DE7244615U - Vorrichtung zur Messung der Dicke von Fahrbahndecken - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-INU.' ULRICH KINKELIN 7032 Sindelfingen -Auf dem Goldberg -Weimarer Str. 32/34 - Telefon 07031/86501

8. Februar 1974

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Helmut Fischer GmbH & Co. , 7032 Sindelfingen-Maichingen BP Benzin und Petroleum AG , 2000 Hamburg

VORRICHTUNG ZUR MESSUNG DER DICKE VON FAHRBAHNDECKEN

Die Erfindung beziehr sich auf eine Vorrichtung Zur messung der Dicke VOTi Schichten, wie Fahrbahndecken, unter denen ein elektrisch leitender Gegenstand angeordnet ist, mit einer mit ihrer Unterseite auf die Fahrbahndecke aufsetzbaren Sonde , in der zwei Spulen vorgesehen sind, deren radiale Ebenen parallel zueinander und parallel zu der Unterseite liegen, wobei die erste weiter von der Unterseite entfernte Spule als ein hochfrequentes magnetisches Feld erzeugende Erregerspule und die zweite Spule als Empfängerspule ausgebildet ist.

Aus der DT-PS 1 947 228 ist eine derartige Vorrichtung zur Messung der Dicke von Fahrbahndecken bekannt geworden, die mit mehreren Skalen zweckmäßig abgestufter Meßbereiche ausgerüstet ist, damit jeweils mit der höchstmöglichen Auflösung, Genauigkeit und Reproduzierbarkeit gemessen werden kann. Diese Unterteilung des Gesamtmeßbereichs in Teilmessbereiche bedingt, daß ein derartiges Meßgerät vor dem eigentlichen Meßvorgang kaiibriert werden muß.

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Es muß also der Anfangswert und der Endwert des Meßbereichs eingestellt werden.

Dies wird bisher so vorgenommen, daß zwischen der meß-Sonde und dem elektrisch leitenden Gegenstand ein Distanz-Stück gelegt wird, dessen Dicke dem Skalenanfangswert des betreffenden Meßbereichs entspricht. Zur Kalibrierung des Endwertes wird die Meß-Sonde in große Entfernung zum leitenden Gegenstand gebracht und der entsprechende Skalen-Endausschlag eingestellt. Statt des Distanz-Stückes wird auch eine Kunststoff-Plfttte bekannter Dicke verwendet. Nachteilig hieran ist, daß man vor Meßbeginn Dlstonz-Sfüeke oder Kunststoff-Platten in allen denjenigen Dicken bereit haben mufj, welche den Anfangswer,*n der zu kalibrierenden Skalen entsprechen. Es müssen also je nach Anzohl der Meßbereiche mehrere derartiger DsstanzteUe zur Messung mitgeführt werden. Dies Ui bei der Meßung sehr hinderlich.

Eine andere Art, die Kalibrierung eines derartigen Meßgerätes vorzunehmen, besteht darin, die Sonde auf die Fahrbahndecke einer solchen Stelle aufzusetzen, unter der sich kein elektrisch leitender Gegenstand befindet. Von der Sonden rück sei te her wird dann eine metallisch leitende Platte auf die Sonde aufgesetzt und in einem bestimmten Abstand, beispielsweise durch einen Abstandshalter fixiert. Do man wegen einfacher Handhabung die von der Sondenrückseite her aufgesetzte, metallisch leitende Platte als offenen Kreisring ausbilden muß, muß also auch hier neben dem Abstandshalter eine gesondert gefertigte Platte vorgesehen sein. Nachteilig hieran ist femer, daß man in der Grösse unterschiedliche, elektrisch leitende Platten mitführen muß, um den verschiedenen Meßbereichen gerecht zu werden. Hat man nur eine leitende Platte, so müssen für die verschiedenen, zu kalibrierenden Skalen unterschiedliche Abstandshalter mitgeführt werden. Die

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Messung ist also auch hier umständlich und zeitraubend.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zur Messung der Dicke von Fahrbahndecken zu schaffen, mit der in einfacher Weise vor dem eigentlichen Meßvorgartg kalibriert werden kann.

Diese Erfindung wird gemäß der Aufgabe dadurch gelöst, daß sie eine dritte Spule aufweist, die im Bereich des magnetischen Feldes zwischen der ersten und zweiten Spule angeordnet ist und daß die dritte SpuleVnit einem Schalter verbundene Abgriffspunkte versehen ist.

Durch die erfindungsgemu3e Vorrichtung ist es möglich, ate Kalibrierung ohne Zuhilfenahme zusätzlicher HilfsausrUstungen vorzunehmen.

