DE3208167A1

DE3208167A1 - Messvorrichtung

Info

Publication number: DE3208167A1
Application number: DE19823208167
Authority: DE
Inventors: Eugen Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Macke; Rolf 2000 Hamburg Stahn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-03-06
Filing date: 1982-03-06
Publication date: 1983-09-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zum Messen der Dicke von auf dem Grund von' Gewässern befindlichen Schlammschichten.

Bei Abwasserableitungsanlagen besteht das Problem, daß sich auf dem Grund der Kanalisationskanäle Schlamm absetzt. Die Menge des anfallenden Schlamms ist von vielen Faktoren abhän-r gig. So z.B. der Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers. Durch die Schlammablagerungen wird der hydraulische Querschnitt der Kanäle verringert sowie die Abwasserbeseitigung nachteilig beeinflußt. Aus diesem -Grunde ist es erforderlich, Abwasserkanäle in regelmäßigen Abständen auf Schlammablagerungen zu überprüfen. Dieses wurde bisher durch stichprobenartige Überprüfungen durchgeführt, die sehr zeitaufwendig sind und darüberhinaus den Nachteil haben, daß eine lückenlose Überprüfung der Sohle der Kanäle nicht möglich ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Meßvorrichtung zu schaffen, mit der eine kontinuierliche Überprüfung von Kanälen auf Ablagerungen möglich ist, wobei die ermittelten Daten jeweils zur Auswertung gespeichert werden können.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch einen Schwimmkörper mit einer Fahrtrichtungsstabilisierungseinrichtung und mindestens einer Me-ßwertaufnahmeeinrichtung. Dieser Schwimmkörper ist geeignet durch die in den jeweiligen Gewässerkanälen vorhandene Strömung in der Fahrtrichtung stabilisiert mitgetriebon zu werden.

Weitere Merkmale der Erfindung we:~(.icn in den Unteransprüchen beschrieben. In den Zeichnungen sind Ausführunusforir.en der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindunqscjemüße Moßvorrichtung in einer schaubildlichen Ansicht von vorn,

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Pig. 2 die Meßvorrichtung nach Fig. 1 in einer schaubildlichen Ansicht von oben,

Fig. 3 die Meßvorrichtung nach Fig. 1 in einem Kanal
in einer schematischen Seitenansicht im teilweisen Schnitt,

Fig. 4 die Meßvorrichtung nach Fig. 1 in einem Kanal
in der Draufsicht,

Fig. 5 die Halterung einer Stabilisierungsstange an

der Meßvorrichtung in einer schematischen Draufsicht,

Fig. 6 eine weitere Ausbildung einer Meßvorrichtung in
einem Kanal in der Seitenansicht.

Die in den Fig. 1 und 2 schaubildlich dargestellte Meßvorrichtung 1 besteht aus einem Schwimmkörper 2, der mit einer Fahrtrichtuncsstabilisierungseinrichtung 3 und einer Meßwertaufnahmeeinrichtung 4 versehen ist. Der Schwimmkörper 2 ist plattenförmig ausgebildet und weist einen abgerundeten Bugabschnitt 24 auf. Die Meßwertaufnahmeeinrichtung 4 besteht aus einer Meßwertspeichereinheit 5 und einem Meßwertgeber 6. Der Meßwertgeber 6 ist als Meßarm 7 ausgebildet, dessen einer Endabschnitt 8 an einem Gelenk 9 am Schwiirjr.-körper 2 vertikal schwenkbar gelagert ist. Der Endabschnitt 8 des Meßarms 7 steht mit der Meßwertspeichereinheit 5 in Wirkverbi n<Iur.f Der andere Endabschnitt 10 des Meßarms 7 ist gewölbt alxjcwi nkol t und als Gleitstück 11 ausgebildet, das auf der Schlan;nobc?rr1 ärhe 12 gleiten kann.

Heckseitig ist auf dem Schwimmkörper 2 ein Lagerbock 17 anqr.=ordr>'-^r An diesem Lagerbock 17 ist der Meßarm 7 drehbar gelauert und ni t"
einer Stellstange 18 drehbar verbunden, die an einem im Lati^rbi-■:>:

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schwenkbar gelagerten Zapfen 19 befestigt ist. Die Stellstange 18 ist mit einer weiteren Stellstange 21 in Wirkverbindung, die mit der Meßwertübertragungswelle 20 der Meßwertspeichereinheit 5 ■ verbunden ist. Die Stellstange 18 liegt hierbei auf der Stellstan- :■ ge 21 auf, so daß eine Schwenkbewegung des Meßarms 7 über eine . Schwenkbewegung der Stellstange 18 eine Rotation der Meßwertüber-

If tragungswelle 20 durch verschwenken der Stellstange 21 bewirkt. Die Stellstange 21 weist zur Justierung ein Einstellgewicht 21a

Γ? auf, das an dem einen Endabschnitt der Stellstange 21 befestigt

ί ist.

