NL9500251A

NL9500251A - Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van natuursteen en andere vaste materialen.

Info

Publication number: NL9500251A
Application number: NL9500251A
Authority: NL
Inventors: Mathias Joseph Alexand Tonnaer
Original assignee: Geomath Int Bv
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1996-09-02
Also published as: WO1996024841A1; AU4846996A

Description

Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van natuur steen en andere vaste materialen

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van natuursteen en andere vaste materialen.

In 1994 bedroeg de wereldjaarproduktie van natuursteen ongeveer 33.500.000 ton. De meest gewonnen steensoorten zijn marmer (calcereus), graniet (silicieus), dolomiet en kwartsiet. Van deze hoeveelheid gaat ongeveer 42% verloren als uitval en afval wegens zaagverlies en breuk van de steen. Deze aanzienlijke verliezen verhogen de kostprijs van natuursteen aanzienlijk.

Afgezien van de verhoogde kostprijs brengt de aanwezigheid van natuurlijke scheuren en/of een hoge porositeit in natuursteen grote nadelen met zich mee. Natuursteen met niet zichtbare scheuren wordt net als kwalitatief goede natuursteen verscheept en over de gehele wereld getransporteerd. Blokken natuursteen met scheuren worden eerst gezaagd alvorens de scheuren worden ontdekt. Dit transport en zagen kost veel energie en is uiteindelijk voor niets. Het zagen van dergelijke kwalitatief slechte blokken levert zaagslib en stortpuin, hetgeen een extra belasting voor het milieu is.

Al deze nadelen zouden kunnen worden voorkomen, als er een destruc-tieloze werkwijze en inrichting bestond voor het detecteren van scheuren en/of de mate van porositeit in natuursteen. Derhalve is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een dergelijke werkwijze en inrichting te verschaffen. Tevens is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen waarmee de kwaliteit van een blok natuursteen op niet-destructieve wijze kan worden vastgesteld.

Daartoe voorziet de uitvinding in een werkwijze voor het vaststellen van de kwaliteit van een lichaam van vast materiaal, omvattend de volgende stappen: a. het genereren van ultrasoon geluid; b. het richten daarvan door het lichaam; c. het meten van de geluidssnelheid door het lichaam; d. het bepalen van een kwaliteitsindex op basis van de gemeten geluidssnelheid door vergelijking daarvan met een ideale geluidssnelheid of door een statistische analyse.

In een eerste uitvoeringsvorm heeft de werkwijze het kenmerk, dat stap d de volgende stap omvat: d1. het bepalen van de kwaliteitsindex via:

Kg = VLm/VL.100% met:

Kg = kwaliteitsindex VLm = gemeten geluidssnelheid VL = ideale geluidssnelheid waarbij VL van te voren is vastgesteld voor een ideaal monster van de betreffende vaste stof.

Na berekening van de kwaliteitsindex kan direct worden vastgesteld of het betreffende lichaam van vast materiaal van hoge of lage kwaliteit is. Onbekend is dan nog echter in hoeverre porositeit en scheurvorming afzonderlijk aan de kwaliteitsindex hebben bijgedragen. In een volgende uitvoeringsvorm kan de graad van scheurvorming echter worden bepaald. Deze werkwijze heeft het kenmerk, dat de graad van scheuring, Dfis, wordt vastgesteld in de volgende extra stappen: e. het berekenen van een kwaliteitsindex Kinp voor een lichaam zonder scheuren via:

Kinp = 100 - c.n met: c = constante waarvoor geldt: 1,4 < c < 1,6 n = porositeit

s = ideaal soortelijk gewicht van de betreffende vaste stof; p = gemeten soortelijk gewicht; f. het berekenen van de graad van scheuring Dfis via:

Dfis = Kinp - Kg

De kwaliteit kan echter ook met behulp van een alternatieve werkwijze worden bepaald, welke de bovengenoemde stappen a t/m d omvat, waarbij stap d de volgende stappen omvat: d1. het bepalen van de spreiding S van een reeks gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden; d2. het bepalen van de gemiddelde, genormeerde geluidssnelheidswaarde R50; d3. het bepalen van een kwaliteitsindex I via: I = S/R50.

