DE4414910A1 - Scanning device for measuring depth, position and number of steel reinforcing bars in concrete - Google Patents

Scanning device for measuring depth, position and number of steel reinforcing bars in concrete

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DE4414910A1 DE19944414910 DE4414910A DE4414910A1 DE 4414910 A1 DE4414910 A1 DE 4414910A1 DE 19944414910 DE19944414910 DE 19944414910 DE 4414910 A DE4414910 A DE 4414910A DE 4414910 A1 DE4414910 A1 DE 4414910A1
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Abstract

The scanning device involves measuring probes working on a magnetic or inductive principle, which take a number of readings i.e. at least 5, along a concrete surface. The measured data signals together with the corresponding surface positions are simultaneously processed and shown as a graph e.g. on a liquid crystal display of a portable battery-operated unit.The probe responds to a bar by indicating a maximum peak on the graph as it moves across the surface, and indicates e.g. 2 peaks if there are 2 bars close together, where a lower maximum also suggests a more deeply situated bar. Thus position measurement of the bars relative to the surface and each other is enabled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überdeckungsmeßgerät, diese Geräte werden benutzt zur Ortung von Bewehrung in Baukonstruktionen, zur Feststellung der Überdeckung z. B. bei Tunneln, Brücken und Gebäuden.The invention relates to a coverage measuring device, these devices are used for Location of reinforcement in building structures, to determine the coverage z. B. at Tunnels, bridges and buildings.

Bei den handelsüblichen Überdeckungsmeßgeräten sind verschiedene Meßprinzipien bekannt zur Feststellung der Lage und Tiefe - Überdeckung - von Stahlbetonbewehrung. Diese Prinzipien sind alle dadurch gekennzeichnet, daß sie ausgerüstet sind mit einer Meß-Sonde, dessen Ausgangssignal sich durch beispielsweise magnetische oder induktive Beeinflussung der Stahlbeweh­ rung ändert. Diese Beeinflussung wird weitergeleitet an ein Auswertegerät und auf einer analogen oder digitalen (numerischen) Anzeige ausgegeben.There are various measuring principles in the commercially available cover measuring devices known to determine the location and depth - Coverage - of reinforced concrete reinforcement. These principles are all through characterized in that they are equipped with a measuring probe, the output signal by, for example, magnetic or inductive influence on the steel reinforcement tion changes. This influence is forwarded to an evaluation device and on one analog or digital (numerical) display.

Der heutige Stand der Meßtechniken geht aus dem "Merkblatt für Bewehrungsnachweis und Überdeckungsmessung bei Stahl- und Spannbeton", Merkblatt B2, 1990, Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung, Berlin, hervor, herausgegeben vom Beuth Verlag. Einige Meßprinzipien werden beschrieben in den Offenlegungsschriften DE 35 35 117, DE 37 07 210, DE 39 36 278 und der Patentschrift DE 33 27 269.The current state of measurement techniques can be found in the "Information sheet for reinforcement analysis and coverage measurement for reinforced and prestressed concrete ", Merkblatt B2, 1990, Deutsche Society for Non-Destructive Testing, Berlin, published by Beuth Publishing company. Some measuring principles are described in the published documents DE 35 35 117, DE 37 07 210, DE 39 36 278 and the patent specification DE 33 27 269.

All diese Instrumente kennzeichnen sich dadurch, daß sie nur einen einzelnen Meßwert gleichzeitig erfassen und wiedergeben.All these instruments are characterized by the fact that they only have a single measured value Capture and play back simultaneously.

Das Ermitteln der Position und Tiefe der Bewehrung erfolgt in der Weise, daß die Sonde des Meßgerätes auf die zu überprüfende Oberfläche gestellt und diese Oberfläche mit der Sonde abgetastet wird. Das Meßgerät zeigt die ermittelte Bewehrung an wenn sich ein Bewehrungsstab im Beton genau unter der Mitte der Sonde befindet. Da die Sonde im wesentlichen durch die Nähe von Stahl beeinflußt wird, tritt jedoch auch eine Beeinflussung auf, wenn die Meßsonde sich auf der Oberfläche in der Nähe von dem Bewehrungsstab befindet. Zwar ist durch konstruktive Maßnahmen diese Empfindlich­ keit so weit wie möglich unterdrückt worden, um damit die Trennschärfe des Meßgerätes zu maximieren, es tritt jedoch immer noch eine spürbare Beeinflussung der Meßsonde auf. The position and depth of the reinforcement are determined in such a way that the probe of the measuring device placed on the surface to be checked and this surface with the probe is scanned. The measuring device shows the determined reinforcement if a reinforcement bar is located in the concrete just below the center of the probe. Because the probe is essentially influenced by the proximity of steel, but also occurs Influencing when the probe is on the surface near the Reinforcement bar. This is sensitive due to constructive measures speed has been suppressed as much as possible to reduce the selectivity of the Maximize measuring device, but there is still a noticeable influence on the Probe on.  

