über die Leitung 33.

Der Reejbner T kann aber aucn zusammen mit dem Speicher 8, der Programm 1.erungseinheit 9 sowie dem Sicht- und/oder Darstellungsgerät 13 und gegebenenfalls dem Drucker 12 und gegebenenfalls dem .Lochstreifenstanzer 30 in die mobile Meßanlage einbezogen werden, insbesondere dadurcn, daß man diese Komponenten in einem Kraftfahrzeug» z.B. einem Geländefahrzeug, einem ¥¥-Bus od.dgl-, unterbringt und über Batterien oder nötigenfalls über die Lichtmaschine oder einen sonstigen Generator, der vom Motor des Kraftfahrzeugs angetrieben wird, betreibt.

In den Fig. 5 und 6 ist die mobile Meßeinrichtung 1 im Meßeinsatz an einem Baumstamm 2 veranschaulicht, und zwar in Fig. 5 insgesamt, während in Fig. 6 der am Baumstamm direkt angebrachte Teil der Meßeinrichtung etwas genauer für sich veranschaulicht ist. Es sei nachstehend nur dieser letztere Teil näher erläutert, da der übrige Teil der Meßeinrichtung 1 bereits weiter oben im einzelnen beschrieben wurde.

Wie man im einzelnen aus Fig. 6 erkennt, umfaßt das Gestell 16 eine Platte 34, die etwa eine Halbkreisringform hat,worauf die Strahlungsquelle 14, der Motor 19 (siehe Fig. 5, da dieser Motor sich in Fig. 6 hinter dem Baumstamm befindet) und der Detektor 15 sowie die Längenmeßeinrichtung 22 aufgebaut sind, und dieses Gestell ist über Gleitschuhe oder in sonstiger Weise auf einer kreisförmigen Führungsschiene 35 zu seiner Drehbewegung 21 um die Achse 20 des Baumstammes 2 herum gelagert.

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Auf der Platte 34 sind parallel zueinander und auf diametral entgegengesetzten Seiten je eine Führungsschiene 43 und 44 angebracht, auf denen je ein Läufer 45,46 verschiebbar gelagert ist. Auf dem ersten Läufer 45 ist die Strahlungsquelle 14 und auf dem zweiten Läufer 46 der Detektor 15 und der eine Teil der Längenmeßeinrichtung 22 vorgesehen, währ-end sich der andere Teil der Längenmeßeinrichtung 22 bei 47 an der Führungsschiene 44 befindet. Der letztere Teil 47 der Längenmeßeinrichtung 22 besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus einer Lochschiene und einer, bezogen auf die Darstellung der Fig. 6, darunter angeordneten, langgestreckten, insbesondere streifenförmigen Infrarotlichtquelle, so daß durch jedes der Löcher 48 der Lochschiene, die in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind, Infrarotlicht nach oben gestrahlt wird. Dieses Infrarotlicht wird durch den am Läufer 44 befindlichen Teil der Meßeinrichtung, der einen Infrarotdetektor umfaßt, jeweils nachgewiesen, wenn dieser Infrarotdetektor, der jeweils nur das Infrarotlicht eines einzigen Loches erfassen kann, über einem dieser Löcher 48 ankommt. Mit einem Impulszähler, welcher an den Infrarotdetektor, der in der Zeichnung im einzelnen nicht sichtbar ist, angeschlossen ist, erhält die Längenmeßeinrichtung jeweils Impulse, so daß durch die Zahl der Impulse die Längenposition des Detektors 15 und damit auch diejenige der Strahlungsquelle 14 längs des Verschiebeweges 4 festgestellt werden kann. Außerdem können diese Impulse zur Steuerung des Motors 19 benutzt werden, um diesen bei jedem Loch so lange anzuhalten, bis die jeweilige Strahlungsmessung in dieser Position ausgeführt ist.

Der in Fig. 6 nicht sichtbare Motor 19 (siehe aber Fig. 5) ist über eine erste Abtriebswelle 49 und ein erstes Getriebe 50, das an dem einen Ende der Führungsschiene 43 vorgesehen ist, sowie über eine von letzterem ausgehende Läuferantriebs-Gewindespindel 51» die am anderen Ende der Führungsschiene 43 gelagert ist, mit dem Läufer 45 verbunden und zwar in der Weise,

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daß ihr Außengewinde mit einer ortsfest am Läufer angebrachten Mutter, Gewindehülse od.dgl. (nicht gezeigt) in Eingriff steht. In gleichartiger baulicher Anordnung und Funktion ist zum Antrieb des Läufers 46 eine zweite Abtriebswelle 52 am Motor 19 vorgesehen, die über ein zweites Getriebe 53, das gleich ausgebildet ist wie das erste Getriebe 50, mit einer zweiten Lauferantriebs-Gewindespindel 54 verbunden ist, mit der ebenfalls eine am Läufer 42 befestigte Mutter, Gewindehülse od.dgl. (nicht gezeigt) in Gewindeeingriff steht.