Daarbij kan de spreiding S worden bepaald via het berekenen van R90/R10, waarin R90, resp. R10 overeenkomt met de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 90%, resp. 10% van de gemeten genormeerde geluids-snelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde R90, resp, R10.

Voorts kan daarbij de gemiddelde waarde R50 worden bepaald door middel van lineaire regressie over het gebied waarvoor geldt dat 40% van de metingen kleiner is en 40% groter is dan de metingen binnen dit gebied. Dit is het gebied betreffende de metingen die gevonden zijn in het gebied met als domein 20% van het aantal metingen met als midden de mediaan van de metingen.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft voorkeur betrekking op een blok natuursteen, dat bij voorkeur van te voren is gedroogd.

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van een lichaam van vast materiaal, omvattend een ultrasone zend- en ontvanginrichting voor het genereren en ontvangen van ultrasone trillingen, een meetinrichting voor het bepalen van de gemeten geluidssnelheid in het lichaam op vooraf bepaalde locaties, een rekeneenheid voor het bepalen van een kwaliteitsindex op basis van de gemeten geluidssnelheid door vergelijking daarvan met een ideale geluidssnelheid of door een statistische analyse.

De rekeneenheid in de inrichting volgens de uitvinding is bij voorkeur voorzien van middelen voor het bepalen van de kwaliteitsindex via:

Kg = VLm/VL.100% met:

Voorts is de rekeneenheid bij voorkeur voorzien van middelen voor het bepalen van de graad van scheuring, Dfis, in de volgende extra stappen: e. het berekenen van een kwaliteitsindex Kinp voor een lichaam zonder scheuren via:

Dfis = Kinp - Kg

In een alternatieve uitvoeringsvorm heeft de inrichting volgens de uitvinding echter het kenmerk, dat de rekeneenheid is voorzien van middelen voor het uitvoeren van stap d in de volgende stappen: d1 . het bepalen van de spreiding S van een reeks gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden; d2. het bepalen van de gemiddelde, genormeerde geluidssnelheidswaarde R50; d3. het bepalen van een kwaliteitsindex I via: I = S/R50.

Deze spreiding S kan bijvoorbeeld worden bepaald via het berekenen van R90/R10, waarin R90, resp. R10 overeenkomt met de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 90%, resp. 10% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde R90, resp, R10.

De gemiddelde waarde R50 kan bijvoorbeeld worden bepaald door middel van lineaire regressie over het gebied waarvoor geldt dat 40% van de metingen kleiner is en 40% groter is dan de metingen binnen dit gebied.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van enkele tekeningen, waarin

Figuur 1 een overzicht toont van een inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van lichamen van vast materiaal;

Figuur 2 een detail van een alternatieve inrichting volgens de uitvinding toont;

Figuur 3 een grafiek toont met behulp waarvan de kwaliteit van een lichaam van vast materiaal kan worden bepaald.

In figuur 1 verwijst het verwijzingscijfer 1 naar een meetinrich-ting, die is voorzien van een beeldscherm 2. Aan de voorzijde van de meetinrichting 1 bevinden zich diverse bedieningsknoppen 3. Uiteraard kunnen dergelijke bedieningsknoppen 3 ook zijn voorzien op een apart toetsenbord dat op geschikte wijze met de meetinrichting 1 is verbonden. De meetinrichting heeft een verbinding 4 met het elektriciteitsnet. In plaats daarvan, of in aanvulling daarop, kan de voeding van de meetin- richting echter ook worden verschaft door een aantal, bij voorkeur oplaadbare, batterijen, bijvoorbeeld 12 NiCd-batterijen.

Via een verbinding 5 is de meetinrichting 1 gekoppeld met een computer 9, die op zijn beurt kan zijn verbonden met een printer 10. In plaats van de printer, of in aanvulling daarop, kunnen ook andere weer-geefmiddelen zijn voorzien die aan de vakman bekend zijn. De computer 9 is ten minste voorzien van een centrale besturingseenheid 23 voor het uitvoeren van noodzakelijke berekeningen en van een geheugen 22.

