NL9101010A

NL9101010A - Material condition meter

Info

Publication number: NL9101010A
Application number: NL9101010A
Authority: NL
Original assignee: Window Care Bv
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1991-06-11
Publication date: 1993-01-04

Abstract

A material condition meter comprising at least one pin having a pointed tip is provided with means which, at a specific penetration depth of the pin or of each pin into the material to be studied, activate first signalling means. In a further refinement of the invention, the material condition meter can further be designed for determining the moisture level (percentage of moisture) of the material to be studied. <IMAGE>

Description

Titel: MateriaalconditiemeterTitle: Material condition meter

De uitvinding heeft betrekking op een materiaalconditiemeter omvattende tenminste één spits toelopende pen. Een dergelijke materiaalconditiemeter is algemeen bekend. Het is bekend dat sommige materialen, in het bijzonder hout, onder invloed van water in kwaliteit achteruitgaan. Dit uit zich bij hout onder andere door het zachter worden van het hout met verloop van de tijd, en door een verkleuring. Zacht hout vergroot het gevaar van vochtopname. Om tegen te gaan dat (regen)water een constructie-element zoals een kozijn kan bereiken, is het gebruikelijk het hout te schilderen. Wanneer echter toch, bijvoorbeeld door beschadigingen van de verflaag, vocht het hout kan bereiken, is dit niet of slechts moeilijk visueel te constateren. Door de vergrote neiging tot vochtopname van het zachte hout wordt de hechting van de verf in negatieve zin beïnvloed. Verder zal het zachte hout het vocht langer vasthouden waardoor in zeer ernstige gevallen bij, bijvoorbeeld houten gevelelementen houtrot kan optreden terwijl hiervan aan de buitenzijde van het geschilderde gevelelement niets is te zien. Derhalve is het bekend de conditie van het materiaal te testen door het insteken van een puntige pen, zoals een spijker of een priem. Hoe makkelijker de priem in het materiaal drukt, of hoe verder de priem binnendringt, des te slechter is de materiaalconditie. De beoordeling van de kwaliteitstoestand van het materiaal met behulp van een priem is echter een kwalitatieve meting, waarbij de ervaring van de controleur een grote rol speelt. De druk waarmee de priem in het materiaal wordt gedrukt en het soort materiaal zijn variabelen waarmee bij de beoordeling van het materiaal met behulp van een priem rekening moet worden gehouden.The invention relates to a material condition meter comprising at least one tapered pin. Such a material condition meter is generally known. It is known that some materials, especially wood, deteriorate under the influence of water. This is reflected in wood, among other things by softening the wood over time, and by discoloration. Soft wood increases the risk of moisture absorption. In order to prevent (rain) water from reaching a construction element such as a frame, it is customary to paint the wood. However, if moisture can still reach the wood, for example due to damage to the paint layer, this is difficult or impossible to determine visually. Due to the increased tendency for moisture absorption of the soft wood, the adhesion of the paint is negatively affected. Furthermore, the soft wood will retain the moisture longer, so that in very serious cases, for example, wooden facade elements, wood rot may occur, while this cannot be seen on the outside of the painted facade element. Therefore, it is known to test the condition of the material by inserting a pointed pin, such as a nail or an awl. The easier the awl presses into the material, or the further the awl penetrates, the worse the material condition. However, the assessment of the quality condition of the material using an awl is a qualitative measurement, in which the experience of the inspector plays a major role. The pressure at which the awl is pressed into the material and the type of material are variables that must be taken into account when assessing the material using an awl.

De uitvinding beoogt een materiaalconditiemeter te verschaffen waarmee de meting van de kwaliteitstoestand van het materiaal objectiever kan worden uitgevoerd.The object of the invention is to provide a material condition meter with which the quality condition of the material can be measured more objectively.

Hiertoe is de bekende materiaalconditiemeter volgens de uitvinding voorzien van middelen die bij een bepaalde indringdiepte in het materiaal eerste signaleringsmiddelen activeren.To this end, the known material condition meter according to the invention is provided with means which activate first signaling means at a certain penetration depth in the material.