Die Führungsschiene 35 bildet einen Teil der Befestigungsvorrichtung 36, mit der das Gestell 16 am Baumstamm 2 befestigt wird. Im einzelnen weist diese Befestigungsvorrichtung eine im Abstand von der Führungsschiene 35 und parallel zu dieser vorgesehene kreisförmige Trägerschiene 37 auf, die mit der Führungsschiene 35 durch Verbindungsstege 38 verbunden ist, welche ihrerseits über den Umfang der Führungs- und Trägerschiene 35,37, vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen, verteilt sind. In einigen dieser Stege ist ein radial zur Führungs- und Trägerschiene 35»37 verlaufender Befestigungsbolzen 39 gelagert, der

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sich in Gewindeeingriff mit einer Lagerung befindet, so daß er in seiner Längsrichtung durch Verdrehen an seinem Griff 40 mit seinem vorderen Ende 41 in Eingriff mit dem Baumstamm 2 gebracht werden kann. Da drei oder vier gleichmäßig über den Umfang der Führungs- und Trägerschiene 35 r 37 verteilte Befestigungsbolzen 39 vorgesehen sind, kann die Befestigungsvorrichtung 36 an den Baumstamm 2 angeklemmt werden, wie besonders gut aus Fig. 6 ersichtlich ist.

Die Führungs- und Trägerschiene 35»37 sind an zwei gegenüberliegenden Stellen radial durchgeschnitten, so daß sie jeweils aus zwei halbkreisförmigen Teilen zusammengesetzt sind, damit sie auf diese Weise um den Baumstamm 2 herum angeordnet und dann miteinander an diesen Stellen verbunden werden können. Eine dieser Trennstellen 42 ist in Fig. 6 sichtbar. Die Befestigung der beiden halbkreisförmigen Teile der Befestigungsvorrichtung 36 aneinander kann in jeder geeigneten Weise mittels Schrauben, Schnellverbindungen o<.dgl. erfolgen.

In den Fig. 11 und 12 sind zwei abgewandelte Ausführungsformen der Anordnung aus Strahlungsquelle 14, dem Detektor 15 und dem Gestell 16 gezeigt, die eine schnellere Messung und damit eine erhebliche Verkürzung der Meßzeit gestatten. Es sind jeweils zwei Meßstellungen der Strahlenquelle 14, des Detektors 15 und des Gestells 16 dargestellt.

Die Ausführungsform nach Fig. 11 zeichnet sich dadurch aus, daß der Detektor 15 aus mehreren, in Richtung der Verschiebebewegung 4 nebeneinander angeordneten einzelnen Detektoren 15a, 15b, 15c, 15d und 15e besteht, so daß bei einer Stellung des Detektors längs seines Translationsverschiebungswegs 4 bereits eine Vielzahl von Meßstellen erfaßt wird und der Detektor 15 zur Erfassung des gesamten Baumstammes 2 beispielsweise nur in zwei oder drei Schritten längs des Translationsverschiebungswegs 4 verschoben zu werden braucht, um eine Messung unter einem bestimmten Winkel φ auszuführen.

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Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 besteht der Detektor 15 aus vielen Einzeldetektoren 15a bis 15z, und zwar ist die Anzahl dieser auf einem Kreisbogen angeordneten Einzeldetektoren 15a bis 15z so gewählt, daß der Querschnitt des gesamten Baumstammes 2 jeweils bei einem bestimmten Winkel f> vollständig erfaßt wird, so daß also keinerlei Translationsverschiebung 4 mehr erforderlich ist, sondern nur noch eine Drehbewegung 21.

Selbstverständlich muß der Meßstrahl 5 in den Fällen der Fig. 11 und 12 ein divergenter Strahl bzw. ein "Strahlenfächer¹¹ sein, um den Baumstamm 2 in einem gewissen Querschnittsbereich bzw. im gesamten Querschnitt zu durchstrahlen und alle Detektoren 15a bis 15fi bzw. 15a bis 15z zu erfassen.

