DE849520C

DE849520C - Einrichtung zur Fernmessung des Feuchtigkeitsgehaltes einer erhaertenden Gussmasse, insbesondere von Beton

Info

Publication number: DE849520C
Application number: DEB13216A
Authority: DE
Inventors: Edmond Dr Brasey
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-01-03
Filing date: 1950-12-31
Publication date: 1952-09-15
Also published as: CH281917A; FR1028496A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 15. SEPTEMBER 1952

B i32i6VHIb/74b

Bekanntlich sind Bauwerke aus Beton und ins liesondere Talsperren u. dgl. Gegenstand sehr sorgfältiger Messungen, die darauf 'hinzielen, die Deformationen und örtlichen Drücke auf ihre Übereinstimmung mit der Vorausberechnung zu überprüfen. Nun ist jedoch der Trocknungs- oder Anfeuchtungszustand bzw. der Feuchtigkeitsgehalt des Betons oder Mörtels nicht ohne Einfluß auf die elastischen Konstanten, welche die Grundlage für die Rechnung bilden, und es ist von Wichtigkeit, diesen Zustand festzustellen und dessen Entwicklung zu verfolgen, die sich plötzlich ändern kann durch Eindringen von Feuchtigkeit wegen Rißbildung beim Schwinden des Betons. Die Messungen, die bisher zu diesem Zweck mittels an verschiedenen Punkten des Bauwerkes eingeleiteter Elektroden vorgenommen wurden, scheinen keine zufriedenstellenden Ergebnisse geliefert zu haben.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zur Fernmessung des Feuchtigkeitsgehaltes einer erhärtenden Gußmasse (Beton), d.h. des Trocknungs- oder Anfeuchtungszustandes von Mörtel, insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei einem Betonbauwerk, zu schaffen.

Die besagte Einrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie als Meßelement einen Zylinderkörper enthält, der aus einer zur Feuchtigkeitsmessung geeigneten Masse hergestellt ist und zwei Metallelektroden umkleidet, die nur durch die feuchtigkeitsempfindliche Masse miteinander elek-

trisch verbunden sind, so daß dieses in die Gußmasse (Beton) eingebettete Element einen elektro-Iytischen Widerstand (17) darstellt, dessen jeweiliger Wert von dem Feuchtigkeitsgehalt der genannten Gußmasse abhängt und durch ein Anzeigeinstrument für den zu bestimmenden Feuchtigkeitsgehalt gemessen wird.

Als zur Feuchtigkeitsmessung geeignete Masse kann eine der Zusammensetzung des verwendeten Mörtels bzw. des Betons ähnliche Masse dienen, deren Feuchtigkeitsmeßwert als Funktion des elektrolytischen Widerstandes durch eine Eichung bestimmt wird. Vorzugsweise bilden die beiden Elektroden des Meßelementes zwei koaxiale »5 Zylinder. Der innere wird durch einen Stab gebildet, der äußere durch ein durdhlochtes Röhr. Darüber hinaus läßt sich die Einrichtung so ausbilden, daß die Enden der inneren Elektrode nicht von der zur Feuchtigkeitsmessung dienenden Masse umkleidet sind, so daß ζ. B. das eine der freien Enden der inneren Elektrode den einen Anschluß des Elementes darstellt, während das andere Ende in einen elektrischen Isolierstoff eingelassen ist, der gleichfalls einen Teil des Meßelementes bildet. Als Anzeigeinstrument kann ein Ohmmeter verwendet werden, das bei einer Wechselspannung von etwa 10 Volt betrieben wird. Die Anzeigewerte werden mit Hilfe der Eic'hkurve in Trocknungsoder Anfeuchtungsangaiben übersetzt. Das Anzeigeinstrument, das unter sehr verschiedenen Temperaturbedingungen benutzbar sein soll, ist vorzugsweise mit einer Kompensationseinrichtung ausgerüstet.