In een eenvoudig uitvoeringsvoorbeeld bevindt zich in een houder een spits toelopende pen met een daarnaast evenwijdig aan de pen opgestelde taster. Teneinde te voorkomen dat de taster bij niet loodrecht insteken van de pen in het materiaal te vroeg of te laat de signaleringsmiddelen activeert, kunnen, in nadere uitwerking van de uitvinding, twee spits toelopende pennen aan weerszijden van de taster zijn aangebracht. Verder kunnen in nadere uitwerking van de uitvinding de pennen en/of de taster instelbaar zijn zodat, bijvoorbeeld afhankelijk van de materiaalsoort, de indringdiepte waarbij de taster de eerste signaleringsmiddelen activeert, kan worden ingesteld.In a simple exemplary embodiment, there is a tapered pin in a holder with a probe arranged parallel to the pin. In order to prevent the probe from activating the signaling means too soon or too late when the pin is not inserted perpendicularly, two pointed tapered pins can be arranged on either side of the probe in further elaboration of the invention. Furthermore, in further elaboration of the invention, the pins and / or the probe can be adjustable, so that, for example depending on the type of material, the penetration depth at which the probe activates the first signaling means can be adjusted.

Bij een dergelijke inrichting is het activeren van de signaleringsmiddelen met behulp van de taster echter nog steeds afhankelijk van de kracht waarmee de pennen in het materiaal worden gedrukt. Derhalve kan in nadere uitwerking van de uitvinding de of elke pen verend worden ondersteund. Een dergelijke verende ondersteuning kan bij een te grote druk-kracht een eindaanslag raken waardoor tweede signaleringsmiddelen worden geactiveerd of waardoor de eerste signaleringsmiddelen worden uitgeschakeld indien de aanraking van het aan-slagorgaan plaatsvindt voordat de eerste signaleringsmiddelen door de taster zijn geactiveerd. Op deze wijze is het mogelijk een objectieve hardheidsmeting uit te voeren.In such an arrangement, however, the activation of the signaling means with the aid of the probe still depends on the force with which the pins are pressed into the material. Therefore, in further elaboration of the invention, the or each pin can be resiliently supported. Such a resilient support can hit an end stop if the pressure force is too great, so that second signaling means are activated or the first signaling means are switched off if the contact of the stop member takes place before the first signaling means are activated by the sensor. In this way it is possible to perform an objective hardness measurement.

Een andere grootheid die informatie kan verschaffen over de kwaliteitstoestand van een materiaal, in het bijzonder hout, is de vochtigheidsgraad van het materiaal. Naarmate de vochtigheidsgraad van het materiaal hoger is, is de kwaliteitstoestand slechter. Meting van het vochtgehalte van het materiaal levert derhalve extra informatie omtrent de kwaliteitstoestand van het materiaal. Het is bekend dat vochtig materiaal, in het bijzonder hout, een hogere elektrische geleidbaarheid heeft dan materiaal met een laag vochtgehalte.Another quantity that can provide information about the quality condition of a material, in particular wood, is the moisture content of the material. The higher the moisture content of the material, the worse the quality condition. Measurement of the moisture content of the material therefore provides additional information about the quality of the material. It is known that moist material, in particular wood, has a higher electrical conductivity than material with a low moisture content.

Van deze eigenschap kan volgens de uitvinding met voordeel gebruik worden gemaakt bij een materiaalconditiemeter met twee spits toelopende pennen.According to the invention, this property can advantageously be used with a material condition meter with two tapered pins.

Hiertoe is een dergelijke materiaalconditiemeter volgens een nadere uitwerking van de uitvinding ingericht voor het meten van de elektrische geleidbaarheid van het materiaal tussen beide pennen, waarbij afhankelijk van de gemeten elektrische geleidbaarheid derde signaleringsmiddelen worden geactiveerd.According to a further elaboration of the invention, such a material condition meter is adapted for this purpose to measure the electrical conductivity of the material between the two pins, whereby third signaling means are activated depending on the electrical conductivity measured.

Bij een dergelijke inrichting wordt met behulp van een apparaat met een enkele handeling zowel de hardheid alsook de vochtigheidsgraad van het materiaal gemeten.With such a device, the hardness as well as the moisture content of the material is measured with a single operation.

