DE8204829U1

DE8204829U1 - MEASURING BURETTES, IN PARTICULAR FOR TRIAXIAL EXAMINATIONS OF SOIL SAMPLES

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Publication number: DE8204829U1
Application number: DE19828204829
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-20
Filing date: 1982-02-20
Publication date: 1982-09-16

Description

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Die Erfindung betrifft eine Meßbürette,insbesondere für Triaxialuntersuchungen von Bodenproben,, bestehend aus einem mit einer geeichten Skala versehenen, bodenseitig durch einen Hahn verschlossenen Glasrohr.The invention relates to a measuring burette, in particular for triaxial investigations of soil samples, consisting from a glass tube provided with a calibrated scale and closed at the bottom by a tap.

Meßbüretten der oben angegebenen Art sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Neben Makrobüretten sind auch Mikrobüretten bekannt. Zum parallaxefreien Ablesen des Flüssigkeitsmeniskus sind die Büretten mit einem Schellbach-Streifen in Form eines weißen Emailstreifens mit blauer Mittellinie versehen/der optisch eine scharfe Ein-,schnürung des Meniskus bewirkt; wenn sich die Augen des Beobachters auf gleicher Höhe mit ihm befinden.There are various types of measuring burettes of the type indicated above Embodiments known. In addition to macro burettes, micro burettes are also known. For parallax-free reading of the liquid meniscus are the burettes with a Schellbach stripe in the form of a white enamel stripe provided with a blue center line / the optically sharp constriction of the meniscus causes; when the observer's eyes are level with him.

Das genaue Ablesen des Standes des Flüssigkeitspegels hängt von der Stellung der Augen des Beobachters ab und wenn die Augen sich nicht auf gleicher Höhe mit dem Flüssigkeitsmeniskus befinden, ist kein genaues Ablesen der Meßwerte an der Skala der Meßbürette möglich.The exact reading of the level of the liquid depends on the position of the observer's eyes and if the eyes are not level with the fluid meniscus, the reading is not accurate the measured values on the scale of the measuring burette possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die sich bei den bekannten Meßbüretten ergebenden Nachteile zu ver-r meiden und eine Meßbürette zu schaffen, mit der ein automatisches und genaues Erfassen des sich laufend verändern- | den Flüssigkeitspegels unter Zuhilfenahme des Zylinderlinsen-r ** effektes möglich ist.The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the known measuring burettes avoid and create a measuring burette with which an automatic and precise recording of the constantly changing | the liquid level with the help of the cylinder lens r ** effect is possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Meßbürette gemäß der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, die erfin-To solve this problem, a measuring burette according to the type described at the beginning is proposed, the invented

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dungsgemäß in der Weise ausgebildet ist, daß die senkrecht stehend an einer Halterung angeordnete Maßbürette mit einer licht-optischen/ als Lichtschranke ausgebildeten Meniskus-Abtasteinrichtung versehen ist, die vermittels einer von der Lichtschranke meniskuslagenabhangxg gesteuerten, motorischen Nachführeinrichtung auf der Meßbürette in dessen Längsrichtung verschieblich ausgebildet ist.is designed accordingly in such a way that the upright standing on a holder arranged measuring burette with a light-optical / meniscus scanning device designed as a light barrier is provided, which means a motorized tracking device on the measuring burette controlled by the meniscus position dependent light barrier is designed to be displaceable in the longitudinal direction.

' Mit einer derart erfindungsgemäß ausgebildeten Meßbürette entfällt das umständliche und zeitraubende zyklische Ablesen des Flüssigkeitsspiegels der Meßbürette, wie dies z.B. bei Triaxialuntersuchungen an Bodenproben erforderlich ist. Das genaue Erfassen des jeweiligen Flüssigkeitsspiegels erfolgt vermittels der Abtasteinrichtung, deren Speziallichtschranke in Längsrichtung der Meßbürette an dieser verfahrbar ist und somit die Grenzfläche Wasser-Luft , d.h. den Flüssigkeitsmeniksus,optisch abtasten kann. Das elektrische Ausgangssignal der Lichtschranke bewirkt dabei über einen motorbetriebenen Servomechanismus die senkrechte Nachführung der Lichtschranke, so daß diese sich zu jedem Zeitpunkt in Höhe des Meniskus befindet. 'With a measuring burette designed according to the invention in this way The cumbersome and time-consuming cyclical reading of the liquid level of the measuring burette, like this, is no longer necessary e.g. is required for triaxial investigations on soil samples. The exact detection of the respective liquid level takes place by means of the scanning device, whose Special light barrier can be moved in the longitudinal direction of the measuring burette on this and thus the water-air interface , i.e. the liquid menicus, optically scan can. The electrical output signal of the light barrier is effected via a motor-driven servo mechanism the vertical tracking of the light barrier so that it is at the level of the meniscus at all times.

Die Position der Lichtschranke wird mit einem Präzisionsweggeber ermittelt und digital in einer Zentraleinheit angezeigt. Diese Anzeige ist in Milliliter mit einer Auflösung von 0,1 ml ausgelegt. Die Abtastgenauigkeit der Lichtschranke beträgt - 0,02 ml,bei einer 50 ml.Bürette.The position of the light barrier is determined with a precision displacement encoder and digitally in a central unit displayed. This display is designed in milliliters with a resolution of 0.1 ml. The scanning accuracy of the The light barrier is - 0.02 ml for a 50 ml burette.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.

I In der Zeichnung ist der Gegenstand der ErfindungI In the drawing is the subject of the invention

beispielsweise dargestellt, und zwar zeigtfor example shown, namely shows

\ 5 F i g ,' 1 die Meßbürette in einer Ansicht von Vorn, \ 5 Fig. 1 the measuring burette in a view from the front,

.*■ F i g . 2 die Meßbürette in einer schaubildlichen. * ■ F i g. 2 the measuring burette in a graphical way

Seitenansicht,Side view,

F i g . 3 die Meßbürette in einer rückwärtigen Ansicht und
10 F i g . 4 eine vergrößerte schaubildliche AnsichtFig. 3 the measuring burette in a rear view and
10 fig. 4 is an enlarged perspective view

eines Abschnittes der Meßbürette mit der Abtasteinrichtung. ? · Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformof a section of the measuring burette with the scanning device. ? · In the embodiment shown in Figs

\ ist die mit 10 in an sich bekannter Weise ausgebildete Meß- \ is the measurement with 10 in a known manner

I bürette 10 senkrecht stehend an einer Halterung 20 befestigt.I burette 10 upright attached to a holder 20.

I 15 Diese Halterung 20 besteht aus einer Standplatte 21 und einem I 15 This holder 20 consists of a base plate 21 and a

I auf dieser befestigten Tragstab 22, der auch als plattenförmiger Zuschnitt ausgebildet sein kann. Die Standplatte ! 21 trägt darüber hinaus eine gehäuseartige Abdeckung 23,I attached to this support rod 22, which is also called a plate-shaped Can be formed blank. The stand plate! 21 also carries a housing-like cover 23,

innerhalb der sich Meß- und Steuereinrichtungen befinden. 20 Die Halterung 20 besteht aus Kunststoffen oder anderen I geeigneten Werkstoffen und kann jede beliebige Ausführungsform aufweisen. Wesentlich ist jedoch, daß die Meßbürette 10 in dieser Halterung 2 0 senkrecht stehend gehalten ist. Die Meßbürette 10' selbst besteht aus einem Glasrohr 25 11, welches außenseitig eine Skala 12 trägt. Bei 13 ist das Glasrohr 11 der Meßbürette 10 an dem senkrechten Trag-within which there are measuring and control devices. 20 The bracket 20 is made of plastics or other I suitable materials and can have any desired embodiment. However, it is essential that the measuring burette 10 is held upright in this holder 2 0. The measuring burette 10 'itself consists of a glass tube 25 11, which has a scale 12 on the outside. At 13 the glass tube 11 of the measuring burette 10 is on the vertical support

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stab 22 der Halterung 20 befestigt. Bodenseitig ist der Ausfluß des Glasrohres 11 mittels eines Hahnes 14 verschlossen. rod 22 of the bracket 20 attached. On the bottom side, the outflow of the glass tube 11 is closed by means of a cock 14.

Im Bereich der Meßbürette 10 ist eine Abtastcinrichtung 30 längsverschieblich angeordnet (Fig.1,2 und 4). Diese Abtasteinrichtung 30 besteht aus einer Tragplatte 31, die vermittels eines Seilzuges 34 in Längsrichtung des Glasrohres 11 der Meßbürette 10 verfahrbar ist. Der Seilzug 34 ist einseitig an die Tragplatte 31 angeschlossen und über eine am oberen freien Ende des Tragstabes 22 der Halterung 20 gelagerten Rolle 35 zu einer motorischen Nachführeinrichtung 40 geführt, die auf der Standplatte 21 in dem Gehäuse 23 der Halterung 20 angeordnet ist.In the area of the measuring burette 10 is a scanning device 30 arranged to be longitudinally displaceable (Fig. 1,2 and 4). This scanning device 30 consists of a support plate 31, which can be moved in the longitudinal direction of the glass tube 11 of the measuring burette 10 by means of a cable pull 34. The cable 34 is connected to the support plate 31 on one side and via a roller 35 mounted on the upper free end of the support rod 22 of the holder 20 to form a Motorized tracking device 40, which is arranged on the base plate 21 in the housing 23 of the holder 20 is.

Vorzugsweise ist das Glasrohr Ii der Meßbürette 10 an dem Tragstab 22 der Halterung 20 unter Ausbildung eines Zwischenraumes angeordnet, so daß in diesem Zwischenraum zwischen dem Tragstab 22 und dem Glasrohr 21 die Tragplatte 31 führbar und verfahrbar ist.(Fig.4).The glass tube Ii is preferably the measuring burette 10 arranged on the support rod 22 of the holder 20 with the formation of an intermediate space, so that in this intermediate space the support plate 31 can be guided and moved between the support rod 22 and the glass tube 21. (FIG. 4).

Die Tragplatte 31 trägt eine Lichtschranke, bestehendaus einer Fotodiode 32 und einer Lichtquelle 33, die als Kaltlichtquelle ausgebildet ist. Vorteilhafterweise wird nicht normales Licht, sondern moduliertes kaltes Licht verwendet, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß durch die Lichtquelle der Lichtschranke keine Wärmeausstrahlung erfolgt und ein Beschlagen des Glasrohres 11 der Meßbürette 10 im Ablesebereich vermieden wird,außerdem wird eine hohe Fremdlichtunempfindlichkeit erreicht.Die Fotodiode 32 undThe support plate 31 carries a light barrier, consisting of a photodiode 32 and a light source 33, which as Cold light source is formed. Advantageously, will not normal light, but modulated cold light, which has the advantage that through the The light source of the light barrier does not radiate heat and the glass tube 11 of the measuring burette is fogged up 10 is avoided in the reading area, and a high level of insensitivity to external light is achieved. The photodiode 32 and

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die Lichtquelle 33 der Lichtschranke der Abtasteinrichtung 30 sind , wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist, zu beiden Seiten des Gissrohres 11 der Meßbürette 10 angeordnet . so daß die Tragplatte 31 mit der Fotodiode 32 und der Lichtquelle 33 eine U-förmige Führungseinheit bilden und eine | einwandfreie Führung der Abtasteinrichtung 30 an dem rohr 11 der Meßbürette 10 gewährleistet ist. Die Stand-the light source 33 of the light barrier of the scanning device 30 are, as can be seen from FIG. 4, for both Sides of the cast pipe 11 of the measuring burette 10 are arranged. so that the support plate 31 with the photodiode 32 and the light source 33 form a U-shaped guide unit and a | proper guidance of the scanning device 30 on the tube 11 of the measuring burette 10 is guaranteed. The stand

platte 21 der Halterung 20 nimmt einen Lichtschrankenpositionsermittlungspräzisionsweggeber 50 und eine Digitalanzeigeeinrichtung 60 auf, auf die nachstehend noch näher eingegangen wird.Plate 21 of the bracket 20 takes a light barrier position determination precision travel sensor 50 and a digital display device 60, which will be discussed in more detail below.

