Geotechnische Überwachung und Bauwerksüberwachung

Die Vereinigten Staaten haben eine Menge Infrastruktur, und ein Großteil dieser Infrastruktur ist veraltet. Dazu gehören Brücken, Tunnel, Eisenbahnen, Gebäude und viele andere Strukturen. Mit dem Alter der Strukturen altern auch die Materialien, aus denen sie gebaut sind. Sie sind tagtäglich extremen Witterungseinflüssen (starker Wind, Regen, Schnee usw.) und Temperaturen (sowohl heiß als auch kalt) ausgesetzt, tagein, tagaus, Jahr für Jahr, Jahrzehnt für Jahrzehnt. Wenn die Materialien altern, können sie sich dehnen und Risse bekommen, wodurch sie ihre strukturelle Integrität verlieren, was zum Einsturz der Struktur führen kann. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, die strukturelle Gesundheit zu überwachen.

Neigungssensoren für die Strukturüberwachung

Viele Brücken sind beispielsweise mit Lagern ausgestattet. Diese Lager ermöglichen es, die Brücke zu verschieben, ohne dass die primäre Betonstruktur Risse bekommt. Wenn die Lager kleben, kann dies zu Rissen im Beton führen, was zum Einsturz der Brücke führen kann. Unsere Sensoren, insbesondere der Sensor 0703-0711-99 mit einem Messbereich von ±3° und einer Wiederholgenauigkeit von ±0,001°, wurden von der Firma Resensys, die sich mit der Überwachung von Bauwerken beschäftigt, eingesetzt, um festsitzende Lager zu erkennen. Um mehr zu erfahren, klicken Sie hier, um diese Fallstudie zu lesen.

Unsere elektrolytischen Neigungssensoren sind ideal für die geotechnische Überwachung und die Überwachung des Zustands von Bauwerken, da sie im Gegensatz zu MEMS-basierten Sensoren und anderen Neigungssensoren und Neigungsmessern extrem wiederholgenau und temperaturbeständig sind. Dies macht sie ideal für raue Außenumgebungen und den kontinuierlichen, ganzjährigen Einsatz. Darüber hinaus sind unsere elektrolytischen Neigungssensoren extrem stromsparend, was sie für batteriebetriebene Anwendungen sehr geeignet macht. Die in der obigen Fallstudie erwähnten Resensys-Geräte sind batteriebetrieben und laufen kontinuierlich bis zu 10 Jahre lang.

Betrachten wir noch einmal den Neigungssensor 0703-0711-99 mit einem Messbereich von ±3° und einer Wiederholgenauigkeit von ±0,001°, so hat dieser Neigungssensor eine typische Impedanz von 50 kΩ, so dass wir mit dem Ohm'schen Gesetz (V = IR, oder Spannung = Strom mal Widerstand) und der Gleichung für die elektrische Leistung (P = VI, oder Leistung = Spannung mal Strom) einige einfache Berechnungen anstellen können, um die Leistungsaufnahme zu bestimmen. Für dieses Beispiel nehmen wir an, dass die Versorgungsspannung von einem 3,3-V-DC-Mikrocontroller stammt:

Zusätzlich zur alten Infrastruktur enthält neue Infrastruktur Sensoren, und der Bau neuer Infrastruktur erfordert, dass die umliegenden Strukturen während des Neubaus überwacht werden, um sicherzustellen, dass sie nicht beeinträchtigt werden. Nehmen wir als Beispiel an, dass sich unter einem neuen Gebäude ein Eisenbahntunnel befindet. Sensoren würden wahrscheinlich sowohl an den Schienen selbst als auch an den Wänden des Tunnels angebracht werden. Diese werden oft als horizontale In-Place-Neigungsmesser oder Balkensensoren/Inklinometer bezeichnet, die miteinander verbunden sind und Messungen entlang der gesamten Länge einer Struktur liefern.

Es gibt eine Vielzahl anderer Möglichkeiten, wie unsere Sensoren für geotechnische Überwachungs- und Structural-Health-Monitoring-Anwendungen eingesetzt werden können, u. a. für die Erdbebenüberwachung und die Überwachung von Erdrutschen. Für die Erdbebenüberwachung bieten unsere glaselektrolytischen Neigungssensoren eine unvergleichliche Genauigkeit mit einer Wiederholbarkeit von bis zu ±0,0003° oder ±1 Bogensekunde (siehe unten, um die Umrechnung zu verstehen) für den Neigungssensor 0737-1203-99.

Im Bereich der geotechnischen Überwachung und des Structural Health Monitoring werden Messungen oft in Bogensekunden angegeben. Die Umrechnung von Grad in Bogensekunden ist einfach, wobei 1° = 3600 Bogensekunden. Für den Sensor 0737-1203-99 mit einer Wiederholgenauigkeit von ±0,0003° können wir also die folgende Umrechnung vornehmen: