NO305005B1 - Innretning for deteksjon av magnetiserbare materialer i byggverk - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for deteksjon av magnetiserbare materialer i byggverk i overensstemmelse med innledningen til patentkrav 1.

En sådan innretning er allerede kjent fra offentlig-gjørelsen av en artikkel av Andreas Schaab m.fl. med tittelen "Ødeleggelses f ri prøving av betongdekningen av armering" i Beton-und Stahlbetonbau 84 (1989), hefte 11, sidene 275-279 og 324-327. Den kjente innretning inneholder et avsøkingshode som oppviser en permanentmagnet for innføring av et magnetfelt i byggverket, såvel som to i polområdet på permanentmagneten festede magnet-feltfølere for måling av det på grunn av det magnetiserbare materiale forstyrrede magnetfelt. Permanentmagneten er utformet som stavmagnet og bærer en respektiv av magnetfeltfølerne på de to overfor hverandre beliggende polområder. En vurderingsenhet tjener til lokalisering av det magnetiserbare materiale ved hjelp av målesignaler som avgis av magnetfeltfølerne.

Permanentmagneten anbringes med sin ene frontside på byggverket som eksempelvis er en betongdel, og endrer sin magnetiske fluks ved tilnærming til en armeringsstav inne i betongdelen. Mer nøyaktig sagt tiltar den magnetiske gjennom-flyting ved den mellom stavmagneten og byggedelen beliggende magnetfeltføler når avsøkingshodet nærmer seg til en under betongoverflaten beliggende armeringsstav. Denne gjennomflytings-endring vurderes med en måleforsterker og angis som betongdek-ning.

I DE-A-3 707 419 er det beskrevet en anordning for deteksjon av et magnetfelt. Anordningen omfatter et antall magnetfeltfølere i form av magnetoresistive elementer som kan være forbundet med hverandre i en brokopling. I én beskrevet utførelse er de magnetoresistive elementer anordnet i og parallelt med en magnetiserbar polplate som står vinkelrett på en magnet som frembringer et permanent hjelpemagnetfelt.

Formålet med oppfinnelsen er å videreutvikle en innretning av den innledningsvis angitte type på en slik måte at en mer nøyaktig lokalisering av det magnetiserbare materiale i byggverket er mulig.

Ovennevnte formål oppnås ved hjelp av de trekk som er angitt i den karakteriserende del av patentkrav 1. Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

En innretning ifølge oppfinnelsen for deteksjon av magnetiserbare materialer i byggverk utmerker seg blant annet ved at magnetfeltfølerne er feltplater, at feltplatene er forbundet med hverandre i differansekopling, og at feltplatene videre er anordnet ved siden av hverandre på bare én polflate av magneten.

Magneten kan f.eks. være en permanentmagnet eller en elektromagnet som kan magnetiseres ved hjelp av vekselstrøm eller alternerende strømstøt. I tilfelle av en permanentmagnet oppnås en forholdsvis høy energitetthet, slik at det også oppnås et forholdsvis sterkt målesignal. Energi for feltfrembringelsen blir ikke nødvendig, hvilket er særlig fordelaktig ved batteriappara-ter. En lett magnetisering av det magnetiserbare materiale i byggverket kan derved fullt ut tas med på kjøpet. Spesielt kan en sådan innflytelse elimineres ved hjelp av gjentatt måling. I tilfelle av en elektromagnet slokkes formagnetiseringen av det magnetiserbare materiale på nytt ved hver måling. Ved fremdeles akseptabelt strømforbruk oppstår imidlertid bare et forholdsvis svakt, primært felt, slik at målefeltet er forholdsvis lite. Målesignalene må derfor dessuten filtreres, hvilket krever en større koplingsteknisk omkostning.

Feltplater er allerede generelt kjent. Ved disse dreier det seg om magnetisk styrbare motstander av f.eks. InSb/NiSb, hvis påvirkbarhet beror på gausseffekten. De gjennom halvlederen strømmende ladningsbærere blir ved innvirkningen av et magnetfelt avbøyd til siden på grunn av lorenzkraften, og da i forskjellig grad alt etter magnetfeltets størrelse, hvilket fører til en magnetfeltavhengig motstandsendring.

For å detektere et magnet i serbar t materiale i et byggverk, eksempelvis en stålarmering i en betongdel, med innretningen ifølge oppfinnelsen, anbringes avsøkingshodet på en slik måte på byggverket at f.eks. to feltplater blir liggende mellom permanentmagnetens frontflater og byggverket. Deretter måles i flere posisjoner på byggverksoverflaten den loddrett på byggverksoverf laten stående magnetfeltkomponent som i det etterfølgende skal betegnes som vertikal magnetfeltkomponent. Mer nøyaktig sagt måler hver av de to feltplater en vertikal magnetfeltkomponent. Da de to feltplater er forbundet med hverandre i differansekopling, oppnås imidlertid bare en eneste måleverdi som svarer til den relative motstandsendring for begge feltplater henholdsvis differansen mellom de ved hjelp av begge feltplater målte, vertikale magnetfeltkomponenter. Denne måleverdi betegnes i det følgende som differansemåleverdi. Den kan f.eks. tilveiebringes ved hjelp av en differanseforsterker. Hver posisjon av avsøkingshodet på byggverksoverf laten på hvilken en måling gjennomføres, blir dessuten registrert for å muliggjøre en tilordning mellom dif feransemåleverdi og måleposisjon. Dessuten registreres også retningen av de rette linjer på hvilke begge feltplater ligger, for å kunne bestemme den ved hjelp av differansemåleverdien fastslåtte feltgradient (endring av den vertikale magnetfeltkomponent) retningsmessig. Ved hjelp av sammenstilling av flere differansemåleverdier langs ønskede baner og under hensyntagen til de nevnte retninger, som iblant ligger i baneretningen, er det mulig å tilveiebringe stedsavhengige differansemålesignaler som deretter differensieres. Nullpunktet av et differansemålesignal hhv. maksimum av et differensiert differansemålesignal gir da den nøyaktige posisjon av det magnetiserbare materiale i byggverket.