Wei tere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschrei-

( Fortsetzung auf Seite 5 der ursprünglichen Unterlagen )

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bung bevorzugter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigen :

j Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Sonde samt Schaltung und

j einen Schnitt durch die Fahrbahn und die Platten,

Fig. 2 die Sonde samt Schaltung gemäß einäm ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 die Sonde samt Schaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 die Sonde samt Schaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 die Sonde samt Schaltung gemäß einem vierten Ausführungsbeisp*iel

der Erfindung,
Fig. 6 die Sonde samt Schaltung gemäß einem fünften Ausführungsbe!spiel und

Fig. 7 die Sonde samt Schaltung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.

j Die Vorrichtung zur Messung der Dicke von Fahrbahndecken weist eine Sonde 11 und ein

; Meßgerät 12 auf, die durch ein Kabel miteinander verbunden sind. 7ur Messung der Dicke

j von Fahrbahndecken wird die Sonde 11 auf die Fahrbahndecke aufgesetzt. Die Fahrbahn-

\ decke besteht u.a. aus einer Binderschicht 14 und einer Verschleißschicht 16. Zwischen

j · den beiden Schichten 14 und 16 sind Platten 17 aus rostfreiem Stahl, Al - Folien oder

j andere elektrisch leitende Flächen eingelegt. Die Platten 17 werden in einem bestimmten

, Abstand Über die ganze Breite der Funrbar.n angebracht, und zwar an derjenigen Stelle,

an der die Abnutzung der Fahrbahndecke gemessen werden soll. In Fig. 1 ist eine Platte 17 ganz dargestellt, während die links und rechts daneben liegenden Platten abgebrochen dargestellt sind.

Der konstruktive Aufbau einer derartigen Sonde 11 ist in der Hauptanmeldung ausführlich beschrieben. Gemäß Fig. 1 weist die Sonde ^l eine erste Spule 18 auf, die die Erreger-

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spule ist und eine zweite Spule 19, die die Empfängerspule ist. Beim Ausführungsbeispiel ist die Spule 18 aus vierzig Windungen eines Drahtes von 0,2 mm Durchmesser gebildet, während die Spule 19 aus einhundertzwanzig Windungen eines Drahtes von 0,1 mm Durchmesser gebildet Ist. Parallel zur Spule 19 liegt ein Keramikkondensator 21, der zusammen mit der Spulenkapazität eine Resonanzkapazität bildet. Die beiden Spulen 18 und 19 sind durch eine gemeinsame Erdleitung 22 miteinander verbunden und die Ausgangsspannung der Spule 19 wird von einem Gleichrichter 23 gleichgerichtet.

Das eigentliche Meßgerät 12 weist einen Hochfrequenzgenerator 24 auf, der die Erregersoule 18 speist und dessen Frequenz zwischen 100 kHz und 1 MHz liegt. Das Meßgerät 1 2 weist femer einen Verstärker 26 auf, der mit dem Gleichrichter 23 und der Erdleitung 22 verbunden ist und ein m it dem Verstarker 26 verbundenes Anzeigegerät 27.

Die beiden Spulen 13 und 19 sind in einem Abstand voneinander und in parallelen Ebenen übereinander starr angeordnet. Bei konstantem, durch die Erregerspule 18 hervorgerufenem Erregerfeld ist die in der Empfängerspule 19 erzitlte Wechselspannung ein eindeutiges Maß fUr den Abstand der beiden Spulen 18 und 19 und damit der Sonde 11 zur elektrisch leitenden Platte 17.

Bevor jedoch der in Fig. 1 dargestellte Meßvorgang beginnen kann, muß die erfindungsgemäße Vorrichtung kalibriert werden. Dazu weist gemäß einem ersten Ausführung*!»!- spiel der Erfindung (Fig. 2) die Sonde 11 eine dritte Spule 31 auf, die aui einer einzigen oder mehreren Windungen besteht und die in einer Ebene zwischen den beiden Spulen 18

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und 19 parallel dazu angeordnet ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind sämtliche drei Spulen 18,19 und 31 Übereinander angeordnet. Die Spule 31 ist durch einen ohmschen Widerstand 32,33,34 definierter Größe während des Kalibrierverfahrens belastet. Der Widerstand 32,33,34 entspricht einem bestimmten Abstand zwischen Sonde \ 1 und leitender Platte 17 und damit dem Anfangswert eines bestimmten Meßbereiches. Bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel weist also die erfindungsgemäße Vörrlchrüng drei Meßbereich© auf. Zwischen jeweils einem Ende der Widerstände 32, 33,34 und einen Anschluß der dritten Spule 31 ist ein Mehrfachschalter 36 angeordnet, durch den die dritte Spule 31 mit jeweils einem der Widerstände 32,33,34 belasst wenden kann. Der Schalter 36 besitzt femer einen Leerkorstakt 37. In dieser Stellung ist der Belastungsstromkreis offen, Das ist die normale Betriebsart beim Meswi. Statt des Leerkontaktes 37 kann auch ein zusätzlicher Tastschalter im Stromkreis vorgesehen sein, so daß die dritte Spule 31 nur dann belastet ist, wenn dieser Tastschalter gedrückt Ist.