Via een verbinding 6 is de meetinrichting 1 gekoppeld met een zender 11 en via een verbinding 7 met een ontvanger 12. Tijdens bedrijf zendt de zender 11 ultrasone trillingen door een blok natuursteen 15, of een ander te meten vast materiaal. Daartoe is de zender 11 voorzien van een zendkop 13, die tijdens bedrijf via een geschikte contactpasta (niet getoond) tegen de zijkant van het blok natuursteen 15 wordt gehouden. De ontvanger 12 is voorzien van een ontvangkop 14, die eveneens via een geschikte contactpasta tegen het blok natuursteen 15 wordt gehouden. Dergelijke contactpasta's zijn bekend op het gebied van ultrasone metingen.

Optioneel is de meetinrichting 1 via een verbinding 8 gekoppeld met een videorecorder 17 voor het vastleggen van gehele produktieprocessen.

Uiteraard zijn andere configuraties mogelijk. De computer 9 kan bijvoorbeeld binnen de meetinrichting 1 zijn opgenomen.

In de opstelling van figuur 1 zijn de zendkop 13 en de ontvangkop 14 tegenover elkaar aan weerszijden van het blok natuursteen 15 geplaatst. Als alternatief kunnen de zender 11 en de ontvanger 12 echter worden vervangen door een zendontvanger 20, die is voorzien van een zendontvangkop 21, zoals getoond in figuur 2. Een dergelijke zendont-vangkop 21 wekt tijdens bedrijf ultrasone trillingen op die zich voortplanten vanaf de wand waartegen de zendontvangkop wordt gehouden naar de daar tegenover gelegen wand van het blok natuursteen 15, waartegen de trillingen worden gereflecteerd om vervolgens weer door de zendontvangkop te worden opgevangen.

In figuren 1 en 2 is schematisch aan gegeven, dat het blok natuursteen 15 een scheur 16 bevat, die dient te worden gedetecteerd. Daartoe is kan in het geheugen 22 een databank zijn opgenomen. De databank omvat gegevens omtrent de voortplantingssnelheid van ultrasone trillingen in verschillende steensoorten, omtrent petrografie, mineralogie, vindplaatsen, fysieke eigenschappen, chemische eigenschappen, handelsnamen enz. De opslag van handelsnamen is bijvoorbeeld van belang, omdat dezelfde steensoorten door verschillende producenten meestal onder verschillende handelsnamen op de markt worden gebracht. Hoe deze databank kan worden gebruikt, wordt hieronder nader beschreven.

Het verwerkingsprogramma analyseert de door de ontvangkop 14 (of zendcntvangkop 21) ontvangen ultrasone trillingen en is bijvoorbeeld ingericht om een eenvoudige tweedimensionale grafische voorstelling te creëren van een doorsnede van het blok natuursteen 15, waarin duidelijk een of meer scheuren 16 worden getoond.

De werking van de inrichting is gebaseerd op het inzicht, dat de voortplantingssnelheid van ultrasone trillingen in steen veel groter is dan in lucht. Het verschil kan wel een factor 20 bedragen. Aangezien scheuren 16 zijn gevuld met lucht, beïnvloeden zij dus de totale voortplantingssnelheid van ultrasone trillingen tussen de zendkop 13 en de ontvangkop 14. Naarmate er meer scheuren zijn zal de voortplantingssnelheid kleiner zijn.

Niet alleen scheuren maar ook kleinere en grotere gaten in het blok natuursteen 15 zijn gevuld met lucht en beïnvloeden derhalve de voortplantingssnelheid. Derhalve is de voortplantingssnelheid ook een maat voor de porositeit van het blok natuursteen en dus van de kwaliteit daarvan.

Als na een meting van de gemiddelde voortplantingssnelheid van de ultrasone trillingen blijkt, dat deze ver onder een ideale waarde van de betreffende natuursteensoort ligt, kan direct worden geconcludeerd, dat het betreffende blok natuursteen veel scheuren en/of kleinere en grotere gaten bevat en dus van slechte of matige kwaliteit is.

Opgemerkt wordt dat in de praktijk elk blok natuursteen niet bestaat uit slechts één steensoort, maar is opgebouwd uit diverse steensoorten. Derhalve verschillen blokken natuursteen ook onderling, ook al worden zij onder één en dezelfde naam, bijvoorbeeld marmer, in de handel gebracht. Ieder van de individuele steensoorten heeft weer een eigen voortplantingssnelheid voor de ultrasone trillingen. Deze onderlinge verschillen zijn echter substantieel minder dan de verschillen tussen voortplantingssnelheden in steen en in lucht, zodat de precieze samenstelling van de steensoorten de meting slechts in geringe mate beïnvloed.

