A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Anwendung von Lasertechniken zur berührungslosen Anregung und Erfassung von Schallwellen
Das traditionelle Ultraschall-Transmissionsverfahren zur Bestimmung der Verteilung von elastischen Kennwerten (z.B. Schallgeschwindigkeit, dynamischer E-Modul) in Laborprobekörpern und Bauwerksteilen ist durch die mechanische Ankopplung der Schallwandler mit erheblichen Nachteilen verbunden. In Bauwerksteilen, die während ihrer Nutzung einer wiederholten Be- und Entfeuchtung ausgesetzt sind, kann in Abhängigkeit von der Eindringtiefe der Feuchtigkeit, ein von der Betonoberfläche ausgehender Schädigungsgradient entstehen. Der Erfassung des Gefügezustandes dieser Betonschicht kommt bei Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit von Beton (z.B. Frostwiderstand, Alkali-Kieselsäure-Reaktion) eine besondere Bedeutung zu. Um den Einfluß der mechanischen Ankopplung zu eliminieren und um hohe Messgeschwindigkeiten, verbunden mit geringen Messpunktabstände zu realisieren, ist der Einsatz von Lasertechniken ein Weg, der eine methodische Weiterentwicklung des Ultraschallverfahrens zum berührungslosen Meßverfahren gestattet. Zusätzlich kann der Vorteil genutzt werden, die Untersuchung von Bauwerksteilen aus größeren Entfernungen ohne Einrüstung und Markierung von Messstellen vornehmen zu können. Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 524 an der Bauhaus-Universität Weimar wird zur Lösung dieser Problematik schrittweise ein laserinduziertes Ultraschallverfahren aufgebaut. Erprobt wurden verschiedene Entwicklungsschritte zur Anregung und zum Empfang von Schallwellen. Unter Beibehaltung der mechanischen Anregung wurde ein Meßablauf konzipiert, der ein Scannen von Untersuchungsbereichen mit einem Laser-Vibrometer vorsieht. Zur Realisierung der kompletten Meßkette wurde zur Anregung von Schallwellen ein Nd:YAG- Laser verwendet, der aus Entfernungen von 2 bis 3 m Schallwellen in Betonprobekörpern erzeugt, die mit einem Laser-Scanning-Vibrometer aus gleichen Entfernungen berührungslos empfangen wurden. Die mittlere Impulsleistungsdichte zur Schwingungsanregung betrug 100 bis 300 MW/cm2. Fernziel ist die Entwicklung eines baustellentauglichen, kompakten Meßsystems.
Anwendung von Lasertechniken zur berührungslosen Anregung und Erfassung von Schallwellen
Das traditionelle Ultraschall-Transmissionsverfahren zur Bestimmung der Verteilung von elastischen Kennwerten (z.B. Schallgeschwindigkeit, dynamischer E-Modul) in Laborprobekörpern und Bauwerksteilen ist durch die mechanische Ankopplung der Schallwandler mit erheblichen Nachteilen verbunden. In Bauwerksteilen, die während ihrer Nutzung einer wiederholten Be- und Entfeuchtung ausgesetzt sind, kann in Abhängigkeit von der Eindringtiefe der Feuchtigkeit, ein von der Betonoberfläche ausgehender Schädigungsgradient entstehen. Der Erfassung des Gefügezustandes dieser Betonschicht kommt bei Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit von Beton (z.B. Frostwiderstand, Alkali-Kieselsäure-Reaktion) eine besondere Bedeutung zu. Um den Einfluß der mechanischen Ankopplung zu eliminieren und um hohe Messgeschwindigkeiten, verbunden mit geringen Messpunktabstände zu realisieren, ist der Einsatz von Lasertechniken ein Weg, der eine methodische Weiterentwicklung des Ultraschallverfahrens zum berührungslosen Meßverfahren gestattet. Zusätzlich kann der Vorteil genutzt werden, die Untersuchung von Bauwerksteilen aus größeren Entfernungen ohne Einrüstung und Markierung von Messstellen vornehmen zu können. Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 524 an der Bauhaus-Universität Weimar wird zur Lösung dieser Problematik schrittweise ein laserinduziertes Ultraschallverfahren aufgebaut. Erprobt wurden verschiedene Entwicklungsschritte zur Anregung und zum Empfang von Schallwellen. Unter Beibehaltung der mechanischen Anregung wurde ein Meßablauf konzipiert, der ein Scannen von Untersuchungsbereichen mit einem Laser-Vibrometer vorsieht. Zur Realisierung der kompletten Meßkette wurde zur Anregung von Schallwellen ein Nd:YAG- Laser verwendet, der aus Entfernungen von 2 bis 3 m Schallwellen in Betonprobekörpern erzeugt, die mit einem Laser-Scanning-Vibrometer aus gleichen Entfernungen berührungslos empfangen wurden. Die mittlere Impulsleistungsdichte zur Schwingungsanregung betrug 100 bis 300 MW/cm2. Fernziel ist die Entwicklung eines baustellentauglichen, kompakten Meßsystems.
Anwendung von Lasertechniken zur berührungslosen Anregung und Erfassung von Schallwellen
Erfurt, W. (author) / Köhler, W. (author) / Stark, J. (author)
Ibausil, Internationale Baustofftagung, 15 ; 1363-1372
2003
10 Seiten, 10 Bilder, 10 Quellen
Conference paper
German
VERFAHREN ZUR BERÜHRUNGSLOSEN ERFASSUNG EINER GLEISGEOMETRIE
| European Patent Office | 2018
Einrichtung zur berührungslosen Erfassung von Schaltstellungen in Kraftfahrzeugschließsystemen
| European Patent Office | 2016
VERFAHREN UND SCHIENENFAHRZEUG ZUR BERÜHRUNGSLOSEN ERFASSUNG EINER GLEISGEOMETRIE
| European Patent Office | 2021
| European Patent Office | 2018
Thermografische Rekonstruktion von internen Wärmequellen mittels virtueller Schallwellen
| British Library Online Contents | 2018