DE102006030519A1

DE102006030519A1 - Meßvorrichtung zur Überwachung der Korrosion einer Stahlarmierung

Info

Publication number: DE102006030519A1
Application number: DE102006030519A
Authority: DE
Original assignee: Gav Schachtabdeckungen En GmbH; Gav Schachtabdeckungen Entwasserungstechnik GmbH
Current assignee: Gav Schachtabdeckungen En GmbH; Gav Schachtabdeckungen Entwasserungstechnik GmbH
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-07-01
Publication date: 2007-12-27
Also published as: DE202006009541U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung (1) zur Überwachung der die Korrosion einer Stahlarmierung (2) in einem Betonteil (3) beeinflussenden Stoffe, wobei die Meßvorrichtung (1) einen innerhalb des Betonteiles (3) im Bereich der Stahlarmierung (2) anordbaren Sensor (4) und eine außerhalb des Betonteiles (3) anordbare externe elektronische Auswerteeinrichtung (5) umfaßt. Um eine platzsparende Meßvorrichtung (1) zu erhalten, mit der auf einfache Weise eine Überwachung der Korrosion einer Stahlarmierung (2) erfolgen kann, schlägt die Erfindung vor, daß der im Bereich der Stahlarmierung (2) anordbare Sensor (4) nur einen einzigen Meßfühler (9) umfaßt und der Sensor (4) und die externe Auswerteeinrichtung (5) derart aufgebaut sind, daß sie drahtlos miteinander kommunizieren können, wobei die Energieversorgung des Sensors (4) über ein außerhalb des Betonteiles (3) erzeugtes elektrisches Feld bereitgestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur Überwachung der die Korrosion einer Stahlarmierung in einem Betonteil beeinflussenden Stoffe.
Eine derartige Meßvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 38 34 624 A1 bekannt. Sie umfaßt einen innerhalb des Betonteiles im Bereich der Stahlarmierung anordbaren Sensor und eine außerhalb des Betonteiles anordbare Auswerteeinrichtung. Dabei besteht der Sensor bei dieser bekannten Meßvorrichtung im wesentlichen aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Meßfühlern (Elektroden), von denen ein Meßfühler aus normalem Betonstahl und ein Meßfühler aus einem edleren Metall besteht, das auch in einem karbonisierten oder chloridhaltigen Beton vor Korrosion geschützt ist. Diese Meßfühler sind über elektrische Verbindungsleitungen mit der außerhalb des Betonteiles anordbaren Auswerteeinrichtung verbunden, die das Auftreten eines sich zwischen den Meßfühlern bei Korrosionsbeginn der Betonstahlelektrode ausbildenden elektrischen Stromes erfaßt.
Nachteilig bei dieser bekannten Meßvorrichtung ist unter anderem, daß zur Überwachung der Korrosion jeweils zwei unterschiedliche Meßfühler in das entsprechende Betonteil eingebracht und die elektrischen Verbindungsleitungen von den Sensoren durch das Betonteil hindurch bis an dessen Oberfläche geführt werden müssen. Insbesondere bei größeren Betonteilen, bei denen eine Vielzahl von Sensoren vorgesehen sind, um in unterschiedlichen Bereichen des Bauteiles die Korrosionen der Armierung zu überprüfen, ist eine derartige Meßvorrichtung außerordentlich platz- und wartungsaufwendig. Ebenso nachteilig ist die Tatsache, daß die Meßfühler beim Betoniervorgang durch den Betondruck, bzw. den Verdichtungsvorgang zerstört werden.
Ein ähnliches Problem tritt auch bei der in der DE 35 31 478 A1 beschriebenen Meßvorrichtung auf, bei welcher die Korrosionsmessung mittels einer Widerstandsmessung erfolgt, wobei auch bei dieser Meßvorrichtung die Sensoren über elektrische Leitungen mit einer außerhalb des Betonteiles befindlichen Auswerteeinrichtung verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sehr platzsparende Meßvorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der auf einfachere Weise eine Überwachung der Korrosion einer Stahlarmierung als mit bekannten vergleichbaren Meßvorrichtungen erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, daß der im Bereich der Stahlarmierung anordbare Sensor nur einen einzigen Meßfühler umfaßt, der bei Erreichen einer vordefinierten Schadstoffkonzentration (Chlorid, Sulfat) in dessen Umfeld zerstört wird, und der Sensor und die externe Auswerteeinrichtung derart aufgebaut sind, daß sie drahtlos miteinander kommunizieren können, wobei die Energieversorgung des Sensors über ein außerhalb des Betonteiles erzeugtes elektrisches Feld bereitgestellt wird.
Der Sensor der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung umfaßt ein vorzugsweise aus Kunststoff bestehendes Gehäuse, auf dessen Außenseite der entsprechende Meßfühler angeordnet ist, welcher aus einem Material besteht, das den Korrosionseigenschaften der Stahlarmierung des Betonteiles entspricht. Der Meßfühler ist mit einer in dem Gehäuse angeordneten elektronischen Einrichtung verbunden, die kontinuierlich oder in vorgebbaren zeitlichen Abständen den Zustand des Meßfühlers (zerstört oder nicht zerstört) ermittelt und gegebenenfalls nach einer Datenvorverarbeitung über eine Sende-/Empfangsvorrichtung die Meßwerte zur Weiterverarbeitung und/oder Anzeige auf die externe elektronische Auswerteeinrichtung überträgt. Aus diesen Informationen (Schadstoffkonzentration erreicht/noch nicht erreicht) kann der Nutzer die entsprechenden Instandsetzungsintervalle ableiten.
