NL8600691A - Verbeterd sein voor industriele metingen. - Google Patents

Description

é jè 86.3020/Rey/sme

Korte aanduiding: Verbeterd sein voor industriële metingen.

Door Aanvraagster wordt als uitvinder genoemd:

Giovanni Bozzolato te Segrate, Milaan, Italië.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een nieuw sein, dat van het "ruimtelijke" type is, en zodoende met grote nauwkeurigheid, zowel bij vlaktemeting als bij hoogtemeting vanuit elke stand over een omwenteling van 360° kan 5 worden uitgericht, zonder dat het moet worden georiënteerd en welk sein ook 's nachts gemakkelijk zichtbaar is, en zowel overdag als 's nachts een efficiëntere, nauwkeurige en snelle industriële opmeting mogelijk maakt van grote gebouwen en zeeeonstructies.

10 Daar het sein volgens de uitvinding in hoofdzaak wordt gevormd door twee ten aanzien van hun toppunten tegenover elkaar gelegen coaxiale kegels, teneinde een soort clepsydra te vormen, met een derde eveneens coaxiale kegel erop, wordt het genoemde sein aangeduid als "drie-kegelig".

15 Het probleem van geschikte seinpunten van een constructie heeft tegenwoordig een aanzienlijk belang ingenomen, ten gevolge van de ontwikkeling van nieuwe opmeettechnieken, zoals het toepassen van fotogrammetrische technieken, die het meest betrouwbaar en volledig zijn gebleken bij het 20 verifiëren van de afmetingen van een constructie met grote en gecompliceerde afmetingen, zoals studies en praktische ervaringen in brede kring hebben bevestigd.

De genoemde fotogrammetrische methoden betreffen inderdaad het, door hoekmeting en met de nauwkeurigheid van + 1 mm, 25 vooraf bepalen van de vlakte- en hoogtecoördinaten van een bepaald aantal zogenaamde "steunpunten", die noodzakelijk zijn om nauwkeurig de schaal en de stand van het driedimensionale optische model van het gefotografeerde object te reconstrueren.

30 Het is nu duidelijk, dat de nauwkeurigheid van het bepalen van de coördinaten van een punt in principe afhangt van de kwaliteit van het gebruikte sein om het genoemde punt te localiseren.

„ . j, -jt - 2 -

Uit de stand van techniek zijn verschillende seinen bekend, die in het algemeen worden gebruikt bij topografische opmetingen.

Deze bekende seinen variëren vanaf het zogenaamde "schiet-5 schijf"-type, dat wordt gevormd door een groep concentrische ringen van afwisselende sterk contrasterende kleuren, bijvoorbeeld wit-zwart, of zwart-rood, hetgeen een uitstekend zichtbaar sein is, maar niet erg bruikbaar voor meetdoeleinden, tot het sein dat wordt gevormd door een aan een stijl beves-10 tigd"schaakbord", dat echter ondoelmatig is voor nauwkeurige metingen, doordat het geen optimale uitrichting toelaat met de telescopische hoekmeter naar het genoemde "schaak-bord"-sein, maar gewijzigd in die zin, dat het schaakpatroon nu is gedraaid met 45°, hetgeen aanleiding geeft tot een 15 signaal, waarbij bij vlaktemeting doelmatig kan worden uitgericht.

Op het terrein van geodesie en topografie worden tegenwoordig seinen gebruikt, waarmee tamelijk nauwkeurig plano-hoogtemeetkundige uitrichtingen kunnen worden uitgevoerd, 20 welke seinen in hoofdzaak bestaan uit een metalen rechthoekige plaat met een patroon, gebaseerd op witte gelijkbenige driehoeken, die horizontaal en verticaal zijn geplaatst, teneinde een wit maltezer kruis te vormen, soms met verlengde arm, waarop de zwarte referentielijnen van het rooster van 25 de hoekmeter goed naar voren komen.

Aan de andere kant, is om een punt nauwkeurig te bepalen, het uitrichten noodzakelijk vanuit een groot aantal naar elkaar convergerende richtingen, beter indien verdeeld over een horizontale cirkel.