Durch Aufspüren der Stelle auf dem Beton mit dem größten Meßwert wird jetzt die Stelle erfaßt, worunter sich die Bewehrung befindet. Aus der Größe des Ausgangssigna­ les des Meßaufnehmers an dieser Stelle ist die Tiefe der Stahlbewehrung zu ermitteln.By locating the location on the concrete with the greatest measured value, the Find out what the reinforcement is under. From the size of the output signal The depth of the steel reinforcement must be determined at this point on the sensor.

Das Problem ist jedoch, daß im Falle, in dem sich zum Beispiel 2 oder mehr Beweh­ rungsstäbe nahe beieinander befinden, bei diesem Meßverfahren die Meßsonde durch die beieinander liegenden Stäbe gleichzeitig beeinflußt wird. Hierdurch ist zumindest die Lage der einzelnen Stäbe nicht mehr zu erkennen, sogar ist in vielen Fällen nicht mehr erkennbar, daß es sich um mehrere Stäbe handelt. Es wird bei diesen Verfahren beim Aufsuchen der Bewehrung nur ein einzelnes Maximum gefunden. Der hieraus ermittelte Meßwert entspricht jedoch wegen der gleichzeitigen Beeinflussung der Meßsonde durch mehrere Stäbe nicht mehr der Überdeckung.The problem, however, is that in the case where, for example, 2 or more tion rods are close to each other, with this measuring method, the measuring probe the adjacent bars is affected at the same time. This is at least the The position of the individual bars can no longer be recognized, and in many cases it is no longer even possible recognizable that there are several bars. It is used in these procedures Searching the reinforcement found only a single maximum. The one determined from this However, the measured value corresponds due to the simultaneous influence of the measuring probe by covering several bars no longer.

Hierdurch ergibt sich ein unrichtiges Bild, außerdem wird der Fehler oft nicht erkannt, da nur ein einzelnes Maximum vorhanden ist, obwohl sich im unterliegenden Beton 2 oder mehr Stäbe befinden.This results in an incorrect picture, and the error is often not recognized, since there is only a single maximum, although there is 2 or more rods.

Da im heutigen bewehrten Betonbau komplexere und enger tolerierte Bewehrungskon­ struktionen vorkommen, tritt das Problem immer häufiger auf, um an Bewehrungskon­ struktionen mit nahe aneinander liegenden Stäben eindeutige und fehlerfreie Über­ deckungsmessungen ausführen zu können.Because in today's reinforced concrete construction, more complex and more closely tolerated reinforcement cones structures occur, the problem arises more and more frequently to connect to reinforcement con structures with bars lying close to each other clear and error-free over to be able to perform coverage measurements.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, daß in einer Situation wie im oben geschilder­ ten Beispiel, Aussagen über Form und Stückzahl der Bewehrungselemente gemacht werden können an Hand von dem Verlauf des Meßwertes, wenn sich die Meßsonde auf der Oberfläche des Stahlbetons von der Meßstelle an der der Maximalwert ermittelt ist, entfernt. Da jedoch bei dem bekannten Verfahren nur ein einziger Meßpunkt gleichzeitig ausgegeben wird und außerdem keine Angaben über die Position der Meßsonde auf der Oberfläche vorhanden sind, ist es dem Benutzer in der Praxis oft nicht möglich, sich ein genaueres Bild über den Verlauf zu verschaffen.The invention is based on the idea that in a situation as described above example, statements about the shape and number of pieces of reinforcement elements can be based on the course of the measured value when the probe is on the surface of the reinforced concrete from the measuring point at which the maximum value is determined, away. However, since in the known method only a single measuring point at the same time is output and also no information on the position of the measuring probe the surface are present, the user is often not able in practice to get a more precise picture of the course.

Mit dem Verfahren gemäß Anspruch Nr. 1 sind diese Probleme zu umgehen. Da bei dem Verfahren durch Abtasten der Betonoberfläche mit der Sonde eine große Anzahl von Meßergebnissen gleichzeitig und in der gleichen geometrischen Anordnung wie an dem zu überprüfenden Objekt wiedergegeben wird, ist hiermit auf dem Display ein maßstabgerechtes Bild von dem geometrischen Verlauf der Meßergebnisse ermittelt worden.With the method according to claim No. 1, these problems can be avoided. There with the method by scanning the concrete surface with the probe a large number of measurement results simultaneously and in the same geometric arrangement as  the object to be checked is shown on the display true-to-scale image of the geometric course of the measurement results been.

