EP3529558A1 - Faseroptisches inklinometer - Google Patents

Faseroptisches inklinometer

Info

Publication number
EP3529558A1
EP3529558A1 EP17791329.0A EP17791329A EP3529558A1 EP 3529558 A1 EP3529558 A1 EP 3529558A1 EP 17791329 A EP17791329 A EP 17791329A EP 3529558 A1 EP3529558 A1 EP 3529558A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier
sensor arrangement
tube
sensor
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17791329.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas KLARER
Kurt Kogler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zueblin Spezialtiefbau GmbH
Hottinger Bruel and Kjaer GmbH
Original Assignee
Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH
Zueblin Spezialtiefbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Zueblin Spezialtiefbau GmbH filed Critical Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH
Publication of EP3529558A1 publication Critical patent/EP3529558A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G01C15/008—Active optical surveying means combined with inclination sensor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02—Details
    • G01C9/06—Electric or photoelectric indication or reading means
    • G01C2009/066—Electric or photoelectric indication or reading means optical

Definitions

  • the invention relates to a device for determining physical quantities in
  • Structures comprising a pipe arranged in or on the structure and a structure
  • Construction is able to adapt to the movement of the structure to some extent.
  • the inclinometer tube is poured for this purpose, for example, in a hole produced for this purpose by means of concrete or cement.
  • a portable inclinometer probe is inserted into the existing inclinometer tube, which has circumferential grooves for this purpose, with a precise fit, which comprises a tilt or position sensor.
  • Temperature sensor on the inclinometer probe adjusts to the ambient temperature, which greatly prolongs the measurement time.
  • the object of the invention is therefore to overcome these and other problems
  • a device which comprises a pipe arranged in or on the structure to be measured and at least one sensor arrangement for receiving the physical variable, the sensor arrangement preferably extending over the entire length of the pipe and with the pipe in a form-fitting manner communicates.
  • Sensors such as inclination sensors, already arranged in the tube and is positively connected thereto.
  • the device according to the invention is particularly suitable for measuring and
  • the sensor arrangement comprises a carrier, which preferably extends over the entire length of the tube and is positively connected to the tube.
  • the carrier serves as a holder for the individual sensors.
  • the position of the individual sensors is determined transversely to the longitudinal extent of the tube and it can also be ensured that paired differential sensors come to rest at the same point along the longitudinal extent of the tube.
  • the carrier is at least partially fixedly connected to the tube via a fixing means.
  • the fixing agent may be synthetic resin, which is introduced into the tube after the form-fitting introduction of the carrier with the sensors, the position of the fixing agent
  • Sensor arrangement fixed and forms a frictional connection between the sensor assembly and the pipe.
  • the desired measuring direction can be adjusted by aligning the tube.
  • the carrier transversely to his
  • Longitudinal extension has a preferably at least a factor of 10 higher rigidity than along its longitudinal extent. This ensures that the carrier can be easily bent in one dimension transverse to the longitudinal extent and thus assumes inclination changes of the tube in this dimension, but remains stiff in the other dimension transverse to the longitudinal extent.
  • the carrier has the highest possible rigidity.
  • the carrier can be rolled up along its longitudinal extent for simplified storage. This is another advantage associated with the different stiffness chosen above, and facilitates assembly of the device especially for very long pipes. This makes it possible to manufacture the carrier with the assembled sensor assembly in advance and transported in a length of, for example, 250m or more rolled up to the site, and there in a single step, ie without elaborate fittings or the like to install in the pre-fabricated tube.
  • strip-shaped band or is designed as a lamella and preferably
  • the carrier can be designed, in particular, as a CarboDur lamella with a rectangular cross section of approximately 50 mm ⁇ 15 mm.
  • the sensor arrangement comprises at least one inclination sensor, at least one temperature sensor, or both types of sensors.
  • the individual sensors can be arranged spaced apart in the longitudinal direction of the tube.
  • a sensor system extending in the longitudinal direction of the tube can also be provided, which allows the acquisition of measured data at defined intervals or continuously along the longitudinal extension of the tube.
  • moisture sensors may also be provided.
  • the inclination sensor can in particular be designed as a differential sensor and particularly preferably as a system consisting of two flexible optical conductors, for example glass fibers, arranged side by side.
  • two flexible optical conductors for example glass fibers
  • Temperature-compensated FBG Fiber Bragg Gating sensors are used to detect the inclination of the glass fibers used.
  • the inclination sensor has a first
  • Fiberglass and a second fiberglass Both fibers can be
  • the glass fibers are connected directly without carrier positively connected to the tube.
  • the sensor arrangement comprises a carrier, wherein the first glass fiber and the second glass fiber are arranged on opposite sides of the carrier. These can each be the narrow or the broad sides of a band-shaped or lamellar carrier.
  • the sensor arrangement preferably the carrier with the sensor arrangement
  • the sensor arrangement is inserted in grooves provided on the inner circumference of the tube.