Langs en rett linje kan det også være anordnet mer enn to feltplater som seg imellom er koplet i serie og er forbundet med midtuttak. De aktuelle dif feransemåleverdier av den vertikale magnetfeltkomponent kan da dannes ved hjelp av to og to tilgrensende av disse feltplater. For dette formål blir de på ende- og midtuttakene liggende signaler fra feltplate-seriekoplingen tilført til respektive, tilsvarende differanseforsterkere.

Ved at det på bare én polflate av magneten, som vender mot byggverket, er anordnet flere par av feltplater som i hvert tilfelle er forbundet med hverandre i dif feransekopling, kan tiden for opptakelse av de enkelte differansemåleverdier såvel som for fremstilling av differansemålesignalene forkortes betraktelig.

I innretningen ifølge oppfinnelsen er feltplateparene anordnet langs minst én rett linje på en slik måte at de til et par hørende feltplater ligger på forskjellige sider av den rette linje. Dersom feltplateparene som ligger langs den rette linje, forskyves i fellesskap, og da loddrett på den rette linje, kan for hver forskyvningsposisjon av den rette linje dif f eransemåle-verdiene av de enkelte og på den rette linje liggende feltplatepar avhøres på kort tid etter hverandre eller samtidig. Differansemåleverdiene av et respektivt feltplatepar for forskjellige forskyvningsposisjoner av den rette linje blir så sammenstilt til et differansemålesignal, for senere ved hjelp av differensiering av det aktuelle dif feransemålesignal å muliggjøre en nøyaktig posisjonsbestemmelse av det magnetiserbare materiale i byggverket. Forskyvningsretningen av den rette linje ligger altså i retning av de allerede ovennevnte baner.

En ytterligere fordelaktig utførelse av oppfinnelsen oppnås ved at feltplateparene er anordnet langs parallelle rette linjer i form av et todimensjonalt, regelmessig mønster. I prinsipp trenger det i et slikt tilfelle ikke å skje noen forskyvning av feltplateparene, når det bare er for hånden tilstrekkelig mange feltplatepar. Alle forbindelseslinjer mellom to feltplater av et feltplatepar kan ligge parallelt, hvorved det imidlertid også er mulig å anordne forskjellige retninger for forbindelseslinjene. Eksempelvis kan det være anordnet to grupper av feltplatepar som oppviser 90° forskjøvne retninger av forbindelseslinjene mellom de aktuelle feltplater i et par. Ved hjelp av de forskjellig innrettede feltplatepar kan også byggverket avsøkes i et tilsvarende stort antall retninger, slik at forløpet av det magnetiserbare materiale inne i byggverket kan fastslås mer nøyaktig.

De feltplatepar hvis forbindelseslinjer ligger på den samme rette linje, kan også dannes ved hjelp av en tilsvarende feltplaterekke av elektrisk seriekoplede feltplater. Antallet av feltplatene langs denne rekke kan derved være like eller ulike. Ved hjelp av parvis sammenkopling av respektive tilgrensende feltplater langs feltplaterekken kan da likeledes de ønskede differansemåleverdier tilveiebringes.

Ifølge en ytterligere, fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er det under hver feltplate anordnet en polsko. Herved kan det magnetfelt som skal måles, konsentreres på området av feltplaten, slik at måleinnretningens følsomhet økes.

Ifølge oppfinnelsen kan polskoene i et feltplatepar også være forbundet med hverandre. Den nøyaktige posisjonering av enkelte polsko for de aktuelle feltplater er vanskelig, da polsko og feltplater er forholdsvis små. De to polsko i et feltplatepar fremstilles derfor av ett stykke, hvorved forbindel- sen mellom polskoene er utført ved hjelp av en tynn plate som ligger an mot magneten. Ved hjelp av den tynne plate forlenges magneten bare ubetydelig, hvilket ikke er forstyrrende.

Ifølge en ytterligere, meget fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er magneten oppdelt langs en linje som forløper mellom de to feltplater i et feltplatepar, hvorved et felles feltplatesubstrat ligger på de til feltplateparet hørende polsko. Magneten oppviser altså en luftspalte i området mellom de to feltplater i et feltplatepar. På denne måte kan fluksdifferansen mellom to feltplater økes, hvilket fører til en enda høyere følsomhet av innretningen.

En meget fordelaktig, ytterligere utførelse av oppfinnelsen består i at de aktuelle feltplater i et feltplatepar på frontsiden er forbundet med en respektiv flik av høypermeabelt materiale, hvilke fliker rager bort fra hverandre og strekker seg langs en rett linje som forløper i de to feltplaters forbindelsesretning.

Ved hjelp av disse fliker kan på den ene side innret-ningens følsomhet økes ytterligere, da flikene også tjener som feltkonsentrator. På den annen side oppnås en bedre posisjonsopp-løsning ved hjelp av flikene, da maksimumsverdiene av de målte, vertikale magnetfeltkomponenter for feltplatene i hvert par trekkes ytterligere fra hverandre på grunn av flikene. Differansemålesignalet oppviser således et steilere forløp i området for det magnetiserbare materiale, slik at det ved hjelp av differensieringen av differansemålesignalet oppnådde differen-sieringssignal er smalere og høyere. Som følge av dette kan stedet for det magnetiserbare materiale fastslås på enklere og mer nøyaktig måte.

