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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, zur
Bestimmung der Feuchtigkeit eines Untergrundes, bei welcher der Untergrund das
Dielektrikum einer Meßanordnung bildet, und welche Vorrichtung eine
Auswerteelektronik zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstante des Untergrundes aufweist,
mit einem Speicher zur Speicherung von Kalibrationsdaten, mittels der eine jeweils
ermittelte Dielektrizitätskonstante in einen Feuchtigkeitswert umgewandelt wird.
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Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 478 851 B1 bekannt und
wird von der Patentanmelderin mit großem Erfolg vermarktet. Bei der bekannten
Vorrichtung bildet der Untergrund das Dielektrikum einer Meßleitung, in welche an einem
Ende mittels eines Signalgebers ein pulsförmiges Signal eingespeist wird. Das am
anderen Ende der Meßleitung reflektierte Signal wird an dem einen Ende von einem
Empfänger empfangen. Mittels einer Meßeinrichtung wird die Zeit, die zwischen dem
Beginn des Einspeisens des Signals und dem Eintreffen des reflektierten Signals
verstreicht, gemessen. Hierdurch läßt sich die Dielektrizitätskonstante des
Untergrundes sehr genau bestimmen. Da die Dielektrizitätskonstante des Untergrundes
von der Feuchtigkeit abhängt, läßt sich mittels der Kalibrationsdaten eine jeweils
ermittelte Dielektrizitätskonstante in einen entsprechenden Feuchtigkeitswert
umwandeln.
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Neben der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist jedoch auf dem Markt noch
eine Vielzahl anderer Vorrichtungen bekannt, mittels welcher ebenfalls über die
Messung der Dielektrizitätskonstante die Feuchtigkeit eines Untergrunds bestimmbar
ist. Wenngleich sich die Verfahren zur Messung der Dielektrizitätskonstanten auch
unterscheiden, so enthalten die bekannten Vorrichtungen jedoch alle einen Speicher,
in dem jeweiligen Untergründen zugeordnete Kalibrationsdaten gespeichert sind,
mittels welcher eine jeweils gemessene Dielektrizitätskonstante in einen
entsprechenden Feuchtigkeitswert umgewandelt wird.
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Zwar werden die bekannten Vorrichtungen in vielfältiger Weise eingesetzt, jedoch ist
es nicht bekannt, diese zur Bestimmung der Feuchtigkeit eines Zement oder
Kalziumsulfat aufweisenden Untergrundes, insbesondere zur Bestimmung der
Feuchtigkeit eines Zement- oder Kalziumsulfat-Estrichs zu verwenden. Dies dürfte an der bei
der Bestimmung der Feuchtigkeit eines Zement oder Kalziumsulfat aufweisenden
Untergrundes vorhandenen Problematik liegen.
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Die Bestimmung der Feuchtigkeit eines Estrichs ist von besonderer Bedeutung, da
die weitere Bearbeitung eines aus Estrich bestehenden Bodens von der Feuchtigkeit
des Estrichs abhängt. So darf die Feuchtigkeit des Estrichs insbesondere dann einen
bestimmten Wert nicht überschreiten, wenn der Estrich mit einem Bodenbelag
versehen werden soll. Erst wenn die Feuchtigkeit des Estrichs einen bestimmten Wert,
die sogenannte Verlegereife, erreicht hat, kann der Estrich mit einem Bodenbelag
versehen werden. Die Verlegerelfe ist jedoch bei einem Zement-Estrich anders als
bei einem Kalziumsulfat-Estrich. So kann die Verlegerelfe bei einem Zement-Estrich
beispielsweise bei einem Feuchtigkeitswert von 3 Prozent erreicht werden,
wohingegen sie bei einem Kalziumsulfat-Estrich erst bei einem Feuchtigkeitswert von 0,5
Prozent erreicht wird.
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Zur Bestimmung der Feuchtigkeit eines Estrichs sind verschiedene Verfahren
bekannt. Die genaueste bekannte Methode ist die sogenannte Gravimetrische
Methode. Bei ihr wird dem Estrich eine Probe entnommen, welche dann während einer
vorbestimmten Zeit getrocknet wird. Aufgrund der sich ergebenden
Gewichtsdifferenz läßt sich die Feuchte des Estrichs bestimmen.
