DE10053907A1 - Vorrichtung zur Messung der Dickenänderung von Pflanzenorganen - Google Patents

Abstract

Die Pflanzenorgane ändern ihre Dicke je nach Wachstumssituation und Umweltbedingungen reversibel und in kurzem Zeitabstand. Diese reversiblen Änderungen messtechnisch genau zu erfassen, ist für viele ökologische Fragestellungen von Bedeutung. Die vorliegende Erfindung gibt eine Vorrichtung an, die die Umfangsänderungen von unterschiedlichen Pflanzenorganen präzise und flexibel messen kann. DOLLAR A Die Vorrichtung zur Messung der Dickenänderungen von Pflanzenorganen besteht aus einer Befestigungseinheit 30, einer Messeinheit 20 und einer Datenerfassungseinheit 5. Die Messeinheit 20 wird an einem Bügel 31 der Befestigungseinheit 30 befestigt und ihr Messsensor steht mit dem Messobjekt 1 direkt in Kontakt. Die Befestigungseinheit 30 kann zur Anpassung an unterschiedliche Messobjekte ohne großen Aufwand verändert werden.

Description

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

Pflanzenorgane ändern im Lauf der Zeit ihre Dimension infolge des Wachstums und der Variation der Umweltbedingungen reversibel. Die Dickenänderungen enthalten wichtige Information für viele biologische und ökologische Fragestellungen. Es ist deshalb von Bedeutung, sie kontinuierlich zu bestimmen. Solche Änderungen finden in der Regel in drei Dimensionen statt. In der ökologischen Überwachung ist es oft ausreichend, sie nur in einer Richtung (Dimension) zu bestimmen. Die eindimensionale Änderung wird hier als Dickenänderung bezeichnet.

Naturgemäß sind die Dickenänderungen der Pflanzenorgane vielfältig, sie finden an unterschiedlichen Stellen und mit unterschiedlicher Intensität statt, für deren genaue Bestimmung sind flexible Messtechniken erforderlich.

Aus US 4,549,355 ist ein Dendrometer für krautige Pflanzen mit weichen Stämmen bekannt. Der zu messende Pflanzenstamm wird in die Öffnung eines ringförmigen Metallbügels eingespannt. Die Durchmesseränderungen führen zu einer Deformation des Bügels, die durch eine oder mehrere aufgeklebte Dehnungsstreifen registriert wird.

Weiter ist aus US 4,290,311 ein so genanntes Dilatometer für die Messung der Druckänderungen in der Leitung bekannt. Zwei Bügel werden mit zwei Schrauben an der zu messenden Leitung befestigt. In der Mitte einer der Schrauben ist ein Dehnungsstreifen eingebaut. Die Druckänderungen führen zur Ausdehnung bzw. zur Schrumpfung der Leitung, die über den Bügel zum Dehnungsstreifen übertragen und von ihm registriert wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung aufzuzeigen, die die Dickenänderungen von Pflanzenorganen mit unterschiedlichen Dimensionen flexibel und präzise messen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Patentansprüche 1 bis 10 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist unterschiedliche Vorteile auf. Sie kann flexibel für die Messung unterschiedlicher Pflanzenorgane mit unterschiedlichen Dimensionen eingesetzt werden. Die Dickenänderungen werden direkt gemessen und die Umrechnung, die bei Dehnungsstreifen oft benötigt wird, entfällt. Die Vorrichtung kann einfach, sehr klein und daher billig gebaut werden.

Die bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform für die Messung von Durchmesseränderungen.

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform zur Messung von Durchmesseränderungen.

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform zur Messung von Radiusänderungen.

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform zur Messung der Dickenänderung von einem Blatt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung (Fig. 1) enthält eine Messeinheit 20, eine Datenerfassungseinheit 5 und eine Befestigungseinheit 30. Die Befestigungseinheit kann je nach den Eigenschaften des Messobjekts unterschiedliche Ausführungen haben.

Die Messeinheit 20 enthält einen Messsensor 21 (Fig. 1 und Fig. 2) eine Rückführungsfeder 22, eine Druckscheibe 41 und ein Gehäuse 24. Die Druckscheibe 41 ist direkt verbunden mit dem Übertragungsstab des Messsensors 25 und wird durch die Druckfeder 22 an die Stammoberfläche angedrückt. Eine Änderung des Durchmessers führt zu einer Verschiebung des Übertragungsstabs 25, welche der Messsensor 21 direkt wahrnimmt und in elektrische Signale umsetzt. Die Dickenänderung des Messgegenstandes wird dabei im Verhältnis 1 : 1 vom Sensor 21 wahrgenommen, eine weitere Umrechnung ist nicht notwendig.