De eerste, tweede en derde signaleringsmiddelen kunnen auditief en/of visueel zijn. Zo kan bijvoorbeeld bij het meten van de vochtigheidsgraad van het materiaal bij aanvaardbare vochtgehaltes een visueel signaal worden gegeven terwijl bij het overschrijden van een bepaalde vochtigheidsgraad auditieve signaleringsmiddelen kunnen worden geactiveerd.The first, second and third signaling means can be auditory and / or visual. For example, when measuring the moisture content of the material at acceptable moisture contents, a visual signal can be given, while audible signaling means can be activated when a certain moisture content is exceeded.

Ter verduidelijking van de uitvinding zal een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting, onder verwijzing naar de tekening, worden beschreven.To clarify the invention, an exemplary embodiment of the device will be described with reference to the drawing.

Fig. 1 toont een materiaalconditiemeter die is voorzien van één spits toelopende pen en een taster; fig. 2 toont een materiaalconditiemeter waarbij de spits toelopende pen en de taster verend zijn ondersteund; fig. 3 toont een materiaalconditiemeter voorzien van twee pennen voor het meten van zowel de hardheid als de vochtigheidsgraad; en fig. 4 toont een schematisch overzicht van een elektrische schakeling die gebruikt kan worden voor het meten van de vochtigheidsgraad van het materiaal.Fig. 1 shows a material condition meter provided with a single tapered pin and a probe; FIG. 2 shows a material condition meter in which the tapered pin and the probe are resiliently supported; Fig. 3 shows a material condition meter provided with two pins for measuring both hardness and humidity; and Fig. 4 shows a schematic overview of an electrical circuit that can be used to measure the moisture content of the material.

De in fig. 1 weergegeven materiaalconditiemeter 1 voor het meten van de hardheid van een materiaal omvat een houder 2 voorzien van een spits toelopende pen 3 en een daarnaast opgestelde taster 4. De taster 4 kan bijvoorbeeld een druk-schakelaar zijn die een maak-contact bedient, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn. Bij een bepaalde indringdiepte van de pen 3 in het te onderzoeken materiaal raakt de taster 4 het materiaal en activeert eerste signaleringsmiddelen. Deze eerste signaleringsmiddelen kunnen auditief zijn, zoals bij voorbeeld middelen voor het genereren van een geluidssignaal met een bepaalde frequentie en sterkte, of visueel, zoals bijvoorbeeld een LED 5.The material condition meter 1 shown in fig. 1 for measuring the hardness of a material comprises a holder 2 provided with a tapered pin 3 and a sensor 4 arranged next to it. The sensor 4 can for instance be a pressure switch which has a make contact , as will be clear to an expert. At a certain penetration depth of the pin 3 into the material to be examined, the probe 4 touches the material and activates first signaling means. These first signaling means may be auditory, such as, for example, means for generating an audio signal of a certain frequency and strength, or visual, such as, for example, an LED 5.

De uitsteeklengte van de of elke pen en/of van de taster kan instelbaar zijn zodat de indringdiepte waarbij de eerste signaleringmiddelen worden geactiveerd, kan worden ingesteld, bijvoorbeeld afhankelijk van het soort materiaal dat wordt onderzocht.The protrusion length of the or each pin and / or of the probe can be adjustable so that the penetration depth at which the first signaling means are activated can be adjusted, for example depending on the type of material being examined.

Teneinde te verhinderen dat de taster 4 de eerste signaleringsmiddelen 5 te vroeg of te laat activeert, doordat de pen 3 niet loodrecht in het materiaal wordt gedrukt, zoals kan gebeuren bij een materiaalconditiemeter 1 voorzien van slechts één spits toelopende pen 3, kan de materiaalconditiemeter 1 zijn voorzien van twee evenwijdige spits toelopende pennen 3a, 3b (fig. 3) aan weerszijden van de taster 4.In order to prevent the sensor 4 from activating the first signaling means 5 too soon or too late, because the pin 3 is not pressed perpendicularly into the material, as can happen with a material condition meter 1 provided with only one tapered pin 3, the material condition meter 1 are provided with two parallel tapered pins 3a, 3b (fig. 3) on either side of the probe 4.

