Neues System sagt Brückenschäden vorher
Präzisionsmesssystem von Stuttgarter Wissenschaftlern erfasst selbst kleinste Bewegungen
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Gebäudesimulator zum Test des Messsystems (Bild: Flavio Guerra/uni-stuttgart.de) |
Stuttgart (pte020/17.03.2020/11:30) Forscher der Universität Stuttgart http://www.uni-stuttgart.de haben ein kostengünstiges System zur Früherkennung von Schäden an Brücken und Gebäuden entwickelt. "Unser neuer Ansatz, Verformungen zu erkennen, kann zur kontinuierlichen Überwachung genutzt werden", sagt Experte Flavio Guerra. Das neue System registriere jede Verformung, etwa durch schwere Lastwagen. So lasse sich frühzeitig eine Überlastung der Bauwerke feststellen.
Auswertung durch Hologramm
Die neue Messmethode basiert auf einer Kamera, die zehn Meter entfernt von dem Gebäude angebracht wird, das überwacht werden soll. Am Bauwerk selbst sind kleine Lichtquellen installiert. Gemessen wird deren Relativbewegung zueinander. Daraus entsteht, computerbasiert, ein Hologramm, um zahlreiche Kopien der Lichtquellen herzustellen. Diese werden gemittelt, also ein Durchschnitt errechnet. Das reduziert Messfehler, die beispielsweise durch Schallwellen auftreten können. Die Ungenauigkeit lässt sich so auf den hundertsten Teil eines Pixels reduzieren.
Man könne Gebäude auch mithilfe von Lichtwellenleitern überwachen, sagen die Forscher. Doch diese müssten während des Baus installiert werden. Für die maroden Autobahnbrücken in Deutschland ist hier der Zug abgefahren. Mit der neuen Methode wäre eine Überwachung jedoch möglich. Die neue Überwachungsmethode benötige zudem lediglich kostengünstige Hardware. Die Kontrolle von Vorgängen mittels mehrerer Messpunkte ist eine etablierte Technik. "Doch wir haben sie erstmals genutzt, um große Objekte im Außenbereich unter wechselnden Umweltbedingungen zu überwachen", verdeutlicht Guerra.
Tests an realen Gebäuden folgen
Bei den heute gebräuchlichen kamerabasierten Überwachungssystemen wird das Objekt beleuchtet und dann fotografiert. Die Stuttgarter Forscher gehen den umgekehrten Weg. Sie bringen Leuchtpunkte an den Gebäuden und Brücken an. Das ermögliche genauere Messungen. Sie testeten ihre Methode an einem neun Meter hohen Stahlrahmen, der künstlich bewegt wurde. Als nächstes soll das System an einem realen Gebäude erprobt werden. Gleichzeitig arbeiten die Experten daran, die Software zur Auswertung der Lichtbewegungen redundant zu gestalten, sodass die Messungen auch bei einem Teilausfall weitergehen.
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