JP2016102396A - 建設機械により敷かれた道路建設用資材の温度を決定するための装置および方法、並びにこのような装置を備えた建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】道路仕上げ機械によって敷かれたアスファルト層の幅全体の温度測定装置を提供する。【解決手段】建設機械によって取付け幅Ｂで敷かれた道路建設用資材５０の温度を決定するための装置は、建設機械において取付け幅Ｂ内の領域に配置され、赤外線温度測定ヘッドと、モータと、コントローラとを備えている。赤外線温度測定ヘッドは、モータにより建設機械の進行方向を横断して捻れることが可能であるように配置され、回転動作の間に、互いに離れた少なくとも２つの測定点１００において、道路建設用資材５０の表面１１０の温度測定値を記録する。コントローラは、測定されるべき表面１１０上の測定点１００間の距離が等しくなっているようにモータを建設機械における装置の取付け位置１０に基づいて制御する。【選択図】図８

Description

本発明は建設機械の分野に関し、具体的には、建設機械、特に道路仕上げ機械によって取付け幅で新たに敷かれたアスファルト、ビチューメン、アスファルト混合材などといった道路建設用資材の温度を決定するための装置に関する。この装置は建設機械において取付け幅内部の領域に配置され、赤外線温度測定ヘッド、モータ及びコントローラを備えている。その赤外線温度測定ヘッドは、モータにより建設機械の進行方向を横断して捻れることが可能であるように配置され、かつ回転動作の間に、互いから離隔された少なくとも２つの測定点において、道路建設用資材表面の温度測定値を記録するのに有効である。

さらに、本発明はこのような装置を備えた建設機械にも関する。

新しい道路を建設したり損傷した路面を新しくしたりする等の道路建設プロジェクトの場合、新たに敷かれた道路建設用資材の品質は、確認試験を用いて施工会社により記録されるべきものである。道路仕上げ機械によって敷かれた直後のアスファルト層の温度を測定することは、これらの試験のうちの１つである。新たに敷かれた道路建設用資材の温度は、取付け幅全体にわたって、道路仕上げ機械のアスファルト板の直後で測定される。

温度センサを備えたレーン温度監視システムは、国際公開第２０００／７０１５０号パンフレットで知られている。そこでの温度センサは、熱画像カメラ、熱スキャナまたは「線走査」モードで動作する熱画像カメラの何れかによるものとすることができる。その温度センサは、新たに敷かれたアスファルト層の全幅が走査されるように、道路仕上げ機械の後端に配置される。記録された温度値は表示装置に視覚的に表示することができる。

このような温度センサの欠点は、熱画像カメラまたは熱スキャナは購入するには通常極めて高価であるという事実にある。特に、小規模な建築会社の場合、このような出費は、高コストであるが故に通常は実現され得ない。さらに、熱画像カメラまたは熱スキャナの検出角度または開放角度は極めて限定的であり、その結果、８ｍから１２ｍまでの範囲内の取付け幅または敷設幅の場合、新たに敷かれた道路建設用資材の取付け幅全体を検出できるようにするためには、例えば相応に適応された対物レンズが熱画像カメラに装着されなければならないことも欠点である。これにより、このような温度センサのコストはますます増大する。あるいは、新たに敷かれた道路建設用資材の取付け幅全体を検出できるようにするためには、熱画像カメラと熱スキャナの何れも道路仕上げ機械において相応に高い位置、すなわち新たに敷かれた道路建設用資材の表面から４ｍを遙かに超える位置に装着されなければならなくなる。しかし、これは、橋の下を通る際には特に不利である。

しかしながら、道路仕上げ機械において、新たに敷かれた道路建設用資材の表面上３ｍから４ｍまでの好ましい範囲内に熱画像カメラまたは熱スキャナを設置する場合、検出角度または開放角度が限定されていることに起因して、新たに敷かれた道路建設用資材の取付け幅全体が検出されるためには、新たに敷かれた道路建設用資材の表面に対して相応に平坦な取付け角度が要求される（図２参照。取付け角度Ｙ_Fは大きいものでなければならない。）。しかし、その場合は、新たに敷かれた道路建設用資材の取付け幅全体にわたる温度は、道路仕上げ機械のアスファルト板の直後では測定されず、アスファルト板の後縁から相応に大きな距離を隔てて測定される。その結果、測定された温度値は、アスファルト板直後の領域における実際の値に一致するものではなくなる。

進行方向を横断して移動する赤外線温度測定ヘッド、このセンサを動かすためのモータ、及びコントローラを含み、高温アスファルトの表面温度を測定するための先に述べたような装置は、すでに独国実用新案公開公報第２０ ２００９ １０６ １２９Ｕ１号で知られている。

この装置に基づいて、新たに敷かれたアスファルト層の取付け幅を計算することが独国実用新案公開公報第２０ ２０１３ ００１ ５９７Ｕ１号で知られている。その取付け幅は、アスファルト層上の測定ヘッドの高さと、測定ヘッドがその動作方向を変える角度値とを用いて計算される。測定ヘッドの高さは距離センサを用いて決定される。

しかしながら、この既知装置によって温度測定値を記録する場合、測定点パターンは安定しない結果となる。装置の取付け位置および／または取付け角度が変われば、新たに敷かれた道路建設用資材の表面上の測定点間の距離も同様に変わる。さらに、建設機械の進行方向における測定点間の距離は、建設機械の進行速度の変化に伴って変わる。建設機械が速く動けば、進行方向における測定点間の距離は長くなる。

国際公開第２０００／７０１５０号パンフレット 独国実用新案公開公報第２０ ２００９ １０６ １２９Ｕ１号 独国実用新案公開公報第２０ ２０１３ ００１ ５９７Ｕ１号

