Bauwesen

Die täglichen, rauen Einsätze auf Baustellen verlangen Spezialfahrzeugen für Mischbeton einiges ab. Betriebsfestigkeitsprüfungen liefern Ingenieuren wichtige Daten, um bereits bei der Konstruktion der Fahrzeuge Fehler zu vermeiden.

An dieser Stelle kommt der kapazitive Beschleunigungssensor ASC 5511LN zum Einsatz: Die LN (Low-Noise)-Beschleunigungssensoren von ASC zeichnen sich durch ein hervorragendes Signal-Rausch-Verhältnis aus, verfügen über ein integriertes Kabel und haben die Schutzart IP67.

Mithilfe dieser Sensoren kann unter anderem die Lebensdauer der Fahrzeuge sowie die Stabilität von einzelnen Modulen ideal und präzise gemessen werden. Die Stabilität spielt bei Betonmischern eine besonders wichtige Rolle, denn die Gewichte nehmen direkten Einfluss auf die nutzbare Transportkapazität des Fahrzeugs.

Immer häufiger werden bereits in der Planungsphase, während der Umsetzung oder beim späteren Betrieb digitale Zwillinge von Gebäuden erstellt. Die Bauwerksdatenmodellierung (BIM, Building Information Modeling) ermöglicht die Erfassung des kompletten Lebenszyklus von Bauwerken. Die sehr großen Datenmengen bedingen kompaktere und intelligentere Sensorlösungen. Mit seinen smarten Sensoren bietet ASC die passende Antwort auf diese Herausforderungen

Sensoren von ASC überwachen Baumaschinen im laufenden Betrieb und melden selbst kleinste Normabweichungen frühzeitig. So ist eine vorausschauende Instandhaltung möglich, um ungeplante Ausfallzeiten zu vermeiden.

Kapazitive Beschleunigungssensoren der ASC OS-Serie  überprüfen z. B. die Funktionalität von Tiefenrüttlern, die für Baugrunduntersuchungen und -verdichtungen eingesetzt werden. Die Sensoren detektieren die Frequenz und Amplitude der Schwingungen, die beim Einbringen von Stahlwandprofilen entstehen. Abweichungen im Frequenzverhalten können ein Indiz für Schäden am Rammgerät sein.

Für das Condition Monitoring an Baufahrzeugen sind nicht nur präzise Sensorsignale erforderlich, die Sensoren müssen auch eine hohe Schockfestigkeit aufweisen und der Krafteinwirkung auf ihre Kabelverbindungen widerstehen.

Sicherheitsrelevante Komponenten von Bauwerken müssen kontinuierlich überwacht werden. Das ist insbesondere bei Kraftwerken oder Tunneln der Fall, deren Struktur durch tektonische Vorgänge beeinflusst wird. Die Detektion, z. B. von Erdbebenwellen, ermöglicht im Ernstfall eine sofortige Alarmierung der Behörden und die schnelle Einleitung von Schutzmaßnahmen für die Bevölkerung. Grundvoraussetzung dafür sind seismische Sensoren, die auch die kleinsten Schwingungsamplituden zuverlässig erfassen.

Die kapazitiven Beschleunigungssensoren der ASC EQ-Serie erfüllen die Kategorie Motion Class B und können bei der Messung eine Auflösung von kleiner 1 µg erreichen.

Eine Bohrlochvermessung während des eigentlichen Bohrvorgangs wird u. a. dann benötigt, wenn mehrere Bohrvorgänge zeitgleich verlaufen und Kollisionen vermieden werden sollen. Da beim Aufprall auf die Gesteinsschichten starke Vibrationen entstehen können, müssen die Messeinrichtungen sehr widerstandsfähig sein. Darüber hinaus dürfen die auftretenden Schocks die Messsignale nicht beeinflussen.

Die Sensoren der ASC QF-Serie eignen sich daher ideal für diesen Einsatz, da sie eine sehr hohe Schockfestigkeit von bis zu 1.500 g aufweisen aber auch ein sehr niedriges Rauschlevel mit einer Auflösung von kleiner 1 µg erzielen. Dadurch erfassen die kapazitiven Beschleunigungssensoren kleinste Abweichungen des Bohrkerns von der vorgegebenen Bohrrichtung, die z. B. durch Hindernisse im Untergrund verursacht werden.

