DE3112183A1

DE3112183A1 - "verfahren zur erfassung der riss- oder kraterbildung in festen materialien"

Info

Publication number: DE3112183A1
Application number: DE19813112183
Authority: DE
Inventors: Xaver 8891 Kühbach Dafelmair; Herbert 8890 Aichach Mair
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1982-10-14

Description

Verfahren zur Erfassung der Riß- oder Kraterbildung
in festen Materialien.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zeitlichen und/oder räumlichen Erfassung der Riß- oder Kraterbildung in festen Materialien mittels einer Anzahl elektrisch leitender Drähte, welche innerhalb des Materials und/oder auf dessen Oberfläche in definierter Weise angeordnet und mit dem Material fest verbunden sind und deren Leitfähigkeit gemessen wird.
Zur Einbruchssicherung oder Materialüberwachung ist es bekannt, Drähte, Dehnungsmeßstreifen oder aufgedampfte Metallschichten zu verwenden, welche innerhalb oder auf der Oberfläche des zu überwachenden Materials angeordnet sind und bei Dehnung oder Riß aufgrund ihrer veränderten Leitfähigkeit ein elektrisches Signal erzeugen. In vielen Fällen genügt jedoch allein die Tatsache, daß eine Veränderung des Materials stattgefunden hat, nicht; vielmehr interessiert zusätzlich der zeitliche Ablauf oder die räumliche Verteilung der Veränderung.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur zeitlichen und/oder räumlichen Erfassung der Riß- oder Kraterbildung in festen Materialien zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt nach dem in den Patentansprüchen beschriebenen Verfahren.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß mit der chronologischen Erfassung der Meßwerte jedes einzelnen Drahtes der zeitliche und der räumliche Ablauf der Materialveränderung sowohl innerhalb extrem kurzer als auch extrem langer Zeiträume erfaßt und mit einer für die Auswertung angemessenen Geschwindigkeit ausgewertet werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel für einen extrem kurzzeitigen Meßvorgang soll im folgenden anhand der Figur beschrieben werden.
Die gezeigte Schaltunct dient zur Ermittlung der Kraterbildung in einer Betonplatte 1, auf welche im Punkt 1.1 eine Sprengladung 2 einwirkt. Da die Einwirkung einer senkrecht auf eine Platte gerichteten Ladung in der Regel radialsymmetrisch ist, c;eniigt es, wenn in die Betonplatte 1 nur auf einer Seite vom Auftreffpunkt 1.1 Abreißdrähte 3 angeordnet sind. Die Drähte verlaufen parallel zur Plattenebene in definierten Abständen neben- und übereinander und bilden so ein gleichmäßiges Raster aus fl Zeilen und mSpalten, Die Drähte 3.1 bis 3.N sind einzeln mit einer entsprechenden Anzahl von Eingängen eines Analog-Digital-Wandlers 4 verbunden. Der Abriß eines jeden Drahtes wird so in ein elektrisches, digitales Signal umgewandelt, welches an einem der entsprechenden Ausgänge des Analog-Digital-Wandlers anliegt. Die Ausgangszustände des Analog-Digital-Wandlers 4 werden in einstellbaren Zeitintervallen abgetastet und in einem elektronischen Speicher 5, z.B.
RAM, eingelesen. Der Speicher muß mindestens so viel Bits an Speicherkapazität besitzen, wie Meßdrähte vorhanden sind. Die Eingabe- und Auslesefrequenz wird über einen externen Rechteckgenerator 6 bestimmt. Der Speicher 5 wird über einen Binärzähler 7 adressiert. Die Bitein- und aus gabe erfolgt parallel, so daß die Informationen aller Drähte zur gleichen Zeit eingeschrieben oder ausgelesen werden.
Vor dem Ablauf eines Versuchs wird am Taktgenerator 6 die erforderliche Frequenz eingestellt und dessen Signal auf den Eingang 8.1 eines UND-Verknüpfungsgliedes 8 gegeben, welches ausgangsseitig mit dem Binärzähler 7 verbunden ist.
Bei der Wahl der Taktfrequenz ist zu beachten, daß die Anzahl der Speicherplätze - in diesem Fall 256 - multipliziert mit der Periodendauer die maximale, für die Messung zur Verfügung stehende Zeit ergibt.
Zum gleichzeitigen Starten des Speichervorganges und Zünden der Ladung 2 ist ein Zündgerät 9 sowohl mit der Ladung 2 als auch mit einem Schmitt-Trigger lo verbunden.
Bei Auslösen der Zündung gelang das Zündsignal über den Schmitt-Trigger 10 auf ein Flip-Flop 11 und wird dort gespeichert. Durch Setzen des Flip-Flops 11 wird dessen Ausgang Q auf binär 1 (high) gebracht. Dadurch sind die Eingangsbedingungen des UND-Verknüpfungsgliedes 8 erfüllt) Der Binärzähler 7 wechselt daraufhin die Speicherplätze bei jeder positiven Flanke des Taktimpulses aus dem Taktgenerator 6. Die negative Flanke des Taktimpulses dient als Befehl für den Speicher zur Uebernahme der Information.
Nach Erreichen des letzten, im gezeigten Falle also des 256.ten Speicherplatzes wird aus dem Binärzähler 7 ein Signalüberlauf entnommen, welches über ein Flip-Flop 12 gespeichert wird und 1en Speicher 5 von "Schreiben" auf "Lesen" umstellt.
Zum Auslesen und Auswerten des gespeicherten Versuchs wird der Binärzähler 7 auf Null zurückgestellt und die Taktzeit am Taktgenerator auf einen für die Auswertung genügend langen Zeitraum eingestellt. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die Taktimpulse zum geeigneten Zeitpunkt manuell eingegeben werden. Mit jedem Impuls springt der Speicher um einen Speicherplatz weiter und liefert eine Aussage darüber, welche Drähte zu welcher Zeit noch in Takt waren oder durch die fortschreitende Kraterbildung unterbrochen wurden. Hierzu können die Signalausgänge des Speichers 5 über Leuchtdioden 13.1 bis 13.N geführt werden, welche nach dem Schema der einzelnen Abreißdrähte 3.1 bis 3.N angeordnet sind. Der jeweils zugeordnete Speicherplatz wird über einen Binär-BCD-Wandler 14 und eine davon gesteuerte digitale Anzeigeeinrichtung 15 angezeigt.
dessen Eingang 8.2 mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops 11 verbunden ist.