したがって、本発明の目的は、新たに敷かれた道路建設用資材の温度測定値を、建設機械直後の領域、特に道路仕上げ機械のアスファルト板の背後の領域、における広い取付け幅にわたって安定した測定点パターンで記録できるようにする単純で安価な装置を提供することにある。

この目的は、独立請求項１および独立請求項１０に記載される特徴によって達成される。本発明の好適な実施形態は従属請求項の主題である。

本発明の実施形態は、建設機械、特に道路仕上げ機械、によって取付け幅で敷かれるアスファルト、ビチューメン、アスファルト混合材などといった道路建設用資材の温度を決定するための装置を提供する。この装置は建設機械において取付け幅内部の領域に配置される。この装置は、赤外線温度測定ヘッド、モータ及びコントローラとを備えている。赤外線温度測定ヘッドは、モータにより建設機械の進行方向を横断する方向に捻れることが可能であるように配置され、回転動作の間に、互いに離れた少なくとも２つの測定点での道路建設用資材表面の温度測定値を記録するのに有効である。コントローラは、この装置を取付け幅（Ｂ）内の領域において建設機械に取り付けたとき、測定されるべき表面上の測定点間の距離が一定しているように、モータを建設機械におけるこの装置の取付け位置に基づいて制御するのに有効である。

実施形態によれば、コントローラは、モータを建設機械におけるこの装置の取付け角度にも基づいて制御するのに有効である。

したがって、建設機械の進行方向を横断する２つの測定点間の予め決められた又は予め設定された例えば２５ｃｍという距離は、この装置の取付け位置および取付け角度に関わらず、新たに敷かれた道路建設用資材の表面上で取付け幅全体にわたって保持される。例えば、建設機械においてツールを再構築する際にこの装置の取付け位置および／または取付け角度が変更される場合、すなわち、この装置が高さ方向および／または建設機械の進行方向を横断する方向に移動され、及び／またはこの装置の取付け角度が変更される場合でも、建設機械の進行方向を横断する２つの測定点間の例えば２５ｃｍという予め設定された距離は、取付け位置および／または取付け角度の変更後であっても取付け幅にわたって保持される。

実施形態によれば、これは、この装置の取付け位置の変更および／または取付け角度の変更に伴って、モータコントローラが適宜適合化され、よって、建設機械の進行方向を横断する２つの測定点間の予め決められた又は設定された距離が復元され、かつ効果的にはほぼ等しく保たれるという事実によって達成される。

効果的には、赤外線温度測定ヘッドが非常に大きい角度まで、例えば約１２０゜から１３０゜までの範囲で傾斜できる。したがって、本発明によるこの装置を用いれば、この装置の取付け高さを新たに敷かれた道路建設用資材の表面上３ｍから４ｍまでの範囲内という好ましい高さにして、道路仕上げ機械のアスファルト板直後で１４ｍまでの広い取付け幅領域において温度測定値を検出することができる。したがって、本発明によるこの装置は、広い取付け幅の分野のみに限定されず、赤外線温度測定ヘッドの可変的な捻り角度によって、先述の領域において路面のあらゆる取付け幅に対して使用することができる。これは、熱画像カメラまたは熱スキャナと比較すると有利である。というのは、熱画像カメラと熱スキャナの検出角度または開放角度は一般に一定だからである。さらに、この場合の道路仕上げ機械は、橋などの下を問題なく通過できる。

さらなる優位点は、建設機械におけるこの装置の取付けが単純であり、かつこの装置の個々の構成部分のコストが適度であり、よって相応して装置全体のコストも適度であることにある。特に、赤外線温度測定ヘッドは熱画像カメラまたは熱スキャナより何倍も安価である。これは、本発明によるこの装置の購入が小規模な建築会社にとっても手頃であることを意味する。

したがって、新たに敷かれた道路建設用資材の温度を新たに敷かれた道路建設用資材の安定した取付け幅で決定するために存在する安定した数の測定点のために、本発明によるこの装置を用いることができる。

安定した数の測定点または２測定点間の安定した距離を有するという要件は、道路建設プロジェクトの入札、例えば新しい道路の建設または損傷した路面を新しくする入札において、新たに敷かれた道路建設用資材の安定した、延いては比肩し得る品質の測定を達成するための課題となることは確実である。

実施形態によれば、赤外線温度測定ヘッドの動作速度は建設機械の進行速度の関数として変わる。これは、建設機械の進行速度に関わらず、新たに敷かれた道路建設用資材の表面上では、建設機械の進行方向に常に等しい測定点間距離、すなわち連続した測定間の等しい距離、が達成されることを意味する。例えば、連続する測定間の距離、すなわち建設機械の進行方向における測定点間の距離が常に２５ｃｍである場合、建設機械の進行速度が増加すると赤外線温度測定ヘッドの動作速度も増大されなければならず、逆もまた同様である。

連続する測定間に略安定した距離を達成するためには、モータ用コントローラまたはこの装置もしくは建設機械に配置された評価ユニットが、建設機械の制御コンピュータまたは建設機械に配置された変位測定手段へ電気的に接続されていることが効果的である。その変位測定手段とは、例えば道路仕上げ機械において通常使用されるトラベルホイール等である。こうして達成される速度値は、次に、赤外線温度測定ヘッドの動作速度を計算するために使用することができる。赤外線温度測定ヘッドの動作速度の計算は、モータ用コントローラ内、または装置もしくは建設機械に配置された評価ユニット内の何れかで行うことができる。