  • This allows in a particularly advantageous manner, the use of known inclinometer tubes, which have at their inner periphery such grooves for the introduction of the inclinometer probes. Furthermore, this also facilitates the oriented installation of the sensor arrangement on the construction site by inserting the carrier into the grooves.
  • a first sensor arrangement and a second sensor arrangement are provided, wherein the second sensor arrangement is oriented substantially normal to the first sensor arrangement.
  • the first and second sensor arrangement in each case a first and a second optical fiber for
  • the glass fibers of the first sensor arrangement and the glass fibers of the second sensor arrangement can be arranged in mutually oriented grooves on the inner circumference of the tube,
  • the first sensor arrangement comprises a first carrier and the second sensor arrangement comprises a second carrier, wherein the first carrier and the second carrier are oriented substantially normal to each other.
  • the first carrier and the second carrier may be designed for this purpose as preconstructed cross-shaped spacers or the like or such
  • first carrier and the second carrier may be designed as a strip-shaped strip or lamella
  • first sensor arrangement and the second sensor arrangement are arranged in respective opposite, preferably offset by 90 ° grooves on the inner circumference of the tube.
  • the support comprises a flexible plastic pipe held by pipe clamps in the pipe.
  • At least a first pair of glass fibers, preferably also a second pair of glass fibers may be provided, in opposite circumferential sides
  • Recesses of the plastic tube are arranged.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a device according to the invention.
  • a tube 1 is arranged inside the tube 1.
  • a sensor assembly 2 is provided which comprises a carrier 3 and a plurality of sensors.
  • the carrier 3 is inserted on its narrow sides in a form-fitting manner in circumferentially provided grooves 8 of the tube 1, so that the carrier 3 follows a displacement or inclination change of the tube 1.
  • the tube 1 is filled with a fixing means 4, for example synthetic resin or the like.
  • the pipe 1 is connected by means of concrete, cement or the like inseparable from the wellbore or the outer structure, so that soil deformations are passed directly to the pipe 1.
  • the tube 1 can be connected in any other way with the building to be measured, for example, screwed or welded to this.
  • the sensor arrangement 2 shows a schematic representation of the sensor arrangement 2 comprising a band-shaped carrier 3 with two light-conducting media arranged on opposite flat sides, for example glass fibers 6, 7.
  • This arrangement of the glass fibers 6, 7 serves to measure the differential of the carrier 3 in one Level allow.
  • the support 3 ensures that the glass fibers 6, 7 are at a defined distance from one another.
  • the fixation of the glass fibers 6, 7 on the support also ensures that the defects built into the glass fibers 6, 7 at predetermined positions are always located at the same longitudinal extent along the tube 1 for the detection of bending.
  • the carrier 3 is made of a glass fiber reinforced plastic and has in a first dimension 9 transversely to the longitudinal extent a substantially higher rigidity than in a second dimension 10 transverse to the longitudinal extent. This ensures that the glass fibers 6, 7, the inclination preferably in one
  • the tube is filled with a synthetic resin or a similar, to a certain extent, flexible fixing agent. In addition, this allows easy transport and easy storage of the carrier 3 in the rolled up state.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of the device according to the invention.
  • the sensor arrangement 2 does not comprise a separate carrier, since the individual sensors are arranged directly in the grooves 8 of the tube 1.
  • the glass fiber pairs 6, 7 and 6 ', 7' which belong together for a differential measurement, are arranged in opposite grooves 8, so that a measurement of the bending of the pipe in two dimensions is made possible.
  • the grooves 8 are provided at a defined distance and angle to each other, a sufficient accuracy of the measurement is ensured even without a carrier in this embodiment.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the signal arrangement 2 according to the invention comprising a first carrier 3 and a second carrier 3 '.
  • the two carriers each carry on their narrow sides opposite glass fibers 6, 7 and 6 ', 7'.
  • the carriers 3, 3 ' are arranged essentially at right angles to one another, this being achieved in particular by the carriers 3, 3' having corresponding lugs and grooves, so that the carriers (3, 3 ') are at an angle of substantially 90 ° are pluggable.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of the device according to the invention.
  • a tube 1 is arranged inside the tube 1.
  • a sensor assembly 2 is provided which comprises a carrier 3 and a plurality of sensors.
  • the carrier 3 is inserted on its narrow sides in a form-fitting manner in circumferentially provided grooves 8 of the tube 1, so that the carrier 3 follows a displacement or inclination change of the tube 1.
  • the tube 1 is filled with a fixing means 4, for example synthetic resin or the like.
  • the pipe 1 is connected by means of concrete or cement inseparable from the wellbore or the outer structure, so that bottom deformations directly to the pipe
  • the tube 1 can also be connected in a different way to the building to be measured, for example to this
  • the sensor assembly 2 comprises a
  • band-shaped carrier 3 with two arranged on opposite flat sides photoconductive media, such as glass fibers 6, 7.
  • photoconductive media such as glass fibers 6, 7.
