Mobile ‘Plug & Play’ Sensorlösung für die Bauwerksüberwachung

Seismische Messgenauigkeit

„Wir haben den digitalen ASC DiSens EQ Beschleunigungssensor aufgrund einer Kundenanfrage aus Frankreich entwickelt,” erzählt Markus Nowack, Applikationsingenieur bei ASC Sensors. “Man wollte leistungsstarke Beschleunigungssensoren, die so empfindlich und präzise sind wie unsere analoge ASC EQ-Serie, mit einer wesentlichen Zusatzanforderung: Sie wurden für mobile, flexible ‘on the go‘-Checks benötigt an Brücken und anderen Kommunalbauwerken. Die Messungen sollten verlässliche, aktuelle Werte in Echtzeit liefern, ohne wertvolle Zeit für die Datenübertragung über komplexe Schnittstellen zu verlieren.“

Kapazitive Beschleunigungssensoren der ASC EQ-Serie zeichnen sich durch eine extrem hohe Auflösung weit über jener herkömmlicher Analogsensoren aus. Mit ihrer Fähigkeit, selbst kleinste Amplituden von einem Millionstel der Erdanziehungskraft zu registrieren, werden sie häufig in der seismologischen Überwachung sensibler Bauwerke eingesetzt; wie zum Beispiel Tunneln, Brücken, Staudämmen, Kraftwerken und anderen Gebäuden, für die kleinste tektonische Erschütterungen zu dramatischen Folgen führen könnten.

„Um diesen Kundenwunsch zu erfüllen, entschieden wir uns gegen komplexe Lösungen, die auf Kundenseite maßgeschneiderte Schnittstellen, teure Infrastruktur und aufwendige Prozesse erfordern“, erinnert sich Nowack. „Statt dessen wollten wir diese Spontanmessungen so einfach wie möglich für den Anwender gestalten. Dabei heraus kam der digitale ASC DiSens EQ mit USB-Schnittstelle.“

Hochwertige digitale Wandlung trotz einfacher USB-Schnittstelle

Der ASC DiSens EQ ist genauso präzise und feinfühlig in der Vibrationserfassung wie sein analoger Vorgänger. Darüber hinaus verfügt er über einen hochwertigen Analog-Digital-Konverter sowie einen digitalen Datenprozessor mit USB-Schnittstelle.

Für die Analog-Digital-Wandlung kommt ein Butterworth Anti-Aliasing-Filter 2. Ordnung mit Bandbreite 80 Hz (-3 dB) zum Einsatz. Damit wird eine Auflösung von bis zu 21,5 ‚effective number of bits‘ (ENOB) bei 500 Hz Standard-Abtastfrequenz erreicht – eine absolute Höchstleistung in der Welt digitaler Beschleunigungssensoren.

Die Sensoren des Typs ASC DiSens EQ-3211 basieren auf bewährter MEMS Technologie mit kapazitivem Funktionsprinzip. Zusätzlich zu ihrer niedrigen Auflösung von weniger als 1 µg erzielen sie einen sehr niedrigen Rauschlevel.
Eine digitale USB-Standardschnittstelle macht diesen Sensor wirklich bequem für jeden Anwender mit einem herkömmlichen Computer-Laptop. Sie erlaubt eine rasche ‘plug & play‘ Inbetriebnahme und direkte Steuerung der Sensoren inklusive der Einstellung aller Sensorparameter, externe Synchronisierung wie auch das sofortige Abrufen und Verarbeiten der gemessenen Daten. Die Spannungsversorgung mit 5 V-Gleichstrom erfolgt durch den USB-Port, sodass es keiner zusätzlichen Peripheriegeräte bedarf.

Wo Genauigkeit und Flexibilität zusammentreffen

“Die leistungsstarke digitale Wandlung kombiniert mit einfachster Datenübertragung über kleinste USB-Schnittstellen erlaubt es Ingenieur*Innen, spontan direkt vor Ort exakte Momentaufnahmen des Bauwerkzustands zu ermitteln und daraus auch gleich die gwünschten Vorausberechnungen zu generieren“, sagt Nowack. „Die ASC DiSens EQ-Serie ist besonders überall dort wertvoll, wo höchste Messgenauigkeit mit den Vorzügen mobiler, flexibler, bequemer Messung verbunden werden soll.“