赤外線温度測定ヘッドの動作速度を建設機械の進行速度に適応させる優位点は、建設機械の進行方向を横断する方向、すなわち赤外線温度測定ヘッドの動作方向、の等しい測定点距離に関連して、測定点の均一なネットワークが生じることにある。測定された温度測定値を例えば制御コンピュータおよび／またはこれに接続されたディスプレイおよびオペレーティングユニット上へ表示または書き付けるのに必要な数に等しい数の測定点だけが赤外線温度測定ヘッドによって記録される。記録された温度測定値の例えば制御コンピュータによる後処理、例えば、不要な測定値もしくは一連の測定の廃棄もしくは無効化、または測定値もしくは一連の測定の補間等は省略できる。最小限に制限された送信されるべきデータ量も、異なる建設機械例えばローラへそのデータを圧縮しかつ容易な方法で送信して、ローラコントローラ用データをディスプレイユニットへ表示するのに有利である。

熱画像カメラまたは熱スキャナと比較すると、これは有利である。というのは、熱画像カメラや熱スキャナは一般に非常に高分解能だからである。その場合、通常、測定された温度測定値を例えば制御コンピュータおよび／またはこれに接続されたディスプレイおよびオペレーティングユニット上へ表示または書き付けるために必要とされる数より遙かに多い測定点が記録される。その場合、結果的に、制御コンピュータによって処理されなければならないデータ量は大量になる。

実施形態によれば、赤外線温度測定ヘッドの動作方向は、少なくとも１つの測定点において、測定された温度が予め決められた最小値、例えば８０℃、より下がると直ちに変わる。モータにより建設機械の進行方向を横断して移動される赤外線温度測定ヘッドは、新たに敷かれた道路建設用資材の表面温度を絶えず測定する。温度値は、通常１２０℃から１７０℃までの範囲内である。８０℃から１２０℃までの範囲内の温度値が測定される場所では、敷かれた道路建設用資材が冷たくなり過ぎていて、新たに敷かれた道路層に所謂「コールドスポット」が形成され、これが路面温度を下げる。しかし、赤外線温度測定ヘッドが、例えば８０℃未満の温度を測定すれば、２つの外縁のうちの一方、すなわち新たに敷かれた道路層の側端に到達したと想定することができる。

所謂「コールドスポット」は、予め決められた最低値、例えば８０℃を下回る範囲内である可能性もある。この場合は、赤外線温度測定ヘッドの動作方向の早すぎて、しかもおそらくは間違った変更を回避するために、赤外線温度測定ヘッドは、まず、先に決定された外縁に達するまで動かされ、次いで、その時点で実行されている一連の測定の温度測定値の記録が、先に記録された少なくとも１つの一連の測定の値と比較される。

路面の縁領域において、すなわち外縁領域において、測定点において予め決められた最低値、例えば８０℃より高い少なくとも１つの温度値が決定される場合には、現行の取付け幅に低減がなく、かつ、新たに敷かれた道路層に所謂「コールドスポット」が存在しているものと想定することができる。その場合、効果的には、赤外線温度測定ヘッドを、先に決定された外縁又はそれを超えて少なくとも１つの測定点において例えば８０℃より低い温度が測定されるまで移動させる。その場合は、新たに敷かれた道路層の２つの外縁のうちの一方、すなわち側端に達しているものと想定することができる。

外縁領域における測定点において、予め決められた最低値、すなわち例えば８０℃より低い温度値のみが決定される場合、現行の取付け幅が低減しているか、路面の縁領域、すなわち外縁領域に所謂「コールドスポット」が存在するものと想定することができる。赤外線温度測定ヘッドは、効果的には、後続の連続測定において測定領域を低減し、そのようにして変更された取付け幅または外縁を概算する。赤外線温度測定ヘッドは、少なくとも１つの測定点において、例えば８０℃より低い温度が測定されるまで捻られるだけである。そこで、赤外線温度測定ヘッドは、２つの外縁のうちの一方、すなわち新たに敷かれた道路層の側端に到達したものと想定する。

取付け幅を低減する場合には、測定点間の距離が等しいことによって赤外線温度測定ヘッドが測定値を記録する測定点の数も減る。反対の場合、すなわち、取付け幅を拡大する場合、測定点の数はそれに応じて増加する。

実施形態によれば、赤外線温度測定ヘッドがその動作方向を変える位置は、新たに敷かれた道路建設用資材の取付け幅を計算するために、この装置もしくは建設機械に配置された、コントローラまたは評価ユニットに記憶される。新たに敷かれた道路建設用資材の取付け幅は、次に、記憶された赤外線温度測定ヘッドの角度位置、並びにこの装置または赤外線温度測定ヘッドの、新たに敷かれた道路建設用資材の表面に対する高さおよび取付け角度から計算される。

実施形態によれば、測定点間の距離および／または測定点における温度測定の持続時間は、設定することができる。したがって、２測定点間の距離は、建設機械の進行方向を横断する方向と建設機械の進行方向の両方において、好ましくはコントローラをプログラムすることによって設定される。その設定は、例えば制御コンピュータまたはこれに接続されたディスプレイおよびオペレーティングユニットを用いてなされる。赤外線温度測定ヘッドの時定数、すなわち、ある測定点における温度測定の持続時間も、好ましくはプログラミングによって設定することができ、その設定も、例えば制御コンピュータまたはこれに接続されたディスプレイおよびオペレーティングユニットを用いてなされる。この場合、効果的には、この装置を例えば国別の要件に適合させることができる。米国では新しい道路層がより速い進行速度の道路仕上げ機械で敷かれることから、その場合は測定点における温度測定の持続時間は短縮されなければならない。さらに、米国では２測定点間の距離が通常約３０ｃｍであるのに対して、ドイツでは現在約２５ｃｍの測定点距離が義務づけられている。

