Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Vortrag (61)
- Beitrag zu einem Tagungsband (51)
- Zeitschriftenartikel (49)
- Beitrag zu einem Sammelband (23)
- Posterpräsentation (15)
- Buchkapitel (3)
- Handbuch (3)
- Sonstiges (3)
- Dissertation (2)
- Forschungsbericht (2)
Sprache
- Englisch (150)
- Deutsch (62)
- Mehrsprachig (1)
Schlagworte
- Monitoring (213) (entfernen)
Organisationseinheit der BAM
- 8 Zerstörungsfreie Prüfung (63)
- 8.2 Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen (53)
- 7 Bauwerkssicherheit (25)
- 7.2 Ingenieurbau (11)
- 8.1 Sensorik, mess- und prüftechnische Verfahren (9)
- 7.6 Korrosion und Korrosionsschutz (8)
- 8.6 Faseroptische Sensorik (8)
- 1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien (4)
- 7.4 Baustofftechnologie (4)
- 1.2 Biophotonik (3)
Eingeladener Vortrag
- nein (61)
Die immer komplexere Konstruktionsweise von Neubauten einerseits und die alternde Infrastruktur andererseits erfordern in manchen Fällen eine dauerhafte Überwachung, um besondere Einwirkungen und gegebenenfalls Schädigungen rechtzeitig und genau zu erkennen. Hierfür ist eine Vielzahl von Methoden und Sensoren verfügbar. Das Portfolio weist aber insbesondere bei der Detektion langsamer, räumlich begrenzter Veränderungen Lücken auf. Hierfür sind bisher sehr aufwändige Untersuchungen oder Installationen notwendig.
In der vorliegenden Arbeit werden Sensoren und zugehörige Auswertemethoden für die Ultraschalltransmission vorgestellt, die sich für die zerstörungsfreie, dauerhafte Überwachung von Beton eignen. Direkt oder nachträglich in Betonkonstruktionen eingebaut, ermöglichen sie eine nicht nur lokale, sondern größere Raumbereiche umfassende Dauerüberwachung von Änderungen der Materialeigenschaften.
Das Prinzip der Ultraschalltransmission und die verschiedenen Einflussparameter werden vorgestellt. Zu letzteren gehören neben der Belastung und Schädigung auch Umweltparameter wie Temperatur und Feuchte. Verschiedene Methoden zur Datenanalyse, wie z. B. die Codawelleninterferometrie, ermöglichen eine Detektion kleinster Veränderungen. Die in den Beton einzubettenden Ultraschallsensoren werden vorgestellt und ihr Einbau und Betrieb beschrieben. Als Beispiele für Anwendungen werden Frost-Tauwechsel-Experimente im Labor, die Detektion von lokalen Lasten im Technikumsmaßstab und der Einsatz an realen Brücken diskutiert. Die Sensoren sind zum Teil bereits seit mehreren Jahren in Probeobjekte eingebettet und liefern zuverlässig wertvolle Daten.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Monitoring of concrete constructions by embedded ultrasonic sensors:
Challenging new constructions and the ageing infrastructure are increasing the demand for permanent monitoring of loads and damages. Various methods and sensors are used for this purpose. But the technologies available today have difficulties in detecting slowly progressing locally confined damages. Extensive investigations or instrumentations are required so far for this purpose.
In this study we present new sensors and data processing methods for ultrasonic transmission, which can be used for non-destructive permanent monitoring of concrete. They can be mounted during construction or thereafter. Larger volumes can be monitored by a limited number of sensors for changes of material properties.
The principles of ultrasonic transmission and influencing factors are presented. This latter include load, damages as well as environmental parameters as temperature or moisture. Various methods for data processing, e. g. coda wave interferometry are introduced. They allow the detection of very small changes in the medium. The embedded sensors are shown including mounting and operation. Application examples so far include small scale laboratory freeze-thaw experiments, localizing loads in larger concrete models and monitoring load effects on real structures. Some sensors are operating already for several years.
The research project "Ultrasonic Net for Concrete Monitoring (UNeCOM)" aims at developing a methodology for an embedded ultrasonic network for the condition assessment of infrastructure constructions. Civil engineering structures made of concrete, which are located in tectonically active regions or undergo special loading conditions, may require continuous monitoring. It is important to assess the condition of the building and its stability to recognise and classify the effect of a seismic event or evolving damage at early stages before failure occurs. Embedded ultrasonic sensors offer the possibility to detect changes in the material and degradation mechanisms from inside the structure in areas which are difficult or impossible to inspect otherwise. In contrast to conventional ultrasonic testing methods, where the concrete surfaces are scanned with ultrasound probes, this new approach uses sensors, which are embedded into concrete, eliminating the effect of variable coupling conditions between sensors and concrete. This method allows an integral detection of changes in the concrete structure, for example due to seismic activities, to detect mechanical impacts, as well as degradation of the material due to overloading. Such methods have great relevance especially for the monitoring of constructions like power plants, bridges, offshore structures and other structures with high technical safety requirements. The sensor network can be controlled remotely through the internet which is also being used for data transfer. The embedded sensor network is designed to monitor structural damage and concrete degradation globally with high sensitivity.