i Die Arbeitsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten i The mode of operation of the trained according to the invention

Automatik-Meßbürette ist wie folgt:The automatic measuring burette is as follows:

Die jeweilige Position der Lichtschranke 32,33 wird mit dem Präzisionsweggeber 50 ermittelt und digital in der Einrichtung 60 angezeigt. Die Anzeige ist dabei in Milliliter mit einer Auflösung von 0,1 ml ausgelegt, wobei die Abtastgenauigkeit der Lichtschranke - 0,02 ml beträgt. Das elektrische Ausgangssignal der Lichtschranke 32,33 bewirkt über die Nachführeinrichtung 40 in Form eines motorbetriebenen Servomechanismus die vertikale Nachführung der Abtasteinrichtung 30 mit der Lichtschranke 32,33, und zwar derart, daß sich die Lichtschranke zu jedem Zeitpunkt in Höhe des MeniükvB befindet. Das Verschieben der Abtasteinrichtung 30 ist meniskuspositionsabhängig gesteuert. Die Ansteuerung für die motorische Nachführeinrichtung 40 erfolgt unter Zuhilfenahme einer Brückenschaltung.The respective position of the light barrier 32, 33 is determined with the precision displacement encoder 50 and digitally in the device 60 is displayed. The display is designed in milliliters with a resolution of 0.1 ml, with the The scanning accuracy of the light barrier is 0.02 ml. The electrical output signal of the light barrier 32,33 causes the vertical tracking of the scanning device via the tracking device 40 in the form of a motor-driven servomechanism 30 with the light barrier 32, 33, in such a way that the light barrier is at any point in time in the amount of the MeniükvB. Moving the scanning device 30 is controlled depending on the position of the meniscus. The control for the motorized tracking device 40 takes place with the aid of a bridge circuit.

Für die Erfassung des Flüssigkeits-Meniskus im Glasrohr der Meßbürette 10 wird der Zylinderlinseneffekt ausgenutzt, d.h./ das von der Lichtquelle der Lichtschranke kommende Licht wird gebündelt der Fotodiode zugeführt. Diese Bündelung ist unterhalb des Meniskus infolge des gefüllten Glasrohres vorhanden und oberhalb des Meniskus, also im leeren Glasrohr, nicht.Im Ruhestand des Systems passiert das Lichtbündel etwa je zur Hälfte den gefüllten und den leeren Teil des Rohres, so daß eine bestimmte GesamtlichtiaengeFor the detection of the liquid meniscus in the glass tube of the measuring burette 10, the cylindrical lens effect is used, i.e. / the light coming from the light source of the light barrier is bundled and fed to the photodiode. This bundling is present below the meniscus due to the filled glass tube and above the meniscus, i.e. in the empty one Glass tube, no. When the system is idle, the light beam passes half of the filled and half of the empty Part of the tube so that a certain total light length

aul den Lichtempfänger fällt. Eine Abwärtsbewegung des Meniskus bedeutet nun weniger gebündeltes und eine Aufwärtsbewegung mehr gebündeltes Gesamtlicht für den Empfänger. Hieraus werden die Nachregelsignale abgeleitet.the light receiver falls. A downward movement of the meniscus now means less bundled and an upward movement more bundled overall light for the receiver. The readjustment signals are derived from this.

Parallel zur Anzeige der Meßwerte ist ein zyklischer Ausdruck auf einem in der Zeichnung nicht dargestellten , mit einer Schnittstelle versehenen Kleintischrechner möglich. Die Ausdruck-Intervalle sind dabei von einer eingebauten .elektronischen Uhr in den wählbaren Zeitintervallen 1 bis Minuten oder extern von einer z.B. vorhandenen Triaxialmeßeinrichtung steuerbar. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Einrichtung die Möglichkeit, den internen oder externen Ausdruck-Intervall den drei Meßkanälen individuell zuzuordnen. An der Rückseite der Zentraleinheit steht dann ein Datenausgang für die Anpassung an einen Rechner zur Verfügung.Parallel to the display of the measured values, there is a cyclical printout on a not shown in the drawing, Small desktop computer with an interface is possible. The printout intervals are built-in .electronic clock in the selectable time intervals of 1 to minutes or externally from an existing triaxial measuring device, for example controllable. The possibility of using the internal or external printout interval is particularly advantageous with this device to be assigned individually to the three measuring channels. There is then a data output on the back of the central unit available for adaptation to a computer.

