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Standardization in fibre-optic sensing for structural safety - activities in the ISHMII and IEC
(2015)
Fiber-optic sensors are increasingly established in the sensor market. Their advantages have unquestionably been verified by numerous demonstrations to enhance the operational performance of aged structures or to monitor the structural behavior of safety-relevant structures or their components. However, there are some barriers in use due to a lack of extensive standardization of fiber-optic sensors. This leads very often to restraints in the users community. The paper shows the status in international standardization of fiber-optic sensors as well as current activities in leading institutions such as IEC and ISHMII and others with the purpose of providing relevant standards for a broader use of selected fiber-optic sensor technologies.
The stress vs. strain curve of materials is affected the rate of imposed straining. Among the methods for dynamic testing the technique known as 'split Hopkinson pressure bar' (SHPB) has evolved into the most widely used one to exert high-speed straining. The theory behind it comprises simple equations to compute stress and strain. The reliability of the strain analysis can be assessed by digital image correlation (DIC). The present results indicate that the visually observed strain is smaller than predicted by theory.
Karriere in der Forschung
(2014)
The absolute detection of a gap distance of loose and ftxed extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI) sensors with conventional measurement Systems is not possible. Due to this EFPI-sensors were deemed to be unfit for distance determination in comparision with FBG sensors. With the conventional measurement method a continous measurement of the EFPIsensors was necessary. Otherwise data about the distance change was lost. Additional it is necessary to detect the tumaround points in the interference signal with 100%. This made it worse for the analysis and the use of the sensor. At BAM Federal Institute for Materials Research and Testing a measurement System called “EFPI-Scan” is developed which can measure the absolute gap distance of four connected EFPI-sensors synchronous. Every measurement channel is temperature independetn and long term stable. Test measurements showed a deviation of maximum ±1 gm per hour. Furthermore it is possible to measure with different measurement modes (abolute, relative and a combination of both). Special emphasis should be placed to the absolute measurement accuracy of ± 5 pm at a gap distance determination ftom 40 up to 4000 pm.
Sensing with optical fibres
(2014)
Starting from the first patent of a fibre optic sensor in 1967, fibre optic sensing has become a success story throughout the world. Today, fibre optic point sensors and continuous distributed fibre optics sensor systems allow the measurement of nearly all physical quantities and contribute to higher safety levels in many industrial sectors. Monitoring of pipelines, power cables, lightweight and civil engineering structures, and of ground movements are heading the hit list of applications. Standardization in this field is of paramount relevance and brings to light some of the challenges now faced by IEC SC (Subcommittee) 86C/WG (Working Group) 2: Fibre optic sensors.
Messtechnik und Sensorik
(2014)
Aufgabe der Messtechnik ist die experimentelle Bestimmung quantitativ erfassbarer Größen in Wissenschaft und Technik. Für die Ingenieurwissenschaften liefert die Mess- und Prüftechnik Unterlagen zur Optimierung der Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Bauteilen und technischen Systemen sowie zur Beurteilung der Eigenschaften, Funktion, Qualität und Zuverlässigkeit technischer Produkte.
In diesem Paper wird ein absolut messendes faseroptisches Messsystem zur Bestimmung des Gap-Abstandes von niedrig reflektierenden losen und festen extrinsischer Fabry-Pérot Interferometer (EFPI) vorgestellt. Die häufigste Methode zur Bestimmung von Dehnungen oder Bewegungen durch EFPI-Sensoren ist eine kontinuierliche relative Ermittlung einer Veränderung mit einer nachträglichen Auswertung. Unterbrechungen in der Datenerfassung oder Fehler bei der Interferenzstreifen-Auswertung führen zu einer nicht abschätzbaren Messunsicherheit. Damit war es bis dato nicht möglich, eine absolute Veränderung von eingesetzten EFPI-Sensoren zu bestimmen. Mit dem an der BAM entwickelten Verfahren, ist dies jetzt möglich, die absolute Veränderung zu bestimmen. Dieses System namens 'EFPI-Scan' wird in dem Papier dargestellt werden.
In this work an air-based sensor network for the localization of persons at extensive areas is presented. The developed network consists of a localization device which the person is wearing (BodyGuard-System), a mobile relay station in the air, and a base station. All three parts communicate with the same radio chip. The BodyGuard-System is an inertial navigation system which was developed for localization in difficult environments with high accuracy and low measurement uncertainty. To increase the range of the system, a multi-hop network was built up. The measured data of the BodyGuard-System and the mobile relay station is visualized on a PC in the base station. This multi-hop network is necessary for example for fire department missions.
Fibre Optic Sensing
(2013)
Embedded sensors
(2013)
This chapter introduces and describes the concept of structural health monitoring (SHM) to engineers and designers of technical structures, and to the owners/operators of such structures. It formulates general principles for integrating and implementing measurement and signal processing technologies in the context of SHM to diagnose the condition, performance and health of a technical structure. Information and recommended methods for designing instrumentation, data acquisition, data processing and data analysis for any SHM application are offered.
This chapter summarizes the state of the art and current developments of guidelines for structural health monitoring (SHM) and performance control. Technical guidelines and standards for condition monitoring and technical diagnostics of rotary machines and for non-destructive testing are not reviewed in this chapter.
Die ständige Überwachung von Konstruktionen während ihrer Lebenszeit ist eine bedeutsame Aufgabe, die Gegenstand vielzähliger Forschungsaktivitäten ist. Unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ist die Verlängerung der Nutzungsdauer bestehender Konstruktionen von unschätzbarem Wert, sowohl aus finanziellen Gründen als auch unter dem Gesichtspunkt der Erhaltung der gebauten Umwelt und des Denkmalschutzes.Bei allen Erfolgen der Projekte zur Bauwerkserhaltung ist die Frage, wie entstehende Schädigungen rechtzeitig erkannt werden können, auch wenn sie erst geringfügig sind, nicht befriedigend beantwortet worden. In diesem Beitrag wird eine neue Methode zur Detektierung von Strukturschädigungenvorgestellt. Diese beruht auf einer integrierten Auswertung von Messwerten verschiedener Sensoren nach der Methode der kleinsten Quadrate sowie der Interpretation der dabei auftretenden Langrange-Multiplikatoren.Diese Methode der Schädigungsanalyse wird anhand eines numerischen Beispiels aus einemVier-Punkt-Biegeversuchmit einem Verbundträgernäher erläutert.
Messtechnik und Sensorik
(2011)
Experimental Validation Technique for Strain Transfer Characterization of Fibre Optic Strain Sensors
(2011)
Langzeit-Monitoring an den Spannbetonbrücken des neuen Hauptbahnhofs Berlin (Lehrter Bahnhof)
(2008)
Spannbetonbrücken des neuen Hauptbahnhofs in Berlin, die etwa 170 m lang sind und auf 12 Stützen ruhen, werden für viele Jahre mit einem Monitorsystem überwacht. Gemessen werden langzeitig auftretende Setzungen und Hebungen an den Auflagerpunkten. Für die Messungen wird ein hydrostatisches und ein laseroptisches System für die vertikalen Verformungen eingesetzt, daneben Neigungsmesser und Dehnungsaufnehmer (elektrische und faseroptische) sowie Temperatur-Sensoren. Für die Auswertung wird eine neuartige Symbiose von experimenteller und mechanisch-numerischer Analyse angewendet.
Meßtechnik und Sensorik
(2007)
Ergebnisunsicherheit im Prüfwesen- Eine Einführung in Systematik und praktische Vorgehensweisen
(2005)
Ergebnisunsicherheit im Prüfwesen - eine Einführung in Systematik und praktische Vorgehensweisen
(2005)
VDE-VDI-Richtlinie 5570
(2003)
Rückführung im Prüfwesen
(2003)
VDI/VDE-Guideline 5570 - The First Comprehensive Standard on Characterization and Testing of POF
(2002)
Entwicklung von Verfahren zur Beurteilung der Bildqualität von Radioskopie-Systemen aus der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung nach einheitlichen, objektiven und quantitativen Kriterien, Betrachtung der physikalischen Grundlagen der Strahlungserzeugung, Strahlenreliefenstehung und -umwandlung sowie der damit verbundenen Einflussgrößen auf die Bildqualität. Herleitung und Definition von Bildqualitätsmerkmalen (radiographische Kriterien, Kenngrößen aus der Systemtheorie und allgemeine optische Abbildungseigenschaften), Beschreibung wichtiger Zusammenhänge zwischen einzelnen Bildqualitätsmerkmalen und bestimmten Geräteparametern.