Versuche haben gezeigt, daß es von Vorteil ist, wenn das Anzeigeinstrument den Logarithmus des wirksamen zu messenden Widerstandes anzeigt, weil dann nämlich die Ablesewerte durchweg dieselbe Größenordnung haben, was die Möglichkeit von Fehlablesungen durch ungeschultes Hilfspersonal wesentlich vermindert.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die durch die Figuren dargestellt ist. Von diesen zeigt

Fig. ι ein Meßelement gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein Schaltschema der vollständigen Einrichtung.

Das Meßelement nach Fig. 1 enthält zwei koaxiale Metallelektroden,, eine innere, 1, in Gestalt einer zylindrischen Stange oder Welle und eine andere, äußere, 2, in Gestalt eines zylindrischen durchlochten Rohres, beide umkleidet von einer zur Feuchtigkeitsmessung geeigneten Masse 3. Diese ist von ähnlicher Zusammensetzung wie diejenige des Mörtels des Bauwerkes und stellt sich praktisch trägheitslos auf einen Gleichgewichtszustand je nach der Anfeuchtung bzw. Trocknung der Mörtelmasse ein. Die äußere von der zur Feuchtigkeitsmessung dienenden Masse vollständig umkleidete Elektrode 2 ist durchlöchert, damit zwischen dem Anfeuchtungs- oder Trocknungszustand der innerhalb der Elektroden befindlichen Masse und demjenigen des benachbarten Mörtels sich das Gleichgewicht einstellen kann. Diese Elektrode 2 ist auf eine Muffe 4 aufgeschweißt oder -gelötet, die innen mit Gewinde versehen ist und die eine Kammer 5 bildet, in der die Verbindungen mit dem Anschlußkabel ausgeführt werden und auf welche das Ende des Kabels oder seine Schutzhülse aufgeschraubt werden. Ein Zuleitungsdraht 6, der durch das Material der Muffe hindurch angelötet ist, bildet den einen Anschluß des Meßelementes. Die innere Elektrode wird durch eine Scheibe 7 aus Isoliermaterial gehalten, welche in das Ende der mit Gewinde versehenen Hülse eingeschraubt ist. Die Elektrode 1 erstreckt sich bis in das Innere der Anschlußkammer 5 und bildet den zweiten Anschluß 8 des Meßelementes. An dem der Anschlußkammer entgegengesetzten Ende des Meßelementes endet die Umkleidung in Gestalt eines Hohlkegels. Das Ende der axialen Elektrode bleibt frei und wird mit Isolierstoff 9 versehen, um dadurch eine Ableitung des Meßstromes durch die Mörtelmasse hindurch zu verhindern.

Das Anzeigeinstrument der in Fig. 2 dargestellten Schaltung soll einen sehr ausgedehnten Widerstandsbereich mit einer möglichst regelmäßigen Skaleneinteilung beherrschen. Es wird gebildet durch ein Kreuzspulengalvanometer 11, das von gleichgerichtetem Wechselstrom gespeist wird und mit einer Vorrichtung zum Ausgleich des Temperatureinflusses versehen ist. Der Meßkreis wird durch zwei parallele Stromkreise gebildet. Der erste Kreis enthält einen festen Widerstand 12 in Reihe mit einer Gleichrichterzelle 13 und speist die eine der Galvanometerspulen. Der zweite Kreis besteht aus zwei Widerständen 14 und 15 in Reihe mit einer Gleichrichterzelle 16 und speist die zweite Galvanometerspule. Der Widerstand des Meßelementes 17 liegt parallel zum Widerstand 14 und verändert das Stromverhältnis in den Spulen und bewirkt so die Einstellung des Instrumentenzeigers auf einen Wert, der seinem Widerstand entspricht. Die Gradeinteilung des Instrumentes erstreckt sich von Null bis Unendlich, und es läßt sich durch eine geeignete Einstellung der Widerstände 12, 14, 15 ein Teil des Meßbereiches auf Kosten eines anderen verbreitern.

Eine genaue Berücksichtigung des Temperatureinflusses der Gleichrichterzellen vor einer Messung wäre dadurch zu erreichen, daß durch eine Mehrzahl von Versuchsmessungen mit einer Mehrzahl von Eichwiderständen an Stelle des Meßwider-Standes 17 eine Mehrzähl von Skalenpunkten geprüft würde, wodurch die Temperaturveränderungen beider Gleichrichterzellen berücksichtigt werden könnten. Es wurde festgestellt, daß sich experimentell ein sehr befriedigendes Ergebnis dadurch erzielen läßt, daß jeder der Widerstände 14 und 15 aus einem festen Teil 141 und 151 und aus einem veränderlichen Teil 142 und 152 gebildet wird.