  • the glass fibers 6, 7 via spacers 1 1 and fasteners 12 are connected to the flat sides of the carrier 3.
  • the spacers are fixedly connected to the carrier 3, for example, glued, and have grooves for introducing the provided with the glass fibers 6, 7
  • Fig. 6 and Fig. 7 show a further embodiment of a device according to the invention.
  • a tube 1 is arranged inside the tube 1.
  • a sensor assembly 2 is provided which comprises a carrier and a plurality of sensors.
  • the support comprises a multi-part pipe clamp with an upper clamp body 3 'and a lower clamp body 3 ", which are screwed together
  • Clamp has two narrow sides, which are positively inserted in circumferentially provided grooves 8 of the tube 1, so that these
  • Embodiment of the carrier of a shift or inclination change of the tube 1 follows.
  • the upper clamp body 3 'and the lower clamp body 3' 'of the clamp define an opening into which a flexible plastic tube 13, preferably a PVC tube, is inserted.
  • This plastic tube 13 has four circumferentially spaced recesses for receiving and about 90 ° Fixation of the opposite pairs of glass fibers 6, 7 and 6 ', 7'.
  • the plastic tube 13 may have an elliptical cross-section with a major axis length of about 25mm and a minor axis of about 16.5mm.
  • the four grooves for receiving the two pairs of glass fibers may have a dimension of about 1 mm to 3 mm.
  • the plastic pipe is only partially held by the pipe clamp in the pipe 1.
  • the clamp is made of a stiff, preferably metallic material to pass on movements of the tube 1 to the glass fiber pairs directly.
  • the tube 1 is in turn filled with a fixing agent, for example synthetic resin or the like.
  • a fixing agent for example synthetic resin or the like.
  • the tube 1 is inseparable from the well or cement through concrete or cement
  • the tube 1 can be connected in any other way with the building to be measured, for example, screwed or welded to this.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung zumindest einer physikalischen Größe in Bauwerken, umfassend ein in oder am Bauwerk angeordnetes Rohr (1) und zumindest eine Sensoranordnung (2) zur Aufnahme der physikalischen Größe, wobei sich die Sensoranordnung vorzugsweise über die gesamte Länge des Rohres (1) erstreckt und formschlüssig mit dem Rohr (1) in Verbindung steht.

Description

FASEROPTISCHES INKLINOMETER
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung physikalischer Größen in
Bauwerken umfassend ein im oder am Bauwerk angeordnetes Rohr sowie einen
Sensor.
Aus dem Stand der Technik ist die Verwendung von Sensoranordnungen, sogenannter Inklinometer, bekannt, die eingesetzt werden, um die Neigung von Baugruben, Brücken, Tunneln, Straßen, Dämmen, Hängen oder anderen Bauwerken zu überwachen. Bevor eine derartige Messung stattfinden kann, wird ein eigens dafür hergestelltes
Inklinometerrohr im oder am Bauwerk fix angeordnet, welches aufgrund seiner
Konstruktion in der Lage ist, sich der Bewegung des Bauwerks in gewissem Maße anzupassen. Das Inklinometerrohr wird zu diesem Zweck beispielsweise in einem zu diesem Zweck erzeugten Bohrloch mittels Beton oder Zement eingegossen.
Für die Durchführung einer Messung wird in das bestehende Inklinometerrohr, welches zu diesem Zweck umfangsseitige Nuten aufweist, eine tragbare Inklinometersonde passgenau eingeführt, welche einen Neigungs- bzw. Lagesensor umfasst. Durch kontinuierliches Einführen der Sonde, Bestimmung der lateralen Position sowie kontinuierliches Messen der Neigung der Inklinometersonde kann der Weg der Sonde im dreidimensionalen Raum und somit der Verlauf des Inklinometerrohres bestimmt werden.
Das Problem derartiger Inklinometer besteht darin, dass die Durchführung der Messung zeitaufwändig ist und nicht ausgeschlossen werden kann, dass beim Einführen der Inklinometersonde in das oft sehr lange Inklinometerrohr Ungenauigkeiten bei der Messung der lateralen Position auftreten. Außerdem muss bei gleichzeitiger Messung der Temperatur des Bauwerks eine gewisse Wartezeit in jeder Messposition eingehalten werden, damit sich der
Temperatursensor an der Inklinometersonde an die Umgebungstemperatur anpasst, was die Messdauer stark verlängert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, diese und andere Probleme
bestehender Vorrichtungen zur Bestimmung physikalischer Größen in Bauwerken zu lösen und eine Vorrichtung zu schaffen, welche es erlaubt, auf einfache Weise eine genaue und über lange Zeit robuste Messung physikalischer Größen in Bauwerken zu ermöglichen.
Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, welche ein in oder an dem zu vermessenden Bauwerk angeordnetes Rohr und zumindest eine Sensoranordnung zur Aufnahme der physikalischen Größe umfasst, wobei sich die Sensoranordnung vorzugsweise über die gesamte Länge des Rohres erstreckt und formschlüssig mit dem Rohr in Verbindung steht.