Hiermit sind Fehlinterpretationen, wie diese bei einer konventionellen Messung auftreten, zu vermeiden, da sich aus der zusätzlichen Information durchHereby misinterpretations, as they occur with a conventional measurement, to avoid, because of the additional information

  • - das gleichzeitige Ausgeben einer großen Anzahl von Meßwerten und- the simultaneous output of a large number of measured values and
  • - deren geometrischer Zusammenhang mittels der Ausgabe des Meßwertes in analoger oder ausreichend fein abgestufter Weise ein Bild ergibt, das Einsicht gibt über die- their geometric connection by outputting the measured value in analogue or sufficiently finely graduated Results in a picture that gives insight into the
  • - Anzahl,- Number,
  • - Lage und- Location and
  • - Form der vom Meßgerät ermittelten Bewehrungsobjekte.- Shape of the reinforcement objects determined by the measuring device.

Die Vorteile von einem Überdeckungsmesser, der mit einem solchen Verfahren ausgestattet ist, sind nicht nur, daß der Benutzer des Gerätes während dem Meßvor­ gang wesentlich bessere Einsicht bekommt bei sich dicht nebeneinander befindenden Stäben oder bei Beeinflussung durch tieferliegende Bewehrungsstäbe, sondern auch, daß der Benutzer besseren Einblick in die Form von Bewehrungsstrukturen erhält, schiefe Lage kompletter Bewehrungsaufbauten schneller detektieren kann und sich ein besseres Bild von dem Durchmesser der Stäbe formen kann.The benefits of a cover knife using such a procedure is not only that the user of the device during the measurement gang gets much better insight if they are close together Bars or when influenced by deeper reinforcement bars, but also, that the user gets better insight into the form of reinforcement structures, oblique position of complete reinforcement structures can detect faster and one can form a better picture of the diameter of the rods.

Der Aufbau eines solchen Meßgerätes kann an Hand von dem folgenden Beispiel erläutert werden:The structure of such a measuring device can be seen from the following example are explained:

Die Meßergebnisse, die bei dem Abtasten der Betonoberfläche nach üblichem Verfah­ ren ermittelt werden, werden von einem analog zu digital Umwandler in einen Digitalwert umgesetzt und auf diese Weise zur Speicherung in digital-Bausteine vorbereitet. Anschließend wird der Meßwert im Gerät gespeichert, und zwar geordnet nach der Stelle auf der Betonoberfläche, an der er ermittelt wurde.The measurement results obtained when scanning the concrete surface according to the usual procedure are determined by an analog to digital converter into a digital value implemented and prepared in this way for storage in digital modules. Subsequently the measured value is saved in the device, sorted according to the position on the concrete surface on which it was determined.

Während dem Verfahren werden die Daten von einem Microprocessor-Baustein in Bildpunkte umgerechnet und gemäß Verfahren auf einem im Meßgerät eingebauten Display ausgegeben. During the process, the data is processed by a microprocessor module Pixels converted and according to the procedure on a built-in measuring device Display issued.  

Die Information betreffend der Verschiebung der Meßsonde über die Oberfläche und somit die geometrisch richtige Anordnung der Messung kann auf besonders vorteilhafte Weise durch Vorgabe auf dem Display von der vom Prüfer zu folgenden Bewegung erfolgen.The information regarding the displacement of the measuring probe over the surface and thus the geometrically correct arrangement of the measurement can be particularly advantageous This is done by specifying on the display the movement to be followed by the inspector respectively.

Der Benutzer des Meßgerätes folgt den vom Meßgerät vorgegebenen Bewegungen mit der Meßsonde auf der zu überprüfenden Betonoberfläche. Obwohl bei einer solchen Verschiebungsermittlung keine direkte Eingabe der Verschiebung erfolgt, sondern der Benutzer der Angabe des Meßgerätes folgt, sind mit dieser Arbeitsweise in der Praxis überraschend gute Resultate erreicht worden. Bei größeren Oberflächen können zur exakteren Führung der Sonde einige Markierungen auf der zu überprüfenden Oberfläche angebracht werden.The user of the measuring device follows the movements specified by the measuring device the measuring probe on the concrete surface to be checked. Although with such Displacement determination does not directly enter the displacement, but the Users who follow the indication of the measuring device are in practice with this method of working surprisingly good results have been achieved. For larger surfaces can exact guidance of the probe some markings on the to be checked Surface.