Die Widerstände 32,33,34 sind alle oder teilweise als Potentiometer ausgebildet. Diese PotenHometer werden bei der Fertigstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung fest eingestellt, wodurch der Abgleich der Vorrichtung sehr erleichtert wird.

Das in Fig. 2 dargestellte AusfUt.rungsbeispiel ist lediglich, wie auch die wetteren Ausführungsbeispiele der Erfindung, schematisch dargestellt. Sie zeigt lediglich die elektrische Schaltung und besagt nichts Über die Zugehörigkeit der Einzelelemente zu Meßgerät 12 oder Sonde 11.

Die aus einer oder mehreren Windungen bestehende dritte Spule 31 kann In verschiedener Weise verwirklicht sein. So kann ve beispielsweise durch eine radial teilweise oder ganz

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unterbrochene Schicht aus elektrischem Leiterwerkstoff, insbesondere Kupfer, realisiert sein, die in der Windungsebene der beiden Spulen 18 und 19 oder in einer dazu parallel verlaufenden Ebene angeordnet ist. Die elektrisch leitende Schicht ist dabei entweder aus kupferkaschiertem Basismaterial herausgeäzt oder sie wird im Additivverfahren aufgebracht. Die dritte Spule 31 kann aber auch als dünnwandiger Zylinder aus elektrisch leitendem Werkstoff ausgebildet sein, der um die Mantelfläehe der Sonde 11 herumgelegt wird. Schließlich ist es auch möglich, die dritte Spule 31 als Hochfrequenzlitze auszubilden und im Wickel raum der Erregerspule 18 ader der Empfängerspule 19 unterzubringen .·

Bei dem in Fin. 3 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung weist die Sonde 11 keine dritte Spule auf. Sie *eist jedoch ebenfalls die Widerstände 32,33,34 auf. Die Widerstände 32,33,34 sind mit der Empfängerspule 19 verbunden und belasten diese beim Kalibrierverfahren. Ebenso wie beim ersten Ausfuhrungsbeispiel sind auch hier die Widerstände 32, 33,34 und der Schalter 36 bevorzugt in der Sonde 11 angeordnet, damit die Zuleitungen, die wechselstromseitig zwischer den Widerständen 32,33,34 und der Spule 19 bzw. 31 verlaufen und damit ei no Last darstellen, kurz sind.

Das dritte Ausfuhrunjsbetspiel der Erfindung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von dem gemäß der Fig. 3 dadurch, daß die Widerstände 32,33,34 gleichstromseitig mit der Empfängerspule 19 verbunden sind. Die Widerstände sind also einerseits mit der gemeinsamen Erdleitung 22 und andererseits mit der Leitung zwischen Gleichrichter 23 und Verstärker 26 verbunden.

Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Widerstand!» 32, 33,34 und der Schalter 36 im Meßgerät 12 angeordnet. Die gleichstromseitig verlaufenden

Verbindungsleitungen zwischen den Lastwiderstanden 32,33,34 und der Empfängerspule 19 stellen keine nennenswerte zusätzliche Belastung dar, so daß ihre Länge unkritisch ist. Be; diesem Ausführungsbeispiel wird deshalb der Schalter 36 sowohl zum Umschalten der Meßbereiche als auch zum Umschalten der Widerstände 32,33,34 verwendet. Die Sonde -rfährt gegenüber bisher keinerlei Veränderung.

Beim vierten Ausführongsbeispie! der Erfindung schließlich sind die Widerstände 32,33,34 und der Schalter 36 ebenfalls im Meßgerät 12 angeordnet. Die Widerstände sind h?«r mit der Erregerspule 18 verbunden. Auch hier bleibt die Sonde 11 unverändert.

Die Größenordnung der Widerstände liegt je nach Meßbereich etwa bei 10 - 1000 Ohm.

