DE102004031627A1 - Verfahren und Vorrichtung zur werkstoffdurchdringenden Ortung eines Messsignals - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur werkstoffdurchdringenden Ortung eines Messsignals, insbesondere ein werkstoffdurchdringendes Positionierungsverfahren an Wänden, Decken und Böden. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass ein Hochfrequenzsender (20, 120) ein Messsignal (22, 122) im Gigahertz-Frequenzbereich aussendet, welches den Werkstoff (10) zumindest einmal durchdringt und von einem Hochfrequenzempfänger (24, 124) zur Lokalisierung der Durchdringungsposition (18) detektiert wird. DOLLAR A Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur werkstoffdurchdringenden Ortung eines Messsignals, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein werkstoffdurchdringendes Positionierungsverfahren an Wänden, Decken und Böden.
  • Werkstoffdurchdringende Positionierverfahren werden typischer Weise eingesetzt, falls von beiden Seiten einer Wand, eines Bodens, einer Decke oder dergleichen eine Positionierung vorgenommen werden muss. Dies ist beispielsweise bei einem Bohrdurchbruch oder einer Kernbohrung notwendig. Ein weiterer Anwendungsfall ist gegeben, wenn von einer Seite eines Werkstoffes, wie beispielsweise einer Wand, einem Boden oder einer Decke nicht gebohrt werden kann, so dass von einer abgewandten Seite des Werkstoffes aus, durch den Werkstoff hindurch auf eine vorgegebene Position hin gebohrt werden muss.
  • Aus dem Stand der Technik sind Hilfsmittel bekannt, die es ermöglichen sollen, eine solche Bohrung zuverlässig durchzuführen. Dabei wird typischer Weise auf der einen Seite des zu durchbohrenden Werkstoffes ein kleines Sendegerät befestigt und auf der anderen, abgewandten Oberfläche des Werkstückes, beispielsweise der Rückseite einer Wand, eines Bodens oder einer Decke ein mobiler Empfänger eingesetzt, der die Durchtrittsstelle des vom Sendegerät ausgesendeten Messsignals ermitteln soll.
  • Bekannt sind dabei induktiv arbeitende Geräte, bei denen der Sender ein Magnetfeld erzeugt und der zugeordnete Empfänger mit einer Spulenanordnung den Mittelpunkt dieses Magnetfeldes detektieren kann.
  • So ist beispielsweise aus der US 5,434,500 ein Magnetfeldgenerator nebst Detektor mit Positionsindikator bekannt, bei dem der Magnetfeldgenerator als Sendeeinheit dient, die auf eine erste Seite einer Wand an der zu lokalisierenden Stelle aufgesetzt wird und an dieser Stelle ein Magnetfeld erzeugt. Der zugehörige Detektor dient als Empfangseinheit und wird über die der Sendeeinheit abgewandten Oberfläche der Wand geführt. Die Empfangseinheit besitzt dabei zwei Paare von jeweils zwei Detektoren, welche die relative Stärke des Magnetfeldes messen. Durch Messung dieser relativen Stärke des Magnetfeldes für jeden der einzelnen Detektoren wird es ermöglicht, die Position des Magnetfeldgenerators bzw. die Projektion dieser Position auf die dem Generator abgewandten Seite der Wand zu lokalisieren. Bei der Vorrichtung der US 5,434,500 wird die Stärke des detektierten Magnetfeldes mittels einer optischen Anzeige visualisiert. Ist die Stärke des detektierten Magnetfeldes für alle vier Detektionselemente gleich groß, so ist die Empfangseinheit direkt gegenüber der Sendeeinheit angeordnet.
  • Aus der DE 34 46 392 A1 ist ein Verfahren zur Identifizierung einer auf einer Seite einer Wandung vorhandenen Prüfstelle auf der anderen Seite der Wandung bekannt. Bei diesem Verfahren, welches insbesondere bei metallischen Wandungen eines Behälters genutzt wird, ist zur Beschleunigung der Identifizierung der Prüfstelle und zur Erhöhung der Lagesicherheit der Identifizierung vorgesehen, dass an der Prüfstelle auf die Wandung ein Magnetpol aufgesetzt wird und auf der anderen, dem Magnetpol abgewandten Seite der Wandung das die Wandung durchsetzende Magnetfeld des Magnetpols erfasst wird. Zur Erfassung des Magnetfeldes wird bei dem Verfahren der DE 34 46 392 A1 vorzugsweise ein Hall-Effekt-Bauelement verwendet.
  • Bekannte Geräte des Standes der Technik haben u. a. den Nachteil, dass im Werkstoff, wie beispielsweise einer Wand, einer Decke oder eines Bodens befindliche Metallteile, wie beispielsweise Stahlträger oder Armierungseisen die Detektion stark stören und mitunter sogar unmöglich machen können. Darüber hinaus ist die Positionierungsgenauigkeit derartiger Geräte eher schlecht.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung anzugeben, welches eine schnelle, sichere und präzise Lokalisierung einer definierten Stelle durch einen Werkstoff hindurch gestattet.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur werkstoffdurchdringenden Ortung eines Messsignals, insbesondere das erfindungsgemäße, werkstoffdurchdringende Positionierungsverfahren an Wände, Decken und Böden nutzt einen Hochfrequenzsender, der ein Messsignal im Gigahertz-Frequenzbereich aussendet, welches einen Werkstoff, wie beispielsweise eine Wand, eine Decke oder einen Boden zumindest einmal durchdringt und von einem Hochfrequenzempfänger detektiert und lokalisiert wird.
  • Aufgrund des benutzten Hochfrequenzverfahrens lässt sich eine genauere Lokalisierung der Durchdringungsstelle des Messsignals erreichen, da das beanspruchte Verfahren weniger empfindlich auf in dem Werkstoff eingeschlossene Objekte reagiert.
  • Insbesondere werden durch das beanspruchte Verfahren nunmehr auch Durchbruchsbohrungen durch Beton möglich, da entsprechende Projektionen durch Betonwandungen hindurch vorgenommen werden können. Die in Betonwandungen typischer Weise vorhandenen Armierungseisen bilden bezüglich der verwendeten Hochfrequenztechnik ein nur geringes Störpotential. Durch den verwendeten Frequenzbereich kann die Positionierungsgenauigkeit darüber hinaus erhöht werden. Der Anwender kann somit Bohrungen durch Beton und insbesondere durch armierten Beton vornehmen, bei denen er zuverlässig weiß, wo der Bohrer auf der abgewandten Seite einer Wand aus dieser heraustreten wird.
  • Vorteilhafter Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich aus den in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmalen
  • Zur Erhöhung der Messgenauigkeit ist es vorteilhaft, ein Messsignal im Gigahertz-Hochfrequenzbereich zu nutzen, welches mehr als eine Messfrequenz aufweist. Der Hochfrequenzsender koppelt dabei Mikrowellen im Gigahertz-Bereich, beispielsweise mittels FMCW-Verfahren (Frequency Modulated Continuous Wave) oder Pulsradarverfahren in die Wandung ein. Dieser Sender kann demnach eine oder mehrere einzelne Frequenzen (FMCW) generieren oder aber auch breitbandig (Pulsradar) abstrahlen.
  • Für die Durchdringung des Werkstoffes ist es vorteilhaft, eine oder mehrere Messfrequenzen in einem Intervall von einem Gigahertz bis zu fünf Gigahertz zu verwenden. Vorzugsweise werden Frequenzen in einem Intervall von 1,5 GHz bis 3,5 GHz verwendet.
  • Auf der dem Hochfrequenzsender abgewandten Seite des Werkstoffes lokalisiert dann ein geeigneter mobiler Empfänger die vom Sender generierten Signale.