Nachstehend seien einige beispielsweise Angaben über den .Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer Einrichtung nach der Erfindung und der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gegeben:

Als Strahlenquelle dienen 14 mCi des Radionuklids Am-241, das Gammaquanten mit einer Energie von 60 keV emittiert. Die vom Baumstamm geschwächte Strahlung wird mit einem Szintillationsdetektor nachgewiesen. Dabei wird vor dem Detektor aus dem Strahlenkegel ein Spalt von 5 mm Breite und 18 mm Höhe mit einem Bleikollimator ausgeblendet. Strahlenquelle und -empfänger laufen auf Schienen, sie werden gemeinsam von einem Motor in Translationsrichtung bewegt. Die Rotationsbewegung von jeweils 15° kann mittels eines Motors oder von Hand mit Hilfe einer Gradskala vorgenommen werden. Diese Meßanordnung wird auf einen Geräteträger gesetzt, der am Baum festgeklemmt wird. Es wurden Stämme bis 40 cm Durchmesser untersucht. Gekoppelt mit der Translationsbewegung des Detektors ist eine Infrarotlichtschranke, die sich über eine fest angebrachte Lochschiene mit einem Raster von 2,5 mm bewegt und zur Bestimmung des Ortes einer Absorptionsmessung dient.

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Die gesamt Datenerfassung wird von einem Mikroprozessorsystem Intercept Jr. der Firma Intersil gesteuert, das den Befehlssatz der PDP-8/E verwendet. Der Mikrocomputer und die gemäß der Erfindung entwickelten Anpassungselektroniken sind in CMOS-Technologie aufgebaut, so daß sie sich durch geringen Stromverbrauch und unkritische Spannungsversorgung aus einem 6 V Bleiakku auszeichnen. Der Speicher umfaßt 4 K Worte zu 12 Bit, davon ist 1 k durch ein festes Betriebsprogramm in Read-only-memory belegt. Das Datenerfassungsprogramm benötigt 1 k Speicher, so daß 2 k für die Zwischenspeicherung der Absorptionsmessungen verbleiben.

Sobald sich das Datenerfassungsprogramm im Speicher des Mikrocomputers befindet, können die verschiedenen Unterprogramme durch Betätigung der Bedienungstastatur gestartet werden. Nach Messung der ungeschwächten Zählrate sowie des Nulleffekts erfolgen die Absorptionsmessungen. Es wird mit Impulsvorwahl gemessen, so daß sich die Meßschlitten um so langsamer bewegen, je dicker die gerade durchstrahlte Stelle des Baumes ist. Dadurch ergibt sich ein konstanter statistischer Fehler im gesamten Rekonstruktionsgebiet. Da keine hohe Orts- und Dichteauflösung gefordert werden, reicht der relativ kleine Meßwertspeicher zur Aufnahme eines Tomogrammes aus.

Nach Abschluß der Messungen an einem Baum werden die Meßdaten auf ein handelsübliches Kassettenbandgerät überspielt* damit wird der Datenspeicher für die nächste Meßreihe frei wird. Das Programm befindet sich ebenfalls auf Magnetband, so daß es im Bedarfsfall nachgeladen werden kann.

Nach Rückkehr aus dem Wald werden die Meßdaten unter Kontrolle des Mikrocomputers von der Magnetkassette auf Lochstreifen übertragen und im stationären ReHchchenzentrum in den Rechner TR 440 eingelesen. Das Auswerteprogramm nach dem Rekon-

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struktionsverfahren von Ramachandran und Lakshminarayanan mit zusätzlicher Tiefpaßfilterung berechnet die Absorptionskoeffizienten des gemessenen Baumquerschnittes in Abhängigkeit vom Ort. Die berechneten Werte können als Zahlenmatrix auf dem Schnelldrucker oder in graphischer Form als dreidimensionale Darstellung mit verdeckten Linien oder als Höhenschichtlinienbild ausgegeben werden.

Die Absorptionskoeffizienten des Holzes für Gammaquanten von 60 keV liegen etwa zwischen 0,05 und 0,2 ein"* . Der statistische Fehler der Messungen.verursacht durch das Quantenrauschen, wird ebenfalls durch das Auswerteprogramm berechnet; er liegt etwa bei 0,001 cm . Figur 8 zeigt die Rekonstruktion einer von Rotfäule befallenen Fichte. Die Absorptionskoeffizienten vermindern sich von etwa 0,18 cm am Rand auf 0,05 cm an den erkrankten Stellen bei einem statistischen Fehler der Rekonstruktion von 0,0012 cm" .

Die Meßzeit kann mit einem Gerät verkürzt werden, das mit mehreren Strahlungsdetektoren gleichzeitig arbeitet und dikke Bäume umspannen kann. Die Meßzeit wird weiter durch Verwendung eines Radionuklids mit höherer Quantenenergie verringert. Aus Strahlenschutz- und Gewichtsgründen sind Energien bis 300 keV verwendbar.