Dadurch erübrigt sich der aufwändige Messvorgang durch passgenaues Einschieben der Sensoranordnung in das Rohr, da die Sensoranordnung mit den einzelnen
Sensoren, beispielsweise Neigungssensoren, bereits im Rohr angeordnet ist und formschlüssig mit diesem verbunden ist.
Indem sich die Sensoranordnung vorzugsweise über die gesamte Länge des Rohres erstreckt wird ermöglicht, dass die umständliche Bestimmung der momentanen Position der Sensoranordnung entlang des Rohres entfallen kann, zumal die Position der formschlüssig mit dem Rohr verbundenen Sensoranordnung beim formschlüssigen Einbringen der Sensoranordnung nur einmal vorab bestimmt werden muss.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Messung und
Überwachung von Setzungen und Verformungen in geologischen Strukturen und zur Überwachung von Störzonen, Rutschhängen und technischen Bauwerken wie Tunnel, Brücken, Unterführungen oder dergleichen. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung einen Träger umfasst, der sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Rohres erstreckt und formschlüssig mit dem Rohr in Verbindung steht. Der Träger dient als Halterung für die einzelnen Sensoren.
Durch den Träger wird die Position der einzelnen Sensoren quer zur Längserstreckung des Rohres bestimmt und es kann weiters auch sichergestellt werden, dass paarweise angeordnete Differenzsensoren an derselben Stelle entlang der Längserstreckung des Rohres zu liegen kommen.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Träger zumindest teilweise über ein Fixiermittel mit dem Rohr fest verbunden ist. Bei dem Fixiermittel kann es sich insbesondere um Kunstharz handeln, welches nach der formschlüssigen Einbringung des Trägers mit den Sensoren in das Rohr eingebracht wird, die Lage der
Sensoranordnung fixiert und einen Kraftschluss zwischen der Sensoranordnung und dem Rohr bildet.
Dadurch wird sichergestellt, dass die Sensoranordnung ihre Position relativ zum Rohr auch über sehr lange Zeit behält und somit geeignet ist, Verschiebungen des Rohres auch über lange Zeiträume mit hoher Genauigkeit zu detektieren, ohne dabei die eigene Position relativ zum Rohr zu verlieren. Die gewünschte Messrichtung kann durch Ausrichtung des Rohres eingestellt werden.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Träger quer zu seiner
Längserstreckung eine vorzugsweise zumindest um den Faktor 10 höhere Steifigkeit aufweist als entlang seiner Längserstreckung. Dadurch wird erreicht, dass der Träger sich in einer Dimension quer zur Längserstreckung leicht durchbiegen lässt und somit Neigungsänderungen des Rohres in dieser Dimension übernimmt, in der anderen Dimension quer zur Längserstreckung jedoch steif bleibt.
Dadurch wird sichergestellt, dass die auf diesem Träger angeordneten Sensoren lediglich die Neigungsänderungen in einer definierten Dimension detektieren. In
Richtung der Längserstreckung des Rohres kann vorgesehen sein dass der Träger eine möglichst hohe Steifigkeit aufweist. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Träger zur vereinfachten Lagerung entlang seiner Längserstreckung aufrollbar ist. Dies ist ein weiterer Vorteil, der mit der oben angeführten unterschiedlich gewählten Steifigkeit einhergeht, und erleichtert die Montage der Vorrichtung insbesondere bei sehr langen Rohren. Dadurch wird ermöglicht, den Träger mit der montierten Sensoranordnung vorab zu fertigen und in einer Länge von beispielsweise 250m oder darüber in aufgerolltem Zustand zur Baustelle zu transportieren, und dort in einem Arbeitsschritt, also ohne aufwändige Verschraubungen oder dergleichen, in das vorab gefertigte Rohr einzubauen.
Erfindungsgemäß kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Träger als
streifenförmiges Band oder als Lamelle ausgeführt ist und vorzugsweise
glasfaserverstärkten Kunststoff, beispielsweise CarboDur, umfasst. Der Träger kann insbesondere als CarboDur-Lamelle mit einem rechteckigen Querschnitt von etwa 50mm x 15mm ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen ein, dass die Sensoranordnung zumindest einen Neigungssensor, zumindest einen Temperatursensor, oder beide Typen von Sensoren umfasst. Die einzelnen Sensoren können in Längsrichtung des Rohres beabstandet angeordnet sein. Es kann auch ein in Längsrichtung des Rohres verlaufendes Sensorsystem vorgesehen sein, welches die Erfassung von Messdaten in definierten Abständen oder kontinuierlich entlang der Längserstreckung des Rohres ermöglicht. Weiters können auch Feuchtigkeitssensoren vorgesehen sein.