Wird ein solches System mit einem grafischen hochauflösenden Flüssig-Kristall-Display ausgestattet, dann läßt sich hiermit ein kostengünstiges, kompaktes, tragbares und batteriebetriebenes Gerät zusammenstellen, das vor Ort, wie zum Beispiel an Baustellen, direkt einsetztbar ist.Such a system will have a graphic high-resolution liquid crystal display equipped, then it can be an inexpensive, compact, portable and Assemble battery-operated device that can be used on site, e.g. at construction sites, can be used directly.

Die Ergebnisse, die mit dem Verfahren erreicht werden können, sind an den folgenden Beispielen zu erläutern.The results that can be achieved with the method are as follows To explain examples.

Ein einfaches Beispiel von dem Verfahren ist, wobei die Meßsonde in einer geraden Linie, zum Beispiel von links nach rechts, über die bewehrten Betonoberfläche bewogen wird. Hierbei können die erfaßten Meßdaten wie folgt auf einem grafischen Display im Auswertegerät wiedergegeben werden: Entsprechend der linienförmigen Bewegung der Meßsonde werden die Meßstellen auf dem Display von links nach rechts in einer horizontalen Linie geschrieben. Hierbei wird in senkrechter Richtung auf dem Display der jeweils an der entsprechenden Stelle auf der Betonoberfläche ermittelte Meßwert als Senkrechtwert wiedergegeben.A simple example of the method is where the probe is in a straight line Line, for example from left to right, moved over the reinforced concrete surface becomes. The recorded measurement data can be shown on a graphic display in the Evaluation device are reproduced: According to the linear movement of the Measuring probe, the measuring points on the display are from left to right in one horizontal line written. This is shown in the vertical direction on the display the measured value determined at the corresponding point on the concrete surface as Vertical value reproduced.

Die Anzeige der bei den Meßwerten ermittelten Überdeckungsdaten kann mittels einer Skalenverteilung an der linken Seite des Displays erfolgen, oder einigen Stellen als numerische Zahl zusätzlich zu der Kurve angegeben werden.The coverage data determined in the measured values can be displayed by means of a Scales are distributed on the left side of the display, or in some places as numerical number can be specified in addition to the curve.

Die Ergebnisse, die auf diese Weise erreicht werden können, sind in den Fig. 1 und 2 abgebildet. The results that can be achieved in this way are shown in FIGS. 1 and 2.

In dem Falle, in dem sich nur ein Bewehrungsstab unter der Betonoberfläche befindet, ergibt sich ein Bild auf dem Display wie abgebildet in Fig. 1. Die Kurve zeigt ein einziges Maximum, dieser Maximalwert entspricht der Stelle der kontrollierten Oberfläche, die sich genau über dem Betonstahl befindet. Hier wird der korrekte Wert für die Überdeckung ermittelt.In the case where there is only one reinforcement bar under the concrete surface, an image is shown on the display as shown in Fig. 1. The curve shows a single maximum, this maximum value corresponds to the location of the controlled surface that is exactly above the Reinforcing steel is located. The correct value for the coverage is determined here.

In dem Falle, in dem sich zwei Bewehrungsstäbe nahe aneinander unter der Betonober­ fläche befinden, ergibt sich ein Bild auf dem Display wie abgebildet in Fig. 2. Die Kurve zeigt ein stufenweises Abfallen des Meßwertes, was eindeutig darauf hinweist, daß sich hier ein zweiter, und zwar tiefer liegender, Bewehrungsstab an dieser Stelle unter der Oberfläche befindet.In the case where two reinforcement bars are close together under the concrete surface, there is an image on the display as shown in Fig. 2. The curve shows a gradual decrease in the measured value, which clearly indicates that there is a second , namely deeper, reinforcement bar located at this point below the surface.

Alternativ läßt sich mit dem Verfahren eine flächendeckende Messung ausführen. Die Meßergebnisse können dann zum Beispiel als Helligkeitswert oder als Farbenskala auf dem Display angezeigt werden.Alternatively, an area-wide measurement can be carried out with the method. The Measurement results can then be displayed, for example, as a brightness value or as a color scale appear on the display.

Eine flächendeckende Meßung ist am besten durchführbar, indem mehrere linienförmige Meßbewegungen parallel nebeneinander auf der Betonoberfläche ausgeführt werden.A comprehensive measurement is best carried out by using several linear ones Measuring movements are carried out in parallel next to each other on the concrete surface.

Die Ergebnisse einer flächendeckenden Messung verschaffen dem Benutzer des Gerätes bessere Einsicht in die Lage und Form von komplexeren Bewehrungsstruktu­ ren.The results of a comprehensive measurement provide the user of the Device better insight into the location and shape of more complex reinforcement structures ren.