Die Meßwertspeichereinheit 5 und die Meßwertaufnahmeeinrichtung 4 sind allgemein koaxial zueinander auf dem Schwimmkörper 2 ange-■ ordnet. Aus diesem Grund ist am Heck 22 des Schwimmkörpers 2 eine schlitzartige Durchbrechung 23 ausgebildet, in der der Meßarm 7 vertikal verschwenkbar ist.

Die Meßweriaufnahmeeinrichtung 4 kann z.B. einen Meßwertaufnehmer 4a aufweisen, in dem sich ein feingelagertes Pendel befindet, in dessen Drehpunkt die Achse eines empfindlichen Potentiometers befestigt ist. Eine Drehung des luftdicht gekapselten MeßwertaufneKmers 4a bewirkt aufgrund der Schwerkraft des Pendels eine Spannungsänderung an dem Potentiometer. Die Drehung kann durch Wirkeingriff der Stellstange 21 erfolgen. Die Signale des Potentiometers werden in digitale Daten gewandelt und in die Meßwertspeichereinheit 5 übertragen. Diese ist zweckmäßigerweise als Speicherelektronik ausgebildet, in der die vom Meßwertaufnehmer 4a einlaufenden Signale mit einem vorwählbaren Zeittakt in die einzelnen Speicher übertragen werden. Der Speicherinhalt kann nach Beendigung der Messung auf beliebige Ausleseeinheiten wie Plotter, Magnetband u.dgl. übertragen werden. Da die MeßwertaufnahiTujcinrichtung über austauschbare Batterien oder einen Akku erfolgen kann, ist sie von einer externen Stromversorgung unabhängig

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Die Fahrtrichtungsstabilisierungseinrichtung 3 besteht aus vier Stabilisierungsstangen 25 mit Schwimmkörpern 26, von denen jeweils zwei Stabilisierungsstangen an jeder Längsseite des Schwimmkörpers 2 angeordnet sind. Die Stabilisierungsstangen 25 sind hierbei zur Längsachse des Schwimmkörpers 2 allgemein schiefwinklig nach hinten gerichtet (Fig. 4). Jede Stabilisierungsstange

25 besteht aus zwei jeweils ineinander verschieblichen*Rohrstücken 27, 28 (Fig. 5). Anjedem Rohrstück 28 ist einer der Schwimmkörper

26 befestigt. Hierbei ist jeder Schwimmkörper 26 etwa mittig auf dem zugehörigen Rohrstück 28 so angeordnet, daß an dem freien Ende des Rohrstücks 28 ein mit einem Stoßschutz 29 versehener Rohrabschnitt 30 ausgebildet wird. Der Stoßschutz 29 kann als Kunststoffkappe od.dgl. ausgebildet sein.

Die dem Schwimmkörper 2 zugewandten Rohrabschnitte 34 der Rohrstücke 27 der Stabilisierungsstangen 25 sind um jeweils einen senkrechten Zapfen 31 od.dgl. horizontal schwenkbar und an einem Anschlag 32 zur Anlage bringbar. Hierdurch ist es möglich, daß bei einer Durchfahrt der Meßvorrichtung 1 durch einen engwandigen Kanal die Rohrabschnitte 30 an der Kanalwand zur Anlage korr,-men und hierdurch die Stabilisierungsstangen 25 nach hinten schwenken. Der Anschlag 32 begrenzt hierbei die mögliche Schwenkbewegung der Stabilisierungsstangen 25 in einer Stellung, bei der noch eine ausreichende Fahrtrichtungsstabilisierung möglich ist. Die Anschläge 32 können als Stifte33, Absätze od.dgl. ausgebildet sein. Zweckmäßig ist es, an jedem Anschlag 32 oder an jedem an ihm zur Anlage bringbaren Abschnitt des Rohrstürks der Stabilisierungsstange 25 einen Abschnitt definierter Sollbruchfestigkeit vorzusehen. Dieses ermöglicht ein durchtreiben der Meßvorrichtung 1 auch durch sehr engwandige Kanäle, wobei dann die Stabiliserungsstangen 25 bis in eine nahezu parallel

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zur Längsachse des Schwimmkörpers 2 ausgerichtete Stellung schwenkbar sind. Wenn die Meßvorrichtung 1 wieder in einem größeren Kanal 14 zugänglich wird, müssen die Anschläge 32 erneuert werden.

Durch die Längenverstellbarkeit der Stabilisierungsstangen 25 ist eine weitgehende Anpassung der Meßvorrichtung 1 an die jeweiligen Kanalquerschnitte möglich.

