DE612775C - Procedure for determining changes in shape - Google Patents

Procedure for determining changes in shape

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DE612775C
DE612775C DEL81030D DEL0081030D DE612775C DE 612775 C DE612775 C DE 612775C DE L81030 D DEL81030 D DE L81030D DE L0081030 D DEL0081030 D DE L0081030D DE 612775 C DE612775 C DE 612775C
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Rudolf Stuetzer
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Ernst Leitz Wetzlar GmbH
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Ernst Leitz Wetzlar GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00Measuring angles
    • G01C1/02Theodolites
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels

Description

Verfahren zur Bestimmung von Formveränderungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung geologischer Veränderungen, insbesondere auch zur Prüfung der Formveränderungen von technischen Bauten, wie Brücken, Gleisanlagen u. dgl., durch Bestimmung des Richtungsunterschiedes zweier von zwei Orten ausgehenden und nach einem zwischen ihnen liegenden Standort des Meßgerätes zielenden Hauptstrahlen. Die Besonderheit des Verfahrens liegt darin, daß das Gerät in seinem Standort gegenüber zwei Zielen zwei verschiedene Stellungen erfährt. In jeder dieser beiden Stellungen werden die Bilder der Ziele so entworfen, daß jeweils das eine Zielbild rechtwendi,g und das andere rückwendig ist. Hierbei ergibt sich, daß der Winkelunterschied, welchen die Zielbilder in der ersten gegenüber der 'zweiten Stellung im Bildfeld zeigen, doppelt so groß- ist als der jeweilige Richtungsunterschied der Hauptstrahlen zum Meßgerät.Method for determining shape changes The invention relates to a procedure for checking geological changes, in particular also for checking changes in the shape of technical structures such as bridges, track systems and the like, by determining the difference in direction between two and main rays aiming at a location of the measuring device between them. The peculiarity of the procedure is that the device is opposite in its location two targets experience two different positions. In either of these two positions the images of the targets are designed in such a way that each target image is right-wise, g and the other is backwards. This shows that the angle difference, which show the target images in the first position opposite the second position in the field of view, is twice as large as the respective difference in direction of the main rays to Measuring device.

Derartige Prüfungen wurden bisher mit Hilfe von Nivelliergeräten ausgeführt. Diese Geräte ergeben aber nur dann zuverlässige Messungen, wenn die Verbindungsgerade der Zielorte in der Nähe der Horizontalrichtung verläuft. Die Verwendung dieser Geräte bleibt daher auf Sonderfälle beschränkt. Aber auch dann, wenn diese gegeben sind, ist ihre Anwendung nicht immer möglich, z. B. auf Schiffen. Die mit dem Verfahren nach der Erfindung zu untersuchenden Pfeiler, Streben, Träger usw. haben alle möglichen Richtungen im Raum, sie stehen auch häufig als Teile von Schiffen auf schwankendem Untergrund, so .daß .die Wasserwaage als Grundlage :des Meßvorganges von vornherein ausfällt.Such tests have so far been carried out with the aid of leveling devices. However, these devices only provide reliable measurements if the straight connecting line the destination is near the horizontal direction. Using this Devices is therefore limited to special cases. But even if this is given their application is not always possible, e.g. B. on ships. The one with the procedure According to the invention to be examined pillars, struts, beams, etc. have all possible Directions in space, they are also often found as parts of ships on swaying Subsurface so .that .the spirit level as the basis: the measuring process from the start fails.

Auch sind Meß.geräte bekanntgeworden, .die nicht von der Horizontalen ausgehen, dafür aber die Unveränderlichkeit ihres optischen Systems voraussetzen: Die mit diesen Geräten gemachten Untersuchungen werden oft nach Zwischenräumen von mehreren Jahren vorgenommen, so daß die Voraussetzung .der Unveränderlichkeit- der optischen Systeme niemals gegeben ist.Measuring devices have also become known that are not from the horizontal go out, but presuppose the immutability of their optical system: The examinations made with these devices are often performed after intervals of several years, so that the condition .the immutability- the optical systems never exist.

Weiterhin können die zu bestimmenden Veränderungen mit Theodoliten gemessen werden, die von ihrem Standort aus den Winkel zwischen den beiden zu untersuchenden Zielorten messen, indem der Theodolit nacheinander auf die beiden Zielorte eingestellt wird. Es handelt sich aber bei vorliegenden Messungen oft darum, Winkelunterschiede zu erfassen, .die Bruchteile von Sekunden betragen, was durch Nacheinanderstellen auf die beiden- Zielorte nicht mäglich ist.Furthermore, the changes to be determined can be made with theodolites measured from their location the angle between the two to be examined Measure destinations by setting the theodolite to the two destinations one after the other will. In the case of existing measurements, however, it is often a question of angle differences to capture, .the fractions of a second, what by placing one after the other to the two destinations is not possible.

