DE29709604U1 - Measuring device for measuring the temperature and electrical conductivity depending on the depth of penetration in plants and wood - Google Patents

Description

BeschreibungDescription

Im folgenden wird ein Gerät beschrieben, das unter Berücksichtung der Temperatur und der Messposition zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit in einem Prüfkörper dient. Im Vergleich zu den bekannten Geräten, die für ähnliche Zwecke seit längerem eingesetzt werden, zeichnet sich das hier beschriebene Gerät durch nachfolgend aufgeführte Punkte besonders aus:The following describes a device that is used to measure the electrical conductivity in a test specimen, taking into account the temperature and the measuring position. In comparison to the known devices that have been used for similar purposes for a long time, the device described here is particularly distinguished by the following points:

Das Gerät misst gleichzeitig die elektrische Leitfähigkeit und Temperatur des Prüfkörpers sowie die Position der Messstelle im Prüfkörper.The device simultaneously measures the electrical conductivity and temperature of the test specimen as well as the position of the measuring point in the test specimen.

Die Messung erfolgt innerhalb weniger Millimeter auf sehr eng begrenztem Raum, wodurch sich eine grosse Genauigkeit und eine hohe räumlich Auflösung ergibt.The measurement is carried out within a few millimeters in a very confined space, resulting in great accuracy and high spatial resolution.

Ein Messvorgang umfasst mehrere Messungen in verschiedener Eindringtiefe im Prüfkörper, wodurch sich entlang einer Achse ein Messprofil ergibt.A measuring process comprises several measurements at different penetration depths in the test specimen, resulting in a measurement profile along an axis.

Die Materialzerstörung im Prüfkörper ist minimal.The material destruction in the test specimen is minimal.

Das Gerät bedarf keiner festen Montage am Prüfkörper durch Haltegurten oder andere Hilfsmittel.The device does not require any permanent mounting on the test specimen using straps or other aids.

Der messende Teil des Geräts lässt sich ohne Einsatz weiterer Hilfsmittel wie Bohrgeräte in den Prüfkörper einbringen.The measuring part of the device can be inserted into the test specimen without the use of additional tools such as drilling equipment.

Das Gerät lässt sich von einer Person bedienen.The device can be operated by one person.

Das beschriebene Gerät besteht aus einer speziell geformten Messspitze 1), in der sich ein Temperatursensor 2) und zwei Elektroden 3) und 4) befinden. Die spezielle Formgebung 13) der Messspitze 1) und des Messkopfträgers 6) ermöglichen ein extrem zerstörungsarmes Einbringen der Vorrichtung in-den Prüfkörper. Durch den geringen Abstand der Elektroden 3) und 4), die zusammen mit dem Temperatursensor in einer isolierenden Fassung 5) eingebettet sind, ist eine sehr genaue und punktuell hochauflösende Messung der im Prüfkörper variierenden elektrischen Leitfähigkeit und Temperatur möglich. Der Messkopfträger ist mit einer Schlagvorrichtung bestehend aus Schlagkopf 10), Schlagkopfführung 11) und Anschlag 12) verbunden, die das schubweise Einbringen/Herausziehen der Messpitze 1) in den bzw. aus dem Prüfkörper ermöglicht. Die exakte Position der Messspitze 1) wird über einen Tiefenmessfühler 7) registriert.The device described consists of a specially shaped measuring tip 1), in which there is a temperature sensor 2) and two electrodes 3) and 4). The special shape 13) of the measuring tip 1) and the measuring head carrier 6) enables an extremely low-destructive insertion of the device into the test specimen. Due to the small distance between the electrodes 3) and 4), which are embedded together with the temperature sensor in an insulating holder 5), a very precise and selectively high-resolution measurement of the varying electrical conductivity and temperature in the test specimen is possible. The measuring head carrier is connected to an impact device consisting of an impact head 10), impact head guide 11) and stop 12) which enables the measuring tip 1) to be inserted/removed in or out of the test specimen in increments. The exact position of the measuring tip 1) is registered by a depth sensor 7).