Mobile Vermessungssysteme dienen zur Bestandserfassung und zum Monitoring von Infrastrukturobjekten sowie zur Erstellung/Aktualisierung von Kartenmaterial. Mobile Mapping nutzt dabei das Prinzip der Sensorfusion, da die bildgebenden Sensoren und Laserscanner durch inertiale Messsysteme positioniert und orientiert werden müssen, um die zentimeter- bzw. millimetergenaue 3D-Erfassung des Umfeldes zu gewährleisten.

Insbesondere die hohen Datenraten von Inertial Measurement Units ermöglichen in Kombination mit GNSS effektive mobile Mapping-Verfahren zu Land, auf der Schiene oder in der Luft. Die analoge ASC IMU 7 oder ASC IMU 8 sowie die digitalen IMUs HG4930 und HGuide i300 von Honeywell sind dafür die ideale Lösung.

Während die analogen IMUs maximale Freiheit bei der Datenverarbeitung bieten und sich die Anwender auf Basis eines Baukastenprinzips ihre IMU applikationsspezifisch konfigurieren können, eignen sich die digitalen Ausführungen aufgrund einer Vielzahl vorkonfektionierter Einstellungen für eine schnelle Inbetriebnahme mittels Honeywell Data Reader.

Die kontinuierliche Zustandsüberwachung von Bauwerken mittels Sensoren wird auch Structural Health Monitoring (SHM) genannt. Diese Messungen liefern aufschlussreiche Ergebnisse sowohl für Konstruktionsberechnungen als auch für dauerhafte Sicherheitsprüfungen an kritischen Gebäudeteilen. Höchste Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messdaten sind die Grundanforderungen an Sensoren in SHM-Systemen, speziell im Hinblick auf das Langzeitmonitoring bezüglich kalendarischer oder zyklischer Einflüsse sowie im Hinblick auf die Detektion von Überlasten oder Materialfehlern.

ASC bietet für das SHM kapazitive Beschleunigungssensoren mit geringem Rauschverhalten und niedrigen Messbereichen an. Die hermetisch dichten Sensoren der ASC OS-Serie werden z. B. oft eingesetzt, um Schwingungen an Bauwerken in rauen klimatischen Umgebungen zuverlässig aufzuzeichnen.

Speziell für die Schwingungsüberwachung an Brücken wurden die kapazitiven Beschleunigungssensoren der ASC CS-Serie entwickelt. Diese Sensoren werden u. a. zur Überwachung der längsten Seebrücke der Welt (Hong Kong-Zhuhai-Macau-Brücke) eingesetzt.

Die Brücke mit einer Länge von 55 km überspannt eine stark befahrene Wasserstraße, so dass Kollisionen mit Schiffen ein großes Risiko darstellen. Im Falle einer Beschädigung muss deshalb die strukturelle Integrität der Brücke sichergestellt werden. Die umfassende, dynamische Charakterisierung der Brückeneigenschaften wird durch das Stromausgangssignal von 4-20 mA ermöglicht, das eine verlustfreie Übertragung der Messwerte über weite Entfernungen garantiert.

Remote-gesteuerte oder autonome Drohnen (UAV, Unmanned Aerial Vehicle) werden eingesetzt, um schwer zugängliche Bauwerke wie Staudämme oder Brücken zu analysieren. Ziel ist es, die Nutzungsdauer zu erhöhen und Instandhaltungsmaßnahmen effektiver zu planen. UAVs erstellen qualitativ hochwertige Fotoaufnahmen, die zur Analyse und Identifikation von Bauwerksschäden genutzt werden.

Die Drehratensensoren ASC 271 (uniaxial) und ASC 273 (triaxial) werden dabei in dynamischen Gier- und Rollraten-Messungen sowie in Positions- und Bewegungsmessungen eingesetzt. Sie gewährleisten auch bei schwierigen Umweltbedingungen wie z. B. starken Windböen eine optimale Orientierung und Stabilisierung der unbemannten Fluggeräte.