30 Voor dit doel zijn de moderne seinen, die allemaal plat zijn, zodanig gemonteerd, dat ze draaibaar zijn om hun eigen verticale hartlijn, via een rotatieas, die is gelegen binnen een driehoekige voet, die horizontaal kan worden ingesteld door middel van drie schroeven, en kan 35 worden bevestigd op een driepoot of kleine pilaar. Op deze wijze kan het platte sein gemakkelijk worden georiënteerd door een bedieningspersoon, zodat het patroon hiervan elke keer naar het hoekmeetstation is gekeerd, van waaruit de v . ··“:} '···*✓ ^ V, - 3 - metingen op dat tijdstip moeten worden uitgevoerd, hetgeen heel gemakkelijk kan worden uitgevoerd bij topografische en geodetische opmetingen, doordat hierbij signalen worden uitgericht vanaf afstanden, die gewoonlijk niet langer zijn 5 dan 200 m en daarom gemakkelijk bereikbaar zijn door het bedieningspersoon of door zijn assistent, die deze moet oriënteren.

Deze bekende seinen zijn echter absoluut ongeschikt voor de bijzondere praktische behoeften van het dimensionaal 10 opmeten van grote constructies, zoals men die tegenkomt in de industrie, en in het hijzonder op een scheepswerf waar staalconstructies worden vervaardigd voor off-shore constructies.

Indien zij in feite zouden worden geplaatst op een 15 driepoot op de grond, zouden zij behalve dat ze niet gemakkelijk zichtbaar zijn tussen het materiaal op de scheepswerf, tevens het werken van het personeel belemmeren. Men zou ook kunnen besluiten te werken buiten werktijd, maar dan zou de invallende nacht en het hieruitvolgende gebrek aan 20 licht het uitrichten zeer moeilijk maken, en zodoende de nauwkeurigheid van de meting benadelen.

Indien daarentegen de seinen zouden zijn geplaatst op een steun, die op een verhoogde plaats is bevestigd, zouden zij niet storen, en zouden zij van alle kanten goed 25 zichtbaar zijn, maar het zou noodzakelijk zijn dat iemand deze telkens gaat draaien naar de plaats van het hoekmeet-station.

Het genoemde feit, dat het signaal elke keer naar de verschillende stations moet worden gedraaid, om zodoende 30 een "ruimtelijk sein" te verkrijgen, dat van overal kan worden uitgericht, is echter lastig en niet uitvoerbaar bij de hier optredende grote afstanden, zodat ten gevolge van de grootte en de totale afmetingen van de constructies, waarvan de afmetingen moeten worden opgemeten, alsmede van 35 hiertussen geplaatste obstakels, de opmetingen noodzakelijker-wijs moesten worden uitgevoerd vanaf aanzienlijke afstanden. Bovendien liggen verhoogde plaatsen duidelijk boven de con- ςΛ. ν - 4 - structie, die in het algemeen enige tientallen meters hoog is, zodat het elke keer noodzakelijk is langs steigers omhoog en omlaag te komen, of eventueel een door een kraan opgetilde kooi te gebruiken met de bijbehorende aanzienlijke gevaren 5 voor het topografische bedieningspersoon, die niet altijd vertrouwd is met de omgeving van een scheepswerf.

Het doel van de onderhavige uitvinding is juist het vermijden van de hierboven genoemde nadelen, en het verschaffen van een sein, in het bijzonder voor industriële opmetingen, 10 dat naast het aanzienlijk verminderen van de tijden voor het tot stand brengen van de meting en dientengevolge van de kosten, zoveel mogelijk de gevaren voor de bedieningspersoon vermijdt, door het verminderen van de beklimmingen voor het aanvankelijk installeren en voor het later weghalen 15 van hetzelfde sein.

Dit doel wordt in hoofdzaak bereikt door het verschaffen van een "ruimtelijk" sein, dat wil zeggen een sein, dat dezelfde verschijningsvorm heeft van elke richting van waaruit het wordt bekeken, zonder dat het behoeft te worden georiën-20 teerd.

