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Dokumentenidentifikation DE10153418B4 03.05.2007
Titel Vorrichtung zur Messung der Umfangsänderung von Pflanzenorganen
Anmelder Liu, Jinchen, Dr.rer.nat., 85221 Dachau, DE
Erfinder Liu, Jinchen, Dr.rer.nat., 85221 Dachau, DE
DE-Anmeldedatum 30.10.2001
DE-Aktenzeichen 10153418
Offenlegungstag 18.07.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse G01B 3/34(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01B 7/16(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   A01G 7/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Messung der Umfangsänderungen von Pflanzenorganen.

Pflanzenorgane ändern ihren Umfang infolge von Wachstums und Umwelteinflüssen (Wasserversorgung, Frost, Temperatur etc.). Während das Wachstum immer positive Werte annimmt, sind die umweltbedingten Änderungen reversibel. Die Summe beider Komponenten kann sowohl positiv als auch negativ sein. Sie variiert je nach Wetterbedingungen in kurzem Zeitraum und hat einen Schwankungsbereich von 0 bis mehrere hundert Mikrometer innerhalb eines Tages.

Für wachstumskundliche und Umweltuntersuchungen ist es deshalb von Interesse, diese reversiblen Änderungen genau zu erfassen. Die entsprechende Messanlage muss in der Lage sein, nicht nur positive, sondern auch negative Veränderungen kontinuierlich und präzise zu registrieren. Bei Langzeitbeobachtungen, die oft mehrere Jahre andauern, kann die zu messende Strecke den Messbereich des Sensors übersteigen. Die Messanlage muss deshalb eine Justiervorrichtung aufweisen, die den Messsensor bei Bedarf zurücksetzen kann.

Aus EP 0959322A2 ist eine Vorrichtung bekannt, die zum Messen von Wachstum der Baumstämme verwendet werden kann. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem langen Band. Das eine Ende des Bandes wird mit Hilfe einer Befestigungsvorrichtung in das andere Ende eingehängt. Bei einer positiven Änderung des Umfangs wird das Band entsprechend aus der Befestigungsvorrichtung herausgezogen. Diese Verschiebung lässt sich in einem kleinen Fenster okular ablesen.

Aus JP 05260851 A ist ein Dendrometer zum Messen der Stammumfangsänderung von Bäumen bekannt. Das Dendrometer besteht im wesentlichen aus einem um den Baum gewickelten Aluminiumband, einer Rückführungsfeder und einem Potentiometer. Die Umfangsänderung wird durch das Aluminiumband zum Potentiometer übertragen. Das Potentiometer registriert die Änderung und gibt die Messwerte an einen angeschlossenen Datalogger weiter.

Das aus JP 5260851 A bekannte Dendrometer hat aber oft das Problem, die kleine, reversible Stammumfangsänderung zu messen, weil der Reibungsverlust zwischen dem Aluminiumband und der Baumrinde so groß ist, dass die feine Änderung nicht vollständig zum Potentiometer übertragen werden kann. Durch Erhöhung der Zugkraft der Rückführungsfeder wird zugleich der Druck auf die Rinde und damit auch die Reibung verstärkt, so dass die unvollständige Übertragung der Umfangsänderung an den Messsensor in dieser Konstruktion nicht behoben werden kann.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, mit der die reversiblen Umfangsänderungen von Pflanzenorganen präzise an gleicher Position über längere Zeiträume (z. B. mehrere Jahre) gemessen werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwischen dem Übertragungsseil und der Pflanzenoberfläche eine Gleiteinheit angeordnet wird. Die Gleiteinheit vermeidet den direkten Kontakt zwischen der Pflanzenoberfläche und dem Übertragungsseil und ist so beschaffen, dass sich das Übertragungsseil auf ihr mit geringer Reibung bewegen lässt. Zudem ist eine Justiereinheit angeordnet, die die Länge des Übertragungsseils nach Bedarf einstellt und den Messsensor zurücksetzt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann die reversiblen Umfangsänderungen von Pflanzenorganen präzise an gleicher Position über längere Zeiträume (z. B. mehrere Jahre) kontinuierlich messen. Dies ist gewährleistet durch die Gleiteinheit, die die exakte Übertragung der Umfangsänderung auch bei einem großen Messobjekt ermöglicht. Mit Hilfe der Justiereinheit kann die Länge des Übertragungsseils verändert und der Messbereich der Messeinheit nachgestellt werden, ohne die Position der Messvorrichtung am Messgegenstand zu beeinflussen.

Die bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen im einzelnen:

1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform für die erfindungsgemäße Vorrichtung.

2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform für die Messeinheit.