  • In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Hochfrequenzsender und der Hochfrequenzempfänger auf einer gemeinsamen, ersten Oberfläche des Werkstoffes betrieben werden. Bei diesem Verfahren wird das Messsignal des Hochfrequenzsenders nach Durchdringung des Werkstoffes mittels eines Reflektormittels, welches auf der zweiten, dem Hochfrequenzsender abgewandten Oberfläche des Werkstoffes bewegbar ist, auf den Hochfrequenzempfänger zurückgeleitet.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform dieses alternativen Verfahrens ist vorgesehen, den Hochfrequenzempfänger und den Hochfrequenzsender in einem gemeinsamen Gerät zu betreiben.
  • Zur Anzeige des den Werkstoff durchdringenden Messsignals wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in vorteilhafter Weise die Lokalisierung mittels einer Signalstärkenanzeige am Hochfrequenzempfänger und/oder am Reflektormittel vorgenommen. Auf diese Weise kann der Hochfrequenzempfänger oder das Reflektormittel definiert an den Ort maximaler Signalstärke positioniert werden. Mittels einer entsprechenden Markierungseinrichtung kann nachfolgend eine Markierung auf die lokalisierte Durchdringungsstelle des Messsignals gesetzt werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens umfasst zumindest einen auf einer Oberfläche eines Werkstoffes aufsetzbaren Hochfrequenzsender, der ein den Werkstoff durchdringendes Messsignal im Gigahertz-Frequenzbereich erzeugt sowie einen Hochfrequenzempfänger.
  • In einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Hochfrequenzsender und Hochfrequenzempfänger in einem gemeinsamen Gerät angeordnet.
  • Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der nachfolgenden Zeichnung sowie der zugehörigen Beschreibung der Ausführungsformen zu entnehmen.
  • Zeichnung
  • In der Zeichnung sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur werkstoffdurchdringenden Ortung eines Messsignals dargestellt, welche in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden sollen. Die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu weiteren, sinnvollen Kombinationen zusammenfassen, die somit als ebenfalls in der Beschreibung offenbart anzusehen sind.
  • Es zeigen
  • 1 eine schematische Darstellung der dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegenden Messsituation,
  • 2 eine schematische Darstellung von wesentlichen Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3 eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, dargelegt an einer schematischen Darstellung von wesentlichen Verfahrensschritten,
  • 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der wesentlichen elektronischen Komponenten eines Transponders für das erfindungsgemäße Verfahren,
  • 5 eine alternative Realisierungsmöglichkeit eines Transponders für das erfindungsgemäße Verfahren,
  • 6 eine weitere Realisierung für den Transponder des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung.
  • 1 zeigt eine typische, dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegende Messsituation. Werkstoffdurchdringende Positionierverfahren werden dann eingesetzt, wenn von beiden Seiten einer Wand, bzw. eines Bodens oder einer Decke eine Positionierung vorgenommen werden muss. Derartige Wände, Böden, Decken oder dgl. werden im weiteren als Wandung bzw. allgemein als Werkstoff 10 bezeichnet.
  • Ausgehend von einer ersten definierten Stelle 12 auf einer ersten Seite 14 einer Wandung 10 soll auf der der ersten Seite abgekehrten zweiten Seite 16 der Wandung eine, der senkrechten Projektion der definierten Stelle 12 entsprechende Stelle 18 lokalisiert werden. Auf diese Weise kann der Anwender beispielsweise Bohrungen durch die Wandung 10 hindurch vornehmen, bei denen er im voraus weiß, wo der Bohrer auf der abgekehrten Seite 16 der Wandung 10 austritt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf der einen Seite 14 ein Hochfrequenzsendegerät an die Wand 10 gehalten bzw. an dieser befestigt. Dazu kann beispielsweise eine Wandhalterung, eine Klebevorrichtung oder auch ein Stativ für den Hochfrequenzsender vorgesehen sein. Des weiteren ist es möglich über entsprechende Adaptermittel den Hochfrequenzsensor in einem Loch einer Vorbohrung zu fixieren.