Claims

Verfahren zur Erfassung der Riß- otier Kraterbildung in festen Materialien Patentansprtlche 1.4 Verfahren zur zeitlichen und/oder räumlichen Erfassung der Riß- oder Kraterbildung in festen Materialien mittels einer Anzahl elektrisch leitender Drähte, welche innerhalb des Material.; und/oder auf dessen Oberfläche in definierter Weite angeordnet und mit dem Material fest verbunden sind und deren Leitfähigkeit gemessen wird, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß jeder Draht einzeln vermessen und jede Veränderung des Meßergebnisses eine der Drähte chronologisch in einer elektronischen Speichereinrichtung gespeichert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Abriß eines jeden Drahtes als elektrisches Signal erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Kurzschluß zwischen zwei benachbarten Drähten als elektrisches Signal erfaßt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßergebnisse der einzelnen Drähte in definierten Zeitintervallen abgetastet und fortlaufend gespeichert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die gespeicherten Meßergebnisse mit einer von der Erfassungsgeschwindigkeit abweichenden Geschwindigkeit ausgelesen werden.
6. Verfahren zur zeitlichen und räumlichen Erfassung der Kraterbildung in Baumaterialien wie Beton oder Asphalt u.dgl. während des Beschusses durch eine Munition nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Drähte in definierten Abständen neben- und übereinander parallel nach Art einer Matrix angeordnet und in das Baumaterial eingegossen werden und, daß während der Einwirkzeit der Munition die Drähte in definierten Zeitintervallen zeilen- oder spaltenweise hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit abgetastet und die einzelnen Abtastwerte gespeichert werden.