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Die Anwendung der gravimetrischen Methode ist jedoch bei Zement-Estrich und
Kalziumsulfat-Estrich unterschiedlich. So wird Zement-Estrich beispielsweise bei einer
Temperatur von 105 Grad Celsius getrocknet, wohingegen Kalziumsulfat-Estrich bei
einer Temperatur von 40 Grad Celsius getrocknet wird. Für die Anwendung der
gravimetrischen Methode ist es daher erforderlich, die Art des Estrichs zu kennen.
Problematisch beziehungsweise nahezu nicht mehr durchführbar ist die gravimetrische
Methode dann, wenn der Estrich aus einem Gemisch von Zement-Estrich und
Kalziumsulfat-Estrich besteht. Des weiteren hat die gravimetrische Methode den Nachteil,
daß sie regelmäßig nur im Labor durchgeführt werden kann.
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Zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Estrich ist weiterhin die sogenannte
Kalziumkarbid-Methode bekannt. Bei ihr wird dem Estrich ebenfalls eine Probe entnommen,
welche dann in ein Behältnis gegeben wird, in dem sie mit Kalziumkarbid vermengt
wird. Aufgrund der entstehenden chemischen Reaktion steigt der Druck im Behältnis
an, wobei der Druckanstieg um so größer ist, je feuchter der Estrich ist. Somit läßt
sich aufgrund des Druckanstiegs die Feuchte des Estrichs bestimmen.
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Die bei der Kalziumkarbid-Methode gewonnenen Ergebnisse entsprechen in etwa
den mit der Gravimetrischen Methode gewonnenen Ergebnissen. Jedoch weisen die
Ergebnisse bei Zement-Estrich einen Offset in etwa von 1, 2 Prozent auf. Das heißt,
würde man bei einem Zement-Estrich mit der gravimetrischen Methode eine
Feuchtigkeit von 6 Prozent ermitteln, würde man bei Anwendung der Kalziumkarbid-
Methode einen Wert von 4,8 Prozent erhalten. Daraus ergibt sich, daß ein Zement-
Estrich, welcher bei einer mit der gravimetrischen Methode ermittelten Feuchtigkeit
von 3 Prozent die Verlegereife erreicht hat, die Verlegereife bei der Kalziumkarbid-
Methode bei 1,8 Prozent erreicht.
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Bei Feuchtigkeitswerten eines Kalziumsulfat-Estrichs ist dieser Offset nicht
vorhanden. Das heißt, die mittels der Kalziumkarbid-Methode gewonnenen
Feuchtigkeitswerte eines Kalziumsulfat-Estrichs entsprechen den Feuchtigkeitswerten, welche mit
der gravimetrischen Methode gewonnen worden sind. Somit hat ein Kalziumsulfat-
Estrich, der bei einer mittels der gravimetrischen Methode gewonnenen Feuchtigkeit
von 0,5 Prozent seine Verlegereife erreicht hat, ebenfalls bei einer mittels der
Kalziumkarbid-Methode ermittelten Feuchtigkeit von 0,5 Prozent seine Verlegerelfe
erreicht.
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Da die Feuchtigkeit bei der Verlegerelfe bei Zement-Estrich und Kalziumsulfat-
Estrich unterschiedlich hoch ist, ist es somit auch bei der Kalziumkarbid-Methode
von besonderer Bedeutung zu wissen, ob es sich um einen Zement-Estrich oder
einen Kalziumsulfat-Estrich handelt. Sofern es sich bei dem verwendeten Estrich um
ein Gemisch aus Zement-Estrich und Kalziumsulfat-Estrich handeln sollte, läßt sich
mittels der Kalziumkarbid-Methode die Verlegerelfe nahezu nicht mehr bestimmen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Vorrichtung derart
auszubilden, daß mit ihr die Feuchtigkeit eines Zement und/oder Kalziumsulfat aufweisenden
Untergrundes auf einfache Weise bestimmbar ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden
Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit eines
Untergrundes, bei welcher der Untergrund das Dielektrikum einer Meßanordnung
bildet, und welche Vorrichtung eine Auswerteelektronik zur Bestimmung der
Dielektrizitätskonstanten des Untergrundes aufweist, mit einem Speicher zur Speicherung
von Kalibrationsdaten, mittels der eine jeweils ermittelte Dielektrizitätskonstante in
einen Feuchtigkeitswert umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Bestimmung der Feuchtigkeit eines Zement aufweisenden Untergrundes dieselben
Kalibrationsdaten verwendet werden, wie zur Bestimmung der Feuchtigkeit des
Kalziumsulfat aufweisenden Untergrundes.