Der Neigungssensor kann insbesondere als Differenzsensor und besonders bevorzugt als ein System aus zwei nebeneinander verlaufend angeordneten biegsamen optischen Leitern, beispielsweise Glasfasern, ausgeführt sein. Insbesondere können
temperaturkompensierte FBG (Fibre Bragg Gating) Sensoren zur Detektion der Neigung der eingesetzten Glasfasern eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Neigungssensor eine erste
Glasfaser und eine zweite Glasfaser umfasst. Beide Glasfasern können
erfindungsgemäß in definiertem Abstand auf dem Träger angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Glasfasern direkt ohne Träger formschlüssig mit dem Rohr verbunden sind. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung einen Träger umfasst, wobei die erste Glasfaser und die zweite Glasfaser auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers angeordnet sind. Dabei kann es sich jeweils um die schmalen oder um die breiten Seiten eines bandförmigen oder lamellenförmigen Trägers handeln.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sensoranordnung, vorzugsweise der Träger mit der Sensoranordnung, in am inneren Umfang des Rohres vorgesehenen Nuten eingeschoben ist. Dies ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise die Verwendung bekannter Inklinometerrohre, welche an ihrem inneren Umfang derartige Nuten zur Einführung der Inklinometersonden aufweisen. Weiters wird dadurch auch der orientierte Einbau der Sensoranordnung auf der Baustelle durch Einschieben des Trägers in die Nuten erleichtert.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass eine erste Sensoranordnung und eine zweite Sensoranordnung vorgesehen sind, wobei die zweite Sensoranordnung im Wesentlichen normal zur ersten Sensoranordnung orientiert ist. Dabei kann die erste und zweite Sensoranordnung jeweils eine erste und eine zweite Glasfaser zur
Neigungsbestimmung in einer Dimension umfassen.
Erfindungsgemäß kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Glasfasern der ersten Sensoranordnung und die Glasfasern der zweiten Sensoranordnung in jeweils 90° zueinander orientierte Nuten am inneren Umfang des Rohres angeordnet,
beispielsweise eingeklemmt, eingelegt oder eingeklebt sind.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die erste Sensoranordnung einen ersten Träger und die zweite Sensoranordnung einen zweiten Träger umfasst, wobei der erste Träger und der zweite Träger zueinander im Wesentlichen normal orientiert sind. Der erste Träger und der zweite Träger können zu diesem Zweck als vorkonstruierte kreuzförmige Abstandhalter oder dergleichen ausgeführt sein oder derartige
kreuzförmige Abstandhalter umfassen.
Erfindungsgemäß kann insbesondere vorgesehen sein, dass der erste Träger und der zweite Träger als streifenförmiges Band oder Lamelle ausgeführt sind und
korrespondierende Laschen sowie Nuten aufweist, sodass die Träger in einem Winkel von im Wesentlichen 90° zusammensteckbar sind. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die erste Sensoranordnung und die zweite Sensoranordnung in jeweils gegenüberliegenden, vorzugsweise 90° zueinander versetzten Nuten am inneren Umfang des Rohres angeordnet sind.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Träger ein durch Rohrschellen im Rohr gehaltertes flexibles Kunststoffrohr umfasst. In diesem Fall kann als
Sensoranordnung zumindest ein erstes Glasfaserpaar, vorzugsweise auch ein zweites Glasfaserpaar vorgesehen sein, die in gegenüberliegenden umfangsseitigen
Ausnehmungen des Kunststoffrohres angeordnet sind.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen. Im Folgenden wird die Erfindung an Hand nicht ausschließlicher Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In einem äußeren, schraffiert dargestellten Bohrloch ist ein Rohr 1 angeordnet. Im Inneren des Rohres 1 ist eine Sensoranordnung 2 vorgesehen, welche einen Träger 3 und eine Vielzahl an Sensoren umfasst. Der Träger 3 ist an seinen Schmalseiten formschlüssig in umfangsseitig vorgesehene Nuten 8 des Rohres 1 eingesetzt, sodass der Träger 3 einer Verschiebung oder Neigungsänderung des Rohres 1 folgt.
Zur Fixierung der Sensoranordnung 2 im Inneren des Rohres 1 ist das Rohr 1 mit einem Fixiermittel 4, beispielsweise Kunstharz oder dergleichen, aufgefüllt. Das Rohr 1 wird mittels Beton, Zement oder dergleichen untrennbar mit dem Bohrloch bzw. dem außenliegenden Bauwerk verbunden, sodass Bodenverformungen unmittelbar an das Rohr 1 weitergegeben werden. Selbstverständlich kann das Rohr 1 auch auf andere Art mit dem zu messenden Bauwerk verbunden werden, beispielsweise an dieses angeschraubt oder angeschweißt werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Sensoranordnung 2 umfassend einen bandförmigen Träger 3 mit zwei, an gegenüberliegenden Flachseiten angeordneten lichtleitenden Medien, beispielsweise Glasfasern 6, 7. Diese Anordnung der Glasfasern 6, 7 dient dazu, eine Differenzmessung der Verbiegung des Trägers 3 in einer Ebene zu ermöglichen. Der Träger 3 stellt einerseits sicher, dass die Glasfasern 6, 7 in einem definierten Abstand zueinander liegen. Andererseits wird durch die Fixierung der Glasfasern 6, 7 auf dem Träger ebenfalls sichergestellt, dass sich die in den Glasfasern 6, 7 an vorbestimmten Positionen eingebauten Störstellen zur Detektion von Verbiegungen stets an derselben Längserstreckung entlang des Rohres 1 befinden.