Im Gegensatz zu "den bekannten Geräten dieser Art geht das Verfahren nach der Erfindung davon= aus, daß.. das Meßgerät selbst etwa ebenso veränderlich ist wie die gegenseitige Lage der zu kontrollierenden Zielorte. Sein Zustand im Zeitpunkt der Messung ist unbekannt und wird in diesem durch einen geeigneten Meßvorgang erfaßt, .der das Meßergebnis vom Fehler des Gerätes sicher befreit. Um. dies zu erreichen, wird der Winkel, den die Zielrichtungen miteinander bilden, alxs zwei verschiedenen Stellungen des Meßgerätes gemessen, die sich aus einer völligen Umkehrung der Anordnung des Meßgerätes gegenüber den Zielorten ergeben. In diesen beiden Stellungen des Meßgerätes bleibt sein Standort und der- jeweilige Fehler des Gerätes erhalten, sein Richtungssinn wird aber beim Stellungswechsel umgekehrt. Damit fällt der Fehler des Gerätes aus dem Meßergebnis heraus.In contrast to "the known devices of this type, the method works according to the invention from it = assume that .. the measuring device itself is roughly the same is changeable like the mutual position of the target locations to be controlled. being The state at the time of the measurement is unknown and is indicated in this by a suitable The measurement process is recorded, which reliably frees the measurement result from the error of the device. Around. to achieve this, the angle that the target directions form with one another becomes alxs two different positions of the measuring device measured, resulting from a complete Reverse the arrangement of the measuring device with respect to the target locations. In these Both positions of the measuring device remain its location and the respective error of the device, but its direction is reversed when changing position. This means that the device's error is eliminated from the measurement result.

In der Zeichnung ist das Verfahren sowie ein Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens in fünf Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. z eine Skizze zur Durchführung des Verfahrens, Abb. 2 und 3 die verschiedenen Arten der Abbildungen zweier Ziele in den beiden Stellungen des Meßgerätes, Abb. 4 und 5 ein Ausführungsbeispiel eines Meßgerätes in seinen beiden verschiedenen Stellungen gegenüber den Zielorten, Abb.6 dasselbe Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einem einfachen Fernrohr, Abb.7 ein 1Vleßgerät mit einem Doppelfernrohr, das die Zielbilder in einer gemeinsamen Bildebene zweier Objektive entwirft, Abb.8 ein Meßgerät in Verbindung mit einem Doppelmikroskop, das die Zielbilder in der gemeinsamen Bildebene zweier Mikroskopobjektive entwirft, Abb.9 ein Meßgerät in seinem Standort gegenüber je einer in den Zielorten aufgestellten Skala.In the drawing is the method and a measuring device for exercising of the method shown schematically in five exemplary embodiments, namely shows Fig. Z shows a sketch of the implementation of the method, Fig. 2 and 3 the various Types of images of two targets in the two positions of the measuring device, Fig. 4 and 5 show an embodiment of a measuring device in its two different ways Positions in relation to the destinations, Fig. 6, the same embodiment in connection with a simple telescope, Fig. 7 a measuring device with a double telescope that the target images in a common image plane of two lenses, Fig.8 Measuring device in connection with a double microscope, which the target images in the common The image plane of two microscope objectives is designed, Fig. 9 a measuring device in its location compared to a scale set up in each of the destinations.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird, wie aus Abb. i ersichtlich, die Lageänderung eines Ortes 0 gegenüber zwei anderen Orten 01 und 02 dadurch erfaßt, daß mit dem Gerät in zwei verschiedenen Zeitpunkten die Lage des Ortes 0 gegenüber den Orten 01 und 02 gemessen wird. Die drei Orte 01, 0, 02 können dabei dem gleichen festen System K angehören, z. B. der Erde, einer Brücke, einem Gebäude oder Schiff, oder sie gehören zu zwei bis drei verschiedenen Systemen in der Nachbarschaft des Ortes 0. Die Anwendung des Verfahrens setzt voraus, daß die zu vergleichenden drei Orte markiert und im landläufigen Sinne ortsfest sind, damit von Zeit zu Zeit die Messung in den markierten Orten wiederholt werden kann. Die Ortsveränderungen nach Richtung und Größe gestatten ein Urteil über den jeweiligen Zustand des Meßobjekts und schließlich auch über seine voraussichtliche Lebensdauer.According to the method according to the invention, as can be seen from Fig. I, the change in position of a place 0 compared to two other places 01 and 02 is thereby detected, that with the device in two different times the position of location 0 opposite the locations 01 and 02 is measured. The three locations 01, 0, 02 can be the same belong to a fixed system K, e.g. B. the earth, a bridge, a building or a ship, or they belong to two or three different systems in the vicinity of the Place 0. The application of the procedure presupposes that the three to be compared Places are marked and fixed in the common sense, so that from time to time the Measurement can be repeated in the marked locations. The changes of location after Direction and size allow a judgment about the respective condition of the measuring object and finally also about its expected service life.