Der Messsensor 21 ist vorzugsweise ein potentiometrischer oder ein Induktionsweggeber, der mechanische Bewegungen des Übertragungsstabs 25 in elektrische Signale umsetzt. Die Druckscheibe 41 kann flexibel in Gestaltung und Material variieren, um sich an die Oberfläche des Messgegenstands 1 anzupassen.

Die Messeinheit 20 ist mit oder ohne Kabel 26 mit der Datenerfassungseinheit 5 verbunden, die die elektrischen Signale von der Messeinheit 20 empfängt, auswertet und speichert.

Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Weise eine mögliche erfindungsgemäße Ausführungsform für die Messung von Durchmesseränderungen. Messeinheit 20 wird durch die Befestigungseinheit 30 mit Messgegenstand 1 direkt in Kontakt gebracht. Die Befestigungseinheit 30 besteht aus zwei Bügeln 31, 32 und zwei Gewindestangen 34, 35 sowie Schraubenmuttern 36. Die Bügel 31, 32, die Gewindestangen 34, 35 und die Schraubenmuttern 36 sind vorzugsweise aus Metall mit einer ausreichenden Stabilität und einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, so dass sie bei Temperaturschwankungen und bei mechanischer Beanspruchung ihre Form und Dimension nicht stark verändern. An dem Gegenbügel 32 ist eine Gegenscheibe 42 angebracht. Sie stellt Kontakt zwischen dem Bügel 32 und dem Messobjekt 1 her und markiert mit der Druckscheibe 41 die Linie des gemessenen Durchmessers. Den beiden Bügeln 31 und 32 sind mit mehreren Bohrungen 33 versehen. Je nach dem, durch welche der Bohrungen 33 die Gewindestangen 34, 35 geführt werden und wo sich die Schraubenmuttern 36 an den Gewindestangen 34, 35 befinden, kann die Größe der Befestigungseinheit so variiert werden, dass Messobjekte mit unterschiedlichen Dimensionen hineinpassen. Durch die Veränderung der Position der Schrauben 36 kann auch der Druck von den beiden Scheiben 41, 42 auf Messobjekt 1 sowie die Position des Übertragungsstabs 25 im Messsensor 21 eingestellt werden.

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.

Claims (10)

1. Messvorrichtung zur Messung der Dickenänderung von Pflanzenorganen, bestehend aus einer Messeinheit, einer Befestigungseinheit und einer Datenerfassungseinheit, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit an einem Bügel befestigt ist und dass der Sensor die Dickenänderungen im Verhältnis 1 : 1 erfährt.

2. Vorrichtung zur Messung der Dickenänderung von Pflanzenorganen nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit aus einem Sensor, einer Rückführungsfeder und einem Gehäuse besteht.

3. Vorrichtung zur Messung der Dickenänderungen von Pflanzenorganen nach Anspruch 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Wegsensor ist, der mechanische Bewegungen in elektrische Signale umsetzt.

4. Vorrichtung zur Messung der Dickenänderungen von Pflanzenorganen nach Anspruch 1 bis 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil des Sensors mit dem Messgegenstand direkt in Kontakt steht.

5. Vorrichtung zur Messung der Dickenänderungen von Pflanzenorganen nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit mit zwei Gewindestangen, Schrauben und einem Bügel oder wahlweise zwei gegenüberliegenden Bügeln am Messgegenstand befestigt wird.

6. Vorrichtung zur Messung der Dickenänderungen von Pflanzenorganen nach Anspruch 1 und 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bügel mit mehr als zwei Bohrungen versehen sind und dass die Verbindungsstellen zwischen Gewindestangen und Bügeln variabel sind.

7. Vorrichtung zur Messung der Dickenänderungen von Pflanzenorganen nach Anspruch 1 bis 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstelle der Messeinheit am Bügel variabel ist.

8. Vorrichtung zur Messung der Dickenänderungen von Pflanzenorganen nach Anspruch 1 bis 7 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstellen von der Messeinheit sowie vom zweiten Bügel zum Messgegenstand mit je einer Scheibe versehen sind, die den Oberflächeneigenschaften des Messgegenstands angepasst werden kann.

9. Vorrichtung zur Messung der Dickenänderungen von Pflanzenorganen nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Messeinheit zum Messgegenstand mit den 4 Schraubenmuttern auf den beiden Gewindestangen eingestellt werden kann.

10. Vorrichtung zur Messung der Dickenänderungen von Pflanzenorganen nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit mit oder ohne Kabel mit einer Datenerfassungseinheit in Verbindung steht, die die Messsignale der Messeinheit auswertet und speichert.