Een dergelijk sein zou kunnen worden verkregen door het reeds genoemde gewijzigde platte "schaakbord"-sein te roteren om zijn verticale hartlijn, waardoor een als een clepsydra gevormd lichaam wordt verkregen. De hieruit voort-25 vloeiende vorm van twee conische coaxiale en met hun toppen tegenover elkaar gelegen lichamen (clepsydra) heeft echter een zwak punt daar waar de toppen bij elkaar komen, dat wil zeggen het uitrichtpunt, hetgeen een dergelijk sein zwak of vervormbaar maakt afhankelijk van het materiaal, 30 dat wordt gebruikt om het te vervaardigen.

Het probleem is opgelost door binnen een doorzichtig, verticale cilinder van glas, plexiglas, of dergelijke vanaf de voet van de cilinder twee kegelvormige coaxiale, ten aanzien van hun hoogten niet-symmetrische en met hun toppen 35 tegenover elkaar liggende holten aan te brengen en deze toppen, die vlak bij elkaar liggen, te verbinden door een verticaal cilindrisch boorgat, dat door van buitenaf op " < ·· ·>. · v; j *8- ^ - 5 - een kleine cilinder te lijken, een uitrichtpunt is, dat voldoet aan de vereiste voorwaarden van grote stabiliteit en sterkte.

Doordat een als een clepsydra gevormd sein wordt verkregen, 5 waarvan de zichtbaarheid en uitrichtbaarheid volledig en nauwkeurig is over een horizontale omwenteling van 360°, terwijl de asymmetrie in hoogte van de twee kegelvormige holten de zichtbaarheid vergemakkelijkt onder de minst gunstigste uitrichtomstandigheden van beneden naar boven, 10 zoals experimentele testen hebben aangetoond, waarbij de ene of de andere van de twee kegels kan worden gebruikt bij verschillende omstandigheden, door het eenvoudig omdraaien van hetzelfde sein, dat hangend kan worden bevestigd.

De twee kegelvormige holten zijn vervolgens inwendig 15 geverfd met een oranje kleur, die overdag oplicht en 's nachts doorschijnend is, teneinde het vinden en het nauwkeurig meten hiervan te verbeteren. Dit kleuren maakt het sein inderdaad beter zichtbaar voor fotografische doeleinden, en gemakkelijk vindbaar in de werf, en is bovendien zeer 20 goed zichtbaar op de foto's, en is daarom zeer doelmatig bij fotogrammetrische metingen in het laboratorium.

Aan de andere kant is een dergelijk "ruimtelijk" sein zeer geschikt voor planimetrische metingen met grote nauwkeurigheid van + 1 mm, maar laat niet een gelijksoortige.

25 nauwkeurigheid toe bij hoogtemeting, ten gevolge van de afwijking van de optische stralen, die wordt veroorzaakt door de verschillende brekingsindexen van lucht en van het doorzichtige materiaal, dat de genoemde verticale cilinder vormt. Terwijl de optische stralen, die loodrecht op het 30 cilinderoppervlak zijn gericht, niet worden afgebogen, zal elk niet loodrecht op het genoemde oppervlak gerichte lichtstraal een afwijking ondergaan, die een functie is van de invalshoek en van de brekingsindex van het materiaal met grotere dichtheid.

35 Het is daarom van belang tevens een uitrichtpunt buiten de cilinder te hebben voor hoogtemetingen, teneinde de hoogte van een punt te kunnen meten met een nauwkeurigheid, die vergelijkbaar is met de vlaktemetingen, dat wil zeggen w - 6 - + 1 mm.

Daartoe is de verticale cilinder aan de bovenkant uitgerust met een kegelvormige kap, bij voorkeur van metaal, die axiaal is voorzien van een kleine doorzichtige cilinder 5 van plexiglas of dergelijke, waarvan het onderste gedeelte een als een lens werkend oppervlak met een bolvorm heeft, en eindigt buiten de top van de metalen kegel met een scherp gepunte kegelvormige top, die het uitrichtpunt vormt voor het met grote nauwkeurigheid uitvoeren van hoogtemetingen.

10 Het aldus verkregen "drie-kegelige" sein garandeert nu een nauwkeurige uitrichting voor vlakte- en hoogtemetingen met + 1 mm, zowel op een werf (microgeodesie) als in het laboratorium (fotogrammetrie).