Ein besonders zuverlässiges und genaues Meßverfahren ergibt sich, wenn der Ort 0 als Standort des Meßgerätes in der Mitte ezwischen den Orten 01 und 02 und in der Nähe ihrer Verbindungsgeraden liegt.A particularly reliable and precise measuring method results if the location 0 is the location of the measuring device in the middle between the locations 01 and 02 and is close to the straight line connecting it.

Die Veränderungen, die der Ort 0 gegenüber .den Orten 01 und 0, praktisch erfährt, zeigen sich durch Richtungsänderungen der beiden Geraden,Öi 0 und 02-0. Sie verändern den Winkel 2 cp, den diese Geraden miteinander bilden. Mit Hilfe des Meßgerätes soll dieser Winkel 2 cp oder seine Tangente 2S bestimmt werden.The changes practically experienced by location 0 compared to locations 01 and 0 are shown by changes in the direction of the two straight lines, Öi 0 and 02-0. You change the angle 2 cp that these lines form with one another. This angle 2 cp or its tangent 2S is to be determined with the aid of the measuring device.

Der optische Aufbau des Gerätes ist so beschaffen, daß von einem -Standort zwei verschiedene Ziele Z,1 .und Z2 (Abb.2 und 3) in einem Gesichtsfeld abgebildet werden, die außerdem in zwei verschiedenen Gerätstellungen eine wiederum verschiedene Bildwirkung ergeben. Das Verfahren geht also darauf aus, von einem Standort 0 in zwei verschiedenen Stellungen eines optischen Doppelsystems (Fernrohr oder- Mikroskop) vier Bilder zweier bestimmter Dingmarken 01 und 02 miteinander zu vergleichen, die zwei Gegenständen Z, und Z2 angehören, welche im allgemeinen in entgegengesetzter Richtung zur Blickrichtung des Messenden liegen.The optical structure of the device is such that from a location two different targets Z, 1. and Z2 (Fig. 2 and 3) shown in one field of view which are also different in two different device positions Resulting image effect. The procedure is therefore based on a location 0 in two different positions of a double optical system (telescope or microscope) compare four images of two specific thing brands 01 and 02 with each other, the two objects Z, and Z2 belong, which are generally in opposite directions In the direction of view of the person measuring.