Teneinde de hardheidsmeting onafhankelijk te maken van de door de gebruiker uitgeoefende drukkracht, kan de of elke pen 3 en eventueel de taster 4 van de materiaalconditiemeter 1 verend zijn ondersteund, waarbij, wanneer een bepaalde indruk-kracht wordt overschreden, de verende ondersteuning een aan-slagorgaan 9 raakt. Bij het raken van het aanslagorgaan 9 kunnen tweede signaleringsmiddelen 10 worden geactiveerd, en/of kunnen de eerste signaleringsmiddelen 5 worden uitgeschakeld indien de aanraking plaatsvindt voordat de eerste signaleringsmiddelen 5 door de taster 4 zijn geactiveerd.In order to make the hardness measurement independent of the pressure force exerted by the user, the or each pin 3 and possibly the probe 4 of the material condition meter 1 can be resiliently supported, whereby, when a certain pressing force is exceeded, the resilient support is striking member 9. When the stop member 9 is touched, second signaling means 10 can be activated, and / or the first signaling means 5 can be switched off if the contact takes place before the first signaling means 5 have been activated by the sensor 4.

Een dergelijke verende ondersteuning kan bijvoorbeeld worden verkregen door de houder 2 op te nemen in een door middel van een veer 7 verend ten opzichte van de houder 2 opgestelde aanvatbus 8 (fig. 2). Wanneer de kracht op de of elke pen 3 een bepaalde waarde overschrijdt zal een op de houder 2 aangebrachte schakelaar 6 een aanslagpunt 9 raken waardoor de tweede signaleringsmiddelen 10 worden geactiveerd of waardoor de eerste signaleringsmiddelen 5 worden uitgeschakeld indien de aanraking tussen het aanslagorgaan 9 en de schakelaar 6 plaatsvindt voordat de eerste signaleringsmiddelen 5 door de taster 4 zijn geactiveerd. Bij voorkeur is het aanslagorgaan 9 instelbaar, zodat de drukkracht waarbij de schakelaar 6 of dergelijke de tweede signaleringsmiddelen 10 activeert, kan worden ingesteld. Een dergelijke instelbaarheid kan op eenvoudige wijze worden bereikt door het aanslagorgaan uit te voeren als een in de bus 8 schroefbaar aangebracht orgaan.Such a resilient support can be obtained, for example, by receiving the holder 2 in a pick-up bush 8 arranged by means of a spring 7 relative to the holder 2 (fig. 2). When the force on the or each pin 3 exceeds a certain value, a switch 6 mounted on the holder 2 will hit a stop point 9, whereby the second signaling means 10 are activated or the first signaling means 5 are switched off if the contact between the stop member 9 and the switch 6 takes place before the first signaling means 5 are activated by the sensor 4. The stop member 9 is preferably adjustable, so that the pressure force at which the switch 6 or the like activates the second signaling means 10 can be adjusted. Such adjustability can be achieved in a simple manner by designing the stop member as a member screwable in the bush 8.