Bei Verwendung einer Meßwertaufnahmeeinrichtung 4 wird mittels des Gleitstücks 1 1 durch verschwenken des Meßarms 7 der Winkel OL j zwischen einer fiktiven Stellung des Gleitstücks 11 auf der ; Sohle 15 des Kanals und der tatsächlichen Stellung des Gleit-" Stücks 11 auf der Schlammoberfläche 12 gemessen. Zur Auswertung X ist es^- erforderlich, den Abstand T des Wasserspiegels im Kanal '^: 14 von der Sohle 15 beispielsweise mit einem Meßstab zu messen.

• In Fig. 6 ist eine weitere Meßvorrichtung 1a dargestellt, die

^; ebenfalls einen Schwimmkörper 2 aufweist. Zusätzlich zur bereits ! . beschriebenen Meßwertaufnahmeeinrichtung 4- und der Fahrtrichtungs-

: Stabilisierungseinrichtung 3 ist jedoch noch eine Höhendistanz-

I meßeinrichtung 35 vorgesehen, mittels derer der Abstand des

\ Schwimmkörpers 2 vom Scheitel 16 des Kanals 14 meßbar ist. Hier-

\ durch ist es nicht mehr erforderlich, vor Durchführung des Meß-

\ Vorgangs, die Höhe des Wasserspiegels T zu messen. Dieses hat

X den Vorteil, daß bei Sohlenversackungen u.dgl. mögliche Fehl-

! messungen wegen Veränderung des Wertes T vermieden werden. Die

• Höhendistanzmcßcinrichtung 35 weist einen schwenkbar an den Schei- : tel 16 des Kanals 14 zur Anlage bringbaren Meßarm 36 auf, dessen

; Schwcnkwinkel β als Meßgröße von einem Meßwertaufnahmegerät 37 aufnehmbar und in einem Meßwertspeicher 38 speicherbar ist. Das Meßwertaufnahmegerät 37 kann ähnlich wie der Meßwertaufnehmer 4a ausgebildet sein. Es ist auch möglich, statt eines Meßarms-36

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die Höhendistanzmeßeinrichtung 35 mit einem Ultraschallsender zu versehen, der auf den Scheitel 16 des Kanals 14 gerichtet ist.

Zweckmäßig ist es, die Höhendistanzmeßeinrichtung 35 mit der Meßwertaufnahmeeinrichtung 4 in Wirkverbindung zu bringen. Hierzu, kann die Höhendistanzmeßeinrichtung 35 und die Meßwertaufnahmeeinrichtung 4 mit einem gemeinsamen Zeittaktgeber 3 9 zur Synchronisierung der Meßwertaufnahme verbunden sein. Es ist auch möglich, die von der Höhendistanzmeßeinrichtung 35 und der Meßwertaufnahmeeinrichtung 4 aufgenommenen und gespeicherte Meßwerte in einem Meßwertrechner 40 sQweit aufzuarbeiten, daß bei Beendigung des Meßvorgangs die Aüsgangswerte des Meßwertrechners 40 direkt ausgegeben werden können. Auch bei der Vorrichtung 1a ist es zweckmäßig, neben der Meßwertaufnahmeeinrichtung 4 auch die Höhendistanzmeßeinrichtung 35 energetisch mit einer Batterie, einem Akku od.dgl. zu verbinden.

Es ist auch möglich,die Meßarme 7,36 an der Meßwertübertragungswelle 20 der Meßwertspeichereinheit 5 und dem Meßwertaufnahmegerät 3 7 zu lagern.Hierbei können das Meßwertaufnahmegerät 37 und die Meßwertspeichereinheit 5 quer zur Längsachse des Schwimmkörpers 2 angeordnet werden.Die Meßarme 7,36 werden um die Mittelachsen der Meßwertübertragungswellen 20 geschwenkt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.)Meßvorrichtung zur Messung der Dicke von auf dem Grund von Gewässern befindlichem Schlamm, gekennzeichnet durch einen Schwimmkörper (2) mit einer Fahrtrichtungsstabilisierungseinrichtung (3) und mindestens einer Meßwertaufnahmeeinrichtung (4).

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertaufnahmeeinrichtung (4) aus einer Meßwertspeichereinheit (5) besteht, die mit einem Meßwertgeber (6) verbunden ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichet, daß der Meßwertgeber (6) als Meßaxm (7) ausgebildet ist, dessen einer Endabschnitt (8) an einem Gelenk (9) am Schwimmkörper

(2) vertikal schwenkbar gelagert ist und mit der Meßwertspeichereinheit (5) in Wirkverbindung steht und tlenscn anderer Endabschnitt (10) gewölbt abgewinkelt als auf der Schlurrmoborfläche (12) gleitbares Gleitstück (11) ausgebildet ist.