Am einfachsten wird das Meßgerät zur Herbeiführung seiner beiden verschiedenen Stellungen um eine Achse A um z8o ° gedreht, die zur Meßebene parallel und zur Geraden 01-02 senkrecht steht. Als Meßehene gilt jede durch diese Gerade gelegte Ebene. Hierbei ergibt sich eine weitere objektive Bedingung für die optische Ausgestaltung dieses Verfahrens: Die gegenseitige Stellung der Bilder der Orte 01 und 02 bzw. der Ziele Z1 und Z2, ,die das Meßgerät in der ersten oder zweiten Stellung darbietet, darf sich durch kleinere Verdrehungen des Meßgerätes um irgendeine beliebige Achse nicht verändern. Das Meßgerät muß gegenüber solchen Dre= hungen, mit -denen immer zu rechnen ist, praktisch unempfindlich sein. Sein Meßvorgang würde sonst .doch einer Konstant-en bedürfen, mit der beim vorliegenden Verfahren nicht mehr gerechnet werden kann. Die zuletzt aufgeführte Bedingung wird erfüllt, indem die optische Durchbildung des Gerätes so erfolgt, daß es dem Beobachter zwei optisch verschiedene Bilder zweier gleichartiger Ziele darbietet. In der Abb. 2 wird daher das Ziel Z1 rechtwendig und das Ziel Z2 rückwendig abgebildet. In der zweiten Stellung des Meßgerätes (Abb. 3) erscheint nun das. Ziel Z1 rückwendig und Z2 rechtweriidig. Der Winkel 2 99 kann nunmehr nach dem folgenden Verfahren bestimmt werden: Das Meßgerät im Orte 0 zeigt in seiner ersten Stellung gegenüber den Orten 01 und 0. zwei Bilder dieser Orte mit dem objektiven Richtungsunterschied ', ±E+2#q. (I) -Hier bedeutet der Winkel a den .unbekannten Richtungsunterschied, unter dem die Hauptstrahlen des Meßgerätes von einer Geraden jeweils abweichen. Der Winkel e kennzeichnet hier den Zustand des Meßgerätes zu Beginn der Messung. Er bleibt im Verlauf des Verfahrens unbekannt, für das Meßergebnis ist er ohne Bedeutung. Durch die Herbeiführung der zweiten Stellung des Meßgerätes ändert sich weder sein. Ort 0 noch sein Zustande, aber die Winkel s sowie 2 p erhalten durch die Umkehrung des optischen Systems einen umgekehrten Richtungssinn: Die beiden vom Meß,gerät dargebotenen Bilder der Orte 01 und 02 zeigen in der zweiten Stellung den objektiven Richtungsunterschied ±8-2@: (2) Der Winkelunterschied,-welchen die Bilder der Orte- 0i und 02 in der ersten Stellung (G1. t) gegenüber der ; zweiten Stellung (G1. 2) des Meßgerätes zeigen, beträgt q. ck, er wird also jeweils doppelt so groß als der Richtungsunterschied der Hauptstrahlen 0, -0 und 0,-0. Das Meßergebnis wird auf Grund des vorliegenden Verfahrens vom Fehler des Gerätes befreit und bestimmt .den Winkel .2 p gegenüber den gebräuchlichen Verfahren mit doppelter Meßgenauigkeit, wobei es gleichgültig bleibt, in welcher Richtung die Gerade 01-02 im Raume verläuft.The easiest way to bring about its two different positions is to turn the measuring device about an axis A by z80 °, which is parallel to the measuring plane and perpendicular to the straight line 01-02. Any plane through this straight line is considered to be a Messehene. This results in a further objective condition for the optical design of this method: The mutual position of the images of locations 01 and 02 or targets Z1 and Z2, which the measuring device presents in the first or second position, can be changed by minor rotations of the Do not change the measuring device about any axis. The measuring device must be practically insensitive to such rotations, which are always to be expected. Otherwise, his measuring process would require a constant, which can no longer be expected with the present method. The last-mentioned condition is fulfilled in that the optical implementation of the device takes place in such a way that it presents the observer with two optically different images of two similar targets. In Fig. 2, target Z1 is therefore shown right-handed and target Z2 backward. In the second position of the measuring device (Fig. 3) the target Z1 now appears to the rear and Z2 to the right. The angle 2 99 can now be determined according to the following procedure: The measuring device in location 0 shows in its first position opposite locations 01 and 0. two images of these locations with the objective difference in direction ', ± E + 2 # q. (I) -Here the angle α means the unknown directional difference at which the main rays of the measuring device deviate from a straight line. The angle e here indicates the state of the measuring device at the beginning of the measurement. It remains unknown in the course of the procedure and is of no significance for the measurement result. By bringing about the second position of the measuring device neither changes. Location 0 is still in its state, but the angles s and 2 p receive a reversed sense of direction through the reversal of the optical system: The two images of locations 01 and 02 presented by the measuring device show in the second position the objective difference in direction ± 8-2 @ : (2) The angle difference, -what the images of the locations- 0i and 02 in the first position (G1. T) compared to the; show the second position (G1. 2) of the measuring device is q. ck, so it is twice as large as the difference in direction of the main rays 0, -0 and 0, -0. The measurement result is freed from the error of the device due to the present method and determines the angle .2 p compared to the usual methods with twice the measurement accuracy, whereby it remains unimportant in which direction the straight line 01-02 runs in space.

Die einfachste Optik, die diese Bildwirkung ergibt, wird in den Abb. q. und 5 veranschaulicht. Die Abb. q. und 5 stellen auch das einfachste optische Gerät zur Durchführung des Verfahrens dar. Die Abb. q. zeigt das Meßgerät in seiner ersten, die Abb. 5 stellt dasselbe Meßgerät in 'seiner zweiten Stellung dar. Das Meßgerät besteht aus zwei Prismen P1 und P2, die miteinander verkittet sind. Die Kittfläche ist so beschaffen, daß sie die von rechts und links in die Prismen eintretenden Strahlen je zur Hälfte hindürchläßt. Das kann z. B. mit einer Halbversilberung der Kittfläche geschehen, die ein Mischdoppelbild ergibt, oder auch mit einer Vollversilberung der Hälfte der Kittfläche. Die Grenze der Versilberung wird in diesem Falle zweckmäßig als scharfe Trennungslinie beider Teilbilder ausgebildet, die hier am besten senkrecht zur Meßebene verläuft. Das Prima P1 ist ein Dachprisma mit einer geraden Anzahl von Spiegelungen. Es führt eine vollständige Un ikehrung des attfge-nomrrieneri'-'Zielbil.desherbei. Das Prisma P2 ist eine planparallele Platte mit recht`,vinklig'stehenden Ein- und Austrittsflächen und ungerader Anzahl von Spiegelungen. Es ergibt bei waagerechter Haltung ein seitenverkehrtes höhenrichtiges Bild. -Auch jede andere Prismenzusammenstellung ist hier geeignet, sofern sie die beschriebene Bildwirkung ergibt. Die Mitten der, beiden Strahleneintrittsöffnungen Ei und E2 liegen in einer Geraden. Die Strahlenwege- innerhalb der beiden Prismen sind am besten gleich lang. Die Verwendung eines Meßgerätes nach Abb. ¢ und 5 setzt in den Orten 01 und 02 Skalen voraus, die aus dem Unterschied der Ableshng in der ersten Stellung (Abb. ¢) gegenüber der in der zweiten Stellung (Abb. 5) die Tangente q., ermitteln lassen.The simplest optics that produce this image effect are shown in Fig. q. and Fig. 5 illustrates. Fig.q. and 5 also represent the simplest optical Device for carrying out the procedure. Fig. Q. shows the measuring device in his first, Fig. 5 shows the same measuring device in 'its second position The measuring device consists of two prisms P1 and P2 which are cemented together. the The putty surface is designed in such a way that it covers those entering the prisms from the right and left Half of the rays through. This can be B. with a half silver plating of the Putty done, which results in a mixed double image, or with a full silver plating half of the putty surface. The limit of silver plating becomes appropriate in this case designed as a sharp dividing line between the two partial images, which is best perpendicular here runs to the measuring plane. The Prima P1 is a roof prism with an even number of reflections. It brings about a complete reversal of the attfge-nomrrieneri '-' target picture of it. The prism P2 is a plane-parallel plate with right ', square' in and out Exit surfaces and odd number of reflections. It results in horizontal Posture a reversed, vertically correct picture. -Also any other prism combination is suitable here as long as it gives the described image effect. The middle of both beam entry openings Ei and E2 lie in a straight line. The ray paths inside the two prisms are best of the same length. The use of a measuring device according to Fig. ¢ and 5 presupposes scales in the locations 01 and 02 that result from the difference the reading in the first position (Fig. ¢) compared to that in the second position (Fig. 5) determine the tangent q.