For måling av feltplateparenes posisjoner kan av-søkingshodet være forbundet med en vei-pickup, slik at posisjonen av avsøkingshodet og dermed av feltplateparet, utgående fra en referanseposisjon, kan bestemmes nøyaktig. Dersom eksempelvis avsøkingshodet anbringes på byggverket, kan en posisjonsverdi (ref eranseposisjon) settes på null ved hjelp av en egnet koplingsinnretning. Ved bevegelse av avsøkingshodet avgir da veipickupen tilsvarende posisjonssignaler, slik at det ved opptakelsen av dif feransemåleverdiene til disse differansemåleverdier kan tilordnes faste posisjoner i forhold til referanseposisjonen. Referanseposisjonen må selvsagt avmerkes på byggverket, eksempelvis ved hjelp av en tilsvarende markering.

Feltplateparene er fortrinnsvis anordnet i en vogn som går på hjul, hvorved hjulaksene ligger parallelt med de rette linjer. Med en sådan anordning kan byggverket avsøkes på særlig enkel måte med hensyn til magnetiserbart materiale, da vognen bare trenger å rulles på byggverkets overflate. Avsøkingsretnin-gen er forutbestemt av vognens gang- eller kjøreretning. Vognen kan også kjøres flere ganger i forskjellige retninger over en overflate av byggverket som skal avsøkes, for å oppnå et mer nøyaktig bilde av det magnetiserbare materiale i byggverket. Strukturen av det magnetiserbare materiale kan f .eks. fremstilles optisk på en monitor.

For å la vognen bevege seg eller kjøre gjentatte ganger langs definerte baner på byggverket, kan vognens kjøreretning defineres ved hjelp av en plate som er forsynt med kjørespor og som legges på byggverkets overflate. Platen kan eksempelvis være en presset plate av magnetisk ikke-ledende materiale. Kjøre-sporene opptar derved vognens hjul for å føre disse. I stedet for platen kan det også benyttes en pregefolie. På platen hhv. folien er spesielt startposisjonen for vognen såvel som for hvert målespor markert. Kjøresporene kan derved være anordnet på en slik måte at vognen kan bevege seg langs forskjellige retninger og i en respektiv retning langs parallelt med hverandre liggende baner.

Slik som allerede innledningsvis nevnt, kan magneten være en permanentmagnet eller en elektromagnet. I tilfelle av en permanentmagnet kan feltplatene forbindes enten direkte eller indirekte med permanentmagneten i området for en polflate. Ved en elektromagnet er det for hånden en tilsvarende magnetkjerne som tjener til dannelse av den nevnte polflate. Magnetkjernen er omgitt av en spole og oppviser i hovedsaken den samme firkantede eller ovale størrelse hhv. polflate som også permanentmagneten har. Når det er snakk om en oppdeling av magneten, er det ved elektromagneten ment oppdeling av magnetkjernen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et perspektivisk totalriss av den geometriske oppbygning av innretningen ifølge oppfinnelsen med en avsøkingsvogn og en vurderingsenhet, fig. 2 viser et snitt gjennom avsøkingsvognen parallelt med en sidevegg og loddrett på dens hjulakser (linjen II-II på fig. 1), fig. 3 viser et delgrunnriss av en del av bunnflaten i avsøkings-vognen på hvilken det befinner seg langs en rett linje anordnede feltplatepar (pilen III på fig. 2), fig. 4 viser signalforløp for oppsøking av den nøyaktige posisjon av magnetiserbart materiale i byggverket, fig. 5 viser et grovt blokkskjerna av innretningen ifølge oppfinnelsen, fig. 6 viser signalforløp for dybde- og tykkelsesbestemmelse av magnetiserbart materiale i byggverket, fig. 7 viser et perspektivisk delriss av undersiden av avsøkings-vognen og viser to på polsko liggende feltplater, fig. 8 viser et perspektivisk delriss av undersiden av avsøkingsvognen og viser to på polsko liggende feltplater som er forbundet med høypermeable fliker, fig. 9 viser et perspektivisk delriss av undersiden av avsøkingsvognen og viser en i området mellom to feltplater av et feltplatepar oppdelt permanentmagnet, fig. 10 viser et grunnriss av undersiden av et avsøkingshode hhv. en avsøkingsvogn med regelmessig anordnede og på lik måte innrettede feltplatepar, og fig. 11 viser et grunnriss av undersiden av et avsøkingshode hhv. en avsøkingsvogn med regelmessig anordnede feltplatepar som imidlertid er forskjellig innrettet.

På fig. 1 er det vist et utførelseseksempel på en innretning ifølge oppfinnelsen for deteksjon av magnetiserbare materialer i byggverk. Denne innretning oppviser en avsøkingsvogn 1 som over en kabel 2 er forbundet med en vurderingsenhet 3. Avsøkingsvognen 1 befinner seg på en betongplate 4 som inneholder et armeringsjern, i det foreliggende tilfelle to jernstenger 5 og 6. Vurderingsenheten 3 oppviser en monitor 7 på hvilken de ved hjelp av avsøkingsvognen 1 detekterte jernstenger 5 og 6 kan avbildes. Den inneholder videre en rekke taster 11, 12, 13 og 9 både for styring av målingsforløpet og for betjening av bildebe-arbeidings- og bildevurderingsfunksjoner. Operatørstyringen skjer ved hjelp av innblendinger lia, 12a, 13a og 9a ved bildeskjerm-kanten ved siden av disse taster som angir den aktuelle funksjon. Dermed kan det gjennomføres en tilpasning til nasjonale språk såvel som en supplering med ytterligere betjeningsmuligheter ved hjelp av programvare, hvorved apparatets frontflate forblir oversiktlig. En tast 8 gjør det mulig å bla fremover og bakover i en overordnet meny. Fire taster 10 tjener til bevegelse av en

markør på bildeskjermen.

