NL9500251A - Method and device for determining the quality of natural stone and other solid materials. - Google Patents

Method and device for determining the quality of natural stone and other solid materials. Download PDF

Info

Publication number
NL9500251A
NL9500251A NL9500251A NL9500251A NL9500251A NL 9500251 A NL9500251 A NL 9500251A NL 9500251 A NL9500251 A NL 9500251A NL 9500251 A NL9500251 A NL 9500251A NL 9500251 A NL9500251 A NL 9500251A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
determining
measured
sound
speed
quality index
Prior art date
Application number
NL9500251A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Mathias Joseph Alexand Tonnaer
Original Assignee
Geomath Int Bv
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 Geomath Int Bv filed Critical Geomath Int Bv
Priority to NL9500251A priority Critical patent/NL9500251A/en
Priority to PCT/NL1996/000064 priority patent/WO1996024841A1/en
Priority to AU48469/96A priority patent/AU4846996A/en
Publication of NL9500251A publication Critical patent/NL9500251A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/30Arrangements for calibrating or comparing, e.g. with standard objects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/07Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/38Concrete; ceramics; glass; bricks

Description

Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van natuur steen en andere vaste materialenMethod and device for determining the quality of natural stone and other solid materials

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van natuursteen en andere vaste materialen.The present invention relates to a method and an apparatus for determining the quality of natural stone and other solid materials.

In 1994 bedroeg de wereldjaarproduktie van natuursteen ongeveer 33.500.000 ton. De meest gewonnen steensoorten zijn marmer (calcereus), graniet (silicieus), dolomiet en kwartsiet. Van deze hoeveelheid gaat ongeveer 42% verloren als uitval en afval wegens zaagverlies en breuk van de steen. Deze aanzienlijke verliezen verhogen de kostprijs van natuursteen aanzienlijk.In 1994 the world annual production of natural stone was approximately 33.5 million tons. The most popular types of stone are marble (calcereus), granite (silica), dolomite and quartzite. About 42% of this amount is lost as waste and waste due to sawing loss and breakage of the stone. These significant losses significantly increase the cost of natural stone.

Afgezien van de verhoogde kostprijs brengt de aanwezigheid van natuurlijke scheuren en/of een hoge porositeit in natuursteen grote nadelen met zich mee. Natuursteen met niet zichtbare scheuren wordt net als kwalitatief goede natuursteen verscheept en over de gehele wereld getransporteerd. Blokken natuursteen met scheuren worden eerst gezaagd alvorens de scheuren worden ontdekt. Dit transport en zagen kost veel energie en is uiteindelijk voor niets. Het zagen van dergelijke kwalitatief slechte blokken levert zaagslib en stortpuin, hetgeen een extra belasting voor het milieu is.Apart from the increased cost price, the presence of natural cracks and / or a high porosity in natural stone entails major disadvantages. Natural stone with invisible cracks is shipped just like high-quality natural stone and transported all over the world. Blocks of natural stone with cracks are first sawn before the cracks are discovered. This transport and sawing costs a lot of energy and is ultimately for nothing. Sawing such poor quality blocks produces sawdust and landfill debris, which is an additional burden on the environment.

Al deze nadelen zouden kunnen worden voorkomen, als er een destruc-tieloze werkwijze en inrichting bestond voor het detecteren van scheuren en/of de mate van porositeit in natuursteen. Derhalve is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een dergelijke werkwijze en inrichting te verschaffen. Tevens is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen waarmee de kwaliteit van een blok natuursteen op niet-destructieve wijze kan worden vastgesteld.All these drawbacks could be avoided if there was a destructive method and apparatus for detecting cracks and / or the degree of porosity in natural stone. Therefore, it is an object of the present invention to provide such a method and apparatus. It is also an object of the present invention to provide a method with which the quality of a block of natural stone can be determined in a non-destructive manner.

Daartoe voorziet de uitvinding in een werkwijze voor het vaststellen van de kwaliteit van een lichaam van vast materiaal, omvattend de volgende stappen: a. het genereren van ultrasoon geluid; b. het richten daarvan door het lichaam; c. het meten van de geluidssnelheid door het lichaam; d. het bepalen van een kwaliteitsindex op basis van de gemeten geluidssnelheid door vergelijking daarvan met een ideale geluidssnelheid of door een statistische analyse.To this end, the invention provides a method for assessing the quality of a solid material body, comprising the following steps: a. Generating ultrasonic sound; b. directing it through the body; c. measuring the speed of sound through the body; d. determining a quality index based on the measured sound speed by comparing it with an ideal sound speed or by a statistical analysis.

In een eerste uitvoeringsvorm heeft de werkwijze het kenmerk, dat stap d de volgende stap omvat: d1. het bepalen van de kwaliteitsindex via:In a first embodiment, the method is characterized in that step d comprises the following step: d1. determining the quality index via:

Kg = VLm/VL.100% met:Kg = VLm / VL.100% with:

Kg = kwaliteitsindex VLm = gemeten geluidssnelheid VL = ideale geluidssnelheid waarbij VL van te voren is vastgesteld voor een ideaal monster van de betreffende vaste stof.Kg = quality index VLm = measured sound speed VL = ideal sound speed at which VL has been determined in advance for an ideal sample of the relevant solid.

Na berekening van de kwaliteitsindex kan direct worden vastgesteld of het betreffende lichaam van vast materiaal van hoge of lage kwaliteit is. Onbekend is dan nog echter in hoeverre porositeit en scheurvorming afzonderlijk aan de kwaliteitsindex hebben bijgedragen. In een volgende uitvoeringsvorm kan de graad van scheurvorming echter worden bepaald. Deze werkwijze heeft het kenmerk, dat de graad van scheuring, Dfis, wordt vastgesteld in de volgende extra stappen: e. het berekenen van een kwaliteitsindex Kinp voor een lichaam zonder scheuren via:After calculating the quality index, it can immediately be determined whether the body in question is of high or low quality solid material. It is still unknown, however, to what extent porosity and cracking separately contributed to the quality index. However, in a further embodiment, the degree of cracking can be determined. This method is characterized in that the degree of cracking, Dfis, is determined in the following additional steps: e. calculating a quality index Kinp for a body without cracks via:

Kinp = 100 - c.n met: c = constante waarvoor geldt: 1,4 < c < 1,6 n = porositeitKinp = 100 - c.n with: c = constant for which holds: 1.4 <c <1.6 n = porosity

Figure NL9500251AD00031

s = ideaal soortelijk gewicht van de betreffende vaste stof; p = gemeten soortelijk gewicht; f. het berekenen van de graad van scheuring Dfis via:s = ideal specific gravity of the respective solid; p = measured specific gravity; f. calculating the degree of crack Dfis via:

Dfis = Kinp - KgDfis = Kinp - Kg

De kwaliteit kan echter ook met behulp van een alternatieve werkwijze worden bepaald, welke de bovengenoemde stappen a t/m d omvat, waarbij stap d de volgende stappen omvat: d1. het bepalen van de spreiding S van een reeks gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden; d2. het bepalen van de gemiddelde, genormeerde geluidssnelheidswaarde R50; d3. het bepalen van een kwaliteitsindex I via: I = S/R50.However, the quality can also be determined by an alternative method comprising the above steps a to d, wherein step d comprises the following steps: d1. determining the spread S of a series of measured normalized sound velocity values; d2. determining the average, normalized sound velocity value R50; d3. determining a quality index I via: I = S / R50.