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Dadurch, daß zur Bestimmung der Feuchtigkeit eines Zement aufweisenden
Untergrundes dieselben Kalibrationsdaten verwendet werden, wie zur Bestimmung der
Feuchtigkeit eines Kalziumsulfat aufweisenden Untergrundes, ist es in vorteilhafter
Weise nicht mehr erforderlich, zwischen einem Zement aufweisenden Untergrund
und einen Kalziumsulfat aufweisenden Untergrund zu unterscheiden. Es hat sich
überraschend gezeigt, daß die Abhängigkeit und der Verlauf der
Dielektrizitätskonstante von der Feuchtigkeit bei einem Zement aufweisenden Untergrund in etwa
genauso groß ist, wie die Abhängigkeit und der Verlauf der Dielektrizitätskonstante bei
einem Kalziumsulfat aufweisenden Untergrund. Insbesondere hat sich
herausgestellt, daß der Wert der Dielektrizitätskonstante eines Zement aufweisenden
Untergrundes bei einer mit der gravimetrischen Methode ermittelten Feuchtigkeit von drei
Prozent in etwa genauso groß ist wie die Dielektrizitätskonstante eines Kalziumsulfat
aufweisenden Untergrundes bei einer mit der gravimetrischen Methode ermittelten
Feuchtigkeit von 0,5 Prozent.
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Somit lassen sich zur Bestimmung der Feuchtigkeit eines Zement aufweisenden
Untergrundes in vorteilhafter Weise dieselben Kalibrationsdaten verwenden, wie zur
Bestimmung der Feuchtigkeit eines Kalziumsulfat aufweisenden Untergrundes.
Aufgrund einer bestimmten gemessenen Dielektrizitätskonstante läßt sich
beispielsweise feststellen, daß, sofern es sich bei dem Untergrund um einen Zement-Estrich
handelt, dieser eine Feuchtigkeit von 3 Prozent aufweist, oder, sofern es sich bei
dem Untergrund um ein Kalziumsulfat-Estrich handelt, dieser eine Feuchtigkeit von
0,5 Prozent aufweist.
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Da die mittels der Messung der Dielektrizitätskonstante erhaltenen
Feuchtigkeitswerte nahezu denselben Verlauf haben, unabhängig davon, ob es sich bei dem
gemessenen Untergrund um einen Zement-Estrich oder einen Kalziumsulfat-Estrich
handelt, ist es daher zum einen nicht mehr erforderlich zu wissen, ob es sich bei dem
zu überprüfenden Untergrund um einen Zement-Estrich oder um einen
Kalziumsulfat-Estrich handelt. Zum anderen lassen sich mittels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung Untergründe überprüfen, welche Zement und Kalziumsulfat aufweisen.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei auch, daß über das Verhältnis der Bestandteile des
Gemischs nichts bekannt sein muß.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es zeigt
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Fig. 1 eine schematische Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
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Fig. 2 ein Diagramm, in dem der Feuchtigkeitsverlauf eines Zement-Estrichs
und eines Kalziumsulfat-Estrichs, ermittelt mit der gravimetrischen
Methode, gegenüber dem Feuchtigkeitsverlauf desselben Zement-Estrichs
und Kalziumsulfat-Estrichs, ermittelt mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, dargestellt ist.