  • Das Hochfrequenzsendegerät weist einen Hochfrequenzsender 20 mit einer Sendeantenne auf, die vorzugsweise in Richtung der Wand zeigt und ein hochfrequentes Messsignal 22 in die Wand 10 abstrahlt. Das Messsignal 22 liegt im Gigahertz-Frequenzbereich, mit Messfrequenzen, die typischer Weise in einem Intervall von 1 GHz bis 5 GHz liegen. Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine oder mehrere Messfrequenzen aus einem Frequenzintervall von 1,5 GHz bis 3,5 GHz verwendet. Das gerichtete Hochfrequenzsignal 22 des Hochfrequenzsenders 20 wird anschließend auf der der ersten Seite 14 der Wandung 10 abgewandten zweiten Seite 16 von einem Hochfrequenzempfänger 24 detektiert. Der Hochfrequenzempfänger 24 besitzt dazu eine Empfangseinheit mit einer oder mehreren Empfangsantennen, die das Messsignal 22 empfangen und an eine Auswerteelektronik des Messgerätes 24 weiterleiten. Der Hochfrequenzempfänger 24 wird dazu typischer Weise sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung über die zweite Oberfläche 16 der Wandung 10 verfahren.
  • Über optische oder akustische Ausgabemittel 26, wie beispielsweise eine Signalstärkenanzeige 28, kann das Maximum des Messsignals 22 lokalisiert werden. Durch den ausgewählten Frequenzbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Positionierungsgenauigkeit des Hochfrequenzempfängers und somit die Genauigkeit der Lokalisierung der Projektion 30 der definierten Stelle 12 auf die zweite Oberfläche 16 der Wandung deutlich erhöht werden.
  • Als Hochfrequenzempfänger 24 eignen sich verschiedene Arten von Empfängern, insbesondere Radar- bzw. Mikrowellenempfänger, die entweder breitbandig oder schmalbandig – abgestimmt auf die Senderfrequenz(en) – die gesendeten Frequenzsignale empfangen. Darüber hinaus können auch kapazitive Empfänger genutzt werden, deren kapazitiv generiertes Hochfrequenzfeld durch die Sendersignale 22 gestört wird und welche durch die Messung der Intensität dieser Störung die Lokalisierung des Projektionspunktes 18 erlauben. Der Empfänger 24 kann beispielsweise auch ein Hochfrequenzortungsgerät sein, welches mittels geeigneter Software bzw. Hardwarebeschaltung in den reinen Empfangsbetrieb geschaltet werden kann.
  • 2 stellt einige der wesentlichen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen werkstoffdurchdringenden Positionierverfahren auf Hochfrequenzbasis dar. Eine Hochfrequenzeinheit 32 eines Hochfrequenzsenders 20 erzeugt Mikrowellen im Gigahertz-Bereich, beispielsweise mittels FMCW oder Pulsradarverfahren. Der Sender kann demnach eine oder mehrere einzelne Frequenzen (FMCW-Verfahren) oder ein breitbandiges Impulsspektrum (Pulsradar) generieren. Die so erzeugten Mikrowellensignale, die das Messsignal 22 des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden, werden über eine Antennenanordnung 34, die zumindest eine Antenne umfasst, abgestrahlt. Wird der Hochfrequenzsender 20 auf einer Seite 14 eines Werkstück, beispielsweise eine Wandung 10, an definierter Stelle aufgesetzt, so durchdringen die Mikrowellen als gerichtetes Hochfrequenzsignal 22 die Wand und können durch einen Hochfrequenzempfänger 24 auf der anderen Seite 16 der Wandung detektiert werden. Der Hochfrequenzempfänger 24 weist dazu eine Empfangsantennenanordnung 36 sowie einen Hochfrequenzempfangsteil 38 auf, der das empfangene Hochfrequenzsignal verarbeitet und beispielsweise mittels einer Anzeigevorrichtung in intuitiv eingängiger Weise darstellt. Mit Hilfe des Hochfrequenzempfängers 24 kann somit der Durchdringungsort bzw. die Projektionsstelle 18 des Messsignals auf der dem Hochfrequenzsender 20 abgewandten zweiten Seite 16 der Wandung 10 lokalisiert und durch geeignete Mittel auf der Wandoberfläche markiert werden. So können beispielsweise auch unter zu Hilfenahme des erfindungsgemäßen Verfahrens Bohrungen durch armierten Beton vorgenommen werden, bei denen der Anwender im voraus weiß, wo der Bohrer auf der abgekehrten Seite der zu durchbohrenden Wand austritt. Aufgrund des verwendeten Frequenzbereichs ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Lokalisierung der Projektionsstelle mit hoher Genauigkeit.