Daarbij kan de spreiding S worden bepaald via het berekenen van R90/R10, waarin R90, resp. R10 overeenkomt met de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 90%, resp. 10% van de gemeten genormeerde geluids-snelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde R90, resp, R10.The spread S can thereby be determined by calculating R90 / R10, in which R90, resp. R10 corresponds to the standardized speed for which 90%, resp. 10% of the measured standardized sound velocity values is smaller than the respective value R90 and R10, respectively.

Voorts kan daarbij de gemiddelde waarde R50 worden bepaald door middel van lineaire regressie over het gebied waarvoor geldt dat 40% van de metingen kleiner is en 40% groter is dan de metingen binnen dit gebied. Dit is het gebied betreffende de metingen die gevonden zijn in het gebied met als domein 20% van het aantal metingen met als midden de mediaan van de metingen.Furthermore, the average value R50 can be determined by linear regression over the area, where 40% of the measurements are smaller and 40% larger than the measurements within this area. This is the area concerning the measurements found in the area with as domain 20% of the number of measurements with the median of the measurements as the middle.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft voorkeur betrekking op een blok natuursteen, dat bij voorkeur van te voren is gedroogd.The method according to the invention preferably relates to a block of natural stone, which is preferably pre-dried.

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van een lichaam van vast materiaal, omvattend een ultrasone zend- en ontvanginrichting voor het genereren en ontvangen van ultrasone trillingen, een meetinrichting voor het bepalen van de gemeten geluidssnelheid in het lichaam op vooraf bepaalde locaties, een rekeneenheid voor het bepalen van een kwaliteitsindex op basis van de gemeten geluidssnelheid door vergelijking daarvan met een ideale geluidssnelheid of door een statistische analyse.The invention further relates to a device for determining the quality of a solid material body, comprising an ultrasonic transmitting and receiving device for generating and receiving ultrasonic vibrations, a measuring device for determining the measured speed of sound in the body at predetermined locations, a unit of calculation for determining a quality index based on the measured speed of sound by comparison with an ideal speed of sound or by a statistical analysis.

De rekeneenheid in de inrichting volgens de uitvinding is bij voorkeur voorzien van middelen voor het bepalen van de kwaliteitsindex via:The calculation unit in the device according to the invention is preferably provided with means for determining the quality index via:

Kg = VLm/VL.100% met:Kg = VLm / VL.100% with:

Kg = kwaliteitsindex VLm = gemeten geluidssnelheid VL = ideale geluidssnelheid waarbij VL van te voren is vastgesteld voor een ideaal monster van de betreffende vaste stof.Kg = quality index VLm = measured sound speed VL = ideal sound speed at which VL has been determined in advance for an ideal sample of the relevant solid.

Voorts is de rekeneenheid bij voorkeur voorzien van middelen voor het bepalen van de graad van scheuring, Dfis, in de volgende extra stappen: e. het berekenen van een kwaliteitsindex Kinp voor een lichaam zonder scheuren via:Furthermore, the calculation unit is preferably provided with means for determining the degree of cracking, Dfis, in the following additional steps: e. calculating a quality index Kinp for a body without cracks via:

Kinp = 100 - c.n met: c = constante waarvoor geldt: 1,4 < c < 1,6 n = porositeitKinp = 100 - c.n with: c = constant for which holds: 1.4 <c <1.6 n = porosity

Figure NL9500251AD00051

s = ideaal soortelijk gewicht van de betreffende vaste stof; p = gemeten soortelijk gewicht; f. het berekenen van de graad van scheuring Dfis via:s = ideal specific gravity of the respective solid; p = measured specific gravity; f. calculating the degree of crack Dfis via:

Dfis = Kinp - KgDfis = Kinp - Kg

In een alternatieve uitvoeringsvorm heeft de inrichting volgens de uitvinding echter het kenmerk, dat de rekeneenheid is voorzien van middelen voor het uitvoeren van stap d in de volgende stappen: d1 . het bepalen van de spreiding S van een reeks gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden; d2. het bepalen van de gemiddelde, genormeerde geluidssnelheidswaarde R50; d3. het bepalen van een kwaliteitsindex I via: I = S/R50.In an alternative embodiment, however, the device according to the invention is characterized in that the calculation unit is provided with means for performing step d in the following steps: d1. determining the spread S of a series of measured normalized sound velocity values; d2. determining the average, normalized sound velocity value R50; d3. determining a quality index I via: I = S / R50.

Deze spreiding S kan bijvoorbeeld worden bepaald via het berekenen van R90/R10, waarin R90, resp. R10 overeenkomt met de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 90%, resp. 10% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde R90, resp, R10.This spread S can be determined, for example, by calculating R90 / R10, in which R90, resp. R10 corresponds to the standardized speed for which 90%, resp. 10% of the measured standardized sound velocity values are smaller than the respective value R90 and R10, respectively.

De gemiddelde waarde R50 kan bijvoorbeeld worden bepaald door middel van lineaire regressie over het gebied waarvoor geldt dat 40% van de metingen kleiner is en 40% groter is dan de metingen binnen dit gebied.For example, the mean value R50 can be determined by linear regression over the area where 40% of the measurements are smaller and 40% larger than the measurements within this area.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van enkele tekeningen, waarinThe invention will be explained in more detail below with reference to a few drawings, in which

Figuur 1 een overzicht toont van een inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van lichamen van vast materiaal;Figure 1 shows an overview of a device for determining the quality of solid material bodies;

Figuur 2 een detail van een alternatieve inrichting volgens de uitvinding toont;Figure 2 shows a detail of an alternative device according to the invention;

Figuur 3 een grafiek toont met behulp waarvan de kwaliteit van een lichaam van vast materiaal kan worden bepaald.Figure 3 shows a graph by means of which the quality of a solid material body can be determined.

In figuur 1 verwijst het verwijzingscijfer 1 naar een meetinrich-ting, die is voorzien van een beeldscherm 2. Aan de voorzijde van de meetinrichting 1 bevinden zich diverse bedieningsknoppen 3. Uiteraard kunnen dergelijke bedieningsknoppen 3 ook zijn voorzien op een apart toetsenbord dat op geschikte wijze met de meetinrichting 1 is verbonden. De meetinrichting heeft een verbinding 4 met het elektriciteitsnet. In plaats daarvan, of in aanvulling daarop, kan de voeding van de meetin- richting echter ook worden verschaft door een aantal, bij voorkeur oplaadbare, batterijen, bijvoorbeeld 12 NiCd-batterijen.In figure 1, reference numeral 1 refers to a measuring device, which is provided with a screen 2. At the front of the measuring device 1 there are various operating buttons 3. Naturally, such operating buttons 3 may also be provided on a separate keyboard which is suitably is connected to the measuring device 1. The measuring device has a connection 4 to the electricity network. However, instead or additionally, the power supply of the measuring device can also be provided by a number of, preferably rechargeable, batteries, for example 12 NiCd batteries.

Via een verbinding 5 is de meetinrichting 1 gekoppeld met een computer 9, die op zijn beurt kan zijn verbonden met een printer 10. In plaats van de printer, of in aanvulling daarop, kunnen ook andere weer-geefmiddelen zijn voorzien die aan de vakman bekend zijn. De computer 9 is ten minste voorzien van een centrale besturingseenheid 23 voor het uitvoeren van noodzakelijke berekeningen en van een geheugen 22.Via a connection 5, the measuring device 1 is coupled to a computer 9, which in turn can be connected to a printer 10. Instead of the printer, or in addition thereto, other display means known to the person skilled in the art can also be provided to be. The computer 9 is at least provided with a central control unit 23 for performing necessary calculations and with a memory 22.

Via een verbinding 6 is de meetinrichting 1 gekoppeld met een zender 11 en via een verbinding 7 met een ontvanger 12. Tijdens bedrijf zendt de zender 11 ultrasone trillingen door een blok natuursteen 15, of een ander te meten vast materiaal. Daartoe is de zender 11 voorzien van een zendkop 13, die tijdens bedrijf via een geschikte contactpasta (niet getoond) tegen de zijkant van het blok natuursteen 15 wordt gehouden. De ontvanger 12 is voorzien van een ontvangkop 14, die eveneens via een geschikte contactpasta tegen het blok natuursteen 15 wordt gehouden. Dergelijke contactpasta's zijn bekend op het gebied van ultrasone metingen.Via a connection 6, the measuring device 1 is coupled to a transmitter 11 and via a connection 7 to a receiver 12. During operation, the transmitter 11 sends ultrasonic vibrations through a block of natural stone 15, or another solid material to be measured. For this purpose the transmitter 11 is provided with a transmitter head 13, which is held against a side of the block of natural stone 15 during operation via a suitable contact paste (not shown). The receiver 12 is provided with a receiving head 14, which is also held against the block of natural stone 15 via a suitable contact paste. Such contact pastes are known in the field of ultrasonic measurements.

Optioneel is de meetinrichting 1 via een verbinding 8 gekoppeld met een videorecorder 17 voor het vastleggen van gehele produktieprocessen.Optionally, the measuring device 1 is coupled via a connection 8 to a video recorder 17 for recording entire production processes.

Uiteraard zijn andere configuraties mogelijk. De computer 9 kan bijvoorbeeld binnen de meetinrichting 1 zijn opgenomen.Other configurations are of course possible. The computer 9 can for instance be included within the measuring device 1.

In de opstelling van figuur 1 zijn de zendkop 13 en de ontvangkop 14 tegenover elkaar aan weerszijden van het blok natuursteen 15 geplaatst. Als alternatief kunnen de zender 11 en de ontvanger 12 echter worden vervangen door een zendontvanger 20, die is voorzien van een zendontvangkop 21, zoals getoond in figuur 2. Een dergelijke zendont-vangkop 21 wekt tijdens bedrijf ultrasone trillingen op die zich voortplanten vanaf de wand waartegen de zendontvangkop wordt gehouden naar de daar tegenover gelegen wand van het blok natuursteen 15, waartegen de trillingen worden gereflecteerd om vervolgens weer door de zendontvangkop te worden opgevangen.In the arrangement of figure 1, the transmit head 13 and the receive head 14 are placed opposite each other on either side of the block of natural stone 15. Alternatively, however, the transmitter 11 and the receiver 12 can be replaced by a transceiver 20, which includes a transceiver head 21, as shown in Figure 2. Such a transceiver head 21 generates ultrasonic vibrations propagating from the wall during operation. against which the transceiver head is held to the opposite wall of the natural stone block 15, against which the vibrations are reflected and then again received by the transceiver head.

In figuren 1 en 2 is schematisch aan gegeven, dat het blok natuursteen 15 een scheur 16 bevat, die dient te worden gedetecteerd. Daartoe is kan in het geheugen 22 een databank zijn opgenomen. De databank omvat gegevens omtrent de voortplantingssnelheid van ultrasone trillingen in verschillende steensoorten, omtrent petrografie, mineralogie, vindplaatsen, fysieke eigenschappen, chemische eigenschappen, handelsnamen enz. De opslag van handelsnamen is bijvoorbeeld van belang, omdat dezelfde steensoorten door verschillende producenten meestal onder verschillende handelsnamen op de markt worden gebracht. Hoe deze databank kan worden gebruikt, wordt hieronder nader beschreven.Figures 1 and 2 schematically indicate that the block of natural stone 15 contains a crack 16 which is to be detected. For this purpose, a database can be stored in the memory 22. The database contains data about the propagation speed of ultrasonic vibrations in different types of stone, about petrography, mineralogy, sites, physical properties, chemical properties, trade names, etc. The storage of trade names is important, for example, because the same types of stone are usually used by different producers under different trade names. marketed. How this database can be used is described in more detail below.

Het verwerkingsprogramma analyseert de door de ontvangkop 14 (of zendcntvangkop 21) ontvangen ultrasone trillingen en is bijvoorbeeld ingericht om een eenvoudige tweedimensionale grafische voorstelling te creëren van een doorsnede van het blok natuursteen 15, waarin duidelijk een of meer scheuren 16 worden getoond.The processing program analyzes the ultrasonic vibrations received by the receiving head 14 (or transceiving head 21) and is arranged, for example, to create a simple two-dimensional graphic representation of a cross section of the natural stone block 15, clearly showing one or more cracks 16.

De werking van de inrichting is gebaseerd op het inzicht, dat de voortplantingssnelheid van ultrasone trillingen in steen veel groter is dan in lucht. Het verschil kan wel een factor 20 bedragen. Aangezien scheuren 16 zijn gevuld met lucht, beïnvloeden zij dus de totale voortplantingssnelheid van ultrasone trillingen tussen de zendkop 13 en de ontvangkop 14. Naarmate er meer scheuren zijn zal de voortplantingssnelheid kleiner zijn.The operation of the device is based on the insight that the propagation speed of ultrasonic vibrations in stone is much greater than in air. The difference can be a factor of 20. Thus, since cracks 16 are filled with air, they affect the overall propagation speed of ultrasonic vibrations between the transmit head 13 and the receiving head 14. As there are more cracks, the propagation speed will be slower.

Niet alleen scheuren maar ook kleinere en grotere gaten in het blok natuursteen 15 zijn gevuld met lucht en beïnvloeden derhalve de voortplantingssnelheid. Derhalve is de voortplantingssnelheid ook een maat voor de porositeit van het blok natuursteen en dus van de kwaliteit daarvan.Not only cracks, but also smaller and larger holes in the natural stone block 15 are filled with air and therefore influence the propagation speed. Therefore, the propagation speed is also a measure of the porosity of the natural stone block and thus of its quality.