Bildebearbeidelsesfunksjonene tillater en endring av lysstyrken og kontrasten, enten i det totale bilde eller også i et valgbart delområde (zoom-vindu). Det bearbeidede delområde kan innblendes i det opprinnelige bilde. Videre står det til disposisjon f ilter funksjoner for glatting av lokale bildeforstyr-relser. Til vurderingsfunksjonene hører angivelse eller indikering av markørposisjonens koordinater såvel som innblending av et koordinatnett som viser en målestokkliknende fremstilling av en modell eller sjablon som pålegges på byggverket for å føre eller styre målevognen. Dermed lettes tilbakeoverføringen av det magnetiserbare materiales posisjon med hensyn til byggverket.

Vurderingsenheten 3 kan videre være forbundet med ikke viste, andre enheter, eksempelvis med en skriver eller med en datamaskin.

Dersom det i et ønsket område av betongplaten 4 skal frembringes et bilde av den i denne tilstedeværende armering, avsøkes dette område ved hjelp av avsøkingsvognen 1. For styring av avsøkingsvognen 1 kan det benyttes en med kjørespor forsynt plate eller folie som pålegges eller påklebes på byggverket. I det følgende er det antatt at det skal avsøkes et kvadratisk område hvis kantlengde svarer til den tredobbelte lengde av avsøkingsvognen 1. Dette område skal dessuten avsøkes i to i rett vinkel på hverandre liggende retninger, for å kunne oppnå et mest mulig nøyaktig bilde av armeringen. Avsøkingsområdet fremkommer på vurderingsenhetens 3 monitor 7 og er inndelt i ni delområder, slik det innses ut fra de stiplede linjer. Avsøkingsområdet bærer henvisningstallet 14, mens de stiplede linjer er forsynt med henvisningstallet 14a.

Etter påsetting av avsøkingsvognen 1 på betongplaten 4 påvirkes først en referanseposisjon-innstillingstast 9b for å sette ref eranseposisj onen for posisjonsbestemmelsen av de fra avsøkingsvognen 1 avgitte måleverdier på verdien 0. Avsøkingsvog-nen 1 rulles deretter i en første retning RI over betongplaten 4, slik at i praksis de på monitoren 7 viste, venstre tre delområder av avsøkingsområdet 14, som ligger i en spalte under hverandre, overstrykes. Dette forløp gjentas for den midtre og for den høyre spalte av avsøkingsområdet 14, hvorved avsøkings-vognen 1 anbringes tilsvarende på nytt og forskjøvet i forhold til den første bane på betongplaten 4. Deretter avsøkes området på betongplaten 4 i en på den første retning loddrett retning R2 ved hjelp av avsøkingsvognen 1, slik at de delområder som ligger i de aktuelle rekker av avsøkingsområdet 14, overstrykes etter hverandre. De data som måles av avsøkingsvognen 1 ved over-strykingen av delområdene, vurderes, slik det skal beskrives nærmere i det følgende, for å detektere stillingen av jernsten-gene 5 og 6 inne i betongplaten 4 og frembringe et tilsvarende bilde på monitoren 7. Ved avsøkingen av det ønskede overflateom-råde av betongplaten 4 må selvsagt den ovenfor angitte rekkefølge overholdes, da vurderingsenheten 3 er programmert tilsvarende. Ved endring av programmeringen kan avsøkingsområdet 14 imidlertid også være inndelt og avsøkes på annen måte.

Den ovenfor beskrevne, korsvise avsøking er vel gjennomtenkt, da bare jernstenger som forløper på tvers av avsøkingsretningen, avgir de ønskede målesignaler. Jernstenger som ligger på skrå i forhold til avsøkingsretningen (inntil ca. 45°), gir et fra-hverandre-trukket signal i avsøkingsretningen, hvorved cosinussetningen tilnærmet gjelder. Signalstigningen er da mindre, slik at det ved differensieringen oppnås et lavere signalnivå. Det manglende beløp tilveiebringes og adderes imidlertid av avsøkingsforløpet loddrett på den førstnevnte retning, slik at det på nytt oppnås en for vurderingen tilstrekkelig signalhøyde. Jernstenger som forløper langs avsøkingsret-ningen, avgir ikke noe tidsforanderlig signal og blir følgelig ikke detektert. Selvsagt blir bare signalnivåer for de samme avsøkingsposisjoner addert, slik at det i regnemaskinen til slutt oppnås et tredimensjonalt signalforløp. For dette formål kan det også velges mer enn to avsøkingsretninger.

For å kunne bevege avsøkingsvognen 1 lett på betongplatens 4 overflate, er den forsynt med to parallelt med hverandre liggende akser 15 og 16 på hvis ender det befinner seg respektive hjul 17 og 18. Hjulaksene 15 og 16 er dreiekoplet med hverandre, for å sikre en mest mulig feilfri, rettlinjet kjøring av avsøkingsvognen 1. Ved avsøkingsvognens 1 kjøreretning forutbe-stemmes en måleretning R som står loddrett på aksene 15 og 16. Måleretningen R er eksempelvis retningen Ri og R2 på fig. 1.

Fig. 2 viser et snitt gjennom avsøkingsvognen 1 på en innersidevegg som står loddrett på retningen av aksene 15 og 16.

Måleretningen R forløper således i horisontal retning på fig. 2.

Slik det fremgår, er det inne i avsøkingsvognen 1 anordnet en slissblender-veipickup 19 som oppviser en dreibar slissblender eller slisskive 20 hvis slisser 21 avsøkes med en elektro-optisk avsøkingsanordning som ikke er vist i detalj. Slisskiven 20 er dreibart lagret på en akse 22 som på sin side er festet til en sidevegg la av avsøkingsvognen 1. Over en til slisskiven 20 festet ansats 23 løper en drivrem 24 som er ført både over omstyrings- eller lederuller 25, 26 og 27 og over de to akser 15 og 16. Dersom avsøkingsvognen 1 ruller langs betongplatens 4 overflate, dreies slisskiven 20 ved hjelp av drivremmen 24, hvilket fører til at den elektro-optiske anordning for hver tilbakelagt enhetsstrekning av avsøkingsvognen 1, som fremkommer ut fra avstanden mellom slissene 21 i slisskiven 20, avgir et pulssignal. De tilsvarende pulssignaler telles, slik at den nøyaktige posisjon av avsøkingsvognen 1, med utgangspunkt i referanseposisjonen, kan bestemmes ut fra tellingsverdien. Referanseposisjonen fastlegges ved påvirkning av referanseposisjon-innstillingstasten, hvorved tellingsverdien settes på null. Den elektro-optiske detektoranordning kan eksempelvis bestå av en lysemitterende diode og et lysfølsomt element.

I overensstemmelse med fig. 2 er det mellom hjulaksene 15 og 16 og på bunnen av avsøkingsvognen 1 anordnet en magnet 28 som i dette eksempel er en permanentmagnet og som f .eks. har sin sydpol oventil og sin nordpol nedentil. Permanentmagneten 28 er fast anbrakt på avsøkingsvognen 1 og strekker seg praktisk talt over hele lengden av avsøkingsvognen. Lengden av permanentmagneten 28 er derved vesentlig større enn dens bredde hhv. høyde. Permanentmagneten kunne også erstattes av kjernen i en tilsvarende elektromagnet. Under permanentmagneten 28 og festet til denne befinner det seg et kretskort 29 på hvis underside det er anordnet feltplatepar 32 som hvert består av to feltplater 30, 31. Feltplateparene 32 er over ikke viste, elektriske lednings-forbindelser på kretskortet 29 forbundet med en mikroprosessor som likeledes ligger på kretskortet 29.

Slik det fremgår av fig. 2, ligger feltplatene 30 og 31 i et feltplatepar 32 etter hverandre i avsøkingsretningen R. Dessuten er flere feltplatepar 32, f.eks. fjorten feltplatepar, anordnet ved siden av hverandre på undersiden av kretskortet 29 og i avsøkingsvognens 1 lengderetning, altså i retning av aksene 15 og 16 hhv. parallelt med disse.

Fig. 3 viser i detalj anordningen av feltplateparene 32 på undersiden av kretskortet 29. Det dreier seg her om et grunnriss av kretskortets 29 underside. Måleretningen er igjen angitt med R og forløper loddrett på aksene 15 og 16 på fig. 2. Måleretningen R angir altså samtidig avsøkingsvognens 1 bevegel-sesretning. Feltplateparene 32 har lik innbyrdes avstand loddrett på måleretningen R og ligger på en felles rett linje. I måleretningen R hhv. loddrett på den rette linje G er feltplatene 30 og 31 i et forhåndenværende feltplatepar 32 atskilt fra hverandre, for å måle vertikalkomponenten av permanentmagnetens 28 magnetfelt.

Slik som allerede nevnt, endrer permanentmagnetens 28 vertikale magnetfeltkomponent seg når målevognen 1 nærmer seg en i betongen liggende jernstruktur. Feltplatene 30, 31 registrerer den vertikale magnetfeltkomponent på to nær hverandre liggende steder i overensstemmelse med avstanden mellom feltplatene. Da de to feltplater 30, 31 i et aktuelt feltplatepar 32 er koplet i differansekopling, registreres differanseverdien mellom de to vertikale magnetfeltkomponenter umiddelbart ved hjelp av disse, slik at de avgir en differansemåleverdi. Denne differansemåleverdi svarer i praksis til gradienten av den vertikale magnetfeltkomponent i forbindelsesretningen for de to feltplater i feltplateparet hhv. i måleretningen R.

Fig. 4 viser de tilhørende signalforløp. Kurvene Kl og K2 fremstiller måleverdiene for en respektiv feltplate 30, 31 i feltplateparet 32, mens kurven K3 fremstiller differansemåleverdiene for et feltplatepar 32. På fig. 4 er de aktuelle signal-amplituder angitt som funksjon av veien. Veien er avsøkingsvog-nens 1 forskyvningsvei i materetningen R. Kurven K4 angir det differensierte signalforløp for differansemålesignalet K3.

Mer nøyaktig angitt fastslås og lagres differansemåleverdien for alle feltplatepar 32 for en respektiv forskyvningsposisjon av avsøkingsvognen 1. I en neste forskyvningsposisjon av avsøkingsvognen 1 i måleretningen R skjer på nytt oppmålingen av differansemåleverdier ved hjelp av feltplateparene 32, osv. På denne måte oppnås det for hvert feltplatepar 32 en kurve K3, slik den er vist på fig. 4. Etter fullstendig forskyvning av avsøkingsvognen 1 og således fullstendig oppmåling av kurven K3 på fig. 4 for hvert feltplatepar 32, differensieres kurven K3 for å oppnå differensierte signalforløp K4. Maksimumsverdien av det differensierte signalforløp K4 ligger på stedet for det magnetiserbare materiale, i det foreliggende tilfelle f.eks. på stedet for en jernstang 5 på fig. 4.

Diagrammer ifølge fig. 4 dannes altså for hvert feltplatepar 32 og også for hver avsøkingsretning R dersom avsøkingsvognen 1 beveges langs forskjellige avsøkingsretninger RI og R2 på overflaten av betongplrten 4 på fig. 1. På grunnlag av de således fastslåtte, differensierte signalforløp K4 kan det deretter på tradisjonell måte ved hjelp av maksimabestemmelse, filtrering og liknende frembringes et bilde av armeringen i betongplaten 4 og avbildes på monitoren 7 på fig. 1.

Fig. 5 viser ytterligere detaljer av den elektriske oppbygningen av innretningen ifølge oppfinnelsen. Avsøkingsvognen 1 inneholder fjorten feltplatepar 32 med to og to feltplater 30 og 31 som er koplet i serie og ligger mellom en positiv og en negativ spenningspol. Midtuttaket mellom feltplatene 30 og 31 er forbundet med en tilkopling 33 til en multiplekser 34. Multiplek-serens 34 andre tilkoplinger 33a er likeledes forbundet med et respektivt midtuttak i et annet feltplatepar 32. En felles kontakt 35 i multiplekseren 34 forbindes ved hjelp av en omkopler 34 etter tur med de enkelte tilkoplinger 33, slik at de på midtuttakene i de aktuelle feltplatepar 32 oppnådde differansemåleverdier etter tur tilføres via en forsterker 37 til en mikroprosessor 38. Differansemåleverdiene blir deretter for hver posisjon av avsøkingsvognen 1 lagret i mikroprosessoren 38, idet et tilsvarende lagringsområde er anordnet for dette formål. Den aktuelle posisjon av avsøkingsvognen 1 fastslås ved hjelp av den allerede nevnte veipickup 19 (posisjonspickup). Derved blir den ved hjelp av posisjonspickupen 19 fastslåtte posisjon og den ved denne posisjon målte dif feransemåleverdi tilordnet til hverandre. Etter forskyvning av avsøkingsvognen 1 skjer en tilsvarende måling av differansemåleverdiene i en ny posisjon.

Samtlige på denne måte oppnådde differansemåleverdier sammenstilles til de på fig. 4 viste differansemålesignaler K3 og kan nå differensieres i avsøkingsvognens 1 mikroprosessor 38 for å oppnå den differensierte målesignalkurve K4. De kan imidlertid også alternativt fastslås i vurderingsenheten 3 og bearbeides for bildefremstilling.

Det skal også nevnes at koplingskontakten 36 på fig. 5 omkoples under styring av mikroprosessoren 38 via en ledning 39, mens en balansering av forsterkeren 37 skjer ved hjelp av mikroprosessoren 38 via en ledning 40. En med mikroprosessoren 38 forbundet bryter Sl tjener til automatisk omkopling av forsterkningen ved overskridelse av måleområdet.

Fig. 6 viser et diagram som svarer til diagrammet på fig. 4, hvorved imidlertid bare differensierte signalforløp K4a, K4b, K4c og K4d er opptegnet. Signalforløpet ifølge K4a gjelder for en stavdiameter på 22 mm i en dybde på 39 mm, signalforløpet ifølge K4b gjelder for en stavdiameter på 8 mm i en dybde på 36 mm, signalforløpet ifølge K4c gjelder for en stavdiameter på 22 mm i en dybde på 89 mm, og signalforløpet ifølge K4d gjelder for en stavdiameter på 8 mm i en dybde på 86 mm. Amplitudene er opptegnet i mV fra feltplate.

Man innser at signal amplituden avhenger meget sterkt av jerndybden hhv. overdekningen. Signalamplituden avhenger derimot svakt av stavdiameteren. Samtlige staver består i det foreliggende tilfelle av jern. Kurver med liknende dybde ligger forholdsvis nær hverandre, også når de skriver seg fra staver med høyst forskjellige tykkelser. Kurver for forskjellig stavdybde ligger derimot meget langt fra hverandre. Kurvenes bredde (økning av signalet når avsøkingshodet nærmer seg det sted under hvilket jernet ligger, og deretter reduksjon symmetrisk på dette) avhenger praktisk talt ikke av stavens diameter, men imidlertid av dybdestillingen.

Vurderingen av signalforløpene skjer på den måte at man først ut fra amplituden slutter seg grovt til dybden, mens deretter stavdiameteren fastslås ut fra forholdet mellom kurvebredde og kurvehøyde. Med denne informasjon blir deretter dybden ytterligere korrigert. Selvsagt kan også sammenliknings-kurver av kjente signalforløp trekkes frem og sammenliknes med de målte signalforløp for å slutte seg til stavdiameter og dybdestilling.

Fig. 7 viser et perspektivriss av avsøkingsvognen 1 på skrå nedenfra i området for feltplateparene. I detalj fremgår et feltplatepar 32 med feltplatene 30 og 31, idet hver av feltpla tene 30 og 31 ligger på en polsko 41, 42. Polskoene 41 og 42 tjener til å konsentrere permanentmagnetens 28 magnetiske felt på området for feltplatene 30 og 31, slik at det fremkommer en større følsomhet av innretningen ifølge oppfinnelsen. Kretskortet 29 på fig. 2 er for oversiktens skyld ikke vist og ligger for øvrig mellom feltplatene 30 hhv. 31 og de aktuelle polsko 41 hhv. 42. Det skal påpekes at hver feltplate 30 hhv. 31 består av et lederelement med den magnetisk foranderlige motstand og et substrat hhv. en bærer på hvilket/hvilken denne magnetisk foranderlige motstand hviler. På figurene er dette ikke vist separat for at ikke tegningene skal synes altfor kompliserte.

Fig. 7 viser videre at måleretningen R ligger i forbindelsesretningen for de to feltplater 30 og 31, mens permanentmagnetens 28 lengderetning forløper loddrett på denne.Lengderetningen er markert med dobbeltpilen G. I lengderetningen G ligger ytterligere feltplatepar 32 ifølge fig. 3, som for oversikten skyld imidlertid ikke er vist.

Til forskjell fra utførelseseksemplet ifølge fig. 7 kan polskoene 41 og 42, som består av magnetisk ledende materiale, også være forbundet i ett stykke med hverandre, eksempelvis ved hjelp av et smalt steg som ligger på siden av permanentmagneten 28 og står i forbindelse med denne. Polskoene 41 og 42 trenger da ikke å monteres atskilt, men kan påsettes som par på permanentmagneten 28, hvilket er betydelig enklere da polskoene 41, 42 er forholdsvis små.

Fig. 8 viser en ytterligere utforming av oppfinnelsen i området for feltplateparene 32. Direkte på hver feltplate 30, 31 ligger en flik 43, 44 av høypermeabelt materiale. Med utgangspunkt fra de aktuelle feltplater 30, 31 strekker flikene 43 og 44 seg bort fra hverandre og i hhv. mot måleretningen R.

Ved hjelp av flikene 43, 44 kan på den ene side permanentmagnetens 28 felt på enda sterkere måte konsentreres på feltplatene 30, 31. På denne måte oppnås en ytterligere følsom-hetsøkning av innretningen.

Ved hjelp av flikene eller ribbene 43 og 44 er det på den annen side imidlertid også mulig å trekke maksimumsverdiene av kurvene Kl og K4 på fig. 4 lenger fra hverandre, slik at det fremkommer et steilere forløp av differansemålesignalkurven K3 og dermed et smalere hhv. steilere forløp av den differensierte kurve K4. På denne måte oppnås en høyere oppløsningsevne ved posisjonsbestemmelsen av det magnetiserbare materiale i byggverket.

En ytterligere utforming av oppfinnelsen i området for feltplateparene 32 er vist på fig. 9. Her er permanentmagneten oppdelt i to permanentmagnethalvdeler 28a og 28b, mellom hvilke en luftspalte L blir liggende. På undersiden av permanentmag-netene 28a og 28b befinner det seg en respektiv polsko 41a, 41b i hvis område det ligger en feltplate. Feltplatene er anordnet på et felles substrat 45 som eksempelvis består av keramikk. Substratet 45 ligger på begge polsko 41a og 41b. Over feltplatene befinner det seg også her fliker 43 og 44 av høypermeabelt materiale. Slik som på fig. 8 strekker disse seg i eller motsatt av måleretningen R. Polskoene 41a og 41b er dessuten i ett stykke forbundet med utvidelser 45a, 45b som er oppbøyd utover, for fremfor alt å ha en lett korreksjonsmulighet for feltsymmetrien. Kretskortet 29 er for oversikten skyld heller ikke vist her og ligger mellom polskoene 41a, 41b og substratet 45.

Ved hjelp av anordningen ifølge fig. 9 kan fluksdifferansen mellom de to feltplater økes, hvilket bidrar til en forbedring av målefølsomheten. Polskoene leder den magnetiske fluks fra delmagnetene 28a og 28b gjennom de på det felles substrat 45 av isolerende keramikk anordnede feltplater og derunder over feltplatene, som danner ytterligere polsko, på nytt fra hverandre inn i ytterfeltet.

Fig. 10 viser en todimensjonal anordning av feltplatepar 32. Feltplateparene 32 ligger på den ene side av det trykte kretskort 29 på hvis andre side permanentmagneten 28 befinner seg, hvilken magnet i dette tilfelle oppviser en kvadratisk polflate. Som eksempel er det anordnet 4 x 4 = 16 feltplatepar som alle er innrettet på samme måte i forhold til måleretningen R og dessuten ligger med ensartet innbyrdes avstand og danner et regelmessig raster. Denne anordning har den fordel at avsøkings-vognen 1 for bestemmelse av differansemåleverdiene ikke lenger trenger å forskyves så langt. Det er i prinsipp tilstrekkelig med en forskyvning med avstanden mellom to feltplatepar i måleretningen R. For forskjellige måleretninger må imidlertid avsøkingsvog-nen 1 svinges slik som tidligere. Dersom svært mange feltplatepar er anordnet meget tett ved siden av hverandre i området for permanentmagnetens 28 polflate, kan det iblant også helt gis avkall på en forskyvning av avsøkingsvognen. I dette tilfelle kunne det riktignok bare måles i én retning, slik at iblant ikke det totale magnetiserbare materiale i byggverket kunne påvises. En jerntråd som forløper parallelt med avsøkingsretningen R, kunne da ikke registreres.

De på fig. 10 i avsøkingsretningen R etter hverandre anordnede feltplatepar kunne også foreligge i form av en feltplaterekke, altså i form av en seriekopling av tilsvarende mange feltplater, i det foreliggende tilfelle åtte feltplater, hvorved ende- og midtuttak er for hånden. Målesignalene fra to og to innbyrdes tilgrensende feltplater utvelges da parvis. Samtlige feltplater kunne derved ha den samme avstand fra hverandre.

En videreutvikling av anordningen ifølge fig. 10 er vist på fig. 11. Det er der igjen vist 4 x 4 = 16 feltplatepar 32 som danner et regelmessig, todimensjonalt gitter. Måleretnin-gene veksler imidlertid i horisontalretning og i vertikalretning fra feltplatepar til feltplatepar, slik at det her oppnås totalt to måleretninger. Disse måleretninger står loddrett på hverandre. Ved denne anordning er det da nødvendig med bare meget små forskyvninger i begge måleretninger, for å kunne oppta de aktuelle differansemåleverdier for de tilsvarende forskyvningsposisjoner. En forskyvning kunne også i dette tilfelle bortfalle når det er anordnet tilstrekkelig mange og tett ved siden av hverandre beliggende feltplatepar med i horisontal- og vertikal-retningen vekslende måleretninger, til å oppnå tilstrekkelig nøyaktige målesignalforløp (kurver ifølge K3 på fig. 4). Eventuelt kunne det også mellom to fastslåtte måleverdier i én måleretning ved ikke tilstrekkelig tett sammenliggende feltplatepar interpoleres, for på regnemessig måte å oppnå mellomverdier for komplettering av kurven K3 på fig. 4. Forskjellige måleverdier for målesignalkurven K3 på fig. 4 ville man ifølge anordningen på fig. 11 for eksempel oppnå ved hjelp av feltplateparene 32a og 32b eller ved hjelp av feltplateparene 32c og 32d. I praksis er betydelig flere feltplatepar for hånden, alt etter ønsket anvendelsesformål og størrelse av den byggverksflate som skal avsøkes.

Claims (13)

1. Innretning for deteksjon av magnetiserbare materialer (5, 6) i byggverk, omfattende et avsøkingshode som oppviser en magnet (28) for innføring av et magnetfelt i byggverket såvel som minst to i magnetens (28) polområde til magneten festede magnetfeltfølere (30, 31) for måling av det på grunn av det magnetiserbare materiale (5, 6) forstyrrede magnetfelt, og en vurderingsenhet (3) for lokalisering av det magnetiserbare materiale (5, 6) ved hjelp av målesignaler som avgis av magnetfeltfølerne (30, 31), KARAKTERISERT VED at magnetfeltfølerne (30, 31) er feltplater, at det på bare én polflate av magneten (28) ligger flere par (32) av feltplater som i hvert tilfelle er forbundet med hverandre i differansekopling, at parene (32) er anordnet langs minst én rett linje (G) på en slik måte at de til et par (32) hørende feltplater ligger på forskjellige sider av den rette linje (G), og at vurderingsenheten (3) er slik utformet at den ved en forskyvning av magneten (28) langs en overflate av byggverket på tvers av den rette linje (G) lagrer differensialavlesningene som tilføres av et respektivt par (32) i forskjellige forskyvningsposisjoner, differensierer forløpet av differensialmåleverdiene og bestemmer maksimumsverdien av det differensierte forløp.

2. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at feltplateparene (32) er anordnet langs parallelle, rette linjer i form av et todimensjonalt, regelmessig mønster.

3. Innretning ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at en forbindelseslinje mellom to respektive feltplater (30, 31) i et feltplatepar (32) ligger loddrett på den nevnte rette linje.

4. Innretning ifølge ett av kravene 1-3, KARAKTERISERT VED at det under hver feltplate (30, 31) er anordnet en polsko (41, 42 hhv. 41a, 42a).

5. Innretning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at polskoene i et feltplatepar er forbundet med hverandre.

6. Innretning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at magneten er oppdelt langs en linje som forløper mellom de to feltplater i et feltplatepar, og at et felles feltplatesubstrat (45) ligger på de til feltplateparet hørende polsko (41, 41b).

7. Innretning ifølge ett av kravene 1-6, KARAKTERISERT VED at de aktuelle feltplater (30, 31) i et feltplatepar (32) på frontsiden er forbundet med en respektiv flik (43, 44) av høypermeabelt materiale, hvilke fliker rager bort fra hverandre og strekker seg langs en rett linje som forløper i de to feltplaters forbindelsesretning.

8. Innretning ifølge ett av kravene 1-7, KARAKTERISERT VED at den oppviser en veipickup (19) for posisjonsbestemmelse av avsøkingshodet (1).

9. Innretning ifølge ett av kravene 5-8, KARAKTERISERT VED at feltplateparene (32) er anordnet i en vogn (1) som går på hjul (17, 18), og at hjulaksene (15, 16) ligger parallelt med de rette linjer.

10. Innretning ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at det er anordnet to parallelle og med hverandre dreiekoplede hjulakser (15, 16) på hvis ender det er anordnet et respektivt hjul (17, 18).

11. Innretning ifølge krav 9 eller 10, KARAKTERISERT VED at veipickupen (19) er en slissblender-veipickup med en dreibar slissbender (20) som drives ved dreining av minst én av hjulaksene (15, 16).

12. Innretning ifølge ett av kravene 1-11, KARAKTERISERT VED at magneten er en permanentmagnet.

13. Innretning ifølge ett av kravene 1-12, KARAKTERISERT VED at magneten er en elektromagnet.