  • 3 zeigt eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dem Verfahren gemäß 3 wird ein Messgerät 100 benutzt, welches sowohl Hochfrequenzsender 120 als auch Hochfrequenzempfänger 124 ist. Dabei generiert dieses Gerät 100 ein Hochfrequenzsignal 122, welches wie oben beschrieben eine Wandung 10 durchdringt. Als Sende- und Empfangsantenne lässt sich bei entsprechender Beschaltung ein einzelnes Antennenelement 134 nutzen. In weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jedoch auch eine getrennte Anordnung von Senderantenne und Empfangsantenne für das eine Messgerät 100 vorgesehen sein. Auf der dem Sender und Empfänger abgewandten Seite 16 der Wandung 10 befindet sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach 3 ein Reflektormittel 126, beispielsweise ein passiver oder aber auch ein aktiver Reflektor, der die empfangenen Signale des Senders zurückwirft und somit auf den Hochfrequenzempfänger weiterleitet. Ein solches Reflektormittel kann als ein SAW-Element (Surface acoustic wave) ausgebildet sein. Das vom Reflektormittel 126 zurückgeleitete Messsignal 122 kann dabei im gleichen Frequenzbereich oder aber auch in einem verschobenen Frequenzbereich angeordnet sein.
  • Als Reflektormittel 126 sind darüber hinaus auch sogenannte Transponder einsetzbar, die das die Wand durchdringende Messsignal 122 detektieren, verarbeiten und nach einer internen Verzögerungszeit, ein mit dem detektierten, ursprünglichen Messsignal 122 korreliertes Antwortsignal 123 wiederum durch die Wand 10 zurück senden. Dabei können sowohl passive, als auch aktive Transponder verwendet werden, d.h. solche ohne oder mit eigenständiger Energieversorgung.
  • 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines solchen Transponders für das erfindungsgemäße Verfahren. Das vom Messgerät 100 erzeugte hochfrequente Wechselfeld durchdringt einen Werkstoff, beispielsweise eine zu untersuchende Wand. Auf der dem Messgerät 100 entgegengesetzten Seite dieser Wand befindet sich ein Transponder 128, der die vom Messgerät erzeugten Signale lokalisiert, detektiert und in noch zu beschreibender Weise an das Messgerät zurücksendet.
  • Ein solcher Transponder erzeugt nach einer gewissen internen Laufzeit, welche bekannt ist, ein neues Signal, welches er über eine eigene Antenne, beispielsweise im ISM-Band bei einer Frequenz von 2,45 GHz abstrahlt. Dieses neu generierte Signal durchdringt wiederum die Wand und kann vom Hochfrequenzempfänger 124 des Messgeräts 100 detektiert werden.
  • Auf diese Weise kann mit Hilfe des Messgeräts 100, welches ein Pulsreflektometer bildet, ein Laufzeitminimum des neuen Sendesignals des Transponders gefunden werden und die entsprechende Stelle auf der Wand markiert werden. Eine Markiereinheit kann sich sowohl am Messgerät 100 als auch am Transponder 128 befinden. Unter Auswertung der Laufzeit zwischen dem Reflektometer, d. h. dem Messgerät 100, und dem Transponder 128 kann zudem auch in vorteilhafter Weise eine Wanddickenbestimmung durchgeführt werden.