In der Abb.6 ist das Meß.gerät als einfaches Fernrohr ausgebildet. Es ist Ob ein Fernrohrobjektiv, in dessen Bildebene B-E die beiden Bilder der Orte 01 und 02 z. B. als Mischbild, dargeboten werden, die mit Hilfe des Okulars 0k beobachtet werden können. Die verkitteten Prismen P, und P2 liegen hier vor dem Objektiv Ob. In Abb. 6 ist ferner ein bewegliches optisches Mittel, das Drehkeilpaar D, vorgesehen, dessen Verstellung dazu dient, den Richtungsunterschied beider Zielbilder in der ersten Stellung des Meßgerätes auszuschalten. Das Mittel D dient zur Herbeiführung der Nullstellung des Meßgerätes, .die dann erreicht ist, wenn die beiden Zielbilder des Meßgerätes inindestens einen gemeinsamen Bildort gleicher Zielteile zeigen. Der Richtungsunterschied ¢ oder die Tangente 4, ergibt sich .dann sofort nach dem Umschlag des Meßgerätes in seine zweite Stellung; An der hierzu erforderlichen Drehung um iSo ° um die Achse A, sie fällt in Ab#b. 6 mit der Fernrohrachse zusammen, nehmen alle Teile des Meßgerätes teil, sie befreit den Meßvorgang vom Gerätefehler e. ii Die Abb. 7 zeigt die Ausbildung des Meßgerätes in Verbindung mit einem Doppelfernrohr. 0b1 und 0b2 sind zwei entgegengesetzt gerichtete Objektive, die in einer gemeinsamen Bildeb.eneB-E zwei optisch verschiedene Bilder darbieten, die mit Hilfe des gemeinsamen Okulars 0k beobachtet werden können. Die Prismen P1 und P2 bilden hier das Okularprisma. Die BildebeneB-E liegt am besten im Treffpunkt beider Hauptstrahlen, getrennt durch eine senkrecht zur Meßebene verlaufende Trennungslinie. Die DrehungsächseA liegt in der Mitte zwischen den beiden Objektiven Ob, und Ob,. Zweckmäßig sind auch in Abb. 7 bewegliche optische Mittel vorzusehen, deren Verstellung die Nullstellung des Gerätes bewirkt. Sie können als DrehLTilpaär f_V8x.chiebungskeil, schwingende Planplatten o.dgl. ausgebildet sein, die nur den einen Strahlengang des Meßgerätes oder auch beide symmetrisch beeinflussen. Auch können sie mit Skala und Zeiger verbunden sein, denen gegenüber in der zweiten Stellung .des Gerätes der Winkel q. cp oder die Tangente 4s zur Anzeige kommt. Die Ausbildung des Gerätes nach' Abb:'7` eignet sich besonders für hochwertige Messungen auf Grund des vorliegenden Verfahrens. ' Die Abb. 8 zeigt eine Ausbildung des Gerätes als Meßmikroskop. Es kommt dann zur Verwendung, wenn die Dingweite der Orte 01 und 02 kleiner ist als ihre Bildweite. An Stelle der Fernrohrobjektive der Abb.-.7 treten hier zwei Mikroskopobjektive IYlil und il/li2. Für-die Abb. 8°gilt im übrigen -die Beschreibung der Abb. 7.In Fig.6 the measuring device is designed as a simple telescope. It is whether a telescope lens, in whose image plane BE the two images of locations 01 and 02 z. B. as a mixed image, which can be observed with the help of the 0k eyepiece. The cemented prisms P and P2 are here in front of the objective Ob. In Fig. 6 a movable optical means, the pair of rotating wedges D, is also provided, the adjustment of which is used to eliminate the difference in direction between the two target images in the first position of the measuring device. The means D is used to bring about the zero position of the measuring device, which is reached when the two target images of the measuring device show the same target parts in at least one common image location. The difference in direction ¢ or the tangent 4 results .then immediately after turning the measuring device into its second position; At the required rotation by iSo ° around axis A, it falls into Ab # b. 6 together with the telescope axis, all parts of the measuring device take part, it frees the measuring process from device errors e. ii Fig. 7 shows the design of the measuring device in connection with a binocular telescope. 0b1 and 0b2 are two oppositely directed lenses that present two optically different images in a common image. The prisms P1 and P2 here form the eyepiece prism. The image plane B-E is best located at the point of meeting of the two main rays, separated by a dividing line running perpendicular to the measuring plane. The axis of rotation A lies in the middle between the two objectives Ob, and Ob ,. It is also advisable to provide movable optical means in Fig. 7, the adjustment of which brings about the zero position of the device. You can as DrehLTilpaär f_V8x.chiebungskeil, oscillating plane plates or the like. be designed that influence only one beam path of the measuring device or both symmetrically. They can also be connected to a scale and pointer which, in the second position of the device, have the angle q. cp or the tangent 4s is displayed. The design of the device according to '' Fig: '' 7`` is particularly suitable for high-quality measurements due to the present method. 'Fig. 8 shows a design of the device as a measuring microscope. It is used when the object distance of locations 01 and 02 is smaller than their image distance. Instead of the telescope objectives in Fig. 7, there are two microscope objectives IYlil and il / li2. For the rest of Fig. 8 °, the description of Fig. 7 applies.