Weiterhin können Messungen durchgeführt werden, bei denen als Strahlenquelle nicht ein γ-strahlendes Radionuklid, sondern eine Neutronenquelle benutzt wird. Damit kann die Absorption von Neutronen in entsprechender Weise in einer Schicht an jedem einzelnen Ort ermittelt werden. Dadurch ist es möglich, Aussagen insbesondere über den Wasserstoff- bzw. Feuchtigkeitsgehalt der Materie zu machen. Auch sind simultane Absorptionsmessungen von Gamma- und Neutronenstrahlen möglich, um zusätzliche Informationen für zusätzliche Aussagen über das Innere der Objekte zu gewinnen.

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Durch Einsatz verschiedener Radionuklide, also durch Messung der Absorptionskoeffizienten für verschiedene Strahlungsenergie, lassen sich Informationen über die chemische Zusammensetzung an den einzelnen Stellen der entsprechenden Querschnitte gewinnen. Dazu sind die gleichen Messungen mit Strahlen verschiedener Energie durchzuführen. Das Verfahren bleibt unverändert, das Gerät wird lediglich durch eine Doppelstrahlenquelle und durch Diskriminatoren im Anschluß an die Detektoren ergänzt.

Das beschriebene Verfahren und die Einrichtung zu seiner Durchführung können nicht nur zum Nachweis der Rotfäule und anderer Baumerkrankungen am stehenden Stamm eingesetzt werden, sondern es können damit prinzipiell Messungen des Absorptionskoeffizienten an allen Stellen, die - aus welchen Gründen auch immer - unzugänglich sind, ausgeführt werden. Darüber hinaus·.haben sie auch praktische Bedeutung für den Routineeinsatz nicht nur in der Forst- und Holzwirtschaft, sondern auch zur überwachung des Gesundheitszustands von Stadt- und Parkbäumen, der Bäume entlang der Verkehrswege und im Bereich der Parkplätze usw. Möglich ist damit zum Beispiel auch die zerstörungsfreie Prüfung von Betonsäulen zur Untersuchung auf Hohlräume oder auf Art und Sitz von Stahlbewehrungen. Weitere Anwendungsbeispiele sind Untersuchungen an Rohren und Leitungen, die aus Gründen der Gefahr oder aus wirtschaftlichen Gründen nicht geöffnet werden sollen, um den Betrieb nicht zu unterbrechen.

Ende der Beschreibung.

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1-eerseite

Claims

KRAUS & WEISERT ■ ' ^:>

PATENTANWÄLTE £ Q 4 O / U

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8000 MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797078 ■ TELEX O5-212156 kpatd

TELEGRAMM KRAUSPATENT

2009 JS/ps

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren für die zerstörungsfreie Materialprüfung, insbesondere zum Feststellen der Rotfäule und anderer Baumerkrankungen in den Stämmen lebender Bäume, dadurch gekennzeichnet, daß man mittels der Computer-Tomographie eine ortsabhängige Bestimmung des Absorptionskoeffizienten des zu untersuchenden Materials, insbesondere des Stammes eines lebenden Baumes, für eine vorbestimmte Strahlungsart, vorzugsweise für γ-Strahlung, Röntgenstrahlung und/oder Neutronenstrahlung, in einem Querschnitt des Materials durchführt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Radionuklide γ-Strahlen emittierende Nuklide bis etwa 300 keV Strahlungsenergie, beispielsweise HG-203 oder Am-241, verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stamm eines lebenden Baumes senkrecht oder im wesentlichen zu dessen Längsrichtung durchstrahlt.

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4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für die zerstörungsfreie Materailprüfung, insbesondere zum Feststellen der Rotfäule und anderer Baumerkrankungen in den Stämmen lebender Bäume, gekennzeichnet durch ein um das zu untersuchende Material, insbesondere den Stamm (2) eines lebenden Baumes, herum anbringbares, vorzugsweise daran zu befestigendes, Trägergestell (16, 36) mit einer Meßeinrichtung (1) eines Computer-Tomographiesystems (1, 3» 7, 13) zur Messung des Absorptionskoeffizienten des zu untersuchenden Materials für eine vorbestimmte Strahlungsart, vorzugsweise für γ-Strahlung und/oder Neutronenstrahlung.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Trägergestell eine an einem Baumstamm (2) befestigbare Befestigungsvorrichtung (36) umfaßt, auf der ein Haltegestell (19) um den Baumstamm (2) herum drehbar gelagert ist, an dem eine Strahlenquelle (14) auf der einen Seite des Baumstammes (2) und ein diesem gegenüber auf der anderen Seite des Baumstammes angeordneter Detektor (15) für die Strahlung der Strahlenquelle (14) angebracht sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung (36) eine kreisförmige Führungsschiene (35) aufweist, auf der das Gestell oder in der am "Gestell (16) angebra.eh.te Schuhe, insbesondere Gleitschuhe-(34), gelagert und in Umfangsrichtung der kreisförmigen Führungsbahn verschiebbar sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die kreisförmige Führungsschiene (35) in mehrere kreissektorförmige Führungsschienenteile unterteilt ist, die an den Trennstellen (42)