1 zeigt in schematischer Weise eine mögliche Ausführungsform für die erfindungsgemäße Vorrichtung, die an einem Messgegenstand 6 befestigt ist. Die Vorrichtung besteht aus einer Messeinheit 1, mindestens einer Gleiteinheit 2, einer Justiereinheit 3, einer Übertragungseinheit 4 und einer Datenerfassungseinheit 5, die mit der Messeinheit 1 durch Kabel 12 oder ohne Kabel in Verbindung steht. Die Übertragungseinheit 4 wird durch die Gleiteinheit 2 geführt, verbindet die Messeinheit 1 mit der Justiereinheit 3. Sie umwickelt den Messgegenstand 6 und hat die Funktion, die positive bzw. negative Änderung des Umfangs des Messgegenstands 6 an die Messeinheit 1 zu übertragen. Sie ist vorzugsweise ein weiches und biegsames Metallband oder Metallseil mit einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Wie ein Fachmann oder eine Fachfrau erkennen wird, kann die Übertragungseinheit auch aus anderen Materialien bestehen und andere Gestaltungsformen annehmen.

Um den Druck auf den Messgegenstand 6 sowie den Reibungswiderstand zwischen der Übertragungseinheit 4 und der Oberfläche des Messgegenstands 6 zu mindern, wird die Übertragungseinheit 4 zumindest abschnittsweise durch mindestens eine Gleiteinheit 2 geführt. Die Gleiteinheit 2 hat vorzugsweise eine rohrförmige Gestalt. Ihre Länge und Krümmung kann nach Oberflächeneigenschaften des Messgegenstands 6 so gewählt werden, dass sie ohne Zwischenraum direkt auf der Oberfläche des Messgegenstands 6 anliegt und zugleich geringe Reibung für die Übertragungseinheit 4 bietet. Im Innenraum der Gleiteinheit 21 kann nach Bedarf Schmiermittel aufgetragen werden, damit sich die Übertragungseinheit 4 leicht bewegt. Der Außendurchmesser der Gleiteinheit 2 kann so gewählt werden, dass die Übertragungseinheit 4 das Messobjekt 6 durch Druck nicht verletzt. Die beiden Endpunkte der Übertragungseinheit 41, 42 werden direkt an der Messeinheit 1 bzw. an der Justiereinheit 3 straff befestigt, so dass jede Umfangsänderung des Messgegenstands 6 durch die Übertragungseinheit 4 in Form von mechanischer Bewegung direkt an die Messeinheit 1 weitergegeben wird.

Die Messeinheit 1 (2) besteht aus einem Sensor 11, der die mechanischen Bewegungen in elektrische Signale umwandelt und an die Datenerfassungseinheit 5 über ein Kabel 12 oder kabellos weitergibt. Der Sensor 11 ist vorzugsweise ein potentiometrischer oder Induktionsweggeber mit einem Übertragungsstab 15. Die Messeinheit ist mit einer Rückführungsfeder 13 versehen, damit die Übertragungseinheit 4 an dem Messgegenstand 6 straff gezogen wird und auf die Umfangsänderungen sensibel reagiert. Der Sensor 11 ist vorzugsweise in einem Gehäuse 14 untergebracht, um sich gegen Schmutz, Nässe, Licht etc. zu schützen. Das Gehäuse 14 und der Übertragungsstab 15 enthalten jeweils eine Bohrung 16 und 17, um den Anschluss der Messeinheit 1 an die Übertragungseinheit 4 zu ermöglichen. Die Datenerfassungeinheit 5 zeichnet das Signal von der Messeinheit 1 auf und stellt gegebenenfalls die Energieversorgung für die Messeinheit 1 sicher.

Zwischen die Übertragungseinheit 4 ist eine Justiereinheit 3 eingeschaltet. Sie dient dazu, den Messsensor 11 bei der Installation auf die richtige Position zu bringen und im Lauf der Messung die Länge der Übertragungseinheit 4 dem Messbereich des Messsensors 11 entsprechend nachzustellen, ohne dabei die Position der Messvorrichtung am Messgegenstand 6 vertikal zu verändern. Die Justiereinheit 3 ist vorzugsweise ein Spanner. Wie für einen Fachmann oder eine Fachfrau leicht ersichtlich ist, kann die Justiereinheit 3 auch andere Ausführungsformen annehmen wie z.B. ein Rad, auf dem die Übertragungseinheit 4 auf- bzw. abgerollt und damit ihre Länge variiert werden kann.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur Messung der Umfangsänderungen von Pflanzenorganen, bestehend aus einem Übertragungsseil, das um das Messobjekt gewickelt ist und die Umfangsänderung des Messobjekts an einen Sensor übertragt, ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Übertragungsseil und der Oberfläche des Messobjekts mindestens eine Gleiteinheit sowie an dem Übertragungsseil eine Justiereinheit angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gleiteinheit mindestens ein Loch aufweist und das Übertragungsseil durch das Loch geführt wird. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser, die Länge und die Krümmung der Gleiteinheit nach dem gewünschten Druck an der Oberfläche und nach der Gestalt der Oberfläche des Messgegenstands wählbar sind. Vorrichtung nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinheit die Länge der Übertragungseinheit verändern kann, ohne die Position der Messvorrichtung am Messgegenstand senkrecht zur Messrichtung zu verändern.






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