Claims (3)

1. Überdeckungsmeßgerät zur Lokalisierung beziehungsweise Ermittlung von dem Abstand zur Oberfläche von Bewehrungsstäben in Stahlbetonbauten und Stahlbeton­ elementen, mit einer oder mehreren Meßsonden, die im Wesentlichen durch die Anwesenheit innerhalb des Meßbereiches von Stahl-Bewehrungsstäben beeinflußt werden zum Beispiel auf magnetische oder induktive Weise und womit der zu messen­ de Abstand der Bewehrung zur Oberfläche ermittelt wird aus der gesamten Beein­ flussung der Meßsonde, gekennzeichnet durch ein in dem Meßgerät integriertes, grafisches Verfahren, wobei die Ausgabe der Meßwerte auf dem Display sowohl durch die Beeinflussung der Meßsonde als auch durch die Verschiebung der Meßsonde über die zu überprüfende Oberfläche bestimmt wird.1. Coverage measuring device for localization or determination of the distance to the surface of reinforcing bars in reinforced concrete structures and reinforced concrete elements, with one or more measuring probes, which are essentially influenced by the presence within the measuring range of steel reinforcing bars, for example in a magnetic or inductive manner and with what The distance of the reinforcement to be measured from the surface is determined from the total influence of the measuring probe, characterized by a graphic method integrated in the measuring device, the output of the measured values on the display both by influencing the measuring probe and by the displacement of the Measuring probe over the surface to be checked is determined. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • 2.1. die Auswertung der Meßergebnisse auf einem grafischen Display wiedergegeben wird,
  • 2.2. der Display nicht nur einen einzigen Meßwert gleichzeitig, sondern mehrere Meßwerte wiedergibt,
  • 2.3. die Anzahl der zugleich wiederzugebenden Meßpunkte sinnvollerweise mindestens 5 (fünf) beträgt,
  • 2.4. die Auswertung der Meßergebnisse derart geordnet ist, daß die geometrisch auf dem Display nebeneinander abgebildeten Meßwerte auf sich geometrisch nebeneinan­ der befindende Prüfstellen zutreffen,
  • 2.5. die Meßsonde über der Oberfläche des Stahlbetons geführt wird, während das jeweils ermittelte Meßergebnis zusammen mit der jeweiligen Verschiebung der Sonde im Gerät gespeichert wird,
  • 2.6. der Abstand zwischen den individuellen Meßpunkten höchstens etwa der Dicke der zu ermittelnden Stäbe entspricht, jedoch auf jedem Falle kleiner ist als der zu erwartende Abstand zwischen den einzelnen Bewehrungsstäben,
  • 2.7. die Größe der individuellen Meßergebnisse stufenlos - analog - oder ausreichend feinstufig quantisiert auf dem Display wiedergegeben wird,
  • 2.8. die Bewegung der Meß-Sonde sowohl aus einer eindimensionalen - linienförmigen - als auch aus einer zweidimensionalen - flächendeckenden - Bewegung bestehen kann,
  • 2.9. das Ergebnis des Verfahrens während dem Meßvorgang auf dem Display aufge­ baut werden kann oder nach dem Meßvorgang verfügbar ist.
2. Apparatus according to claim 1, characterized in that
  • 2.1. the evaluation of the measurement results is shown on a graphic display,
  • 2.2. the display shows not only a single measured value at the same time, but several measured values,
  • 2.3. the number of measurement points to be reproduced at the same time is expediently at least 5 (five),
  • 2.4. the evaluation of the measurement results is arranged in such a way that the measured values shown geometrically next to each other apply geometrically next to each other at the test points located,
  • 2.5. the measuring probe is guided over the surface of the reinforced concrete, while the measurement result determined in each case is stored in the device together with the respective displacement of the probe,
  • 2.6. the distance between the individual measuring points corresponds at most to the thickness of the bars to be determined, but is in any case smaller than the expected distance between the individual reinforcing bars,
  • 2.7. the size of the individual measurement results is shown on the display in a stepless - analog - or sufficiently finely quantized manner,
  • 2.8. the movement of the measuring probe can consist of a one-dimensional - linear - as well as a two-dimensional - area-covering - movement,
  • 2.9. the result of the method can be built up on the display during the measuring process or is available after the measuring process.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während dem Meßvorgang auf dem Display die Sondenführung über die zu prüfende Oberfläche an den Benutzer vorgegeben wird.3. Device according to claim 1, characterized in that during the measurement process on the display, the probe guide over the to be tested Interface is given to the user.
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