Als na een meting van de gemiddelde voortplantingssnelheid van de ultrasone trillingen blijkt, dat deze ver onder een ideale waarde van de betreffende natuursteensoort ligt, kan direct worden geconcludeerd, dat het betreffende blok natuursteen veel scheuren en/of kleinere en grotere gaten bevat en dus van slechte of matige kwaliteit is.If, after a measurement of the average propagation speed of the ultrasonic vibrations, it appears that it is far below an ideal value of the type of natural stone concerned, it can be immediately concluded that the block of natural stone concerned contains many cracks and / or smaller and larger holes and thus of poor or moderate quality.

Opgemerkt wordt dat in de praktijk elk blok natuursteen niet bestaat uit slechts één steensoort, maar is opgebouwd uit diverse steensoorten. Derhalve verschillen blokken natuursteen ook onderling, ook al worden zij onder één en dezelfde naam, bijvoorbeeld marmer, in de handel gebracht. Ieder van de individuele steensoorten heeft weer een eigen voortplantingssnelheid voor de ultrasone trillingen. Deze onderlinge verschillen zijn echter substantieel minder dan de verschillen tussen voortplantingssnelheden in steen en in lucht, zodat de precieze samenstelling van de steensoorten de meting slechts in geringe mate beïnvloed.It should be noted that in practice every block of natural stone does not consist of just one type of stone, but is made up of various types of stone. Therefore blocks of natural stone also differ from each other, even though they are marketed under one and the same name, for example marble. Each of the individual stone types has its own propagation speed for the ultrasonic vibrations. However, these differences are substantially less than the differences between propagation speeds in stone and in air, so that the precise composition of the stone types only slightly influences the measurement.

Het meten van de geluidssnelheid op verschillende plaatsen in een blok natuursteen wordt in overeenstemming met de onderhavige uitvinding gebruikt om de kwaliteit daarvan op niet-destructieve wijze vast te stellen. De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat analyse van op diverse plaatsen gemeten geluidssnelheden een maat oplevert voor de porositeit en/of scheurvorming in het blok natuursteen. Daarbij kunnen twee wegen worden bewandeld: ten eerste kunnen meetgegevens worden ver geleken net theoretische, in een laboratorium bepaalde ideale gegevens en ten tweede kunnen meetgegevens van een blok natuursteen aan een statistische analyse worden onderworpen, indien geen ideale gegevens van een bepaalde steensoort aanwezig zijn.Measuring the speed of sound at various locations in a natural stone block is used in accordance with the present invention to determine its quality in a non-destructive manner. The invention is based on the insight that analysis of sound speeds measured at various locations provides a measure of the porosity and / or cracking in the block of natural stone. Two ways can be taken: firstly, measurement data can be compared with theoretical ideal data determined in a laboratory and secondly, data from a block of natural stone can be subjected to a statistical analysis, if no ideal data of a specific type of stone are present.

Bij beide werkwijzen kan gebruik worden gemaakt van bestaande ultrasone apparatuur, die geluidspulsen uitzendt op een vooraf bepaalde geluidsfrequentie en met vooraf bepaalde tussenpozen. De tussenpozen zijn bijvoorbeeld gelijk aan 10 seconden. De vooraf bepaalde geluidsfrequentie kan in het gebied tussen 50 kHz en 20 MHz liggen. Bij hogere geluidsfrequenties neemt de resolutie toe, maar de indringdiepte af en is de mate van verstrooiing groot. Bij lagere geluidsfrequenties is de indringdiepte groter en de verstrooiing kleiner, maar is de resolutie ook kleiner. Uit de praktijk is gebleken, dat een frequentie van 100 kHz meestal het meest geschikt is.Both methods can use existing ultrasonic equipment, which emits sound pulses at a predetermined sound frequency and at predetermined intervals. For example, the intervals are equal to 10 seconds. The predetermined sound frequency can be in the range between 50 kHz and 20 MHz. At higher sound frequencies, the resolution increases, but the penetration depth decreases and the degree of scattering is high. At lower sound frequencies, the penetration depth is greater and the scattering is smaller, but the resolution is also smaller. Practice has shown that a frequency of 100 kHz is usually the most suitable.

Eerste methode.First method.

Bij het vergelijken van meetgegevens met ideale gegevens wordt als volgt te werk gegaan. In theorie is de geluidssnelheid afhankelijk van de elasticiteit van de mineraalbestanddelen en de dichtheid daarvan. Voor transversale metingen geldt:The procedure for comparing measurement data with ideal data is as follows. In theory, the speed of sound depends on the elasticity of the mineral constituents and their density. For transverse measurements:

Figure NL9500251AD00081

(1) met:(1) with:

Em = Elasticiteitsmodulus v = Poissonverhouding VS = schuifgolfsnelheid p = massadichtheidEm = modulus of elasticity v = Poisson ratio VS = shear wave speed p = mass density

Voor longitudinale metingen geldt:For longitudinal measurements:

Figure NL9500251AD00082

(2) met: VL = longitudinale snelheid(2) with: VL = longitudinal speed

Indien voor de betreffende steensoort Em, v en p bekend zijn, kan de longitudinale voortplantingssnelheid eenvoudig met (2) worden berekend. Dit is dan een maximale waarde voor de in de praktijk meetbare waarde, omdat in (2) geen rekening is gehouden met porositeit en scheuren in de steen. Overigens zou ook zonder porositeit en zonder scheuren nooit overal in één enkel blok steen dezelfde waarde worden gemeten, omdat, zoals gezegd, de samenstelling van een blok steen altijd enigs zins van plaats tot plaats verschilt. Derhalve geven de formules (1) en (2) alleen een indicatie van de ideale maximale waarde van de voortplantingssnelheden in een 'olok steen als de samenstelling daarvan ruwweg bekend is.If Em, v and p are known for the stone type in question, the longitudinal propagation speed can be easily calculated with (2). This is then a maximum value for the value that can be measured in practice, because in (2) porosity and cracks in the stone have not been taken into account. Incidentally, even without porosity and without cracks, the same value would never be measured everywhere in a single block of stone, because, as said, the composition of a block of stone always differs slightly from place to place. Therefore, formulas (1) and (2) only give an indication of the ideal maximum value of the propagation rates in an olive stone if its composition is roughly known.

Voor het vaststellen van de kwaliteit van een blok natuursteen wordt een kwaliteitsindex Kg als volgt gedefinieerd:To determine the quality of a block of natural stone, a quality index Kg is defined as follows:

Kg = (VLm/VL).100 % (3) VLm = D/t (4) met: VLm = gemeten longitudinale snelheid VL = ideale longitudinale snelheid D = afstand tussen de zendkop 13 en de ontvangkop 14 in de opstelling volgens figuur 1 of twee maal de dikte van het blok natuursteen 15 in de opstelling volgens figuur 2 t = tijd tussen verzenden en ontvangen van geluidspulsKg = (VLm / VL) .100% (3) VLm = D / t (4) with: VLm = measured longitudinal speed VL = ideal longitudinal speed D = distance between transmit head 13 and receive head 14 in the arrangement according to figure 1 or twice the thickness of the block of natural stone 15 in the arrangement according to figure 2 t = time between sending and receiving sound pulse

De ideale longitudinale snelheid VL in formule (3) kan worden bepaald met formule (2), mits de betreffende steensoort van het blok natuursteen goed bekend is. In de praktijk bevat het geheugen van de inrichting een tabel, waarin voor bijvoorbeeld meer dan 5400 steensoorten, van vindplaatsen over de gehele wereld, de ideale longitudinale snelheid is opgeslagen, welke voor de berekening van de kwaliteitsindex Kg wordt gebruikt.The ideal longitudinal velocity VL in formula (3) can be determined with formula (2), provided that the relevant stone type of the block of natural stone is well known. In practice, the memory of the device contains a table, in which, for example for more than 5400 rock types, from sites all over the world, the ideal longitudinal speed is used, which is used for the calculation of the quality index Kg.

Het zal duidelijk zijn dat de gemeten longitudinale snelheid niet op iedere locatie van het blok natuursteen hetzelfde zal zijn. Derhalve wordt voor de waarde van VLm in formule (3) een gemiddelde waarde van diverse metingen op verschillende locaties genomen.It will be clear that the measured longitudinal speed will not be the same at every location of the natural stone block. Therefore, for the value of VLm in formula (3), an average value of various measurements at different locations is taken.

Indien het blok natuursteen perfect is, is de kwaliteitsindex gelijk aan 100%. In de praktijk liggen de waarden lager door de aanwezigheid van scheuren en poriën. Zo krijgt een blok natuursteen met een theoretische geluidssnelheid VL = 6500 m/s en een gemeten geluidssnelheid VLm = 6200 m/s een kwaliteitsindex Kg toegekend gelijk aan:If the block of natural stone is perfect, the quality index is equal to 100%. In practice, the values are lower due to the presence of cracks and pores. For example, a block of natural stone with a theoretical sound speed VL = 6500 m / s and a measured sound speed VLm = 6200 m / s is assigned a quality index Kg equal to:

Kg = (6200/6500).100% = 95,38%Kg = (6200/6500) .100% = 95.38%

Deze waarde kwantificeert alle discontinuïteiten, dat wil zeggen scheuren en gaatjes, in het blok natuursteen.This value quantifies all discontinuities, i.e. cracks and holes, in the natural stone block.

Hoe lager de kwaliteitsindex Kg hoe slechter de kwaliteit van het gemeten blok natuursteen. Afhankelijk van de toepassing kan zelfs beslo ten worden het betreffende gemeten blok natuursteen in het geheel niet te kopen of te verschepen. De kwaliteitsindex Kg kan een rol spelen bij de prijsstelling van het blok natuursteen. Eei» blok van matige kwaliteit kan nog best bruikbaar zijn voor toepassingen, waarin geen grote krachten op uit het blok te zagen platen zullen worden uitgeoefend, bijvoorbeeld grafstenen.The lower the Kg quality index, the poorer the quality of the measured natural stone block. Depending on the application, it may even be decided not to buy or ship the measured block of natural stone at all. The Kg quality index can play a role in the pricing of the natural stone block. A moderate-quality block may still be quite useful for applications in which no large forces will be exerted on plates to be cut from the block, for example gravestones.

Het is binnen deze eerste werkwijze ook mogelijk de bijdrage van de porositeit en van de scheurvorming aan de verslechtering van de kwaliteit ieder afzonderlijk vast te stellen. Experimenteel is namelijk vastgesteld, dat voor een steen, die geen scheuren maar wel poriën heeft, de volgende formule voor de kwaliteitsindex geldt:Within this first method it is also possible to determine individually the contribution of the porosity and of the cracking to the deterioration of the quality. It has been experimentally established that for a stone that has no cracks but does have pores, the following formula for the quality index applies:

Figure NL9500251AD00101

(5) met:(5) with:

Kinp = kwaliteitsindex na porositeit (d.w.z. zonder scheuren) c = constante, waarvoor geldt: 1,4 < c < 1,6 n = porositeitKinp = quality index after porosity (i.e. without cracks) c = constant, for which holds: 1.4 <c <1.6 n = porosity

De porositeit n wordt gedefinieerd als het gemeten soortelijke gewicht als percentage van het ideale soortelijke gewicht. In formulevorm:The porosity n is defined as the measured specific gravity as a percentage of the ideal specific gravity. In formula form:

Figure NL9500251AD00102

(6) met: p = gemeten soortelijk gewicht s = ideaal soortelijk gewicht(6) with: p = measured specific gravity s = ideal specific gravity

De afzonderlijke bijdrage van de scheurvorming wordt weergegeven met Dfis, de graad van scheuring, waarvoor kan worden geschreven:The individual contribution of the cracking is represented by Dfis, the degree of cracking, for which it can be written:

Figure NL9500251AD00103

(7)(7)

Hierbij wordt nog opgemerkt, dat de metingen dienen te worden uitgevoerd op droog gesteente. De aanwezigheid van water in de scheuren en/of poriën zou de gemeten geluidssnelheid, alsmede het gemeten soortelijk gewicht op onbekende wijze beïnvloeden, als de hoeveelheid aanwezig water onbekend is. Derhalve moeten te meten blokken natuursteen eerst op een voorafbepaalde wijze, bijvoorbeeld in de oven, worden gedroogd. Tweede methode.It should also be noted that the measurements must be carried out on dry rock. The presence of water in the cracks and / or pores would have an unknown influence on the measured speed of sound, as well as the measured specific gravity, if the amount of water present is unknown. Therefore, blocks of natural stone to be measured must first be dried in a predetermined manner, for example in the oven. Second method.

De tweede methode om de kwaliteit van een blok natuursteen vast te stellen maakt gebruik van statistische analyses en is geschikt, als geen ideale gegevens met betrekking tot de geluidssnelheid en/of het soortelijk gewicht beschikbaar zijn. Deze methode werkt als volgt.The second method of determining the quality of a block of natural stone uses statistical analysis and is suitable if ideal data regarding the speed of sound and / or the specific weight are not available. This method works as follows.

Door een blok natuursteen op diverse plaatsen te meten kan men aan de hand van de spreiding van de gevonden meetgegevens een uitspraak doen over de kwaliteit van het blok. Daarbij kan men bijvoorbeeld als volgt te werk gaan. Een handzame indicatie voor de kwaliteit kan worden gegeven door een tweetal kentallen, een kental voor de spreiding van de meetgegevens (S) en een kental voor de indexwaarde (I).By measuring a block of natural stone in various places, one can make a statement about the quality of the block on the basis of the distribution of the measured data found. For example, one can proceed as follows. A handy indication for the quality can be given by two key figures, a figure for the spread of the measurement data (S) and a figure for the index value (I).

Voor het bepalen van de spreiding S worden de meetgegevens eerst gesorteerd. Vervolgens wordt een waarde R10 bepaald, die overeenkomt met de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 10% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde. Daarnaast wordt een waarde R90 bepaald, die gelijk is aan de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 90% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde. De spreiding S kan dan worden geschat via: S = R90/R10 (8)To determine the spread S, the measurement data is first sorted. Then a value R10 is determined, which corresponds to the normalized speed for which it holds that 10% of the measured normalized sound speed values are smaller than the relevant value. In addition, a value R90 is determined, which is equal to the normalized speed for which it holds that 90% of the measured normalized sound speed values are smaller than the relevant value. The spread S can then be estimated via: S = R90 / R10 (8)

Daarnaast wordt een waarde R50 bepaald, die overeenkomt met de gemiddelde waarde van de genormeerde geluidssnelheid op het meettraject tussen R10 en R90. R50 is dus niet noodzakelijkerwijs gelijk aan de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 50% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde. R50 wordt bij voorkeur niet met behulp van een differentiaal bepaald, omdat deze in het meetgebied tussen R10 en R90 een grote coëfficiënt zou hebben. R50 wordt bij voorkeur bepaald met behulp van lineaire regressie over het gebied waarvoor geldt dat 40% van de metingen kleiner is en 40% groter is dan de metingen binnen dit gebied. Dit is het gebied betreffende de metingen die gevonden zijn in het gebied met als domein 20% van het aantal metingen met als midden de mediaan van de metingen. Een dergelijke rekenwijze is bekend en wordt hier niet nader toegelicht.In addition, a value R50 is determined, which corresponds to the average value of the standardized sound speed on the measuring range between R10 and R90. R50 is therefore not necessarily equal to the normalized speed, for which it holds that 50% of the measured normalized sound velocity values are smaller than the relevant value. R50 is preferably not determined using a differential, because it would have a large coefficient in the measuring range between R10 and R90. R50 is preferably determined using linear regression over the area where 40% of the measurements are smaller and 40% larger than the measurements within this area. This is the area concerning the measurements found in the area with as domain 20% of the number of measurements with the median of the measurements as the middle. Such a calculation method is known and is not further explained here.

De indexwaarde I kan dan als volgt worden gedefinieerd: I = S/R50 (9)The index value I can then be defined as follows: I = S / R50 (9)

Omdat de waarden van R10, R50, R90 met genormeerde snelheidswaarden zijn bepaald, is I ook een genormeerde, dimensieloze grootheid. Men kan ter beoordeling van de kwaliteit een grove indeling maken afhankelijk van de waarde van I, bijvoorbeeld als volgt: goed: I < 1,25 matig: 1,25 & I & 2,00 slecht: I > 2,00Since the values of R10, R50, R90 are determined with normalized speed values, I is also a normalized, dimensionless quantity. To assess the quality, a rough division can be made depending on the value of I, for example as follows: good: I <1.25 moderate: 1.25 & I & 2.00 bad: I> 2.00

Een voorbeeld van een in de praktijk uitgevoerde meting is in de bijgevoegde tabel opgenomen, waarvan de meetresultaten in grafische vorm in figuur 3 zijn weergegeven. Ter toelichting op de tabel het volgende: in kolom 1 van de tabel staat de afstand tussen de zendkop 13 en de ontvangkop 14 (of de door de geluidstrillingen afgelegde afstand in het blok natuursteen 15 in de opstelling volgens figuur 2). In kolom 2 van de tabel staat de voortplantingstijd van de uitgezonden geluidspuls. Kolom 3 toont de gemeten geluidssnelheid, welke volgt uit deling van de waarde in kolom 1 door de waarde in kolom 2. Kolom 4 toont dezelfde waarden als kolom 3 maar dan gesorteerd op volgorde van grootte. Kolom 5 toont de gesorteerde meetgegevens nog een keer, maar dan genormeerd: de daarin getoonde waarden zijn afgeleid uit die van kolom 4 na deling door een waarde Vmax, welke een middeling is van een vooraf bepaald aantal van de hoogste meetwaarden. In de tabel is Vmax afgeleid uit de hoogste 11 meetwaarden en geldt: Vmax = 5961. Kolom 6 tenslotte toont de cumulatieve frequentie van optreden van de gemeten snelheidswaarden, waarvoor geldt, dat bij een cumulatieve frequentie f f% van de snelheidswaarden onder de waarde f ligt.An example of a measurement carried out in practice is included in the attached table, the measurement results of which are shown in graphical form in Figure 3. To explain the table the following: column 1 of the table shows the distance between the transmit head 13 and the receive head 14 (or the distance traveled by the sound vibrations in the block of natural stone 15 in the arrangement according to figure 2). Column 2 of the table shows the propagation time of the emitted sound pulse. Column 3 shows the measured speed of sound, which follows from dividing the value in column 1 by the value in column 2. Column 4 shows the same values as column 3 but then sorted in order of size. Column 5 shows the sorted measurement data again, but then normalized: the values shown therein are derived from those of column 4 after division by a value Vmax, which is an average of a predetermined number of the highest measured values. In the table Vmax is derived from the highest 11 measured values and holds: Vmax = 5961. Column 6 finally shows the cumulative frequency of occurrence of the measured speed values, for which it holds that at a cumulative frequency ff% of the speed values is below the value f .

Uit de tabel kan worden afgeleid, dat R10 = 0,3293, R50 = 0,8628 en R90 = 0,9027. Derhalve geldt voor dit voorbeeld: S = R90/R10 = 2,7412 en I = S/R50 = 3,1771. In termen van de hierboven gegeven indeling van I geldt dus voor het blok natuursteen van de tabel, dat deze van slechte kwaliteit is.It can be deduced from the table that R10 = 0.3293, R50 = 0.8628 and R90 = 0.9027. Therefore, for this example: S = R90 / R10 = 2.7412 and I = S / R50 = 3.1771. Thus, in terms of the classification of I given above, for the natural stone block of the table, it is of poor quality.

Het spreekt vanzelf, dat de hierboven gegeven berekening van de spreiding S van de gemeten geluidssnelheden slechts een voorbeeld betreft. De spreiding S kan ook op andere (bekende) manieren worden berekend of geschat. Hetzelfde geldt voor de gemiddelde waarde R50 van de gemeten geluidssnelheden.It goes without saying that the above calculation of the spread S of the measured sound speeds is only an example. The spread S can also be calculated or estimated in other (known) ways. The same applies to the average value R50 of the measured sound speeds.

Zoals in de beschrijvingsinleiding is opgemerkt zijn de hierboven beschreven inrichting en werkwijze niet alleen geschikt voor het vaststellen van de kwaliteit van natuursteen: ook bij andere vaste materialen kunnen zij worden gebruikt.As noted in the introduction to the description, the above-described device and method are not only suitable for determining the quality of natural stone: they can also be used with other solid materials.