Der Sensor der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung kann im Umfeld der gefährdeten Stahlarmierung sowohl bei der Erstellung von Betonbauwerken (d.h. vor dem Betonieren) angebracht als auch nachträglich in diese eingebracht werden.
Vorzugsweise ist die elektronische Einrichtung des Sensors derart aufgebaut, daß bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes des entsprechenden Schadstoffes, der Meßfühler durch Unterbrechung desselben einen digitalen Wert (1 oder 0) erzeugt und ein entsprechendes Signal an die externe Auswerteeinrichtung übertragen wird.
Der Meßfühler kann beispielsweise drahtförmig ausgebildet sein.
Bei der elektronischen Auswerteeinrichtung kann es sich sowohl um ein Handlesegerät als auch um eine fest installierte Meßstation handeln.
Mittels einer entsprechenden Programmierung eines Mikrocontrollers der externen elektronischen Auswerteeinrichtung und/oder der elektronischen Einrichtung des Sensors kann vorgesehen sein, daß der Sensor seinen Zustand zyklisch oder bei Erreichen eines vordefinierten Zustandes des Meßfühlers der externen elektronischen Auswerteeinrichtung meldet. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß der Sensor seinen Zustand erst der externen elektronischen Auswerteeinrichtung meldet, wenn er über ein entsprechendes Signal der Auswerteeinrichtung von dieser angesprochen wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung mit einem innerhalb eines Betonteiles angeordneten Sensor und
2 ein Blockschaltbild eines Sensors der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung.
In 1 ist mit 1 eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung bezeichnet, die zur Überwachung der Korrosion einer Stahlarmierung 2 in einem Betonteil 3 dient. Die Meßvorrichtung 1 umfaßt einen innerhalb des Betonteiles 3 im Bereich der Stahlarmierung 2 angeordneten Sensor 4 und eine außerhalb des Betonteiles 3 anordbare externe elektronische Auswerteeinrichtung 5. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der externen Auswerteeinrichtung 5 um ein Handlesegerät, welches die ermittelten Korrosionswerte auf einem Bildschirm 51 darstellt.
Der Sensor 4 umfaßt ein aus einem elektrisch nicht leitenden Material, z.B. Kunststoff, bestehendes flaches Gehäuse 6, welches mit einer ersten Gehäusewand 7 an der Armierung 2 anliegt. Auf seiner gegenüberliegenden zweiten Gehäusewand 8 ist außenseitig ein drahtförmiger Meßfühler 9 angeordnet, der aus einem Material besteht, das den Korrosionseigenschaften der Stahlarmierung 2 des Betonteiles 3 entspricht. Dieser Meßfühler 9 ist mit einer in dem Gehäuse 6 des Sensors 4 angeordneten elektronischen Einrichtung 10 (2) verbunden.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Sensors 4 besteht die elektronische Einrichtung 10 im wesentlichen aus einem Mikrocontroller 11, einer Meßeinrichtung 12 zur Ermittlung des Zustandes des Meßfühlers 9 in Abhängigkeit von dessen Korrosion und einer Sendeeinrichtung 13 zur drahtlosen Übermittlung der gemessenen sowie für die Korrosion des Meßfühlers 9 charakteristischen Werte. Außerdem umfaßt die elektronische Einrichtung 10 eine Empfangseinrichtung 14 zur drahtlosen Ansteuerung der elektronischen Einrichtung 10 durch die externe elektronische Auswerteeinrichtung 5 und eine Energieversorgungseinrichtung 15 zur Stromversorgung der einzelnen Baugruppen des Sensors, die ihre Energie von einem außerhalb des Betonteiles 3 von der externen elektronischen Auswerteeinrichtung 5 erzeugten elektrischen Feld bezieht.
Die Meßeinrichtung 12 des Sensors 4 besteht aus einer Elektronik, die den Korrosionszustand des Meßfühlers 9 mißt, in dem sie feststellt, ob ein Strom durch den Meßfühler 9 fließt oder nicht. Die diesen beiden Zuständen entsprechenden Signale werden über einen Analog-/Digitalwandler 18 dem Mikrocontroller 11 zur weiterverarbeitet übergeben.
Die Sendeeinrichtung 13, bei der es sich beispielsweise um einen modulierbaren HF-Sender handelt, ist von dem Mikrocontroller 11 ansteuerbar und ist mit einer in dem Inneren des Gehäuses 6 angeordneten ersten Antenne 19 verbunden. Diese erste Antenne 19 ist außerdem mit der Empfangseinrichtung 14 verbunden, welche entsprechende Steuersignale von der elektronischen Auswerteeinrichtung 5 empfängt, um beispielsweise eine neue Messung einzuleiten oder sonstige Daten, wie örtliche Angaben, in den Mikrocontroller 11 einzuschreiben.
Die externe elektronische Auswerteeinrichtung 5 ist ebenfalls zur Übertragung der Meßwerte des Sensors 4 sowie zu dessen Ansteuerung mit einer nicht dargestellten entsprechenden Sende- und Empfangseinrichtung ausgerüstet, die mit einer zweiten Antenne 52 verbunden sind.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So braucht die Korrosionsmessung des Meßfühlers nicht zwingend auf einer Aussage „Strom durch den Meßfühler vorhanden/kein Strom durch den Meßfühler vorhanden" beruhen. Vielmehr könnte auch eine Potentialmessung erfolgen, wobei die Referenzelektrode innerhalb des Gehäuses angeordnet sein kann, bzw. durch das Gehäuse selbst gebildet wird.
Ferner kann vorgesehen sein, daß die externe elektronische Auswerteeinrichtung und die elektronische Einrichtung des Sensors derart zusammenarbeiten, daß der Korrosionszustand des Meßfühlers in vorgegebenen Zeitabständen mittels eines Telemetriesignales abgerufen und an eine Meßstation übermittelt wird.