Teneinde tevens nachtelijke metingen te kunnen uitvoeren, 15 als de werf is gesloten, en de metingen daarom een beter resultaat opleveren, is bovendien een inwendige verlichting in het sein aangebracht. Hiertoe is de genoemde verticale cilinder ondersteund op een cirkelvormige voet, bij voorkeur van metaal, die op zijn beurt binnen de genoemde onderste 20 kegelvormige holte, een parabolische reflector draagt en een lamp, die van energie wordt voorzien door een batterij, die is aangebracht binnen een cilindrische pen, waarvan de voet is voorzien. De pen kan worden gestoken in de gestandaardiseerde driehoekige voet van topografische seinen.

25 Eén enkele lamp is in staat om het gehele sein met drievoudig effect te verlichten. Wanneer een dergelijke lamp wordt aangezet, schijnt een gedeelte van het licht in feite door de onderste kegelvormige holte en verlicht door reflectie de bovenste kegelvormige holte. Een ander 30 gedeelte loopt daarentegen verticaal door de cilindrische vernauwing en wordt geconcentreerd door de genoemde bolvormige kap van de kleine doorzichtige cilinder van de genoemde metalen kegelvormige kap, teneinde een punt te verlichten, dat samenvalt met de top van het genoemde scherpe conische 35 einde, dat zodoende oplicht als een ster.

Tenslotte is het uitwendige kegelvormige oppervlak van de genoemde metalen kegelvormige kap gekleurd in afwisse- \ r ; j a- ,·<? - 7 - lende driehoekige sectoren, met wit en zwart of andere sterk contrasterende kleuren, terwijl het dak van de beschermkap van de conische top met scherpe punt, welke kap alleen tijdens metingen met grote precisie kan worden verwijderd op opvallen-5 de wijze is gekleurd met oplichtend oranje of geel, zodat beide kunnen worden gebruikt als fotogrammetrisch sein bij overdag genomen foto's van boven naar beneden of bij van onderaf genomen foto's.

Samenvattend, het sein voor industriële opmetingen, dat 10 moet worden geïnstalleerd op de plaatsen waarvan de vlakteen hoogtecoördinaten moeten worden gemeten door het sein vanaf verschillende plaatsen uit te richten met de hoekmeter in een horizontale cirkel, is volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt, doordat het sein bestaat uit een doorschijnende 15 verticale cilinder, waarin, beginnende vanaf de voet, twee holten coaxiaal, kegelvormig en tegenover elkaar zijn aangebracht, waarvan de toppen vlak bij elkaar zijn verbonden door een verticaal cilindrisch boorgat, dat het uitrichtpunt vormt voor het bepalen van de planimetrische coördinaten, welke 20 cilinder wordt ondersteund door een cilindrische voet, die is voorzien van een cilindrische pen, die kan worden gestoken in de gestandaardiseerde driehoekige voet van topografische seinen, en aan de bovenkant is voorzien van een kegelvormige kap, die axiaal is uitgerust met een kleine doorschijnende 25 verticale cilinder, die aan zijn onderste deel is voorzien van een oppervlak, dat de vorm heeft van een bolvormige kap, die werkt als een convergerende lens en eindigt buiten de top van de genoemde kegelvormige kap met een conisch einde met scherpe punt, dat het uitrichtpunt vormt voor het bepalen 30 van de hoogtecoördinaten, en middelen zijn aangebracht voor het inwendige verlichten van het genoemde sein.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding, bestaan de middelen voor het inwendig verlichten van het sein uit een parabolische reflector en een lamp, die wordt ondersteund 35 door de genoemde cilindrische voet binnen de genoemde onderste kegelvormige holte, welke lamp van energie wordt voorzien door een batterij, die is opgenomen binnen een cilindrische V* * - 8 - pen van de cilindrische voet.