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Wie Fig. 1 entnommen werden kann, wird auf einer am Ende offenen Meßleitung,
bestehend aus zwei parallelen Meßstäben 7a, 7b wird ein Spannungsanstieg mit
möglichst steiler Signalflanke durch eine Signalquelle K1 erzeugt, die mit
vernachlässigbarer Länge der Zuleitung an die Meßleitung angeschlossen ist. Der
Innenwiderstand der Signalquelle K1 entspricht dem Wellenwiderstand der offenen Leitung
7a, 7b, soweit dieser mit einfachen Mitteln für die Mitte des Meßbereichs nachbildbar
ist. Auf diese Weise entstehen an der Verbindung zwischen dem Ausgang der
Signalquelle K1 und der Meßleitung 7a, 7b bei geeignetem Meßbereich wenig störende
Reflexionen. Am offenen Ende der Meßleitung 7a, 7b tritt volle Reflexion auf. Das
Echo erreichte den Anfang der Leitung nach einer Zeit, die abhängig von den durch
die Feuchte des Dielektrikums beeinflußten physikalischen Daten der Leitung 7a, 7b
ist. Durch einen Schwellwertschalter K2, der die Spannung am elektrischen Anschluß
der Meßstäbe 7a, 7b mit vorgegebenen Werten vergleicht, wird ein Torsignal für
einen Zähler 5 erzeugt, der nur in der Zeit zwischen Beginn der Erregung und dem
Eintreffen des Echos Impulse eines freilaufenden Oszillators 3 zählt. Der Zähler 5 ist
seinerseits mit einer Auswerte- und Anzeigeeinrichtung 6 verbunden. Der Beginn der
Toröffnung kann vorteilhaft auch durch die Signalquelle K1 verzögert eingeleitet
werden, so daß eine Öffnung erste erfolgt, nachdem die Reflexion am Anschluß der
Meßstäbe vorüber ist.
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Durch Veränderung der Materialfeuchte ändert sich die Dielektrizitätskonstante und
damit der Kapazitätsbelag des Mediums, das die Stäbe der Meßleitung 7a, 7b
umgibt. Nachdem die geometrischen Daten der Meßleitung 7a, 7b konstant sind, folgt
daraus ein bekannter Zusammenhang zwischen Materialfeuchte und gemessener
Laufzeit des Echos. Dieser kann durch eine Gleichung oder eine Eichkurve gegeben
sein, welche als Kalibrationsdaten in einem Speicher 8 hinterlegt sind.
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Der Speicher 8 kann Daten für eine erste Kalibrierstufe aufweisen, welche
beispielsweise steife und dichte Estriche betreffen, und Daten für eine zweite Kalibrierstufe
aufweisen, welche beispielsweise plastische und geringer dichte Estriche betreffen.
Als Estrich kommt beispielsweise ein Zement-Estrich, ein Kalziumsulfat-Estrich oder
eine Estrich Mixtur in Frage. Des weiteren kann der Speicher 8 Daten für weitere
Kalibrierstufen enthalten, welche Estriche betreffen, welche mit den Kalibrierstufen eins
und zwei nicht vermessen werden können.
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Die Daten der in der Auswerte- und Anzeigeeinrichtung 6 ermittelten
Dielektrizitätskonstante werden an den Speicher 8 angelegt, der diese aufgrund der in ihm
enthaltenen Kalibrationsdaten in die Zementfeuchte, Anhydritfeuchte und volumetrische
Feuchte umwandelt und an die Auswerte- und Anzeigeeinrichtung 6 zurückgibt. Die
Auswerte- und Anzeigeeinrichtung 6 kann gleichzeitig die Zementfeuchte und die
Anhydritfeuchte ausgeben. Des weiteren kann gleichzeitig noch die volumetrische
Feuchte ausgegeben werden.
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Wie Fig. 2 entnommen werden kann, ist der im oberen Teil der Fig. 2 dargestellte
mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelte Feuchtigkeitsverlauf eines
Zement aufweisenden Estrichs (durchgehende Linie) und eines Kalziumsulfat
aufweisenden Estrichs (gestrichelte Linie) nahezu gleich. Der im unteren Teil von Fig. 2
dargestellte mittels der gravimetrischen Methode ermittelte Feuchtigkeitsverlauf des
Zement-Estrichs (durchgehende Linie) erreicht nach etwa fünfzig Tagen die
Verlegereife von 3 Prozent, wohingegen der Kalziumsulfat-Estrich (gestrichelte Linie) nach
fünfzig Tagen etwa die Verlegereife von 0,5 Prozent erreicht hat. Für die Ermittlung
der Feuchtigkeit ist es somit bei einer Messung mittels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nicht von Bedeutung, ob der Estrich ein Zement-Estrich oder ein
Kalziumsulfat-Estrich ist.