Besonders vorteilhaft bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Meßbürette ist, daß ohne großen mecha-It is particularly advantageous in this embodiment of the measuring burette according to the invention that without large mechanical

nischen Aufwand ein hohes Maß an Meßgenauigkeit erreicht wird. Die Meßbürette arbeitet zuverlässig und fremdeinflußunempfindlich. Der Meßwert läßt sich jederzeit/ z.B. zu Kon trollzwecken, an der Bürette ablesen, wenn keine vollautoaatische Meßwerterfassung erfolgen sollte. Die optische . Abtasteinrichtung 30 der Meßbürette 10 ist dann mit einer Me-ßwerhaufzeichnungseinrichtung 70 verbunden. Die Meßbürette mit der vollautomatischen Meniskusabtasteinrichtung zur Ermittlung genauester Meßwerte zeichnet sich durch besonders hohe Genauigkeit , Auflösung und StaLllitat aus.A high degree of measurement accuracy is achieved in a niche effort. The measuring burette works reliably and is insensitive to external influences. The measured value can be read off the burette at any time / e.g. for control purposes, if there is no fully automatic Measured value acquisition should take place. The optical one. Scanning device 30 of the measuring burette 10 is then provided with a Measurement recording device 70 connected. The measuring burette with the fully automatic meniscus scanner for the determination of the most precise measured values is characterized by particularly high accuracy, resolution and stability the end.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorangehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform. Abweichungen in der Ausgestaltung der Halterung für die Meßbürette liegen ebenso im Rahmen der Erfindung wie eine andersartige Anordnung und Ausbildung der Nachführeinrichtung für die Abtasteinrichtung an der Meßbürette.The invention is not limited to the foregoing embodiment described and shown in the drawing. Deviations in the design of the bracket for the measuring burette is also within the scope of the invention, as is a different arrangement and design of the tracking device for the scanning device on the measuring burette.

Auch eine Wiedergabe der Meßwerte auf einem Bildschirm ist möglich. Der Seilzug 34 kann gleichzeitig als Stromzuführungskabel zur Lichtschranke dienen.It is also possible to display the measured values on a screen. The cable 34 can be used at the same time Power supply cables to the light barrier are used.

Claims

Measuring burette, in particular for triaxial testing of soil samples

1. Measuring burette, especially for triaxial] examinations of soil samples, consisting of one provided with a calibrated scale, closed on the bottom by a tap Glass tube, characterized in that the measuring burette (10) arranged vertically on a holder (20) is provided with a light-optical meniscus scanning device (30) designed as a light barrier, which means a motorized tracking device (40) controlled by the light barrier (32,33) depending on the position of the meniscus is designed to be displaceable in the longitudinal direction of the measuring burette (10).

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2. measuring burette according to claim 1, characterized in that the holder (20) consists of a base plate (21) with a vertical support rod (22) on which the measuring burette (10) is attached to form an intermediate space in which the scanning device ( 30) with the light barrier (32,33) lying in the lateral area of the measuring burette (10) is held displaceably by means of a cable pull (34) which is guided over a roller (35) mounted on the upper end of the support rod (22) and with the the Standpia ⁴ ce (21) arranged, motorized tracking device (40) is connected.

3. measuring burette according to claim 1 and 2, characterized in that that the cable pull · (34) is designed at the same time as a power supply cable for the light barrier (32, 33).

4. measuring burette according to claim 1 to 3, characterized in that the light source of the light barrier (32,33) is designed as a cold light source.

5. measuring burette according to claim 1 to 4, characterized in that that the scanning device (30) of the measuring burette

(10) with a light barrier position detection precision transducer (50) and is provided with a digital display device (60).

6 .. measuring burette according to claim 1 to 5, characterized in that that the optical scanning device (30) of the MeÜburette (103 with a measured value recording device (70) is connected.