Das fünfte der beschriebenen Ausführungsbeispiele besteht darin, daß die Nachbildung eines Ab..tandes zwischen Sonde 11 und Platte 17 nicht durch mehrere genau angepaßte Belastungswiderstände erfolgt, sondern durch nur einen Widerstand 41 oder ein Widerstandsnetzwerk. Dazu wird nach Fig. 6 z.B. die dritte Spule 31 für Jeden erforderlichen Bereich mit einer Anzapfung versehen. Die Lage derAizapfpunkte 38,39,40 bestimmt eindeutig den äquivalenten Schichtdickenwert.

Die Anzapfungen 33,39,40 können aber auch statt an der dritten Spule 31 an der Erregwrspuie 18 oder der Empfängerspule 19 vorgesehen sein. Dadurch wird die dritte Spule 3Ί eingespart. Ebenso kann der Lastwiderstand 41 gleichstrommäßig angekoppelt werden, wenn in die Verfaindungsleitungen vom Schalter 36 zu den Anzapfungen 38,39,40 Gleichrichter geschalte! werden.

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Femer ist es möglich, die Schaltung nach Fig. 7 auszufuhren, bei der keine Anzapfung der Spule 31 erforderlich ist. Die der Sonde 11 im Widerstand 41 entzogene Energie ist allein durch geeignete Bemessung der zwischen den Anschlüssen des Mehrfachschalters 36 und der gemeiniamen Leitung zur Spule 31 geschalteten Kondensatoren 42,43,44 oder andere Blind- oder Komplex-Netzwerte bestimmt.

Wenn auch spezielle Ausfuhrungsformen der Erfindung im einzelnen beschrieben wurden, versteht es sich, daß für den Fachmann zahlreiche Abwandlungen gegenüber den dargestellten Ausfuhrungsbeispielen möglich sind. So kann die Belastung beispielsweise auch durch einen komplexen Widerstand oder ein Netzwerk agc reejjen und/nAmr [enmnlavmn Widerständen verwirklicht werden. Femer ist es möglich, sowohl die Erregerspuie als auch die Empfängerspule gleichzeitig zu belasten. Sind die Widerstände in der Sonde eingebaut, so erfolgt die Zu- bzw. Einschaltung der Belastungswiderstände durch Mikroschal ter oder Taster, welche durch Kappen aus Gummi oder ähnlichem gegen Eindringen des Wassers^ von Schmutz usw. gesichert sind. Die Schaltung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der zylinderförmig ausgebildete Sondengriff eine um die Grifflängsachse drehbare Hülse enthält, welche den Schalter, der zentral im Sondengriff untergebracht ist, betätigt.

Claims (10)

* t H. FischerGmbH & Co. 11309 SCHUTZANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Messung der Dicke von Schichten, wie Fahrbahndecken, unter

denen ein elektrisch leitender Gegenstand angeordnet ist, mit einer mit ihrer Unterseite auf die Fahrbahndecke aufsetzbaren Sonde, in der zwei Spulen vorgesehen sind, deren radiale Ebenen parallel zueinander und parallel zu der Unterseite liegen, wobei die erste weiter von der Unterseite entfernte Spule als ein hochfrequentes magnetisches Feld erzeugende Erregerspule und die zweite Spule als Empfängerspule ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine dritte Spule (31) aufweist, die im Bsreich des magnetischen Feldes zwischen der ersten und zweiten Spule (38, 39) angeordnet ist und aaß die dritte Spule (31) mit mit einem Schalter verbundene

Abgriffspunkte (38,39,40) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Spule (31) parallel zu der ersten und zweiten Spule (38,39) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Spule (31) aus einer einzigen Windung besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Spule (31) aus einer radial teilweise oder ganz unterbrochenen Schicht aus elektrisch

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leitendem Material besteht, die in der Windungsebene der ersten und zweiten Spule (18, 19) oder in einer parallel dazu verlaufenden Ebene angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Spule (31 j aus einem dünnwandigen Zylinder aus elektrisch leitendem Material besteht, der die Mantelfläche der Sonde (11) umgibt.

6. Vorrichtung _nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Spule (31) als eine im Wickelraum der ersten oder zweiten Spule (18,19) untergebrachte Hochfrequenzlitze ausgebildet ist.

7. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Spule (18,19) mit mit einem Schalter verbundene Abyriffspunkten versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen einzigen Schalter (36)- zur Meßbereichsumschaitung und zur Umschaltung auf den entsprechenden Abgriffspunkt (38,39,40) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Drucktaste aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder Z₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Abgriffspunkte (38,39,40) direkt auf dem elektrisch leitenden Material der einzigen Windung (31) als Lötstellen ausgeführt sind.

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