De in fig. 3 weergegeven voorkeursuitvoeringsvorm van een materiaalconditiemeter 11 omvat twee evenwijdige, spits toelopende pennen 3a, 3b die aan weerszijden van een taster 4 zijn aangebracht, welke taster 4 bij een bepaalde indring-diepte van de pennen 3a, 3b in het materiaal eerste, bijvoorbeeld auditieve, signaleringsmiddelen activeert voor het verschaffen van informatie met betrekking tot de hardheid van het te onderzoeken materiaal, zoals in het voorgaande beschreven. Voorts is de meter 11 ingericht om via de pennen 3a, 3b de elektrische geleidbaarheid van het te onderzoeken materiaal te meten, welke geleidbaarheid afhankelijk is van de vochtigheidsgraad van het materiaal. Afhankelijk van de gemeten elektrische geleidbaarheid, derhalve afhankelijk van de vochtigheidsgraad van het onderzochte materiaal, worden derde signaleringsmiddelen 8 geactiveerd. Deze derde middelen 8 kunnen een signaal geven dat evenredig is met de gemeten geleidbaarheid, bijvoorbeeld een wijzeruitslag, waarbij een schaalverdeling in vochtigheidsprocenten kan zijn verschaft. In de praktijk is het echter voldoende slechts een indicatie te geven ten aanzien van de vochtigheidsgebieden, welke indicatie op eenvoudige wijze tot stand gebracht kan worden met verschillend gekleurde LED's. In het uitvoeringsvoorbeeld brandt bij een vochtigheidsgehalte van 7-14% (acceptabel) een groene LED 8a, bij een vochtigheidsgehalte van 14-19% een gele LED 8b, en bij een vochtigheidsgehalte van 19-28% een rode LED 8c, terwijl bij een vochtigheidsgehalte van meer dan 28% een auditief signaal van een bepaalde frequentie en sterkte wordt gegenereerd. Bij zacht en vochtig materiaal zullen derhalve bij het indringen van de pennen 3 in het materiaal eerst de derde signaleringsmiddelen 8 worden geactiveerd en bij het overschrijden van een bepaalde indringdiepte zal de taster 4 de eerste, in dit geval auditieve, signaleringsmiddelen activeren. Bij hard en vochtig materiaal zullen de derde signale- ringsmiddelen worden geactiveerd en indien de inrichting is voorzien van verend opgestelde pennen zal bij het overschrijden van een bepaalde indrukkracht de eventueel aanwezige tweede signaleringsmiddelen worden geactiveerd of zullen de eerste signaleringsmiddelen worden uitgeschakeld indien de aanraking tussen het aanslagorgaan 9 en de schakelaar 6 plaatsvindt voordat de eerste signaleringsmiddelen door de taster 4 worden geactiveerd. De materiaalconditiemeter 11 is verder voorzien van een hoofdschakelaar 12 waarmee het elektrische circuit in de materiaalconditiemeter kan worden in- en uitgeschakeld, teneinde de levensduur van een als voedingsbron fungerende batterij te verlengen. De meter 11 past gemakkelijk in de hand van de gebruiker, die bij gebruik met zijn duim de schakelaar 12 bedient, zodat de voedingsbron uitsluitend wordt belast bij het uitvoeren van een meting.The preferred embodiment of a material condition meter 11 shown in Fig. 3 comprises two parallel tapered pins 3a, 3b which are arranged on either side of a sensor 4, which sensor 4 first penetrates the material at a certain penetration depth of the pins 3a, 3b. , for example, auditory, signaling means to provide information regarding the hardness of the material to be examined, as described above. The meter 11 is further arranged to measure the electrical conductivity of the material to be examined via the pins 3a, 3b, which conductivity depends on the moisture content of the material. Depending on the measured electrical conductivity, therefore depending on the moisture level of the material under investigation, third signaling means 8 are activated. These third means 8 can give a signal that is proportional to the measured conductivity, for example a pointer reading, whereby a scale in moisture percentages can be provided. In practice, however, it is sufficient to give only an indication with regard to the moisture areas, which indication can be established in a simple manner with differently colored LEDs. In the exemplary embodiment, a green LED 8a lights up at a moisture content of 7-14% (acceptable), a yellow LED 8b at a moisture content of 14-19%, and a red LED 8c at a moisture content of 19-28%, while at a moisture content of more than 28% an auditory signal of a certain frequency and strength is generated. In the case of soft and moist material, therefore, when the pins 3 penetrate into the material, the third signaling means 8 will first be activated, and when a certain penetration depth is exceeded, the probe 4 will activate the first, in this case auditory, signaling means. In the case of hard and moist material, the third signaling means will be activated and if the device is provided with spring-mounted pins, if a certain pressing force is exceeded, the second signaling means, if present, will be activated or the first signaling means will be switched off if the contact between the stop member 9 and the switch 6 take place before the first signaling means are activated by the sensor 4. The material condition meter 11 further includes a main switch 12 that enables the electrical circuit in the material condition meter to be turned on and off to extend the life of a battery acting as a power source. The meter 11 easily fits into the hand of the user, who, when used, operates the switch 12 with his thumb, so that the power source is only loaded when taking a measurement.