実施形態によれば、この装置の領域内には、レーザ距離測定器等の非接触距離測定器が配置され、その距離測定器により、赤外線温度測定ヘッドから、建設機械の進行方向にみて赤外線温度測定ヘッドが道路建設用資材表面に対して略垂直に配置される測定点までの距離が測定される。機械のオペレータによる例えば測定用テープを用いた高さ測定に比べると、このような距離または領域測定は、測定値を建設作業の開始前にディスプレイおよびオペレーティングユニットに読み出すことができ、続いてこの装置のコントローラにプログラムできるので効果的である。距離の測定には、好ましくは、光走行時間測定原理（light run time measurement principle）に従って動作するレーザセンサが使用されるが、超音波センサまたは様々なセンサ技術も使用することができる。

実施形態によれば、非接触距離測定器は本発明による装置の一部である。あるいは、非接触距離測定器は、例えば、この装置の適切な位置に配置されるか又は建設機械に配置されて、この装置に接続される外部センサであってもよい。

実施形態によれば、非接触距離測定器はこの装置のコントローラへ電気的に接続される。高さの値を例えば制御コンピュータまたはこれに接続されたディスプレイおよびオペレーティングユニットを用いてコントローラへ手動でプログラムすることに比べると、測定値が距離測定器からコントローラへ直に転送されることの方が効果的である。その結果、例えば、機械のオペレータによる間違った入力は回避される。

実施形態によれば、コントローラは、建設機械に配置された気象ステーションへ電気的に接続される。気象ステーションは、例えば建設機械の領域における風速、気温、空気湿度、降雨および／または他の周囲パラメータを決定するものである。したがって、気象ステーションは、決定された測定値をコントローラへ送信し、コントローラは、次に、これをさらなる計算、例えば新たに敷かれた道路建設用資材の核心温度の計算のために用いたり記憶したりする。

実施形態によれば、モータは、ステッピングモータ、サーボモータ、直流モータまたは歯車装置を含む直流モータである。

また、本発明は、少なくとも１つの本発明による装置を備えた建設機械、特に道路仕上げ機械も提供する。この装置は建設機械の後部領域および／または前部領域に配置される。

図１は本発明による装置の配置を示す略図である。 図２は前部領域および後部領域に各々本発明による装置を備えた道路仕上げ機械を示す略図である。 図３は本発明による装置の機能の様式を示すための略図である。 図４は図３に示されている機能の様式を略示しているが、装置は建設機械の進行方向に対して右に偏って配置されている。 図５は図３に示されている機能の様式を略示しているが、装置は建設機械の進行方向に対して左に偏って配置されている。 図６は図５による略図を示し、この装置が赤外線温度測定ヘッドの走査方向に沿って取付け角度で捻られるように配置されている。 図７は本発明による装置を後端に配置して備えた道路仕上げ機械を示す略図である。 図８は図７に示す道路仕上げ機械の略図であり、新たに敷かれた道路建設用資材の表面に略示された測定点パターンを含む。

続いて、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。

以下の実施形態の説明において、同じ要素または効果が等しい要素には、添付の図面において同じ参照符号を付す。

図１は本発明による装置を略示しており、この装置は、基本的に、モータ３０と、モータ３０またはモータ軸に配置された赤外線温度測定ヘッド２０と、モータ３０の領域内に配置されたコントローラ４０とからなる。言及した構成部分は全てケーシング１５内に保護されるように配置され、ケーシング１５はその下側領域に、すなわち新たに敷かれた路面の表面１１０（図１には示されていない）へ向かう方向に、略長手方向の開口１６を備えている。赤外線温度測定ヘッド２０がモータ３０またはモータ軸に配置されていることにより、モータ軸の捻り動作によって赤外線温度測定ヘッド２０も捻られる。このことは、図１において赤外線温度測定ヘッド２０の破線位置によって略示されている。好ましくは、赤外線温度測定ヘッド２０は、約１２０゜から１３０゜までの角度範囲内で捻ることができる。回転動作の間、赤外線温度測定ヘッド２０は、新たに敷かれた路面２０の表面１１０上の互いに離隔された少なくとも２つの測定点１００から１０３（例えば、図３参照）において、表面１１０から放射される赤外線２５によって開口１６を介して温度測定値を記録する。

図２は本発明による装置を示しており、この装置は側面図で示されている道路仕上げ機械の後部領域と前部領域（図２では、破線で示されている）において、新たに敷かれた路面５０の表面１１０からの高さｈの位置１０に配置されている。通常、この装置は、道路仕上げ機械の後部領域にのみ取り付けられ、新たに敷かれた路面５０の温度測定値を記録する。しかしながら、この装置が、例えばアスファルト被覆層を敷く道路仕上げ機械の前部領域にのみ取り付けられること、または、これに加えて、後部領域に取り付けられることも実現可能である。この装置を道路仕上げ機械の前部領域に取り付ける場合、アスファルトが敷かれるべき地面５０ａの温度測定値が記録され、それは例えば異なる道路仕上げ機械によってアスファルト結合層等の路面が先に敷かれているか否かに関わらない。

図２に示されているように、この装置の取付け位置が道路仕上げ機械の前部領域および／または後部領域であるかに関わらず、道路仕上げ機械の進行方向を横断する方向からみて、この装置は表面１１０に対して垂直であるようには道路仕上げ機械へ配置されず、垂線に対して例えば１５゜から３０゜までの範囲の取付け角度Ｙ_Fで取り付けられている。その結果、図２から図６までに略示されている距離Ａは、必ずしもこの装置の表面１１０からの取付け高さｈに一致せず、常に、この装置と、建設機械の進行方向にみて赤外線温度測定ヘッド２０が道路建設用資材５０の表面１１０に対して略垂直に配置される測定点１０３との距離となる。測定精度＋／−３℃を保証するためには、赤外線温度測定ヘッド２０を垂線に対する最大取付け角度約４５゜を超えて道路仕上げ機械へ取り付けないことが有利である。