Een ander kenmerk van de uitvinding wordt verschaft door het feit, dat de twee coaxiale en tegenover elkaar gelegen kegelvormige holten inwendig zijn geverfd in een oranje kleur, 5 die oplicht overdag en doorschijnend is bij nacht.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding, zijn de twee coaxiale en tegenover elkaar gelegen kegelvormige holten ten aanzien van hun hoogten niet symmetrisch.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvin-10 ding, is de genoemde doorzichtige verticale cilinder en/of de kleine doorzichtige cilinder, waarmee de genoemde kegelvormige kap is uitgerust, vervaardigd van een methylmetacrylaat-hars, dat gebruikelijk wordt aangeduid als plexiglas.

Een volgende voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding 15 wordt verkregen doordat de genoemde cilindrische voet en/of de kegelvormige kap zijn vervaardigd uit metaal.

Tenslotte worden andere kenmerken van de onderhavige uitvinding gegeven, doordat het uiteinde met conische scherpe punt van de genoemde kleine doorzichtige cilinder wordt be-20 schermd door een losneembare beschermkap, waarvan de bovenkant is gekleurd met een oplichtende kleur, en doordat het uitwendige kegelvormige oppervlak van de genoemde kegelvormige kap is gekleurd in afwisselende driehoekige witte en zwarte sectoren of in andere sterk contrasterende kleuren.

25 De uitvinding zal nu worden toegelicht met verwijzing naar de bijgaande tekening, die een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding toont.

Fig. 1 toont een perspektief aanzicht van het sein volgens de uitvinding; 30 fig. 2 toont een doorsnede volgens het middenvlak van het sein van fig. 1.

In de tekening is met het verwijzingscijfer 1 een doorzichtige verticale cilinder van plexiglas, glas of ander materiaal aangegeven, waarin beginnende vanaf de voet, twee 35 kegelvormige coaxiale in hoogte niet-symmetrische, en met hun toppunten tegenover elkaar gelegen holten, resp. 2 en 3 zijn aangebracht. De kegelvormige holten 2 en 3 zijn aan de binnenkant geverfd met een oranje kleur, die overdag oplicht % 0 - 9 - en 's nachts doorzichtig is, en zijn via hun toppunten met elkaar verbonden door een verticaal cilindrisch boorgat 4, dat van buitenaf voorkomt als een kleine cilinder 4r (zie fig. 1) en het uitrichtpunt vormt voor planimetrische 5 metingen.

De cilinder 1 wordt vervolgens met zijn onderste cirkelvormige rand 5 gestoken in een overeenkomstige cirkelvormige groef, die is aangebracht in een cilindrische voet 6, die bij voorkeur van metaal is, waarop de cilinder wordt vastgezet 10 door middel van schroeven 7. De voet 6 is aan zijn onderste gedeelte voorzien van een cilindrische pen 8 en draagt op zijn boveneinde, een binnen de onderste kegelvormige holte 2 gelegen parabolische reflector 9 en een lamp 10, die van energie wordt voorzien door een batterij 11, die is opgenomen 15 binnen de genoemde pen 8. Hiertoe is de pen 8 voorzien van een kleine, van schroefdraad voorziene kap 12, die is voorzien van een drukveer 13. De pen 8 die geschikt is om in de gestandaardiseerde driehoekige voet van topografische seinen te worden gestoken, is dan tevens voorzien van een uitwendige 20 cirkelvormige groef 14, teneinde deze te kunnen bevestigen op de genoemde voet door samenwerking met een stopschroef van deze laatste.

De bovenste cirkelvormige rand 15 van de verticale cilinder 1 is daarentegen gestoken in een overeenkomstige cirkelvormige 25 holte, die is aangebracht op een kegelvormige kap 16, die bij voorkeur van metaal is, en op de cilinder is bevestigd door middel van schroeven 17.

De genoemde kegelvormige kap 16 is axiaal voorzien van een doorzichtige cilinder 18 van plexiglas of ander materiaal, 30 die aan de bovenkant eindigt buiten het toppunt van de kap met een scherp gepunt conisch einde 19, dat het uitrichtpunt vormt voor de hoogtemetingen, en dat wordt beschermd door een van schroefdraad voorziene beschermkap 20, die alleen tijdens-de metingen moet worden verwijderd.