Dadurch wird auf einfache Weise die Genauigkeit und Robustheit der
Neigungsmessung erhöht und auch langfristig sichergestellt.
Die Längserstreckung des Trägers 3 ist in Fig. 2 mit dem strichlierten Pfeil 5
angedeutet. Der Träger 3 ist aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gefertigt und weist in einer ersten Dimension 9 quer zur Längserstreckung eine wesentlich höhere Steifigkeit auf als in einer zweiten Dimension 10 quer zur Längserstreckung. Dadurch wird sichergestellt, dass die Glasfasern 6, 7 die Neigung bevorzugt in einer
vordefinierten Dimension erfassen, während einer Verbiegung des Trägers in der anderen Dimension entgegengewirkt wird. Dazu ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Rohr, wie oben angeführt, mit einem Kunstharz oder einem ähnlichen, zu einem gewissen Grad flexiblen Fixiermittel aufgefüllt wird. Darüber hinaus ermöglicht dies den einfachen Transport und die einfache Lagerung des Trägers 3 in aufgerolltem Zustand.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In dieser Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung 2 keinen separaten Träger, da die einzelnen Sensoren direkt in den Nuten 8 des Rohres 1 angeordnet sind.
Die für eine Differenzmessung zusammengehörigen Glasfaserpaare 6, 7 und 6', 7' sind in gegenüberliegenden Nuten 8 angeordnet, sodass eine Messung der Verbiegung des Rohres in zwei Dimensionen ermöglicht wird. Indem die Nuten 8 in definiertem Abstand und Winkel zueinander vorgesehen sind, wird in diesem Ausführungsbeispiel eine ausreichende Genauigkeit der Messung auch ohne Träger sichergestellt.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Signalanordnung 2 umfassend einen ersten Träger 3 und einen zweiten Träger 3'. Die beiden Träger tragen jeweils an ihren Schmalseiten gegenüberliegende Glasfasern 6, 7 und 6', 7'. Die Träger 3, 3' sind im Wesentlichen rechtwinkelig zueinander angeordnet, wobei dies insbesondere dadurch erreicht wird, dass die Träger 3, 3' korrespondierende Laschen und Nuten aufweisen, sodass die Träger (3, 3') in einem Winkel von im Wesentlichen 90° zusammensteckbar sind.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In einem äußeren, schraffiert dargestellten Bohrloch ist ein Rohr 1 angeordnet. Im Inneren des Rohres 1 ist eine Sensoranordnung 2 vorgesehen, welche einen Träger 3 und eine Vielzahl an Sensoren umfasst. Der Träger 3 ist an seinen Schmalseiten formschlüssig in umfangsseitig vorgesehene Nuten 8 des Rohres 1 eingesetzt, sodass der Träger 3 einer Verschiebung oder Neigungsänderung des Rohres 1 folgt.
Zur Fixierung der Sensoranordnung 2 im Inneren des Rohres 1 ist das Rohr 1 mit einem Fixiermittel 4, beispielsweise Kunstharz oder dergleichen, aufgefüllt. Das Rohr 1 ist mittels Beton oder Zement untrennbar mit dem Bohrloch bzw. dem außenliegenden Bauwerk verbunden, sodass Bodenverformungen unmittelbar an das Rohr
weitergegeben werden. Selbstverständlich kann das Rohr 1 auch auf andere Art mit dem zu messenden Bauwerk verbunden werden, beispielsweise an dieses
angeschraubt oder angeschweißt werden.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Sensoranordnung 2 einen
bandförmigen Träger 3 mit zwei, an gegenüberliegenden Flachseiten angeordneten lichtleitenden Medien, beispielsweise Glasfasern 6, 7. Im Unterschied zum
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die Glasfasern 6, 7 über Abstandhalter 1 1 und Befestigungsmittel 12 mit den Flachseiten des Trägers 3 verbunden. Zu diesem Zweck sind die Abstandhalter fest mit dem Träger 3 verbunden, beispielsweise aufgeklebt, und verfügen über Nuten zum Einbringen der mit den Glasfasern 6, 7 versehenen
Befestigungsmittel 12.