図３に示されている赤外線温度測定ヘッド２０は参照符号ｂで示される動作方向に動き、かつ動きながら、新たに敷かれた路面５０の表面１１０上に距離ｄで示される測定点１００から１０３において温度測定値を記録する。赤外線温度測定ヘッド２０の動作方向は、測定された温度が測定点１０１と１０２のうちの一方で例えば最低値８０℃より下がると直ぐに変わる。したがって、赤外線温度測定ヘッド２０の動作方向の早すぎて、しかもおそらくは間違った変更を回避するために、その時点で実行されている一連の測定の温度測定値の記録が、先に記録された少なくとも１つの一連の測定の値と比較される。測定点１０１と１０２は、道路仕上げ機械によって道路建設用資材５０が敷かれる領域の外側にある。図３から図８では、この領域は２つの外縁１１１と１１２によって示されている。

図３から図６において、全ての測定点１００から１０３は、新たに敷かれた路面５０の下に互いに距離ｄで配置された短い垂線で略示されている。測定点１０３は、建設機械の進行方向にみて赤外線温度測定ヘッド２０が道路建設用資材５０の表面１１０に対して略垂直に配置される測定点である。さらに、図３から図６では、赤外線温度測定ヘッド２０の動作領域が外側の赤外線放出線Ｓ₁とＳ₂で示されている。２つの角度αとβはそれぞれ赤外線放出線Ｓ₁、Ｓ₂から距離線Ａに至る角度であり、これらの角度も上の動作領域により画定される。赤外線温度測定ヘッド２０を捻るためにモータ３０を制御するコントローラ４０、または装置外部に配置された評価ユニットまたは計算ユニット（不図示）は、２つの小区分Ｂ₁＝tanα×ＡとＢ₂＝tanβ×Ａを、２つの角度値α、βと、この装置または赤外線温度測定ヘッド２０から新たに敷かれた路面５０の表面１１０までの既知の距離Ａから計算することができる。続いて、２つの小区分Ｂ₁とＢ₂とを加算すれば、全体的な取付け幅Ｂが得られる。

図３から始めると、そこではこの装置が建設機械（図３には示されていない）の進行方向を横断する方向の基本的な中心に配置されているが、道路仕上げ機械（図３には示されていない）におけるこの装置の位置１０は、図４、図５および図６では変わっている。これは、この装置が、図４では道路仕上げ機械の進行方向に対して右側へ偏るように配置され、図５と図６では道路仕上げ機械の進行方向に対して左側へ偏るように配置され、さらに新たに敷かれた路面５０の表面１１０に対する距離Ａを短縮して配置されていることを意味する。単純化を理由に、図３から図６までに示す例では、取付け角度Ｙ_F（図２参照）を例えば１５°の定値とし、垂線に対応する取付け角度Ｙ_Sを０゜であるものとする。したがって、距離Ａは、Ａ＝（ｈ／cos１５）から計算される。

図３による例において、赤外線温度測定ヘッド２０による最大全体捻り角度α_Max＋β_Max、例えば約１２０゜と、この装置または赤外線温度測定ヘッド２０の取付け高さｈによって、全体幅（tanα_Max×(ｈ／cos15))＋(tanβ_Max×(ｈ／cos15))＝(tan60×(4／cos15))＋(tan60×(4／cos15))≒14.3が得られる。したがって、目的が新たに敷かれた路面５０を少なくとも８ｍの取付け幅Ｂで検出することである場合、道路仕上げ機械におけるこの装置をその進行方向を横断して、道路仕上げ機械の中心を始点として外縁１１１と１１２の方向へ各々３ｍ余分に移動させることができるので、敷かれた路面５０がなおもその幅Ｂ全体にわたって検出される。

図３から図６に示されている全ての実施形態において、新たに敷かれた路面５０の表面１１０は赤外線温度測定ヘッド２０により常に取付け幅Ｂ全体にわたって検出される。このことは、赤外線温度測定ヘッド２０の捻り角度が大きいことによって検出領域全体が取付け幅Ｂよりかなり大きい場合でも、また図４から図６までによる実施形態の場合のように建設機械の進行方向を横断する方向においてこの装置が中心に配置されていない場合でもいえることである。

さらに、図３から図６までに示されている全ての実施形態において、この装置のコントローラ４０がモータ３０を建設機械におけるこの装置の取付け位置１０と取付け角度Ｙ_FおよびＹ_Sに基づいて効果的に制御するので、測定されるべき表面１１０上の測定点１００の距離ｄが等しく維持される。このことは、コントローラ４０またはこの装置もしくは建設機械に配置された評価ユニット（不図示）が、赤外線温度測定ヘッド２０が垂線、すなわち測定点１０３へ下ろした垂線、に対して設定されるべき角度αとβを計算することによって達成される。測定点１０３は、建設機械の進行方向にみて赤外線温度測定ヘッド２０が道路建設用資材５０の表面１１０に対して略垂直方向に配置される点である。

図３による実施形態例において、角αとβは等しく、例えば各々約４５゜である。さらに、新たに敷かれた路面５０の表面１１０に対しこの装置または赤外線温度測定ヘッド２０の取付け高さｈを４ｍとし、設定されるべき測定点距離ｄを２５ｃｍとし、外縁１１０方向への赤外線温度測定ヘッド２０の開始位置を想定する。その結果、外縁１１１と１１２までの距離Ｂ₁とＢ₂は、各々、Ｂ₁＝Ｂ₂＝(tanα×Ａ)＝tanα×(ｈ／cosＹ_F)＝tan45×(4／cos15)≒3.86ｍである。