Het meten van de geluidssnelheid op verschillende plaatsen in een blok natuursteen wordt in overeenstemming met de onderhavige uitvinding gebruikt om de kwaliteit daarvan op niet-destructieve wijze vast te stellen. De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat analyse van op diverse plaatsen gemeten geluidssnelheden een maat oplevert voor de porositeit en/of scheurvorming in het blok natuursteen. Daarbij kunnen twee wegen worden bewandeld: ten eerste kunnen meetgegevens worden ver geleken net theoretische, in een laboratorium bepaalde ideale gegevens en ten tweede kunnen meetgegevens van een blok natuursteen aan een statistische analyse worden onderworpen, indien geen ideale gegevens van een bepaalde steensoort aanwezig zijn.

Bij beide werkwijzen kan gebruik worden gemaakt van bestaande ultrasone apparatuur, die geluidspulsen uitzendt op een vooraf bepaalde geluidsfrequentie en met vooraf bepaalde tussenpozen. De tussenpozen zijn bijvoorbeeld gelijk aan 10 seconden. De vooraf bepaalde geluidsfrequentie kan in het gebied tussen 50 kHz en 20 MHz liggen. Bij hogere geluidsfrequenties neemt de resolutie toe, maar de indringdiepte af en is de mate van verstrooiing groot. Bij lagere geluidsfrequenties is de indringdiepte groter en de verstrooiing kleiner, maar is de resolutie ook kleiner. Uit de praktijk is gebleken, dat een frequentie van 100 kHz meestal het meest geschikt is.

Eerste methode.

Bij het vergelijken van meetgegevens met ideale gegevens wordt als volgt te werk gegaan. In theorie is de geluidssnelheid afhankelijk van de elasticiteit van de mineraalbestanddelen en de dichtheid daarvan. Voor transversale metingen geldt:

(1) met:

Em = Elasticiteitsmodulus v = Poissonverhouding VS = schuifgolfsnelheid p = massadichtheid

Voor longitudinale metingen geldt:

(2) met: VL = longitudinale snelheid

Indien voor de betreffende steensoort Em, v en p bekend zijn, kan de longitudinale voortplantingssnelheid eenvoudig met (2) worden berekend. Dit is dan een maximale waarde voor de in de praktijk meetbare waarde, omdat in (2) geen rekening is gehouden met porositeit en scheuren in de steen. Overigens zou ook zonder porositeit en zonder scheuren nooit overal in één enkel blok steen dezelfde waarde worden gemeten, omdat, zoals gezegd, de samenstelling van een blok steen altijd enigs zins van plaats tot plaats verschilt. Derhalve geven de formules (1) en (2) alleen een indicatie van de ideale maximale waarde van de voortplantingssnelheden in een 'olok steen als de samenstelling daarvan ruwweg bekend is.

Voor het vaststellen van de kwaliteit van een blok natuursteen wordt een kwaliteitsindex Kg als volgt gedefinieerd:

Kg = (VLm/VL).100 % (3) VLm = D/t (4) met: VLm = gemeten longitudinale snelheid VL = ideale longitudinale snelheid D = afstand tussen de zendkop 13 en de ontvangkop 14 in de opstelling volgens figuur 1 of twee maal de dikte van het blok natuursteen 15 in de opstelling volgens figuur 2 t = tijd tussen verzenden en ontvangen van geluidspuls

De ideale longitudinale snelheid VL in formule (3) kan worden bepaald met formule (2), mits de betreffende steensoort van het blok natuursteen goed bekend is. In de praktijk bevat het geheugen van de inrichting een tabel, waarin voor bijvoorbeeld meer dan 5400 steensoorten, van vindplaatsen over de gehele wereld, de ideale longitudinale snelheid is opgeslagen, welke voor de berekening van de kwaliteitsindex Kg wordt gebruikt.