  • Im folgenden soll der prinzipielle Aufbau eines solchen Transponders dargelegt werden. Als Empfänger im Transponder eignen sich verschiedene Arten von Hochfrequenzempfängern, wie beispielsweise Leistungsdetektoren, die den Leistungspegel des charakteristischen Messsignals des Messgeräts 100 auswerten oder aber auch Pulsdetektoren, die typische Feldänderungen des Messgeräts 100 detektieren können.
  • 4 zeigt den möglichen Aufbau eines solchen Transponders 128 an Hand eines Blockschaltbilds. Das über eine Antenneneinrichtung 140 vom Transponder 128 empfangene Signal wird über einen Koppler 142 oder einen Zirkulator zu einem Empfangsverstärker 144 geleitet. Nach seiner Verstärkung gelangt das Signal über einen im Ruhezustand durchgeschalteten HF-Schalter 146 zu einem Pulsdetektor 148. Dieser liefert eine zur Eingangsleistung proportionale Ausgangsspannung. Die Spannung des Pulsdetektors 148 wird in einem NF-Verstärker 150 verstärkt. In einem nachfolgenden Komparator wird aus dem analogen Spannungssignal wieder ein Digitalsignal generiert. In einem Monoflop 154 wird das relativ kurze Komparatorsignal auf eine definierte Länge gebracht. Dieses Signal wird mit Hilfe der Verzögerungsglieder 156 und 158 zur Austastung der Empfangsstufe und zur Sendeimpulserzeugung genutzt. Das vom Sendeimpulserzeuger 160 generierte Signal wird über den Koppler 142 bzw. einen Zirkulator wieder auf die Antenneneinrichtung 140 gebracht und durch die untersuchte Wand hindurch auf das Messgerät 100 zurückgesandt.
  • 5 zeigt eine alternative Realisierungsmöglichkeit des Transponders 128. Hierbei wird ein Abtaster verwendet. Über einen Mikrocontroller 164 wird der Takt, in dem der Abtaster angesteuert wird, derart geregelt, dass sich am Ausgang des Abtasters eine maximale Spannung einstellt. Ist dieses Maximum des Ausgangssignals erreicht, so laufen der Takt des Mikrocontrollers und der Takt des Messgeräts 100 synchron zueinander, jedoch um die Laufzeit des Messsignals verschoben. Auf diese Weise ist es möglich den Durchdringungsort des Messsignals zu lokalisieren und zudem, falls gewünscht, auch eine Wanddickenmessung vorzunehmen. Da das Signal, welches den Abtaster steuert, auch direkt gesendet wird, erfolgt die Antwort des Transponders mit minimaler Verzögerung.
  • Eine weitere Alternative für den prinzipiellen Aufbau eines Transponders für das erfindungsgemäße Verfahren ist in 6 in vereinfachter Weise dargestellt. Bei dem in 6 gezeigten Konzept wird das empfangene Messsignal im Transponder 128 von einem Verstärker 170 verstärkt und nach einer gewissen Zeitverzögerung, welche über ein Laufzeitglied 142 realisiert ist, wieder über den Koppler 142 und die Antenneneinrichtung 140 in der Art eines Ringverstärkers ausgesandt.
  • Neben dem bisher beschriebenen Aufbau und der Funktionsweise eines Transponders für das erfindungsgemäße Verfahren ist zudem die Erweiterung des Transponders durch beispielsweise einen AC-Sensor (50 Hz-Sensor) und/oder einen induktiven Sensor möglich. Eine solche zusätzliche Funktion des Transponders ermöglicht dem Anwender, ein Beschädigen beispielsweise einer Stromleitung auch auf der dem Messgerät 100 abgewandten Seite, beispielsweise einer Wand, auszuschließen.
