Feuchtemessung im Bauwesen mit der amplitudenempfindlichen Modulationsthermografie: Fid-Bau Portal

Feuchtemessung im Bauwesen mit der amplitudenempfindlichen Modulationsthermografie

Büscher, K.A. / Wild, W. / Wiggenhauser, H.

Insbesondere im Altbaubestand sind zahlreiche Bauschäden direkt oder indirekt auf Feuchteeinwirkung zurückzuführen. Zur Bestimmung von Schadensursache und Schadensausmaß wäre ein Diagnosemeßsystem ideal, das zerstörungsfrei, berührungslos, hoch feuchteselektiv und möglichst großflächig Feuchtigkeit detektiert. Mit der infrarotreflektographischen Methode wird das Absorptionsverhalten von gelöstem Wasser in Baustoffen ausgenutzt. Auf dem Reflektogramm ist der Kontrast zwischen feuchten und trockenen Regionen deutlich erkennbar. Zur Quantifizierung von Feuchtigkeit im Mauerwerk können aber nur eingeschränkte Aussagen getroffen werden, da Emissionsgradunterschiede der Oberfläche, inhomogene Ausleuchtung durch die aufprojizierte Strahlung oder auch Fremdstrahlung das Ergebnis negativ beeinflussen können. Bei der hier vorgestellten amplitudenempfindlichen Modulationsthermografie wird das Absorptionsverhalten von Wasser im Wellenlängenbereich von 1,94 Mikrometer und einer Referenzwellenlänge von 1,0 Mikrometer ausgenutzt. Mit einer definierten infraroten Anregung in diesem Wellenlängenbereich, die mit einer modulierten Strahlung auf die Oberfläche des Prüfobjekts projiziert wird, werden die Einflüsse aus Störstrahlungen unterbunden. Der prinzipielle Meßaufbau mit den Komponenten Strahler, Chopper, Linsensystem, Interferenzfilter, Detektor, Lock-in-Verstärker und Rechnereinheit wird dargestellt. Für eine bessere Reproduzier- und Vergleichbarkeit werden aus den Amplitudenbildern Oberflächenfeuchteindexbilder generiert, mit denen die Einflüsse von unterschiedlichen Oberflächenstrukturen und verschiedenen Emissionsgraden minimiert werden. Mit zuvor im Labor aufgenommenen Kalibrierungskurven lassen sich somit großflächige quantitative Feuchtemessungen durchführen. Erprobungen an historischen Gebäuden bestätigten die Praxistauglichkeit. Die Meßunsicherheiten liegen im Bereich der Toleranzen der Darr-Wäge-Methode, die international als Kalibrierungsverfahren zur Feuchtemessung eingesetzt wird.