Die Abb.9 zeigt ein ausführliches Ausführungsbeispiel eines Meßgerätes zur Anwendung des Verfahrens 'gegenüber -zwei in den Orten 01 und 02 aufgestellten Skalen S1 und S2, die zur Ablesung der Tangente q., des Winkels q. P dienen. Die eine Skala S1 wird dabei zweckmäßig als Nonius für die andere & ausgebildet zur Erhöhung der Feinablesung des Meßergebnisses. Das Gerät steht auf .dem Dreifuß Dt'. - Zur Herbeiführung der Nullstellung eines Strahlenverlaufes. in der ersten Stellung dient hier eine. Objektivverschiebung des rechten Objektivs 0b2 senkrechtzur Meßebene. Die Verstellung erfolgt in einer Schlittenführung Fti mittels einer Schraube durch Drehung des Rändelknopfes r. Der Knopf r ist mit einer Skala s verbunden, die gegenüber einem Zeiger z die Nullstellung in der ersten und nach dem Umschlag des Gerätes den Winkel q. (p in der zweiten Stellung anzeigt. Auch zwei besondere Meßvorrichtungen dieser Art könnten - hier angeordnet sein, von denen dann die eine nur zur Herbeiführung der Nullstellung, die andere nur zur Winkelmessung dient. Die Achse A fällt hier mit der Okularachse 0k zusammen. Das Ausführungsbeispiel der Abb.9 besitzt ferner eine optische Einrichtung, deren Verstellung zur Scharfeinstellung der beiden Zielbilder dient, wenn die Orte '0i und 0.2. in naher oder weiter Entfernung liegen. Hierzu dient die gleichzeitig erfolgende symmetrische Verstellung -der beiden Fokusierlinsen L1 und L2;: die durch Drehung des Knopfes herbeigeführt wird.Fig.9 shows a detailed embodiment of a measuring device to apply the procedure 'opposite two in the locations 01 and 02 Scales S1 and S2, which are used to read the tangent q., The angle q. P serve. the one scale S1 is expediently designed as a vernier for the other & to increase the fine reading of the measurement result. The device stands on the tripod Dt '. - To bring about the zero position of a beam path. in the first Position is used here. Lens shift of the right lens 0b2 perpendicular to Measuring plane. The adjustment takes place in a slide guide Fti by means of a screw by turning the knurled knob r. The button r is connected to a scale s, the opposite of a pointer z the zero position in the first and after the envelope of the device the angle q. (indicates p in the second position. Also two special ones Measuring devices of this type could - be arranged here, one of which then only to bring about the zero position, the other only serves to measure the angle. The axis A coincides here with the ocular axis 0k. The embodiment The Fig.9 also has an optical device whose adjustment for focusing of the two target images is used when the locations' 0i and 0.2. near or far lie. The simultaneous symmetrical adjustment of the two is used for this purpose Focusing lenses L1 and L2 ;: which is brought about by turning the knob.