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4. Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßarin (7) an einem heckseitig auf dem Schwimmi^: körper (2) angeordneten Lagerbock (17) drehbar gelagert

"■: und mittels eines Übertragungsglieds mit einer Meßwertüber-

.; tragungswelle (20) der Meßwert Speichereinheit (5) verbunden

ist.

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5. Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, I daß der Meßarm (7) an einem heckseitig auf dem Schwimm- \l körper (2) angeordneten Lagerbock (17) drehbar gelagert und

p mit einer Stells-tange (18) drehbar verbunden ist, die an

!! einem im Lagerbock (17) schwenkbar gelagerten Zapfen (19)

;! befestigt ist und mit einem Meßwertübertragungsglied der

;; Meßwertspeichereinheit (5) in Wirkverbindung steht.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß : das Meßwertübertragungsglied als mit einer Meßwertübertragungswelle (20) der Meßwertspeichereinheit (5) verbundene Stellstange (21) ausgebildet ist.

7. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellstange (21) rechtwinklig zur Stellstange (18) angeordnet ist.

8. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßarm (7) in einer schlitzartigen am Heck (22) des Schwimmkörpers (2) angeordneten Durchbrechung (23) vertikal verschwenkbar ist.

9. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (2) plattenförmig mit einem abgerundeten Bugabschnitt (24) ausgebildet ist.

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10. MeSvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrtrichtungsstabilisierungseinrichtung (3) aus beidseitig am Schwimmkörper (2) schwenkbar angeordneten über den Schwimmkörper (2) hinausragenden Stabilisierungsstangen (25) mit Schwimmkörpern (26) besteht.

11. Meßvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Längsseite des Schwimmkörpers (2) zwei Stabilisierungsstangen (25) angeordnet sind.

12. Meßvorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstangen (25) aus zwei jeweils ineinander verschieblichen Rohrstücken (27, 28) bestehen.

13. Meßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß an jedem Rohrstück (28) ein Schwimmkörper (26) befestigt ist.

14. Meßvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwimmkörper (26) etwa mittig auf dem zugehörigen Rohrstück (28) unter Ausbildung eines freien mit einem Stoßschutz (29) versehenen Rohrabschnitts (30) angeordnet ist.

15. Meßvorrichtung nach Anspruch 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsstangen (25) allgemein zur Längsachse des Schwimmkörpers (2) schiefwinklig nach hinten gerichtet sind.

16. Meßvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß 'der dem Schwimmkörper (2) zugewandte Rohrabschnitt (34) einer jeden Stabilisiserungsstange (25) um einen senkrechten Zapfen (31) od.dgl. horizontal schwenkbar und an einem Anschlag (32) zur Anlage bringbar ist.

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17. Meßvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschlag (32) als Stift (33), Absatz od.dgl. ausgebildet ist.

18. Meßvorrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet daß jeder Anschlag (32) oder jeder an ihn zur Anlage bringbare Abschnitt des Rohrstücks (27) der Stabilisierungsstange (25) einen Abschnitt definierter Sollbruchfestigkeit aufweist.

19. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schwimmkörper (2) eine Höhendistanzmeßeinrichtung

(35) angeordnet ist, mittels derer der Abstand des Schwimmkörpers (2) zum Scheitel (16) des Kanals (14) meßbar ist.

20. Meßvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhendistanzmeßeinrichtung (35) einen schwenkbar an dem Scheitel (16) des Kanals (14) zur Anlage bringbaren Meßarm

(36) aufweist, dessen Schwenkwinkel als Meßgröße von einem Meßwertaufnahmegerät (37) aufnehmbar und in einem Meßwertspeic!

(38) speicherbar ist.

21. Meßvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhendistanzmeßeinrichtung (35) einen auf den Scheitel (16) des Kanals (14) gerichteten Ultraschallsender aufweist, dessen Meßwerte von einem Moßwertaufnahmegerät aufnehmbar und in einen Meßwertspeicher (38) speicherbar sind.

22. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhendistanzmeßeinrichtung (35) mit der Meßwertaufnahmoeinrichtung (4) in Wirkverbindung steht.

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23. Meßvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhendistanzmeßeinrichtung (35) und die Meßwertaufnahmeeinrichtung (4) mit einem Zeittaktgeber (39) zur Synchronisierung der Meßwertaufnahme und einen Meßwertrechner (40) verbunden sind.

24. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhendistanzmeßeinrichtung (35) und/oder die Meßwertaufnahmeeinrichtung (4) mit einer Batterie, einem Akku od.dgl. energetisch verbunden sind.

25. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 24,dadurch gekennzeichnet, daß der Meßarm (7,36) an der Meßwertübertragungswelle (20) der Meßwertspeichereinheit (5) und dem Meßwertaufnahmegerät (37) gelagert und um die Mittelachse der Meßwertübertragungswelle (20] schwenkbar ist.

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