外縁１１１の領域における第１の測定点１００の記録は、赤外線温度測定ヘッド２０の所謂ゼロ位置を表す測定点１０３を始点として３.７５ｍの距離で実行される。したがって、赤外線温度測定ヘッド２０の第１の捻り角度αは、α＝arctan(3.75／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan(3.75／(４／cos15))≒arctan0.91≒42.16゜に設定される。右側の外縁１１２方向への距離ｄ＝０.２５ｍにおける次の測定点１００に対しては、捻り角度α＝arctan((3.75−ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((3.75−0.25)／(4／cos15))≒arctan0.85≒40.20゜が設定されることになる。これに続く捻り角度αは、arctan((3.75−２ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((3.75−0.50)／(4／cos15))≒arctan0.78≒38.13゜である。設定されるべき他の捻り角度αは同様にして計算される。

建設機械の進行方向にみて赤外線温度測定ヘッド２０が道路建設用資材５０の表面１１０に対して略垂直に配置される測定点１０３について概算する場合、捻り角度は、α＝arctan((3.75−14ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((3.75−3.50)／(4／cos15))≒arctan0.06≒3.45゜である。測定点１０３に到達すると、赤外線温度測定ヘッド２０が再び所謂ゼロ位置に存在することから、設定されるべき捻り角度αは０゜である。これ以降に設定されるべき捻り角度は、それまでに実行された同様の計算により、角βを用いて計算される。したがって、測定点１０３に続いて右側の外縁１１２方向へ向う第１の捻り角度は、β＝arctan((3.75−14ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((3.75−3.50)／(4／cos15))≒arctan0.06≒3.45゜である。右側の外縁１１２方向への距離ｄ＝０.２５ｍにおける次の測定点１００に対しては、捻り角度β＝arctan((3.75−13ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((3.75−3.25)／(4／cos15))≒arctan0.12≒6.88゜が設定されることになる。次の捻り角度βは、したがって((3.75−12ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((3.75−3.00)／(4／cos15))≒arctan0.18≒10.27゜となる。赤外線温度測定ヘッド２０の設定されるべきさらなる捻り角度βは、同様にして計算される。

図４では、この装置の偏向された位置１０によって、約６０゜の角αは角βよりかなり大きい。しかし、赤外線温度測定ヘッド２０は、例えば約１２０゜から１３０゜までの極めて大きい全体角度（α＋β）で捻られることができる。しかしながら、測定精度＋／−３°を保証するためには、赤外線温度測定ヘッド２０は、建設機械の動作方向において、垂直距離線Ａに対して各々２つの角αとβの最大値約６０゜を超えて捻られないことが効果的である。それにも関わらず、図４によるこの装置の位置１０の場合、すなわち、例えばこの装置の取付け高さｈが新たに敷かれた道路建設用資材５０の表面１１０の上方約４ｍの領域にあり、かつ外縁１１２までの横方向距離Ｂ₂が約１ｍである場合、全体的な取付け幅Ｂ＝Ｂ₁＋Ｂ₂＝(tanα×Ａ)＋１＝(tanα×(ｈ／cos15))＋１＝(tan60×(4／cos15))＋１≒７.１＋１≒８.１ｍを検出することができる。もし、この装置が道路仕上げ機械へ配置される角度が、道路仕上げ機械の進行方向に関し、表面１１０に対して垂直方向であれば、すなわち、表面１１０に対する取付け角度Ｙ_F＝０゜であれば、本例における約４ｍという距離Ａは表面１１０の上方でのこの装置の取付け高さｈに等しい。

図４による実施例の場合、外縁１１１の領域において記録されるべき第１の測定点１００は、赤外線温度測定ヘッド２０のための既に言及したゼロ位置を表す測定点１０３を始点として７.００ｍの距離にある。したがって、赤外線温度測定ヘッド２０の第１の捻り角度αは、α＝arctan(7.00／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan(7.00／(4／cos15))≒arctan1.69≒59.4゜に設定される。右側の外縁１１２方向への距離ｄ＝０.２５ｍにおける次の測定点１００に対しては、捻り角度α＝arctan((7.00−ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((7.00−0.25)／(4／cos15))≒arctan1.63≒58.47゜が設定されることになる。よって、これに続く捻り角度αは、arctan((7.00−2ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((7.00−0.50)／(4／cos15))≒arctan1.57≒57.5゜になる。設定されるべきさらなる捻り角度αは、同様にして計算される。

建設機械の進行方向にみて赤外線温度測定ヘッド２０が道路建設用資材５０の表面１１０に対して略垂直に配置される測定点１０３について概算する場合、捻り角度は、図３による実施形態例と同様に、α＝arctan((7.00−27ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((7.00−6.75)／(4／cos15))≒arctan0.06≒3.45゜である。測定点１０３に到達すると、赤外線温度測定ヘッド２０がその時点で再び既に言及したゼロ位置に存在することから、設定されるべき捻り角度αは、したがって０゜である。これに続く設定されるべき捻り角度は、図３による実施形態の実施例と同様にして計算される。したがって、右側の外縁１１２方向に向かって測定点１０３に続く最初の捻り角度βは、β≒３.４５゜である。右側の外縁１１２方向に向かって距離ｄ＝０.２５ｍにおける次の測定点１００に対しては、捻り角度β≒６.８８゜が設定されることになる。次の捻り角度βは約１０.２７゜である。赤外線温度測定ヘッド２０の設定されるべきさらなる捻り角度βは、同様にして計算される。