  • Die Auswertung der Informationen erfolgt in vorteilhafter Weise durch das Hochfrequenzortungsgerät 100, welches mittels geeigneter Software- oder Hardwarebeschaltung in den Empfangsbetrieb geschaltet werden kann und so beispielsweise die Position der Bohrung sowie die Wandstärke anzeigen kann.
  • Als Empfangsgerät für das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in vorteilhafter Weise ein Ortungsgerät auf Hochfrequenzbasis nutzen, wie es beispielsweise in der Anmeldung DE 102 07 424 A1 der Anmelderin beschrieben ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind nicht auf die in den Ausführungsbeispielen aufgezeigten Ausführungsformen beschränkt.
  • Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht beschränkt auf die Vorhersage von Bohrkanälen in einer Wandung.
  • In vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren in entsprechende Geräte, wie beispielsweise einem Bohrwerkzeug bereits integriert sein.
  • Darüber hinaus ist es möglich, das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durch entsprechende zusätzliche Software bzw. Hardware mittels bereits vorhandener Hochfrequenzempfänger und/oder Hochfrequenzsendern durchzuführen.

Claims (15)

  1. Verfahren zur werkstoffdurchdringenden Ortung eines Messsignals, insbesondere ein werkstoffdurchdringendes Positionierungsverfahren an Wänden, Decken und Böden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hochfrequenzsender (20,120) ein Messsignal (22,122) im Gigahertz-Frequenzbereich aussendet, welches den Werkstoff (10) zumindest einmal durchdringt und von einem Hochfrequenzempfänger (24,124) zur Lokalisierung der Durchdringungsposition (18) detektiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (22,122) mehr als eine Messfrequenz aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (22,122) gerichtet ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Messfrequenzen) in einem Intervall von 1000 MHz bis 5000 MHz, und vorzugsweise in einem Intervall von 1500 MHz bis 3500 MHz verwendet werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (22,122) mittels FMCW-Verfahren im Gigahertz-Frequenzbereich erzeugt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal im Gigahertz-Frequenzbereich mittels Pulsradar-Verfahren erzeugt wird und in den Werkstoff einkoppelt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenzsender (20) und der Hochfrequenzempfänger (24) auf zwei verschiedenen, einander zugeordneten Oberflächen (14,16) des Werkstoffes (10) betrieben werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenzsender (120) und der Hochfrequenzempfänger (124) auf einer gemeinsamen, ersten Oberfläche (14) des Werkstoffes (10) betrieben werden, wobei das Messsignal (122,123) des Hoch-frequenzsenders (120) mittels eines Reflektormittels (126), welches auf einer zweiten Oberfläche (16) des Werkstückes (10) bewegbar ist, auf den Hochfrequenzempfänger (124) gelenkt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektormittel (126) ein SAW (Surface Acoustic Wave) Element aufweist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektormittel (126) einen Transponder (128) umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenzsender (120) und der Hochfrequenzempfänger (124) in einem gemeinsamen Gerät (100), insbesondere einem handgehaltenen Gerät betrieben werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierung, des das Werkstück (10) durchdrungenen Messsignals (22,122,123) mittels einer Signalstärkenanzeige des Hochfrequenzempfängers (24,124) und/oder eines Reflektormittel (126) vorgenommen werden kann.
  13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest einen auf eine Oberfläche (14) eines Werkstoffes (10) aufsetzbaren Hochfrequenzsender (20,120) und einen Hochfrequenzempfänger (24,124) umfasst.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenzsender (120) und der Hochfrequenzempfänger (124) in einem gemeinsamen Gerät (100) angeordnet sind.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Hochfrequenzempfänger (124) eine Markierungseinrichtung zur Erzeugung einer Markierung auf einer Oberfläche (14,16) besitzt.
DE102004031627A 2004-06-30 2004-06-30 Verfahren und Vorrichtung zur werkstoffdurchdringenden Ortung eines Messsignals Withdrawn DE102004031627A1 (de)

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