Inputs of plastic impurities into the environment via the application of fertilizers are regulated in Germany and the EU by means of ordinances. Robust and fast analytical methods are the basis of legal regulations. Currently, only macro- and large microplastic contents (>1 mm) are measured. Microplastics (1–1,000 µm), are not yet monitored. Thermal analytical methods are suitable for this purpose, which can determine the mass content and can also be operated fully automatically in routine mode. Thermal extraction desorption-gas chromatography/mass spectrometry (TED-GC/MS) allows the identification of polymers and the determination of mass contents in solid samples from natural environments. In accordance with the German or European Commission (EC) Fertiliser Ordinance, composting plants should be monitored for microplastic particles with this method in the future. In this context a compost plant was sampled. At the end of the rotting process, the compost was sieved and separated in a coarse (>1 mm) and a fine fraction (<1 mm). The fine fraction was processed using density separation comparing NaCl and NaI as possible salt alternative and screened for microplastic masses by TED-GC/MS with additional validation and quality assurance experiments. With TED-GC/MS total microplastics mass contents of 1.1–3.0 μg/mg in finished compost could be detected with polyethylene mainly. What differs much to the total mass of plastics in the coarse fraction with up to 60 μg/mg, which were visually searched, identified via ATR-FTIR and gravimetrically weighted.
This article presents a unique method of installing a special type of embedded ultrasonic transducers inside a 36-m-long section of an old bridge in Germany. A small-scale load test was carried out by a 16 ton truck to study the temperature and load influence on the bridge, as well as the performance of the embedded transducers. Ultrasonic coda wave interferometry technique, which has high sensitivity in detecting subtle changes in a heterogeneous medium, was used for the data evaluation and interpretation. The separation of two main influence factors (load effect and temperature variation) is studied, and future applications of wave velocity variation rate Φ for structural health condition estimation are discussed. As a preliminary research stage, the installation method and the performance of the ultrasonic transducer are recognized. Load- and temperature-induced weak wave velocity variations are successfully detected with a high resolution of 10−4%. The feasibility of the whole system for long-term structural health monitoring is considered, and further research is planned.
In many industrial sectors, Structural Health Monitoring (SHM) is considered as an addition to Non-Destructive Testing (NDT) that can reduce maintenance effort during lifetime of a technical facility, structural component or vehicle. A large number of SHM methods is based on ultrasonic waves, whose properties change depending on structural health. However, the wide application of SHM systems is limited due to the lack of suitable methods to assess their reliability. The evaluation of the system performance usually refers to the determination of the Probability of Detection (POD) of a test procedure. Up to now, only few limited methods exist to evaluate the POD of SHM systems, which prevent them from being standardised and widely accepted in industry. The biggest hurdle concerning the POD calculation is the large amount of samples needed. A POD analysis requires data from numerous identical structures with integrated SHM systems. Each structure is then damaged at different locations and with various degrees of severity. All of this is connected to high costs. Therefore, one possible way to tackle this problem is to perform computer-aided investigations. In this work, the POD assessment procedure established in NDT according to the Berens model is adapted to guided wave-based SHM systems. The approach implemented here is based on solely computer-aided investigations. After efficient modelling of wave propagation phenomena across an automotive component made of a carbon fibre-reinforced composite, the POD curves are extracted. Finally, the novel concept of a POD map is introduced to look into the effect of damage position on system reliability.
Deutschland und Polen haben ein gemeinsames Kulturerbe zu bewahren. Dies gilt auch für die niederschlesische Region mit ihren bedeutenden, aber gleichzeitig durch Umweltschadstoffe gefährdeten Kunstdenkmälern. Durch den Einbau von Außenschutzverglasungen wurden farbige Glasmalereifenster in der katholischen Pfarrkirche Niedersteine (Scinawka), der katholischen Kirche zu den Schutzengeln in Waldenburg (Walbrzych) und der Friedenskirche in Jauer (Jawor) modellhaft und nachhaltig vor der Einwirkung von Umwelteinflüssen geschützt. Die Restaurierung dieser Glasmalereifenster erfolgte in enger Abstimmung zwischen der Restaurierungswerkstatt und mit den am Projekt beteiligten Gutachtern und den zuständigen Denkmalbehörden. Die begleitende naturwissenschaftliche Untersuchungen betrafen die Auswahl unbedenklicher und langzeitbeständiger Restaurierungsmaterialien als auch die Auswahl und Überprüfung von geeigneten Schutzsystemen zur langfristigen Vermeidung von Korrosionsschäden insbesondere an den empfindlichen Glasmalereien.
Deutschland und Polen haben ein gemeinsames Kulturerbe zu bewahren. Dies gilt auch für die niederschlesische Region mit ihren bedeutenden, aber gleichzeitig durch Umweltschadstoffe gefährdeten Kunstdenkmälern. Durch den Einbau von Außenschutzverglasungen wurden farbige Glasmalereifenster in der katholischen Pfarrkirche Niedersteine (Scinawka), der katholischen Kirche zu den Schutzengeln in Waldenburg (Walbrzych) und der Friedenskirche in Jauer (Jawor) modellhaft und nachhaltig vor der Einwirkung von Umwelteinflüssen geschützt. Die Restaurierung dieser Glasmalereifenster erfolgte in enger Abstimmung zwischen der Restaurierungswerkstatt und mit den am Projekt beteiligten Gutachtern und den zuständigen Denkmalbehörden. Die begleitende naturwissenschaftliche Untersuchungen betrafen die Auswahl unbedenklicher und langzeitbeständiger Restaurierungsmaterialien als auch die Auswahl und Überprüfung von geeigneten Schutzsystemen zur langfristigen Vermeidung von Korrosionsschäden insbesondere an den empfindlichen Glasmalereien.