Die gemessenen Werte werden in einer elektronischen Vorrichtung 8) aufgezeichnet, die direkt am Messkopfträger 6) angebracht oder mittels Kabel damit verbunden ist. Die aufgenommenen Werte werden auf einem Display direkt angezeigt oder in einem Speicher gespeichert, von wo sie auf einen andern elektronischen Speicher oder einen Drucker ausgegeben werden können. Der Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass die elektrische Leitfähigkeit unter Einbezug der Temperatur und der Messposition im Prüfkörper gemessen wird. Ersteres ist aufgrund der physikalischen Gesetzmässigkeiten für aussagekräftige Messdaten unerlässlich; letzteres erlaubt die exakte räumliche Zuordnung der Messdaten im Prüfkörper. Damit lassen sich die elektrischen Leitfähigkeiten unabhängig vom Temperatureinfluss in ihrer räumlichen Verteilung im Prüfkörper ermitteln. Die Anwendung des beschriebenen Geräts liegt in erster Linie in der Untersuchung von stehenden Bäumen. In Abhängigkeit vom Gesundheitszustand des Baumes oder einzelner Baumteile treten in Bast, Kambium, Splint- und Kernholz unterschiedliche elektrische Leitfähigkeiten auf. Durch die Messung der elektrischen Leitfähigkeit entlang eines radialen Messprofils im pflanzlichen Holzkörper ergeben sich Rückschlüsse insbesondere auf die Viatlität des Kambiums, auf den Wassergehalt des wasserleitenden Splintholzes und auf eine allfällige Holzfäule im Kernholz im Bereich der Messstelle. Im Brennpunkt solcher Untersuchungen stehen die Wurzeln von Bäumen im urbanen Raum, die durch Baumassnahmen geschädigt erhebliche Risiken hinsichtlich Stand- und Bruchsicherheit in sich bergen. Ein weiterer Anwendungsbereich liegt in der Überprüfung von Gegenständen aus Massivholz und Holzwerkstoffen hinsichtlich ihres Zustandes. Auch hier liegt der Schwerpunkt auf Objekten im Aussenbereich, wo grosse Schwankungen nicht nur in der Feuchtigkeit, sondern auch in der Temperatur des Prüfkörpers auftreten.The measured values are recorded in an electronic device 8) that is attached directly to the measuring head carrier 6) or connected to it by means of a cable. The recorded values are shown directly on a display or stored in a memory, from where they can be output to another electronic memory or a printer. The advantage of this invention is that the electrical conductivity is measured taking into account the temperature and the measuring position in the test body. The former is essential for meaningful measurement data due to the laws of physics; the latter allows the exact spatial allocation of the measurement data in the test body. This allows the electrical conductivities to be determined in their spatial distribution in the test body, regardless of the influence of temperature. The application of the described device is primarily in the examination of standing trees. Depending on the health of the tree or individual parts of the tree, different electrical conductivities occur in the bast, cambium, sapwood and heartwood. By measuring the electrical conductivity along a radial measurement profile in the plant wood body, conclusions can be drawn, in particular, about the vitality of the cambium, the water content of the water-conducting sapwood and any wood rot in the heartwood in the area of the measuring point. The focus of such investigations are the roots of trees in urban areas, which, if damaged by construction work, pose considerable risks in terms of stability and breakage. Another area of application is the inspection of objects made of solid wood and wood materials with regard to their condition. Here, too, the focus is on objects outdoors, where large fluctuations occur not only in the humidity but also in the temperature of the test object.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1)1) MessspitzeMeasuring tip 2)2) TemperatursensorTemperature sensor 3)3) Elektrodeelectrode 4)4) Elektrodeelectrode 5)5) Fassung für MessfühlerSocket for sensor 6)6) MesskopfträgerMeasuring head carrier 7)7) TiefenmessfühlerDepth sensor 8)8th) Elektronikelectronics 9)9) Verbindungskabelconnection cable 10)10) SchlagkopfImpact head 11)11) SchalgkopfführungHead guide 12)12) Anschlagattack 13)13) Querschnittsform der MessspitzeCross-sectional shape of the measuring tip

Claims (7)

1. Mittel zur gleichzeitigen Messung der elektrischen Leitfähigkeit, Temperatur und Eindringtiefe beim Einbringen sowie Herausziehen einer Messspitze 1) in den Körper von Pflanzen, bei Bäume, und hölzerne Pflanzen, in Massivholz und in Holzwerkstoffe.1. Means for the simultaneous measurement of electrical conductivity, temperature and penetration depth when inserting and withdrawing a measuring tip 1) into the body of plants, trees, and wooden plants, in solid wood and in wood-based materials. 2. Mittel nach Anspruch 1. gekennzeichnet dadurch, dass die Messspitze 1) eine Fassung 5) für die Messfühler enthält, die einen Temperatursensor 2) sowie zwei Elektroden 3) und 4) umfassen2. Means according to claim 1, characterized in that the measuring tip 1) contains a socket 5) for the measuring sensors, which comprise a temperature sensor 2) and two electrodes 3) and 4). 3. Mittel nach Anspruch 1. gekennzeichnet dadurch, dass die Eindringtiefe der Messspitze 1) mit einem Tiefenmessfühler 7) aufgenommen wird3. Means according to claim 1, characterized in that the penetration depth of the measuring tip 1) is recorded with a depth sensor 7) 4. Mittel nach Anspruch 1. gekennzeichnet dadurch, dass die einzelnen Messwerte in der Elektronik 8) direkt angezeigt oder gespeichert oder von dort an eine besondere elektronische Einrichtung ausgegeben werden4. Means according to claim 1, characterized in that the individual measurement values are directly displayed or stored in the electronics 8) or are output from there to a special electronic device 5. Mittel nach Anspruch 1. gekennzeichnet dadurch, dass die Messspitze 1) mit dem Messkopfträger 6) über eine Vorrichtung aus Schlagkopf 10), Schlagkopfführung 11) und Anschlag 12) in den Prüfkörper eingebracht und daraus entfernt wird5. Means according to claim 1, characterized in that the measuring tip 1) with the measuring head carrier 6) is inserted into and removed from the test body via a device consisting of impact head 10), impact head guide 11) and stop 12) 6. Mittel nach Anspruch 1. gekennzeichnet dadurch, dass bei jeder Positionsveränderung der Messspitze 1) durch Betätigung der Schlagvorrichtung 10) -12) vom Temperatursensor 2), den Elektroden 3) - 4) und dem Tiefenmessfühler 7) Messdaten aufgenommen und an die Elektronik 8) weitergegeben wird6. Means according to claim 1, characterized in that with each change in position of the measuring tip 1) by actuating the impact device 10) -12) from the temperature sensor 2), the electrodes 3) - 4) and the depth sensor 7) measurement data is recorded and passed on to the electronics 8) 7. Mittel nach Anspruch 1. gekennzeichnet dadurch, dass die Messspitze 1) und der Messkopfträger 6) eine Querschnittsform mit besonders, zerstörungsarmen Eigenschaften auf den Prüfkörper aufweisen -7. Means according to claim 1, characterized in that the measuring tip 1) and the measuring head carrier 6) have a cross-sectional shape with particularly low-destructive properties on the test body -