PiCUS Schalltomograph

Der PiCUS : Schalltomograph wird bei Baumkontrollen (eingehenden Untersuchungen) im Rahmen von Verkehrssicherheitsprüfungen an Bäumen angewendet, um die Restwandstärke des intakten Holzes an Stämmen mit Höhlungen oder Baumpilzen zu messen. Besonders häufig sind schalltomographische Messungen im Bereich des Stammfußes von Bäumen, aber auch an Astungswunden und Astgabeln liefern die PiCUS Schalltomogramme wertvolle Hinweise für die Bewertung der Bruchsicherheit bei der Baumdiagnose.


Das Messprinzip

Der PiCUS Schalltomograph analysiert den Zustand des Holzes eines Baumes mit Hilfe von Schallsignalen. Das Instrument misst hochpräzise die Laufzeit von Schallwellen im Holz, die durch leichtes Klopfen mit einem elektronischen Hammer erzeugt werden.

Befindet sich zwischen Klopfpunkt und Sensor (Empfänger) ein Defekt, so müssen die Schallwellen einen längeren Weg nehmen, was sich durch eine längere Schalllaufzeit messen läßt. 

Unter Einbeziehung der Geometrieinformationen der Messebene werden Schallgeschwindigkeiten berechnet, die in einem Schalltomogramm dargestellt werden. Die Schallgeschwindigkeit korreliert mit der Holzqualität und ist daher ein Maß für die Bruchsicherheit des Holzes. Das PiCUS Schalltomogramm zeigt die Restwandstärke des tragfähigen Holzes. Aus der Restwandstärke kann mittels der Berechnungen der Webseite www.treecalc.com der Grundsicherheitswert des Stammes berechnet werden.

Mehr Messpunkte als Sensoren

Die Größe und die Form des Baumes bestimmt die Anzahl der Messpunkte die notwendig ist, um die Restwandstärke möglichst genau zu bestimmen. Die PiCUS Technik unterscheidet zwischen Messpunkten (einfachen Nägeln) und Sensoren. Es können beliebig viele Messpunkte, also Nägel, gesetzt werden. Folglich kann es vorkommen, dass zunächst nicht alle Messpunkte einen Sensor haben. Während des Klopfens wird trotzdem auf  alle (!) Messpunkte geklopft, unabhängig davon, ob der Messpunkt einen Sensor trägt oder nicht.  

Das Bild zeigt eine mögliche Sensorverteilung bei der Messung eines Baumes mit 24 Messpunkten bei 12 PiCUS Sensoren. 

Technische Details

Der PiCUS Schalltomograph 3 kann mit 6 oder 12 Sensoren, die in je einer Sensorkette montiert sind, betrieben werden. Das Gerät wird in einem robusten Messkoffer geliefert, der alles enthält, was für eine Schallmessung nötig ist: Maßband, Nägel, Messpunktnummern... Sogar der PiCUS Calliper Version 3 ist (optional) in den Messkoffer integriert. Dadurch ist der PiCUS 3 der kompakteste Schalltomograph, den wir je entworfen haben.

Stammdurchmesser des Baumes für PiCUS Schalltomographie: etwa 30/40 cm bis > 500 cm
Anzahl der Messpunkte am Baum: 9 bis 50
Anzahl der Sensoren: 6 / 12
Genauigkeit der Schalllaufzeitmessung: 1 µsec

Anwendung

Eine PiCUS Schallmessung besteht im Wesentlichen aus folgenden Schritten. Ein Lehrvideo finden Sie hier.

1. Festlegung der Positionen der Messpunkte

Die Messpunkte, einfache Dachpappennägel, werden um den Umfang des Baumes in der sorgfältig gewählten Messebene entsprechend den visuellen Beobachtungen gesetzt. Es sollten mindestens 9 Messpunkte gesetzt werden. Nach oben ist die Anzahl nicht begrenzt, aber der minimale Messpunktabstand sollte 12-15 cm nicht unterschreiten. Jeder Messpunkt erhält eine Nummer. 

2. Geometrie des Baumes in der Messebene ermitteln

Für die Geometrieerfassung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die genauste und schnellste Methode ist das Triangulationsverfahren mit Hilfe des PiCUS : Callipers. Innerhalb weniger Minuten können selbst komplizierte Querschnitte vermessen werden.


3. Schallmessung durchführen

Durch leichtes Klopfen mit dem elektronischen Hammer an jedem Messpunkt werden Schallsignale erzeugt, deren Laufzeit durch den PiCUS Schalltomographen gemessen wird.


4. Berechnung des Tomogramms

Die Software generiert 2D Tomogramme, die die Festigkeit des Holzes zeigen. Mittels des Mauszeigers kann im Tomogramm bestimmt werden, wie groß die Restwandstärke an jedem Punkt ist.


5. 3D Darstellung von Messungen

Die Tomographieebenen eines Baumes können durch die Expertsoftware zu einer 3D Grafik des Baumes verrechnet werden, die den vertikalen Verlauf des Schadens plastisch darstellt.


Lesen Sie das Handbuch und weitere Informationen

Das Handbuch des PiCUS Schalltomographen finden Sie hier. Lesen Sie bitte auch dieses pdf, um mehr über die Anwendung und die Kombination von Schalltomographie (SoT) und elektischer Widerstandstomographie (ERT - TreeTronic) zu erfahren.

Kurze englische Übersicht über eine Schallmessung mit dem PiCUS Schalltomograph Version 3 und dem PiCUS Calliper 1 (English, 3:26 Minuten).

Ausführliche englische Videoanleitung zum Durchführen einer Schallmessung mit dem PiCUS 3 (English, 15 Minuten)

Ausführliche deutsche Anleitung zur Bedienung von PiCUS 3, PiCUS Calliper 3 und PC Software Q74. Verwenden vieler Messpunkte, Einmessen der Geometrie, Überlagerung Baumfoto mit Tomogramm. (Deutsch 21:29 Minuten)

Das Video zeigt, wie Tomogramme in Fotos des Baumes eingefügt werden können.