De in fig. 4 schematisch weergegeven schakeling is een voorbeeld van een schakeling die kan dienen voor het bepalen van de vochtigheidsgraad. In dit schema zijn 3a en 3b de spits toelopende pennen. Een voeding 13 is in serie geschakeld met een kleine meetweerstand 14, de beide pennen 3a, 3b en de hoofdschakelaar 12. Parallel aan de weerstand 14 is een verge-lijkingselement 15 geschakeld dat de spanning over de weerstand 14 vergelijkt met de referentiespanningen VI, V2, V3. Afhankelijk van het resultaat van die vergelijking verschaft het vergelijkingselement 15 bij een uitgang 16 uitgangssignalen om de derde signaleringsmiddelen 8 te activeren. Het spreekt vanzelf dat er vele uitvoeringsmogelijkheden zijn voor een elektrisch circuit dat een dergelijke geleid-baarheidsmeting kan uitvoeren, en dat de weergegeven uitvoeringsvorm slechts bij wijze van voorbeeld is gegeven.The circuit schematically shown in Fig. 4 is an example of a circuit that can serve for determining the degree of humidity. In this scheme, 3a and 3b are the tapered pins. A power supply 13 is connected in series with a small measuring resistor 14, the two pins 3a, 3b and the main switch 12. Parallel to the resistor 14, a comparator 15 is connected which compares the voltage across the resistor 14 with the reference voltages VI, V2 , V3. Depending on the result of that comparison, the comparison element 15 provides output signals at an output 16 to activate the third signaling means 8. It goes without saying that there are many embodiments for an electrical circuit that can perform such a conductivity measurement, and that the illustrated embodiment is given by way of example only.

Het is duidelijk dat de uitvinding niet is beperkt tot de beschreven uitvoeringsvoorbeelden maar dat diverse wijzigingen binnen het raam van de uitvinding mogelijk zijn. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat bij het bepalen van de vochtigheid gebruik wordt gemaakt van een stroombron in plaats van een spanningsbron. Het belangrijkste voordeel dat geboden wordt door een inrichting volgens de uitvinding, is dat de kwaliteitscontroleur met behulp van de inrichting volgens de uitvinding op een objectieve wijze de hardheid van een materiaal kan meten, en dat, indien gewenst, met een enkele handeling zowel de hardheid als de vochtigheidsgraad van het materiaal kan worden bepaald.It is clear that the invention is not limited to the described exemplary embodiments, but that various modifications are possible within the scope of the invention. For example, it is possible that in determining the humidity, use is made of a current source instead of a voltage source. The main advantage offered by a device according to the invention is that the quality controller can objectively measure the hardness of a material by means of the device according to the invention, and that, if desired, with a single operation, both the hardness if the moisture content of the material can be determined.

Claims

Material condition meter comprising a holder and at least one tapered pin, characterized by means for activating first signaling means at a determined penetration depth of the at least one pin in the material to be examined.

Material condition meter according to claim 1, characterized by a probe arranged next to the at least one tapered pin.

Material condition meter according to claim 1 or 2, characterized in that means are provided for adjusting the penetration depth at which the first signaling means are activated.

Material condition meter according to claim 3, characterized in that the protrusion length of the at least one pin is adjustable.

Material condition meter according to at least one of Claims 1 to 4, characterized by means for activating second signaling means when a certain pressure force is exceeded.

Material condition meter according to at least one of claims 1 to 5, characterized by means for switching off the first signaling means when the specified signaling force is exceeded, if this exceeding takes place before the first signaling means have been activated by the sensor.

Material condition meter according to at least one of the preceding claims, characterized by two tapered pins, and means for providing a signal indicative of the electrical conductivity of the material between both pins.

Material condition meter according to claim 7, characterized by means for applying a predetermined potential difference to the two pins, means for detecting the current flowing through the pins, and means for activating third signaling means depending on the measured current.

Material condition meter according to claim 7 or 8, characterized in that at least one of the signaling means is auditory, and that at least one of the signaling means is visual.