Wissenschaftlicher Gerätebau

IMPETUS 12: Meßcomputer für die geoelektrische Computertomographie

IMPETUS (lat. Antrieb, Schwungkraft) ist bei Big-M die Abkürzung für "IMPEdanz-Tomographisches Untersu- chungs-System", eine mikroprozessorgesteuerte Kombination aus Meßcomputer, Kabelbaum und Elektroden. Mit einer hocheffektiven geoelektrischen Meßtechnologie wird der komplexe elektrische Widerstand von Böden, Mauerwerk usw. in fünf Wirkungstiefen gemessen, wobei für jeden Meßpunkt auf dem Profil jeweils nur eine Elektrode weiter gesteckt werden muß.



i12

1994 - IMPETUS 12: Prototyp, ab 1995 - IMPETUS 12-F mit Funkfernsteuerung.

Es handelt sich um die Weiterentwicklung der VRP-Methode (Vertical Resistivity Profiling) die 1966 am Instítut für Geophysikalische Erkundung und Geologie der Universität Leipzig, zunächst zur Untersuchung archäologischer Ausgrabungsflächen entwickelt wurde (Peschel,G.  A new favourable combination of resistivity  sounding and profiling in archaeological surveying. Prospezioni archeologiche, 1967, 2, 23-28, Rom). Messungen mit den Elektrodenanordnungen nach WENNER und SCHLUMBERGER sind ebenfalls möglich.




 

Schema der tomographischen Meßtechnologie

 

 

 Wegen der fokussierenden Wirkung dieser Elektrodenanordnung und der bereits während der Messung erfolgen- den Symmetrisierung entstehen Datensätze zur bildhaften Darstellung, die ohne zeitaufwendige Nachbearbeitung mit Transformations- Software eine hohe Ähnlichkeit zur wahren Widerstandsverteilung im Untergrund aufweisen.

Widerstandstomogramm durch einen Flußdeich (Grün: Abdichtender Klei; Braun: Durchlässiger Sand)

 

 Mit einer Zusatzeinrichtung und spezieller Software (REVERSAT, IMPWAM) kann die dreidimensionale Verteilung des Durchfeuchtungsgrades von Mauerwerk bzw. Gebäudeteilen ermittelt werden.


INSEL: Gerätesysteme für ingenieurseismisches Langzeitmonitoring
 

INSEL 24 wurde speziell für die Messung und Registrierung von Erschütterungen entwickelt, die durch Straßenverkehr, Eisenbahnen, Baumaschinen, Sprengungen, technische Anlagen usw. verursacht werden und auf Gebäude einwirken. Die multiplex ausgewerteten 24 Meßkanäle ermöglichen die gleichzeitige Erfassung der Schwinggeschwindigkeit an 8 Meßstellen in drei Raumrichtungen. Die Aufzeichnung der Daten auf Festplatte gewährleistet eine ununterbrochene Kontrolle von Erschütterungsimmissionen über mehrere Stunden.

 

INSEL 24 im Feldeinsatz

M

Meßtechnischer Nachweis der Verminderung der dynamischen Belastung eines Glockenstuhls durch eine 4 t schwere Glocke nach Ersatz des alten Motorantriebs (oben) durch einen symmetrischen, elektromagnetischen Linearantrieb (unten).


 





INSEL 3S:

Autonomes Schwingungsmeßgerät mit Datenlogger zur kontinuierlichen Überwachung baubedingter Erschütterungen an einer Meßstelle in drei Raumrichtungen (X,Y,Z). Aufzeichnung der 30-Sekundentaktmaxima der Schwingge- schwindigkeit bis zu einer Woche zur nachträglichen Beweisführung, daß durch die betreffenden Bauarbeiten zu keinem Zeitpunkt die Anhaltswerte der DIN 4150-3 überschritten wurden und deshalb keine schädigenden Einwirkungen auf benachbarte Gebäude stattfinden konnten. Optional mit einer optischen und akustischen Signalanlage, die bei Überschreitung des voreingestellten Anhaltswertes Alarm auslöst.

Diese Geräte sind zur Selbstkontrolle des Baubetriebes bei Ramm- und Verdichtungsarbeiten geeignet.


INSEL 8:

Autonomes Schwingungsmeßgerät mit Datenlogger zur gleichzeitigen, kontinuierlichen  Überwachung baubedingter Erschütterungen an vier Meßstellen (zweimal triaxional und zweimal vertikal). Die jeweils über einen Zeitraum von 12 Stunden erfaßten Sekundentaktmaxima der Schwinggeschwindigkeit und der bewerteten Schwingstärke werden anschließend per Email an das Überwachungsbüro übertragen. Bei einer Überschreitung des Anhaltswertes nach DIN 4150-3 wird sofort eine SMS an den verantwortlichen Bauleiter gesendet.


Optische und elektronische  Meßeinrichtungen für die Langzeitüberwachung von Rissen.

Optischer Rißmonitor CMG-a13

 



Der optische Rißmonitor CMG-a13 besteht aus zwei wetterfesten Folien, die mit speziellem Klebeband an den gegenüberliegenden Rißflanken angebracht werden und auf denen sich zwei, um 45° verdrehte Fadenkreuze befinden. Bei Lageveränderungen der an den Riß angrenzenden Bauteile verschieben sich die Fadenkreuze, so daß die vertikale und die horizontale Bewegungskomponente sowie die Veränderung der Rißweite ermittelt werden können.

Die, zu verschiedenen Zeitpunkten mit einer digitalen Mikroskopkamera aufgenommenen Bilder können, nach Kalibrierung am Computer mit einer Genauigkeit von ca. 0.05 mm ausgemessen werden. Die Auswertung ermöglicht entweder den Nachweis der Stabilität des untersuchten Gebäudeteils oder die Ermittlung der Geschwindigkeit und Richtung von Relativbewe-gungen.



Elektronischer Rißmonitor RM-11

 

 


Der elektronische Rißmonitor ERM-11 besteht aus einem Rißweitegeber, einer Meßeinheit mit Verbindungskabel und einem Datenlogger. Die temperaturkompensierten Geber wurden so präpariert, daß sie mit Hilfe der elektronischen Meßeinheit sowohl Vergrößerungen als auch Verkleinerungen der Rißweite von 2 mm mit einer Genauigkeit von 0.2 % in entsprechende Gleich- spannungsänderungen umwandeln. Die Speicherkapazität der Datenlogger von 16000 Meßwerten ermöglicht autonome Rißweitemessungen bis zu 3 Monaten mit einem Datenerfassungsintervall von 10 Minuten. Bei gleichzeitigem Klimamonitoring können reversible und remanente Rißweite- änderungen getrennt ermittelt und bewertet werden.

Nachweis der periodischen, theromelastischen Dynamik eines mittelalterlichen Ziegelmauerwerks durch synchrones Klima- und Rißweitemonitoring über einen Zeitraum von 3.5 Jahren.