Der Teilwiderstand 152 dient zur Einstellung des Nullwertes oder eines Wertes im Gebiete kleiner Widerstände. Der Teilwiderstand 142 dient zur Einstellung des Wertes Unendlich oder eines Wertes im Gebiete großer Widerstände.

Es ist in diesem Zusammenhang noch zu bemerken, daß nicht eine selbsttätige Temperatur- !compensation vorgesehen ist, sondern daß vor jeder

Messung eine Kontrollmessung vorgenommen wird, wodurch von Fall zu Fall die Temperatureinflüsse berücksichtigt werden können.

Natürlich gibt es andere Möglichkeiten, um den Meßkreis herzustellen, der als veränderlichen Widerstand ein Meßelement, wie es oben beschneien ist, und als Anzeiger des jeweiligen Wertes dieses veränderlichen- Widerstandes ein elektrisches Meßinstrument besitzt. Dieses braucht nicht unbedingt ein Kreuzspulgalvanometer mit Kreuzspulen zu sein, es könnte auch z. B. eine Wheatstonesche Brücke oder eine andere Ausgleichseinrichtung benutzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Einrichtung zur Fernmessung des Feuchtigkeitsgehaltes einer erhärtenden Gußmasse, insl >esondere Beton, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Meßelement einen Zylinderkörper enthalt, der aus einer zur Feuchtigkeitsmessung geeigneten Masse (3) hergestellt ist und zwei Metallelektroden (1, 2) umkleidet, die nur durch die feuchtigkeitsempfindliche Masse (3) miteinander elektrisch verbunden sind, so daß dieses in die Gußmasse (Beton) eingebettete Element einen elektrolytischen Widerstand (17) darstellt, dessen jeweiliger Wert von dem Feuchtigkeitsgehalt der genannten Gußmasse abhängt und durch ein Anzeigeinstrument (11) für den zu bestimmenden Feuchtigkeitsgehalt gemessen wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des Meßinstrumentes durch zwei koaxiale Zylinder (1, 2) gebildet werden, von denen der innere durch einen Stab (1), der äußere durch ein durchlochtes Rohr (2) gebildet wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der inneren Elektrode (1) von der feuchtigkeitsempfindlichen. Masse (3) frei gehalten sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines (8) der freien Enden der inneren Elektrode einen Anschluß des Meßelementes bildet.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite freie Ende der inneren Elektrode in einen elektrischen Isolierstoff (9) eingelassen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Enden der äußeren Elektrode (2) auf einer innen mit Gewinde versehenen Hülse (4) aufgeschweißt ist, die eine Kammer für die elektrischen Anschlüsse bildet.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (1) mit Hilfe einer aus Isolierstoff bestehenden Scheibe (7) zentriert ist, die in die mit Gewinde versehene Hülse (4) eingeschraubt ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, diaß die mit Gewinde versehene Hülse (4) mit einer Stromzuleitung (6) verbunden ist, deren Ende durch das Material der Hülse (4) hindurchgeführt und mit ihr verlötet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Meßstromkreis durch zwei getrennte von einer Wechselstromquelle gespeiste Stromkreise gebildet wird und daß in jedem der Stromkreise in Reihe mit einem Gleichrichter (13, 16) je eine Spule eines Kreuzspulgalvanometers (11) liegt.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß einer der getrennten Stromkreise durch einen festen Widerstand (12) und der andere durch zwei in Reihe geschaltete Einzelwiderstände (14, 15) gebildet wird, deren einer (14) parallel zum Widerstand (17) des Meßelementes liegt.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelwiderstände (14, 15), welche den zweiten getrennten Stromkreis bilden, weiter unterteilt sind und jeder aus einem festen (141, 151) und einem veränderlichen Teil (142, 152) bestehen, wobei der letztere zum Ausgleich des Temperatureinflusses dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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