Het zal duidelijk zijn dat de gemeten longitudinale snelheid niet op iedere locatie van het blok natuursteen hetzelfde zal zijn. Derhalve wordt voor de waarde van VLm in formule (3) een gemiddelde waarde van diverse metingen op verschillende locaties genomen.

Indien het blok natuursteen perfect is, is de kwaliteitsindex gelijk aan 100%. In de praktijk liggen de waarden lager door de aanwezigheid van scheuren en poriën. Zo krijgt een blok natuursteen met een theoretische geluidssnelheid VL = 6500 m/s en een gemeten geluidssnelheid VLm = 6200 m/s een kwaliteitsindex Kg toegekend gelijk aan:

Kg = (6200/6500).100% = 95,38%

Deze waarde kwantificeert alle discontinuïteiten, dat wil zeggen scheuren en gaatjes, in het blok natuursteen.

Hoe lager de kwaliteitsindex Kg hoe slechter de kwaliteit van het gemeten blok natuursteen. Afhankelijk van de toepassing kan zelfs beslo ten worden het betreffende gemeten blok natuursteen in het geheel niet te kopen of te verschepen. De kwaliteitsindex Kg kan een rol spelen bij de prijsstelling van het blok natuursteen. Eei» blok van matige kwaliteit kan nog best bruikbaar zijn voor toepassingen, waarin geen grote krachten op uit het blok te zagen platen zullen worden uitgeoefend, bijvoorbeeld grafstenen.

Het is binnen deze eerste werkwijze ook mogelijk de bijdrage van de porositeit en van de scheurvorming aan de verslechtering van de kwaliteit ieder afzonderlijk vast te stellen. Experimenteel is namelijk vastgesteld, dat voor een steen, die geen scheuren maar wel poriën heeft, de volgende formule voor de kwaliteitsindex geldt:

(5) met:

Kinp = kwaliteitsindex na porositeit (d.w.z. zonder scheuren) c = constante, waarvoor geldt: 1,4 < c < 1,6 n = porositeit

De porositeit n wordt gedefinieerd als het gemeten soortelijke gewicht als percentage van het ideale soortelijke gewicht. In formulevorm:

(6) met: p = gemeten soortelijk gewicht s = ideaal soortelijk gewicht

De afzonderlijke bijdrage van de scheurvorming wordt weergegeven met Dfis, de graad van scheuring, waarvoor kan worden geschreven:

(7)

Hierbij wordt nog opgemerkt, dat de metingen dienen te worden uitgevoerd op droog gesteente. De aanwezigheid van water in de scheuren en/of poriën zou de gemeten geluidssnelheid, alsmede het gemeten soortelijk gewicht op onbekende wijze beïnvloeden, als de hoeveelheid aanwezig water onbekend is. Derhalve moeten te meten blokken natuursteen eerst op een voorafbepaalde wijze, bijvoorbeeld in de oven, worden gedroogd. Tweede methode.

De tweede methode om de kwaliteit van een blok natuursteen vast te stellen maakt gebruik van statistische analyses en is geschikt, als geen ideale gegevens met betrekking tot de geluidssnelheid en/of het soortelijk gewicht beschikbaar zijn. Deze methode werkt als volgt.

Door een blok natuursteen op diverse plaatsen te meten kan men aan de hand van de spreiding van de gevonden meetgegevens een uitspraak doen over de kwaliteit van het blok. Daarbij kan men bijvoorbeeld als volgt te werk gaan. Een handzame indicatie voor de kwaliteit kan worden gegeven door een tweetal kentallen, een kental voor de spreiding van de meetgegevens (S) en een kental voor de indexwaarde (I).

Voor het bepalen van de spreiding S worden de meetgegevens eerst gesorteerd. Vervolgens wordt een waarde R10 bepaald, die overeenkomt met de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 10% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde. Daarnaast wordt een waarde R90 bepaald, die gelijk is aan de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 90% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde. De spreiding S kan dan worden geschat via: S = R90/R10 (8)

Daarnaast wordt een waarde R50 bepaald, die overeenkomt met de gemiddelde waarde van de genormeerde geluidssnelheid op het meettraject tussen R10 en R90. R50 is dus niet noodzakelijkerwijs gelijk aan de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 50% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde. R50 wordt bij voorkeur niet met behulp van een differentiaal bepaald, omdat deze in het meetgebied tussen R10 en R90 een grote coëfficiënt zou hebben. R50 wordt bij voorkeur bepaald met behulp van lineaire regressie over het gebied waarvoor geldt dat 40% van de metingen kleiner is en 40% groter is dan de metingen binnen dit gebied. Dit is het gebied betreffende de metingen die gevonden zijn in het gebied met als domein 20% van het aantal metingen met als midden de mediaan van de metingen. Een dergelijke rekenwijze is bekend en wordt hier niet nader toegelicht.

De indexwaarde I kan dan als volgt worden gedefinieerd: I = S/R50 (9)

Omdat de waarden van R10, R50, R90 met genormeerde snelheidswaarden zijn bepaald, is I ook een genormeerde, dimensieloze grootheid. Men kan ter beoordeling van de kwaliteit een grove indeling maken afhankelijk van de waarde van I, bijvoorbeeld als volgt: goed: I < 1,25 matig: 1,25 & I & 2,00 slecht: I > 2,00

Een voorbeeld van een in de praktijk uitgevoerde meting is in de bijgevoegde tabel opgenomen, waarvan de meetresultaten in grafische vorm in figuur 3 zijn weergegeven. Ter toelichting op de tabel het volgende: in kolom 1 van de tabel staat de afstand tussen de zendkop 13 en de ontvangkop 14 (of de door de geluidstrillingen afgelegde afstand in het blok natuursteen 15 in de opstelling volgens figuur 2). In kolom 2 van de tabel staat de voortplantingstijd van de uitgezonden geluidspuls. Kolom 3 toont de gemeten geluidssnelheid, welke volgt uit deling van de waarde in kolom 1 door de waarde in kolom 2. Kolom 4 toont dezelfde waarden als kolom 3 maar dan gesorteerd op volgorde van grootte. Kolom 5 toont de gesorteerde meetgegevens nog een keer, maar dan genormeerd: de daarin getoonde waarden zijn afgeleid uit die van kolom 4 na deling door een waarde Vmax, welke een middeling is van een vooraf bepaald aantal van de hoogste meetwaarden. In de tabel is Vmax afgeleid uit de hoogste 11 meetwaarden en geldt: Vmax = 5961. Kolom 6 tenslotte toont de cumulatieve frequentie van optreden van de gemeten snelheidswaarden, waarvoor geldt, dat bij een cumulatieve frequentie f f% van de snelheidswaarden onder de waarde f ligt.

Uit de tabel kan worden afgeleid, dat R10 = 0,3293, R50 = 0,8628 en R90 = 0,9027. Derhalve geldt voor dit voorbeeld: S = R90/R10 = 2,7412 en I = S/R50 = 3,1771. In termen van de hierboven gegeven indeling van I geldt dus voor het blok natuursteen van de tabel, dat deze van slechte kwaliteit is.

Het spreekt vanzelf, dat de hierboven gegeven berekening van de spreiding S van de gemeten geluidssnelheden slechts een voorbeeld betreft. De spreiding S kan ook op andere (bekende) manieren worden berekend of geschat. Hetzelfde geldt voor de gemiddelde waarde R50 van de gemeten geluidssnelheden.

Zoals in de beschrijvingsinleiding is opgemerkt zijn de hierboven beschreven inrichting en werkwijze niet alleen geschikt voor het vaststellen van de kwaliteit van natuursteen: ook bij andere vaste materialen kunnen zij worden gebruikt.

Claims

1. Werkwijze voor het vaststellen van de kwaliteit van een lichaam (15) van vast materiaal, omvattend de volgende stappen: a. het genereren van ultrasoon geluid; b. het richten daarvan door het lichaam (15); c. het meten van de geluidssnelheid door het lichaam (15); d. het bepalen van een kwaliteitsindex (Kg; I) op basis van de gemeten geluidssnelheid door vergelijking daarvan met een ideale geluidssnelheid of door een statistische analyse.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat stap d de volgende stap omvat: d1.het bepalen van de kwaliteitsindex (Kg) via: Kg = VLra/VL.100% met: Kg = kwaliteitsindex VLm = gemeten geluidssnelheid VL - ideale geluidssnelheid waarbij VL van te voren is vastgesteld voor een ideaal monster van de betreffende vaste stof.

3. Werkwijze volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat voorts de graad van scheuring, Dfis, wordt vastgesteld in de volgende extra stappen: e. het berekenen van een kwaliteitsindex Kinp voor een lichaam zonder scheuren via: Kinp = 100 - c.n met: c = constante waarvoor geldt: 1,4 < c < 1,6 n = porositeit =

.100% met: s = ideaal soortelijk gewicht van de betreffende vaste stof; p * gemeten soortelijk gewicht; f. het berekenen van de graad van scheuring Dfis via: Dfis = Kinp - Kg

4. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat stap d de volgende stappen omvat: d1 . het bepalen van de spreiding S van een reeks gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden; d2. het bepalen van de gemiddelde, genormeerde geluidssnelheidswaarde R50; d3. het bepalen van een kwaliteitsindex I via: I = S/R50.

5. Werkwijze volgens conclusie 4 met het kenmerk, dat de spreiding S wordt bepaald via het berekenen van R90/R10, waarin R90, resp. R10 overeenkomt met de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 90%, resp. 10% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde R90, resp, R10.

6. Werkwijze volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat de gemiddelde waarde R50 wordt bepaald door middel van lineaire regressie over het gebied waarvoor geldt dat 40% van de metingen kleiner is en 40% groter is dan de metingen binnen dit gebied.

7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat het lichaam vast materiaal een blok (15) natuursteen is.

8. Werkwijze volgens conclusie 7 met het kenmerk, dat het blok (15) natuursteen van te voren is gedroogd.

9. Inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van een lichaam (15) van vast materiaal, omvattend een ultrasone zend- en ontvanginrich-ting (11, 12; 20) voor het genereren en ontvangen van ultrasone trillingen, een meetinrichting (1) voor het bepalen van de gemeten geluidssnelheid (VLm) in het lichaam (15) op vooraf bepaalde locaties, een rekeneenheid (9) voor het bepalen van een kwaliteitsindex (Kg; I) op basis van de gemeten geluidssnelheid door vergelijking daarvan met een ideale geluidssnelheid of door een statistische analyse.

10. Inrichting volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de rekeneenheid (9) is voorzien van middelen (22, 23) voor het bepalen van de kwaliteitsindex (Kg) via: Kg = VLm/VL.100% met: Kg = kwaliteitsindex VLm = gemeten geluidssnelheid VL = ideale geluidssnelheid waarbij VL van te voren is vastgesteld voor een ideaal monster van de betreffende vaste stof.

11. Inrichting volgens 10 met het kenmerk, dat de rekeneenheid (9) voorts is voorzien van middelen (22, 23) voor het bepalen van de graad van scheuring, Dfis, in de volgende extra stappen: e. het berekenen van een kwaliteitsindex Kinp voor een lichaam zonder scheuren via: Kinp = 100 - c.n met: c = constante waarvoor geldt: 1,4 < c < 1,6 n = porositeit = 9 ~P .100% met: s s = ideaal soortelijk gewicht van de betreffende vaste stof; p = gemeten soortelijk gewicht; f. het berekenen van de graad van scheuring Dfis via: Dfis = Kinp - Kg

12. Inrichting volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de rekeneenheid (9) is voorzien van middelen (22, 23) voor het uitvoeren van stap d in de volgende stappen: d1 . het bepalen van de spreiding S van een reeks gemeten genormeerde ge1uidssne1heidswaarden; d2. het bepalen van de gemiddelde, genormeerde geluidssnelheidswaarde R50; d3. het bepalen van een kwaliteitsindex I via: I = S/R50.

13. Inrichting volgens conclusie 12 met het kenmerk, dat de spreiding S wordt bepaald via het berekenen van R90/R10, waarin R90, resp. R10 overeenkomt met de genormeerde snelheid waarvoor geldt, dat 90%, resp. 10% van de gemeten genormeerde geluidssnelheidswaarden kleiner is dan de betreffende waarde R90, reap, R10.

14. Werkwijze volgens conclusie 13 met het kenmerk, dat de gemiddelde waarde R50 wordt bepaald door middel van lineaire regressie over het gebied waarvoor geldt dat 40% van de metingen kleiner is en 40% groter is dan de metingen binnen dit gebied.