Figure NL9500251AD00131

Claims (14)

1. Werkwijze voor het vaststellen van de kwaliteit van een lichaam (15) van vast materiaal, omvattend de volgende stappen: a. het genereren van ultrasoon geluid; b. het richten daarvan door het lichaam (15); c. het meten van de geluidssnelheid door het lichaam (15); d. het bepalen van een kwaliteitsindex (Kg; I) op basis van de gemeten geluidssnelheid door vergelijking daarvan met een ideale geluidssnelheid of door een statistische analyse.A method for determining the quality of a solid material body (15), comprising the following steps: a. Generating ultrasonic sound; b. directing it through the body (15); c. measuring the speed of sound through the body (15); d. determining a quality index (Kg; I) based on the measured sound speed by comparing it with an ideal sound speed or by a statistical analysis. 2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat stap d de volgende stap omvat: d1.het bepalen van de kwaliteitsindex (Kg) via: Kg = VLra/VL.100% met: Kg = kwaliteitsindex VLm = gemeten geluidssnelheid VL - ideale geluidssnelheid waarbij VL van te voren is vastgesteld voor een ideaal monster van de betreffende vaste stof.Method according to claim 1, characterized in that step d comprises the following step: d1. Determining the quality index (Kg) via: Kg = VLra / VL.100% with: Kg = quality index VLm = measured sound velocity VL - ideal speed of sound at which VL has been predetermined for an ideal sample of the particular solid. 3. Werkwijze volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat voorts de graad van scheuring, Dfis, wordt vastgesteld in de volgende extra stappen: e. het berekenen van een kwaliteitsindex Kinp voor een lichaam zonder scheuren via: Kinp = 100 - c.n met: c = constante waarvoor geldt: 1,4 < c < 1,6 n = porositeit =Method according to claim 2, characterized in that the degree of cracking, Dfis, is further determined in the following additional steps: e. calculating a quality index Kinp for a body without cracks via: Kinp = 100 - c.n with: c = constant for which holds: 1.4 <c <1.6 n = porosity =
Figure NL9500251AC00141
Figure NL9500251AC00141
.100% met: s = ideaal soortelijk gewicht van de betreffende vaste stof; p * gemeten soortelijk gewicht; f. het berekenen van de graad van scheuring Dfis via: Dfis = Kinp - Kg.100% with: s = ideal specific gravity of the respective solid; p * measured specific gravity; f. calculating the degree of rupture Dfis via: Dfis = Kinp - Kg
4. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat stap d de volgende stappen omvat: d1 . het bepalen van de spreiding S van een reeks gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden; d2. het bepalen van de gemiddelde, genormeerde geluidssnelheidswaarde R50; d3. het bepalen van een kwaliteitsindex I via: I = S/R50.Method according to claim 1, characterized in that step d comprises the following steps: d1. determining the spread S of a series of measured normalized sound velocity values; d2. determining the average, normalized sound velocity value R50; d3. determining a quality index I via: I = S / R50. 5. Werkwijze volgens conclusie 4 met het kenmerk, dat de spreiding S wordt bepaald via het berekenen van R90/R10, waarin R90, resp. R10 overeenkomt met de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 90%, resp. 10% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde R90, resp, R10.Method according to claim 4, characterized in that the spread S is determined by calculating R90 / R10, in which R90, resp. R10 corresponds to the standardized speed for which 90%, resp. 10% of the measured standardized sound velocity values are smaller than the respective value R90 and R10, respectively. 6. Werkwijze volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat de gemiddelde waarde R50 wordt bepaald door middel van lineaire regressie over het gebied waarvoor geldt dat 40% van de metingen kleiner is en 40% groter is dan de metingen binnen dit gebied.Method according to claim 5, characterized in that the mean value R50 is determined by linear regression over the area, for which it holds that 40% of the measurements are smaller and 40% larger than the measurements within this area. 7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat het lichaam vast materiaal een blok (15) natuursteen is.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the solid material body is a block (15) of natural stone. 8. Werkwijze volgens conclusie 7 met het kenmerk, dat het blok (15) natuursteen van te voren is gedroogd.Method according to claim 7, characterized in that the block (15) of natural stone has been dried beforehand. 9. Inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van een lichaam (15) van vast materiaal, omvattend een ultrasone zend- en ontvanginrich-ting (11, 12; 20) voor het genereren en ontvangen van ultrasone trillingen, een meetinrichting (1) voor het bepalen van de gemeten geluidssnelheid (VLm) in het lichaam (15) op vooraf bepaalde locaties, een rekeneenheid (9) voor het bepalen van een kwaliteitsindex (Kg; I) op basis van de gemeten geluidssnelheid door vergelijking daarvan met een ideale geluidssnelheid of door een statistische analyse.Device for determining the quality of a solid material body (15), comprising an ultrasonic transmitting and receiving device (11, 12; 20) for generating and receiving ultrasonic vibrations, a measuring device (1) for determining the measured sound speed (VLm) in the body (15) at predetermined locations, a calculation unit (9) for determining a quality index (Kg; I) based on the measured sound speed by comparing it with an ideal sound speed or by a statistical analysis. 10. Inrichting volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de rekeneenheid (9) is voorzien van middelen (22, 23) voor het bepalen van de kwaliteitsindex (Kg) via: Kg = VLm/VL.100% met: Kg = kwaliteitsindex VLm = gemeten geluidssnelheid VL = ideale geluidssnelheid waarbij VL van te voren is vastgesteld voor een ideaal monster van de betreffende vaste stof.Device according to claim 9, characterized in that the calculation unit (9) is provided with means (22, 23) for determining the quality index (Kg) via: Kg = VLm / VL. 100% with: Kg = quality index VLm = measured sound velocity VL = ideal sound speed at which VL has been predetermined for an ideal sample of the respective solid. 11. Inrichting volgens 10 met het kenmerk, dat de rekeneenheid (9) voorts is voorzien van middelen (22, 23) voor het bepalen van de graad van scheuring, Dfis, in de volgende extra stappen: e. het berekenen van een kwaliteitsindex Kinp voor een lichaam zonder scheuren via: Kinp = 100 - c.n met: c = constante waarvoor geldt: 1,4 < c < 1,6 n = porositeit = 9 ~P .100% met: s s = ideaal soortelijk gewicht van de betreffende vaste stof; p = gemeten soortelijk gewicht; f. het berekenen van de graad van scheuring Dfis via: Dfis = Kinp - KgDevice according to 10, characterized in that the calculation unit (9) is further provided with means (22, 23) for determining the degree of cracking, Dfis, in the following additional steps: e. calculating a quality index Kinp for a body without cracks via: Kinp = 100 - cn with: c = constant for which holds: 1.4 <c <1.6 n = porosity = 9 ~ P. 100% with: ss = ideal specific weight of the respective solid; p = measured specific gravity; f. calculating the degree of rupture Dfis via: Dfis = Kinp - Kg 12. Inrichting volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de rekeneenheid (9) is voorzien van middelen (22, 23) voor het uitvoeren van stap d in de volgende stappen: d1 . het bepalen van de spreiding S van een reeks gemeten genormeerde ge1uidssne1heidswaarden; d2. het bepalen van de gemiddelde, genormeerde geluidssnelheidswaarde R50; d3. het bepalen van een kwaliteitsindex I via: I = S/R50.Device according to claim 9, characterized in that the calculation unit (9) is provided with means (22, 23) for performing step d in the following steps: d1. determining the spread S of a series of measured normalized sound velocity values; d2. determining the average, normalized sound velocity value R50; d3. determining a quality index I via: I = S / R50. 13. Inrichting volgens conclusie 12 met het kenmerk, dat de spreiding S wordt bepaald via het berekenen van R90/R10, waarin R90, resp. R10 overeenkomt met de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 90%, resp. 10% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde R90, reap, R10.Device according to claim 12, characterized in that the spread S is determined by calculating R90 / R10, in which R90, resp. R10 corresponds to the standardized speed for which 90%, resp. 10% of the measured standardized sound velocity values are less than the relevant value R90, reap, R10. 14. Werkwijze volgens conclusie 13 met het kenmerk, dat de gemiddelde waarde R50 wordt bepaald door middel van lineaire regressie over het gebied waarvoor geldt dat 40% van de metingen kleiner is en 40% groter is dan de metingen binnen dit gebied.Method according to claim 13, characterized in that the mean value R50 is determined by linear regression over the area, for which it holds that 40% of the measurements are smaller and 40% larger than the measurements within this area.
NL9500251A 1995-02-10 1995-02-10 Method and device for determining the quality of natural stone and other solid materials. NL9500251A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9500251A NL9500251A (en) 1995-02-10 1995-02-10 Method and device for determining the quality of natural stone and other solid materials.
PCT/NL1996/000064 WO1996024841A1 (en) 1995-02-10 1996-02-09 Method and device for determining the quality of quarrystone and other solid materials
AU48469/96A AU4846996A (en) 1995-02-10 1996-02-09 Method and device for determining the quality of quarrystone and other solid materials