Eine Anwendung des Meßgerätes kann beispielsweise folgendermaßen erfolgen: Bei Verlegung eines neuen Eisenbahngeleises werden an den für die ständige Uber-#,vachung vorgesehenen. Stellen die Orte 01, 0, O@ -markiert. In den, Orten 01 und 02 werden die Meßlatten S1 und S2, in 0 das Meßgerät aufgestellt (vgl. Abb.9). In der ersten Stellung des -Meßgerätes wird im Bildfeld durch Drehen der Schraubet' die Nullstellung herbeigeführt. Dann wird-das Meßgerät in seine zweite Stellung gebracht, was durch Drehen um die Okularachse 0k geschieht. Im Bildfeld ist jetzt sofort der zweifache Betrag der Tangente des Winkeis, der die Knickung zwischen den beiden optischen Hauptstrahlen 01-0 und 02-0 darstellt, bzw. der vierfache Höhenunterschied des Ortes 0, bezogen auf die Verbindungsgerade der Orte 01 und 02, ablesbar.The measuring device can be used, for example, as follows: When a new railroad track is laid, the stations provided for permanent monitoring are used. Place the locations 01, 0, O @ -marked. In the locations 01 and 02 the staffs S1 and S2 are set up, in 0 the measuring device (see Fig. 9). In the first position of the measuring device, the zero position is brought about in the image field by turning the screw. Then the measuring device is brought into its second position, which is done by rotating it about the ocular axis 0k. In the image field, twice the amount of the tangent of the angle, which represents the kink between the two main optical rays 01-0 and 02-0, or the four times the height difference of location 0, based on the straight line connecting locations 01 and 02, can be read off .

Nach mehrfachem Befahren der Strecke wird das Verfahren wiederholt. Der- Vergleich .der Meßergebnisse zeigt jede praktisch aufgetretene Veränderung der Gleislage zuverlässig an. In allen Fällen erfolgt die Messung unter voller Erfassung der im Meßgerät selbst durch seine neue Aufstellung oder durch mechanische und thermische Einflüsse entstandene Veränderungen, da diese sich durch die Verwendung des Gerätes in zwei Stellungen gegenseitig aufheben. Das Meßergebnis ist also in allen Fällen, abgesehen von subjektiven Einstellungsfehlern, absolut und direkt. ablesbar, somit für eine objektive Beurteilung der entstandenen Veränderungen in- der gegenseitigen Lage der Orte 01, 0, 02 verwertbar.After driving the route several times, the procedure is repeated. The comparison of the measurement results shows every change that has occurred in practice the track position reliably. In all cases the measurement is carried out with full coverage that in the measuring device itself through its new setup or through mechanical and thermal Influences resulting changes, as these are due to the use of the device cancel each other in two positions. The measurement result is in all cases apart from subjective adjustment errors, absolutely and directly. readable, thus for an objective assessment of the mutual changes that have occurred Location of locations 01, 0, 02 can be used.