図４とは対照的に、図５では角βが約６０゜であって、本質的に角αより大きい。さらに、この装置または赤外線温度測定ヘッド２０の新たに敷かれた路面５０の表面１１０からの取付け高さｈ、延いては距離Ａは、図４より短い。例えば、その取付け高さｈは約３.５ｍである。外縁１１１までの横方向距離Ｂ₁を２ｍであると仮定し、この装置がこの位置１０にあるとすると、全体の取付け幅Ｂ＝Ｂ₁＋Ｂ₂＝2＋(tanβ×Ａ)＝2＋(tanβ×(ｈ／cos15))＝２＋(tan60×(3.5／cos15))≒8.2ｍを検出することができる。この実施例の場合もやはり、この装置が、道路仕上げ機械の進行方向に対して表面１１０に垂直になるように道路仕上げ機械に配置されていれば、すなわち、表面１１０に対する取付け角度Ｙ_F＝０゜であれば、約３.５ｍの距離Ａはこの装置の表面１１０からの取付け高さｈに等しい。

図５による実施例の場合、外縁１１１の領域において記録されるべき第１の測定点１００は、赤外線温度測定ヘッド２０について既述のゼロ位置を表す測定点１０３から２.００ｍの距離Ｂ₁にある。したがって、赤外線温度測定ヘッド２０の第１の捻り角度αは、α＝arctan(2.00／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan(2.00／(3.5／cos15))≒arctan0.55≒28.9゜に設定される。右側の外縁１１２方向への距離ｄ＝０.２５ｍにおける次の測定点１００については、捻り角度α＝arctan((2.00−ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((2.00−0.25)／(3.5／cos15))≒arctan0.48≒25.78゜が設定されることになる。よって、次の捻り角度αは、arctan((2.00−2ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((2.00−0.50)／(3.5／cos15))≒arctan0.41≒22.49゜になる。設定されるべきさらなる捻り角度αは、同様にして計算される。

建設機械の進行方向にみて赤外線温度測定ヘッド２０が道路仕上げ機械５０の表面１１０に対して略垂直であるように配置される測定点１０３について概算する場合、捻り角度は、α＝arctan((2.00−7ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＝arctan((2.00−1.75)／(3.5／cos15))≒arctan0.07≒3.95゜である。測定点１０３に到達すると、赤外線温度測定ヘッド２０がその時点で再び既に言及したゼロ位置に存在することから、設定されるべき捻り角度αは、したがって０゜である。設定されるべき次の捻り角度は図３および図４による実施形態の実施例と同様にして計算されるが、取付け高さｈは３.５ｍである。したがって、右側の外縁１１２方向へ向かって測定点１０３に続く最初の捻り角度βは、β≒３.９５゜である。右側の外縁１１２方向への距離ｄ＝０.２５ｍにおける次の測定点１００に対しては、捻り角度β≒７.８６゜が設定されることになる。次の捻り角度βは、≒１１.６９゜になる。赤外線温度測定ヘッド２０の設定されるべきさらなる捻り角度βは、同様にして計算される。

図６は、基本的に、図５に従って道路仕上げ機械に配置された装置を示しているが、図６におけるこの装置は、赤外線温度測定ヘッド２０の走査方向において約１５゜の範囲内の取付け角度Ｙ_Sで捻られるように配置されている。しかしながら、このような捻りは、通常、新たに敷かれた路面５０の全体的な取付け幅Ｂの検出には必ずしも必要とされない取付けによって生じるものであって、この装置自体の動作具合にも、赤外線温度測定ヘッド２０にも影響しない。

建設機械の進行方向を横断して赤外線温度測定ヘッド２０を捻るモータ３０のコントローラに関する限り、計算は図５の場合と同様に行われるが、その計算には取付け角度Ｙ_Sが考慮される。したがって、外縁１１１の領域において記録されるべき第１の測定点１００も同じく、赤外線温度測定ヘッド２０の既述のゼロ位置を表す測定点１０３から２.００ｍの距離Ｂ₁にある。その結果、赤外線温度測定ヘッド２０の第１の捻り角度α＋Ｙ_Sは、α＋Ｙ_S＝arctan(2.00／(ｈ／cosＹ_F))＋Ｙ_S＝arctan(2.00／(3.5／cos15))＋15≒arctan0.55＋15≒43.9゜に設定される。右側の外縁１１２方向への距離ｄ＝０.２５ｍにおける次の測定点１００に対しては、捻り角度α＋Ｙ_S＝arctan((2.00−ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＋Ｙ_S＝arctan((2.00−0.25)／(3.5／cos15))＋15≒arctan0.48＋15≒40.78゜が設定されることになる。これに続く捻り角度α＋Ｙ_Sは、arctan((2.00−2ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＋Ｙ_S＝arctan((2.00−0.50)／(3.5／cos15))＋15≒arctan0.41＋15≒37.49゜になる。設定されるべきさらなる捻り角度α＋Ｙ_Sは、同様にして計算される。

建設機械の進行方向にみて赤外線温度測定ヘッド２０が道路建設用資材５０の表面１１０に対して略垂直であるように配置される測定点１０３について概算する場合、捻り角度は、α＋Ｙ_S＝arctan((2.00−7ｄ)／(ｈ／cosＹ_F))＋Ｙ_S＝arctan((2.00−1.75)／(3.5／cos15))＋15≒arctan0.07≒18.95゜である。測定点１０３に到達すると、赤外線温度測定ヘッド２０がその時点で再び既に言及したゼロ位置に存在することから、設定されるべき捻り角度α＋Ｙ_Sは、したがって１５゜になる。設定されるべき次の捻り角度も同じく、図５による実施形態と同様にして計算されるが、取付け角度Ｙ_Sも考慮される。したがって、右側の外縁１１２方向に向かって測定点１０３に続く最初の捻り角度は、β−Ｙ_S≒−１１.０５゜である。右側の外縁１１２方向に向かって距離ｄ＝０.２５ｍにおける次の測定点１００に対しては、捻り角度β−Ｙ_S≒−７.１４゜が設定されることになる。そして、次の捻り角度β−Ｙ_Sは、約−３.３１゜になる。

図７に略示されている道路仕上げ機械は、その後端の位置１０に本発明による装置を備えている。道路仕上げ機械の進行方向は、地面１２０上の矢印によって示されている。本発明によるこの装置の領域内には、距離測定器７０、例えばレーザ距離測定器、および気象ステーション８０も配置されている。気象ステーション８０は、例えば道路仕上げ機械の領域における風速および気温を決定する。本発明によるこの装置は、新たに敷かれた路面５０の表面１１０の温度を、外縁１１１および外縁１１２によって横方向、すなわち道路仕上げ機械の進行方向を横断する方向、が限定される取付け幅Ｂにわたって測定する。したがって、その測定値は、道路仕上げ機械の進行方向を横断して略示されかつ等距離ｄで配置される測定点１００において記録される。道路仕上げ機械が進行方向へ動くと、赤外線温度測定ヘッド２０による走査動作によって一連の測定による線上の測定点１００が生じ、その測定点１００の線は実際に観察すると斜めである。これに関して注意すべきことは、図７および図８における点の図解が単なる概略であって、この装置が機能する様式の理解を図るためのものに過ぎないということである。

図８は基本的に図７の道路仕上げ機械を示すものであるが、測定点パターンは、新たに敷かれた道路建設用資材５０の表面１１０上に、かつアスファルト板の直後に略示されている。測定点１００は、このように建設機械の進行方向を横断する方向と建設機械の進行方向の双方で互いに対して等距離ｄを示し、その結果、新たに敷かれた道路建設用資材５０の取付け幅Ｂ全体にわたってアスファルト板の後に安定した測定点パターンが生じる。

上述の実施形態は、単に、本発明の原理を例示するものである。他の当業者には、本明細書に記述されている配置および詳細の変更および変形が明らかであることは理解すべきである。したがって、本発明は添付の請求の範囲によってのみ限定され、本明細書における実施形態の記述および論考を用いて提示されている具体的な詳細によっては限定されないことが意図されている。

１０ 装置の取付け位置
１５ ケーシング
１６ 開口
２０ 赤外線温度測定ヘッド
２５ 赤外線
３０ モータ
４０ コントローラ
５０ 道路建設用資材
５０ａ 地面
７０ 距離測定器
８０ 気象ステーション
１００ 測定点
１０１，１０２，１０３ 測定点
１１０ 表面
１１１，１１２ 外縁
１２０ 地面
ｄ ２測定点間の距離
ｈ 取付け高さ
Ａ 距離
α，β 角
Ｙ_S，Ｙ_F この装置の取付け角度（Ｓ＝走査方向、Ｆ＝進行方向）
Ｂ 取付け幅
Ｂ₁，Ｂ₂ 幅
ｂ 進行方向
Ｓ₁，Ｓ₂ 外縁における赤外線

Claims (11)

1. 建設機械によって取付け幅（Ｂ）で敷かれた道路建設用資材（５０）の温度を決定するために、
   赤外線温度測定ヘッド（２０）と、
   モータ（３０）と、
   コントローラ（４０）と、を備え、
   前記赤外線温度測定ヘッド（２０）は、前記モータ（３０）により前記建設機械の進行方向を横断して捻れることが可能であるように配置され、かつ回転動作の間に、互いに離れた少なくとも２つの測定点（１００）において前記道路建設用資材（５０）の表面（１１０）の温度測定値を記録するのに有効である装置であって、
   前記コントローラ（４０）は、該装置を前記取付け幅（Ｂ）内の領域において前記建設機械に取り付けたとき、測定されるべき前記表面（１１０）上の測定点（１００）間の距離が等しくなっているように、前記モータ（３０）を前記建設機械における該装置の取付け位置（１０）に基づいて制御するのに有効であることを特徴とする装置。
2. 前記コントローラ（４０）は、前記モータ（３０）を、さらに前記建設機械における該装置の取付け角度（Ｙ_S，Ｙ_F）に基づいて制御するのに有効であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記コントローラ（４０）は、前記建設機械の進行速度に依存して前記赤外線温度測定ヘッド（２０）の動作速度を変更するのに有効であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記コントローラ（４０）は、少なくとも１つの測定点（１００）において、測定された温度が予め決められた最低値より下がると、直ちに前記赤外線温度測定ヘッド（２０）の前記動作方向を変えるのに有効であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記赤外線温度測定ヘッド（２０）がその動作方向を変える位置は、新たに敷かれた前記道路建設用資材（５０）の前記取付け幅（Ｂ）を計算するために、前記コントローラ（４０）または該装置もしくは前記建設機械に配置された評価ユニットに記憶されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記測定点（１１０）の距離（ｄ）および／または測定点（１００）における温度測定の持続時間は、設定可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 該装置は、前記赤外線温度測定ヘッド（２０）から、前記赤外線温度測定ヘッド（２０）が前記道路建設用資材（５０）の前記表面（１１０）に対して略垂直に配向される測定点（１０３）までの距離（Ａ）を測定するのに有効である非接触距離測定器（７０）を備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記非接触距離測定器（７０）は前記コントローラ（４０）へ電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記コントローラ（４０）は、前記建設機械に配置された、前記建設機械の領域における風速、気温、空気湿度、降雨および／または他の周囲パラメータを決定する気象ステーション（８０）へ電気的に接続可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記モータ（３０）は、ステッピングモータ、サーボモータ、直流モータまたは歯車装置を備えた直流モータであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置を少なくとも１つ備えた建設機械であって、
    前記装置は前記建設機械の後部領域および／または前部領域に配置されている建設機械。

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