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9500251A NL9500251A (en) 1995-02-10 1995-02-10 Method and device for determining the quality of natural stone and other solid materials.
NL9500251 1995-02-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9500251A true NL9500251A (en) 1996-09-02

Family

ID=19865569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9500251A NL9500251A (en) 1995-02-10 1995-02-10 Method and device for determining the quality of natural stone and other solid materials.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU4846996A (en)
NL (1) NL9500251A (en)
WO (1) WO1996024841A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114578025A (en) * 2022-03-01 2022-06-03 江苏师范大学 Method for establishing water-rock coupling model of sound velocity of coal gangue

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2263307B1 (en) * 2003-05-23 2007-09-16 Asociacion De Investigacion De Industrias De La Construccion Aidico PROCEDURE FOR QUALITY DIAGNOSIS, IN ORNAMENTAL ROCK BLOCKS OF LARGE DIMENSIONS AND DEVICES FOR PUTTING INTO PRACTICE.

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2648589A1 (en) * 1975-10-30 1977-05-12 Yeda Res & Dev METHODS AND EQUIPMENT FOR MEASURING OR INVESTIGATING THE PROPERTIES OF PHYSICAL PARTS AND OF MATERIALS
FR2656425A1 (en) * 1989-12-21 1991-06-28 Cerib NON - DESTRUCTIVE CONTROL METHOD AND DEVICE FOR CONCRETE ELEMENTS.
EP0600093A1 (en) * 1992-06-25 1994-06-08 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Apparatus for ultrasonic measurement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2648589A1 (en) * 1975-10-30 1977-05-12 Yeda Res & Dev METHODS AND EQUIPMENT FOR MEASURING OR INVESTIGATING THE PROPERTIES OF PHYSICAL PARTS AND OF MATERIALS
FR2656425A1 (en) * 1989-12-21 1991-06-28 Cerib NON - DESTRUCTIVE CONTROL METHOD AND DEVICE FOR CONCRETE ELEMENTS.
EP0600093A1 (en) * 1992-06-25 1994-06-08 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Apparatus for ultrasonic measurement

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G. REINHORN, ET AL.: "DETERMINING QUALITY OF GRAPHITE ELECTRODES FOR ELECTRIC ARC FURNACES BY MEASURING ULTRASONIC VELOCITY", ULTRASONICS, vol. 21, no. 4, GUILDFORD GB, pages 167 - 170 *
R.J. SZTUKIEWICZ: "APPLICATION OF ULTRASONIC METHODS IN ASPHALT CONCRETE TESTING", ULTRASONICS, vol. 29, no. 1, GUILDFORD GB, pages 5 - 12, XP000174634 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114578025A (en) * 2022-03-01 2022-06-03 江苏师范大学 Method for establishing water-rock coupling model of sound velocity of coal gangue
CN114578025B (en) * 2022-03-01 2023-10-17 江苏师范大学 Method for establishing water-rock coupling model of coal gangue sound velocity

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996024841A1 (en) 1996-08-15
AU4846996A (en) 1996-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aggelis et al. Effect of wave distortion on acoustic emission characterization of cementitious materials
US7068050B2 (en) Moisture and density detector (MDD)
US20060185441A1 (en) System for and method of performing evaluation techniques on a log or round timber
Morrison et al. Ultrasonic technique for non-destructive quality evaluation of oranges
Gudra et al. Non-destructive strength characterization of concrete using surface waves
Sales et al. Evaluation of the mechanical properties of Brazilian lumber (Goupia glabra) by nondestructive techniques
AU2002242023A1 (en) System for and method of performing evaluation techniques on a log or round timber
US7066007B2 (en) Systems and methods for predicting the bending stiffness of wood products
Goueygou et al. Assessment of porosity of mortar using ultrasonic Rayleigh waves
Hans et al. Determination of log moisture content using early-time ground penetrating radar signal
Concu et al. Prediction of building limestone physical and mechanical properties by means of ultrasonic P-wave velocity
Van Eldere et al. The application of sonic testing on double-leaf historical Portuguese masonry to obtain morphology and mechanical properties
NL9500251A (en) Method and device for determining the quality of natural stone and other solid materials.
CN101147058B (en) Determining average mechanical properties of constituent particles of a sample of material using ultrasound
Aggelis Numerical simulation of surface wave propagation in material with inhomogeneity: Inclusion size effect
Rhazi et al. Effects of concrete non-homogeneity on Rayleigh waves dispersion
Anderson et al. Fitting statistical distribution models to MOE and MOR in mill-run spruce and red pine lumber populations
Drelich et al. Accuracy of parameter identification using the dispersion of surface waves and the role of data quality for inhomogeneous concrete
Kugushev Method of volumetric flaw detection of structures made of refractory materials, brick masonry, and heat-resistant concrete by means of shock pulses
Watson et al. Can airborne ultrasound monitor bubble size in chocolate?
Ahmad et al. A review of ultrasonic application on non-destructive testing method for concrete structure
Greenwood et al. Ultrasonic diffraction grating spectroscopy and the measurement of particle size
Kos et al. Ultrasonic quality inspection of dimension stone blocks compactness
Anderson et al. CHAPTER IV FITTING STATISTICAL DISTRIBUTION MODELS TO MOE AND MOR IN MILL-RUN SPRUCE AND RED PINE LUMBER POPULATIONS
Onur et al. Determination of discontinuities in marble blocks via a nondestructive ultrasonic technique

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
CNR Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection)

Free format text: MACHINEFABRIEK VAN VOORDEN B.V.

BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed