Mikrowellen Messsystem für die Feuchtebestimmung in Bauwerkstoffen: Fid-Bau Portal

Mikrowellen Messsystem für die Feuchtebestimmung in Bauwerkstoffen

Salvade, A. / Bartesaghi, T.

In der Fachhochschule der italienischsprachigen Schweiz (www.supsi.ch) befindet sich das Telekom- Telematik- und Hochfrequenzlabor (TTHF) welches sich mit der Entwicklung von Hochfrequenzschaltungen, Antennendesign und Elektrosmogmesstechniken befasst. Insbesondere werden im TTHF Mikrowellenbasierende Messsysteme zur Erfassung von Inhomogenitäten und Feuchte in den verschiedensten Materialien wie Kies, Beton, Tabak, Keramik, Holz aber auch in Lebensmitteln wie Fleisch, Korn, usw. entwickelt. Der Beton besteht aus einer genauen Mischung von Wasser, Kies, Sand, Zement und ggf. Zusatzmitteln. Um eine bestmögliche Qualität und Wiederholbarkeit der Mischung zu erhalten, haben Bauunternehmen und Betonlieferanten das Bedürfnis, den Wassergehalt der verschiedenen Gesteinkörnungen (Sand, Kies,...) im voraus zu kennen. Die Überwachung des Wassergehalts in diesen Komponenten ist nämlich eine wichtige Voraussetzung für die Herstellung von hochqualitativen Mauerwerken (z.B. beim Tunnel- oder Brückenbau). Im Fall der Beschaffung von Sandkörnungen über Zwischenlieferanten, hat der Wassergehalt weiter einen wichtigen Einfluss auf die Preisbestimmung bzw. -Verhandlung. Durchquert eine Mikrowelle ein Material, entsteht eine Wechselwirkung mit dessen Wassermolekülen, wonach das Signal eine Dämpfung und eine Verzögerung erfährt. Die physikalische Größe, welche dieses Phänomen beschreibt, ist vor allem die (komplexe) Dielektrizitätskonstante des geprüften Materials. Messtechnisch untergeht das Signal einer frequenzabhängigen Amplitudenreduktion und Phasenverschiebung. Die Dielektrizitätskonstante ist direkt vom Feuchtegehalt abhängig. Die beim TTHF entwickelte Sensorik nützt diese Tatsache aus, um die Feuchte, das Verhältnis W/Z oder andere Größen berührungslos zu erfassen.