35 De doorzichtige cilinder 18 is in zijn onderste gedeelte bovendien voorzien van een oppervlak, dat de vorm heeft van een bolvormige kap 21, die werkt als een convergerende lens om het licht van de lamp 10 door het boorgat 4 te centreren, ? J i -10- op het toppunt van het conische einde 19, dat zodoende wordt verlicht als een ster.

Tenslotte is het buitenste oppervlak van de genoemde kegelvormige kap 16 geverfd in driehoekige sectoren 22 of 5 23 met afwisselend wit en zwart of andere sterk contrasterende kleuren, terwijl het dak 24 van de genoemde beschermkap 20 is geverfd in oplichtend oranje of geel, of in een andere opzichtige kleur.

^ ' * λ

* · J

Claims (8)

1. Sein voor industriële opmetingen, om te worden geïnstalleerd op plaatsen waarvan de vlakte- en hoogtecoördinaten moeten worden gemeten door hetzelfde signaal vanaf verschillende plaatsen op een horizontale cirkel door de hoekmeter 5 uit te richten, met het kenmerk, dat het sein bestaat uit een doorzichtige verticale cilinder, waarin beginnende vanaf de voet, twee coaxiale, kegelvormige en tegenover elkaar gelegen holten zijn aangebracht, waarvan de vlak bij elkaar gelegen toppunten zijn verbonden door een verticaal 10 cilindrisch boorgat, dat het uitrichtpunt vormt voor het bepalen van de planimetrische coördinaten, welke cilinder wordt gedragen door een cilindrische voet, die is voorzien van een cilindrische pen, die kan worden gestoken in de gestandaardiseerde driehoekige voet van topografische seinen, en 15 aan de bovenkant is voorzien van een kegelvormige kap, die axiaal is uitgerust met een kleine doorzichtige verticale cilinder, die aan zijn onderste einde is voorzien van een oppervlak, dat de vorm heeft van een bolvormige kap, die werkt als een convergerende lens en buiten het toppunt van 20 de genoemde kegelvormige kap eindigt in een conisch einde met scherpe punt, dat het uitrichtpunt vormt voor het bepalen van de hoogtecoördinaten, en bovendien middelen zijn aangebracht om het sein inwendig te verlichten.

2. Sein voor industriële opmetingen volgens conclusie 1, 25 met het kenmerk, dat de middelen voor het inwendig verlichten van het sein bestaan uit een parabolische reflector en een lamp, die wordt ondersteund door de genoemde cilindrische voet binnen de onderste kegelvormige holte, welke lamp van energie wordt voorzien door een batterij, die is 30 opgenomen binnen de genoemde cilindrische pen van de voet. 1 Sein voor industriële opmetingen volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de twee kegelvormige coaxiale en tegenover elkaar gelegen holten inwendig zijn geverfd in *-· ·* - 12 - een oranje kleur, die oplicht overdag en 's nachts doorschijnend is.

4. Sein voor industriële opmetingen volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de twee kegelvormige coaxiale 5 en tegenover elkaar staande holten in hoogte niet symmetrisch zijn.

5. Sein voor industriële opmetingen volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de genoemde verticale doorzichtige cilinder is vervaardigd van een methylmetacrylaat- 10 hars, die gewoonlijk wordt aangeduid als plexiglas.

6. Sein voor de industriële opmetingen volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de genoemde kleine doorzichtige cilinder, waarmee de genoemde kegelvormige kap axiaal is uitgerust, is vervaardigd van een methylmetacrylaat-hars, 15 die gewoonlijk wordt aangeduid als plexiglas.

7. Sein voor industriële opmetingen volgens conclusie 1, methet kenmerk, dat de genoemde cilindrische voet en/of de genoemde kegelvormige kap van metaal zijn.

8. Sein voor industriële opmetingen volgens conclusie 1, 20 met het kenmerk, dat de genoemde conische top met scherpe punt van de kleine doorzichtige cilinder is beschermd door een losneembare beschermkap, waarvan het dak is geverfd met een oplichtende kleur.

9. Sein voor industriële opmetingen volgens conclusie 1, 25 methet kenmerk, dat het uitwendige conische oppervlak van de kegelvormige kap is geverfd in afwisselende driehoekige sectoren met wit en zwart of met andere sterk contrasterende kleuren. ' : ί i