Fig. 6 und Fig. 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In einem äußeren, schraffiert dargestellten Bohrloch ist ein Rohr 1 angeordnet. Im Inneren des Rohres 1 ist eine Sensoranordnung 2 vorgesehen, welche einen Träger und eine Vielzahl an Sensoren umfasst. Der Träger umfasst eine mehrteilige Rohrschelle mit einem oberen Schellenkörper 3' und einem unteren Schellenkörper 3", die miteinander verschraubt sind. Die
Rohrschelle verfügt über zwei Schmalseiten, die formschlüssig in umfangsseitig vorgesehene Nuten 8 des Rohres 1 eingesetzt sind, sodass auch diese
Ausführungsform des Trägers einer Verschiebung oder Neigungsänderung des Rohres 1 folgt.
Der obere Schellenkörper 3' und der untere Schellenkörper 3" der Rohrschelle definieren eine Öffnung, in die ein flexibles Kunststoffrohr 13, vorzugsweise ein PVC- Rohr, eingeschoben ist. Dieses Kunststoffrohr 13 verfügt umfangsseitig über vier zueinander um etwa 90° versetzte Ausnehmungen zur Aufnahme und Fixierung der gegenüberliegenden Glasfaserpaare 6, 7 und 6', 7'.
Vorzugsweise kann das Kunststoffrohr 13 einen elliptischen Querschnitt mit einer Länge der Hauptachse von etwa 25mm und der Nebenachse von etwa 16,5mm aufweisen. Die vier Nuten zur Aufnahme der beiden Glasfaserpaare können eine Abmessung von etwa 1 mm bis 3mm aufweisen.
Insbesondere kann, wie in Fig. 7 gezeigt, vorgesehen sein, dass das Kunststoffrohr nur abschnittsweise von der Rohrschelle im Rohr 1 gehalten wird. Die Rohrschelle ist aus einem steifen, vorzugsweise metallischen Material gefertigt, um Bewegungen des Rohres 1 an die Glasfaserpaare unmittelbar weiterzugeben.
Zur Fixierung der Sensoranordnung 2 im Inneren des Rohres 1 ist das Rohr 1 wiederum mit einem Fixiermittel, beispielsweise Kunstharz oder dergleichen, aufgefüllt. Das Rohr 1 ist mittels Beton oder Zement untrennbar mit dem Bohrloch bzw. dem
außenliegenden Bauwerk verbunden, sodass Bodenverformungen unmittelbar an das Rohr weitergegeben werden. Selbstverständlich kann das Rohr 1 auch auf andere Art mit dem zu messenden Bauwerk verbunden werden, beispielsweise an dieses angeschraubt oder angeschweißt werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Bestimmung zumindest einer physikalischen Größe in
Bauwerken, umfassend ein in oder am Bauwerk angeordnetes Rohr (1 ) und zumindest eine Sensoranordnung (2) zur Aufnahme der physikalischen Größe, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sensoranordnung vorzugsweise über die gesamte Länge des Rohres (1 ) erstreckt und formschlüssig mit dem Rohr (1 ) in Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Sensoranordnung (2) einen Träger (3) umfasst, der sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Rohres (1 ) erstreckt und formschlüssig mit dem Rohr (1 ) in Verbindung steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3)
zumindest teilweise über ein Fixiermittel (4), beispielsweise Kunstharz, mit dem Rohr (1 ) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) quer zu seiner Längserstreckung (5) eine vorzugsweise zumindest um den Faktor 10 höhere Steifigkeit aufweist als entlang seiner
Längserstreckung (5).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) zur vereinfachten Lagerung entlang seiner Längserstreckung (5) aufrollbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) als streifenförmiges Band oder als Lamelle ausgeführt ist und vorzugsweise glasfaserverstärkten Kunststoff umfasst.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (2) einen Neigungssensor und/oder einen
Temperatursensor umfasst.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungssensor eine erste Glasfaser (6) und eine zweite Glasfaser (7) umfasst.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sensoranordnung (2) einen Träger (3) umfasst, wobei die erste Glasfaser (6) und die zweite Glasfaser (7) auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers (3) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (2), vorzugsweise der Träger (3), in am inneren Umfang des Rohres (1 ) vorgesehenen Nuten (8) eingeschoben ist.
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern (6, 7) über Abstandhalter (1 1 ) und/oder Befestigungsmittel (12) mit dem Träger (3) verbunden sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Sensoranordnung (2) und eine zweite Sensoranordnung (2') vorgesehen sind, wobei die zweite Sensoranordnung (2') im Wesentlichen normal zur ersten Sensoranordnung (2) orientiert ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Sensoranordnung (2) einen ersten Träger (3) und die zweite Sensoranordnung (2') einen zweiten Träger (3') umfasst, wobei der erste Träger (3) und der zweite Träger (3') zueinander im Wesentlichen normal orientiert sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Träger (3) und der zweite Träger (3') als streifenförmiges Band oder Lamelle ausgeführt sind und korrespondierende Laschen sowie Nuten aufweist, sodass die Träger (3, 3') in einem Winkel von im Wesentlichen 90° zusammensteckbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Sensoranordnung (2) und die zweite Sensoranordnung (2') in jeweils
gegenüberliegenden Nuten (8) am inneren Umfang des Rohres (1 ) angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) ein durch Rohrschellen im Rohr (1 ) gehaltertes flexibles
Kunststoffrohr (13) umfasst.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als
Sensoranordnung (2) zumindest ein erstes Glasfaserpaar (6, 7), vorzugsweise auch ein zweites Glasfaserpaar (6', 7'), vorgesehen sind, die in
gegenüberliegenden umfangsseitigen Ausnehmungen des Kunststoffrohres (13) angeordnet sind.