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zum Montieren der Führungsschiene (35) um den Baumstamm (2) herum aneinander durch Verbindungsvorrichtungen befestigbar sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß an der kreisförmigen Führungsschiene (35) Befestigungsbolzen (39) angebracht sind, die sich in itirer Längsrichtung radial zu der Führungsschiene (35) erstrecken und in ihrer Längsrichtung verstellbar sind, so daß sie mit ihren dem Baumstamm (2) zugewandten Enden (41) an letzterem zur Anlage gebracht werden können.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbolzen (39) gleichmäßig über den Umfang der kreisförmigen Führungsschiene (35) verteilt und wenigsten drei Befestigungsbolzen vorgesehen sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Befestigungsbolzen (39) Gewindeteile aufweisen, die mit entsprechenden Gewindeteilen, welche an der kreisförmigen Führungsschiene (35) befestigt sind, in Eingriff stehen, so daß die Enden (41) durch weiteres Hineinschrauben der Befestigungsbolzen (39) in die Gewindeteile in Anlage an den Baumstamm (2) gebracht werden können.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung (36) eine im Abstand von der Führungsschiene (35) und parallel zu dieser vorgesehene kreisförmige Trägerschiene (37) aufweist, die ebenso wie die Führungsschiene (35) in mehrere kreissektorförmige Abschnitte unterteilt und mit letzterer durch Verbindungsstege (38) verbunden ist, an denen vorzugsweise die Befestigungsbolzen (39) angebracht sind.

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12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltegestell (19) eine halbkreisringförmige Platte (34) umfaßt, auf der parallel und diametral entgegengesetzt zueinander zwei Führungsschienen (43,44) angebracht sind, von denen die eine einen ersten Läufer (45) mit der Strahlungsquelle (14) und die andere einen zweiten Läufer (46) mit dem Detektor (15) längsverschieblich führt bzw. trägt.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der halbkreisringfcrmigen Platte (34) zwischen den beiden Führungsschienen (43,44) angebrachte Motor (19) über je eine Abtriebswelle (49,52), je ein im Bereich des einen Endes jeder Führungsschiene (43,44) vorgesehenes Getriebe (50,53) und je eine von letzteren ausgehende Läuferantriebs-Gewindespindel (51»54), die jeweils am anderen Ende der Führungsschiene (43,44) gelagert ist, und je eine am jeweiligen Läufer (45,46) fest angebrachte Mutter, Gewindehülse od.dgl., welche in Gewindeeingriff mit der jeweiligen Lauferantriebs-Gewindespindel (51,54) steht, mit den Läufern (45,46) verbunden ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, gekennzeichnet durch eine Längenmeßeinrichtung (22), vorzugsweise eine ortsfeste Lochschiene (47) mit Infrarotstrahlungsquelle und einen zusammen mit der Strahlungsquelle (14) oder dem Detektor (15) verschiebbaren Infrarotdetektor.
15. Einrichtung nach Anspruch 14 in Verbindung mit Anspruch 13"oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochschiene(47) mit der Infrarotstrahlungsquelle an oder in der Nähe von einer der Führungsschienen (43,44) angebracht ist, während der Infrarotdetektor an dem auf dieser Führungsschiene (43,44) verschiebbaren Läufer (45,46) vorgesehen ist.

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16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, gekennzeichnet durch zwei oder mehr nebeneinander vorgesehene Strahlungsquellen (14) für unterschiedliche Strahlungsenergien oder -arten.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Strahlungsquellen (14) eine Röntgen- bzw. γ-Strahlungsquelle und eine andere dieser Strahlenquellen (14) eine Neutronenstrahlungsquelle ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Detektoren (I5a-15d; 15a-15z) nebeneinander vorgesehen sind.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (15a-15z) kreisbogenförmig angeordnet und in einer solchen Anzahl vorgesehen sind, daß sie den gesamten vorgesehenen Querschnitts-Meßbereich erfassen.

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