In Anbetracht dessen, daß das neue Verfahren und das dazu erforderliche Gerät in den verschiedensten Fällen anwendbar ist, lassen sich aus den hier angegebenen allgemeinen Grundsätzen, je nach den gerade vorliegenden praktischen: Aufgaben, die verschiedensten Ausführungsformen leicht bestimmen.In view of the fact that the new process and the required Device can be used in a wide variety of cases, can be derived from the information given here general principles, depending on the actual practical: tasks, easily determine the most varied of embodiments.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Prüfung geologischer Veränderungen, insbesondere auch .zur Formprüfung von. technischen Bauten, wie Brücken, Gleisanlagen u. dgl., durch Bestimmung des Richtungsunterschiedes zweier von zwei Orten ausgehenden und nach einem zwischen ihnen liegenden Standort des Meßgerätes zielenden Hauptstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß das 'Meßgerät im --Staudorf (0) gegenüber zwei Zielen (01 und 02) zwei verschiedene Stellungen erfährt und in jeder dieser 'beiden Stelldngen-die Bilder der Ziele (01 und 02) so entwirft, daß jeweils das eine Zielbild rechtwendig und das andere rückwendig ist. z. Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe ein Prismensystem enthält, das aus. einem Prisma (P1) mit einer :geraden Anzahl und aus einem Prisma (P2) mit einer ungeraden Anzahl von Spiegelungen besteht. . 3. Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Herbeiführung seiner beiden verschiedenen Stellungen um eine zur Meßebene möglichst parallele und zur Verbindungsgeraden (O1, 02) ungefähr senkrecht stehende Achse (A) bis zur Vertauschung der Strahleneintrittsöffnungen des Meßgeräts gedreht wird. 4. Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zielbilder mittels entsprechender Anordnung von brechenden und spiegelnden Flächen in der gemeinsamen Bildebene eines Fernrohrsystems (0b1, 0b2) oder eines Mikroskopsystems (!11i1, Mit) entworfen werden. 5. Meß.gerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer gemeinsamen Bildebene entworfenen Bilder (nach Anspruch 4) durch eine scharfe Trennungslinie (t) voneinander getrennt sind, die senkrecht zur Meßebene verläuft. 6. Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung beweglicher optischer Mittel, beispielweise eines Drehkeilpaares (D) oder einer Verschiebung eines Objektives (0b2 in Abb. 8), deren Verstellung dazu dient, den Richtungsunterschied beider Zielhilder in der ersten Stellung des Meßgerätes auszuschalten. (Mittel zur Herbeiführung der Nullstellung des Meßgerätes.) 7. Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch die Verbindung der beweglichen optischen Mittel - nach Anspruch 6 mit Skala, . und. Zeiger zur Messung der objektiven Knickung (4 (P) der Hauptstrahlen- (01-0 und 0,-0) in . der zweiten Stellung des Meßgerätes. S. - Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung beweglicher optischer Mittel nach Anspruch 7 und durch die Anordnung von senkrecht zur Meßebene verlaufenden Skalen (S!, S2) in den Orten (01,p02), die an Stelle des Knickungswinkels (4 (P) .die Tangente (4s) dieses Winkels in der zweiten Stellung des MeBgerätes zur Anzeige bringen. 9. Meß:gerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch - die Anordnung seiner spiegelnden bzw. seiner spiegelnden und brechenden Flächen die Mitten der entgegengesetzt gerichteten Eintrittsöffnungen (E1, E2) in. der Nullstellung des Meßgerätes ganz oder nahezu in einer Geraden liegen. io. Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch eine bewegliche optische Einrichtung (L1, L2), deren Verstellung entweder nacheinander oder gleichzeitig zur Scharfeinstellung der beiden Zielbilder von Fern- oder Nahzielen dient. i i. Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Okular (0k) derart angeordnet ist, daß beim Stellungswechsel des Meßgerätes seine Einblicksrichtung erhalten bleibt.PATENT CLAIMS: i. Procedure for checking geological changes, in particular also for checking the shape of. Technical structures, such as bridges, track systems, etc., by determining the difference in direction of two main rays emanating from two locations and aiming at a location of the measuring device between them, characterized in that the measuring device in the --Staudorf (0) opposite two targets (01 and 02) experiences two different positions and in each of these 'two positions-the images of the targets (01 and 02) are designed so that one target image is right-handed and the other is backward. z. Measuring device for carrying out the method according to claim i, characterized in that it contains a prism system which consists of. a prism (P1) with an even number and a prism (P2) with an odd number of reflections. . 3. A measuring device for performing the method according to claim i and 2, characterized in that it is used to bring about its two different positions about an axis (A) which is as parallel as possible to the measuring plane and approximately perpendicular to the connecting straight line (O1, 02) until the beam entry openings are interchanged of the measuring device is rotated. 4. Measuring device for performing the method according to claim i and 2, characterized in that the two target images are designed by means of a corresponding arrangement of refractive and reflective surfaces in the common image plane of a telescope system (0b1, 0b2) or a microscope system (! 11i1, Mit) . 5. Mess.gerät for performing the method according to claim i and 2, characterized in that the images designed in a common image plane (according to claim 4) are separated from one another by a sharp dividing line (t) which is perpendicular to the measuring plane. 6. Measuring device for performing the method according to claim i and 2, characterized by the use of movable optical means, for example a pair of rotating wedges (D) or a shift of an objective (0b2 in Fig. 8), the adjustment of which is used to determine the difference in direction between the two target images the first position of the measuring device. (Means for bringing about the zero position of the measuring device.) 7. Measuring device for carrying out the method according to claim i and 2, characterized by the connection of the movable optical means - according to claim 6 with scale. and. Pointer for measuring the objective buckling (4 (P) of the main rays- (01-0 and 0, -0) in the second position of the measuring device Movable optical means according to claim 7 and by the arrangement of scales (S !, S2) running perpendicular to the measuring plane in the locations (01, p02) which instead of the bending angle (4 (P) .die tangent (4s) of this angle in 9. Measuring device for carrying out the method according to claims 1 and 2, characterized in that the centers of the oppositely directed inlet openings (E1, E2) lie completely or almost in a straight line in the zero position of the measuring device. 10. Measuring device for carrying out the method according to claims 1 and 2, characterized by a movable optical device (L1, L2), the adjustment of which is either one after the other or at the same time for focusing the two target images of long-range or near-range targets. i i. Measuring device for carrying out the method according to Claims 1 and 2, characterized in that an eyepiece (0k) is arranged in such a way that when the measuring device changes position, its viewing direction is retained.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3107168A (en) * 1959-03-19 1963-10-15 Donald J Hogan Track maintenance apparatus

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