EP17791329.0A 2016-10-21 2017-10-19 Faseroptisches inklinometer Withdrawn EP3529558A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50965/2016A AT519273B1 (de) 2016-10-21 2016-10-21 Vorrichtung zur Bestimmung physikalischer Größen in Bauwerken
PCT/EP2017/076760 WO2018073369A1 (de) 2016-10-21 2017-10-19 Faseroptisches inklinometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3529558A1 true EP3529558A1 (de) 2019-08-28

Family

ID=60190825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17791329.0A Withdrawn EP3529558A1 (de) 2016-10-21 2017-10-19 Faseroptisches inklinometer

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3529558A1 (de)
AT (1) AT519273B1 (de)
WO (1) WO2018073369A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110686612B (zh) * 2019-10-31 2020-08-25 大连理工大学 一种基于形状传感器的测斜装置及测斜方法
CN113916114B (zh) * 2021-09-30 2023-09-29 西安理工大学 一种管道变形监测试验装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19931167A1 (de) * 1999-03-31 2000-10-05 Martin Schreck Vorrichtung zum Überwachen der Neigung eines Geländes
GB0909525D0 (en) * 2009-06-03 2009-07-15 Rwr Systems Ltd Sensor assembly and a method of sensing
DE102010005967A1 (de) * 2010-01-28 2011-08-18 Glötzl, Gesellschaft für Baumeßtechnik mbH, 76287 Inklinometer und Verfahren zur Überwachung von Bodenbewegungen insbesondere infolge hydraulischen Grundbruchs

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018073369A1 (de) 2018-04-26
AT519273B1 (de) 2018-12-15
AT519273A1 (de) 2018-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009026002A1 (de) Vorrichtung zur Erfassung von Bewegungen von setzungsempfindlichen Bauteilen
EP0605811A1 (de) Überwachungsvorrichtung für Bauelemente, insbesondere für Zugglieder von Erd- bzw. Felsankern, Druckglieder von Pfählen, Spannglieder für Spannbetonbauwerke und Brückenseilen
WO2018073369A1 (de) Faseroptisches inklinometer
EP3803305A1 (de) Verfahren zur lastüberwachung und zur bestimmung der lebensdauer von geokunststoffbewehrten erdkörpern
DE2920886C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Verschiebungen im Boden, im Fels, in Bauwerken und dergleichen
DE69121216T2 (de) Gerät zur Richtungsbestimmung
DE102018103201A1 (de) Verbauvorrichtung
DE69711234T2 (de) Gerät zur erfassung von fahrzeugen
EP2834464B1 (de) Strebausrüstung mit an deren schildausbaugestellen verlegten schlauchwaagen
DE102010005967A1 (de) Inklinometer und Verfahren zur Überwachung von Bodenbewegungen insbesondere infolge hydraulischen Grundbruchs
DE69631145T2 (de) Wiedereintritt durch den tubing in einen seitenkanal
DE4439601C2 (de) Verfahren zur Richtungssteuerung einer im Untertagebetrieb eingesetzten Maschine sowie zur Durchführung des Verfahrens geeignete Maschine
DE10346890B4 (de) Verfahren und Anordnung zur kontinuierlichen Erfassung von Setzungen an Bauwerken mittels hydrostatischem Schlauchwaagenmeßsystem
DE3128940C2 (de) Prüfeinrichtung zum Bohrlochsondieren
DE10045468B4 (de) Gleismeßeinrichtung
DE4302469C2 (de) Vorrichtung zum Vermessen der Orientierung von Bohrlöchern und Schlitzen im Baugrund
DE102010047831A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung einer Absenkung eines Fundaments eines Bauwerks
EP1577640B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur hydrostatischen Höhenmessung
DE102007052201B3 (de) Anordnung zur Überwachung der Funktion und des Zustands von Tragwerklagern an Bauwerken
DE9207606U1 (de) Meßeinrichtung zur Achsvermessung von Pfählen und Schlitzwänden
DE4409184C2 (de) Extensometer
EP4187238A1 (de) Anordnung und verfahren zur feuchtigkeitsmessung in bauwerken
AT388249B (de) Verfahren und einrichtung zum pruefen der vollstaendigkeit der verpressung von hohlraeumen und deren lokalisierung in kuenstlich hergestellten koerpern
DE102006005869B4 (de) Anordnung zum Ausrichten und Fixieren einer Halterung von Schutzrohren
DE2601382A1 (de) Vorrichtung zur messung einer neigung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20190418

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20191210