1: Meßvorrichtung
2: Stahlarmierung
3: Betonteil
4: Sensor
5: (externe) Auswerteeinrichtung
51: Bildschirm
52: zweite Antenne
6: Gehäuse
7: erste Gehäusewand
8: zweite Gehäusewand
9: Meßfühler
10: elektronische Einrichtung
11: Mikrocontroller
12: Meßeinrichtung
13: Sendeeinrichtung
14: Empfangseinrichtung
15: Energieversorgungseinrichtung
18: Analog-/Digitalwandler
19: erste Antenne

Claims

Meßvorrichtung (1) zur Überwachung der die Korrosion einer Stahlarmierung (2) in einem Betonteil (3) beeinflussenden Stoffe mit den Merkmalen: a) die Meßvorrichtung (1) umfaßt einen innerhalb des Betonteiles (3) im Bereich der Stahlarmierung (2) anordbaren Sensor (4) und eine außerhalb des Betonteiles (3) anordbare externe elektronische Auswerteeinrichtung (5); b) der Sensor (4) weist ein Gehäuse (6) aus einem elektrisch nicht leitenden Material auf, auf dessen Gehäusewand (8) außenseitig ein Meßfühler (9) angeordnet ist, der aus einem Material besteht, das den Korrosionseigenschaften der Stahlarmierung (2) entspricht; c) der Meßfühler (9) ist mit einer in dem Gehäuse (6) angeordneten elektronischen Einrichtung (10) verbunden, welche in vorgebbaren zeitlichen Abständen den Korrosionszustand des Meßfühlers (9) ermittelt; d) die elektronische Einrichtung (10) umfaßt eine Sendeeinrichtung (13) und eine Empfangseinrichtung (14) sowie eine erste Antenne (19) zur drahtlosen Übertragung des von der elektronischen Einrichtung (10) ermittelten Korrosionszustandes des Meßfühlers (9) an die externe elektronische Auswerteeinrichtung (5) sowie zur Ansteuerung der elektronischen Einrichtung (10) durch die externe elektronische Auswerteeinrichtung (5), wobei e) die Energieversorgung der elektronischen Einrichtung (10) über ein außerhalb des Betonteiles (3) von der externen elektronischen Auswerteeinrichtung (5) erzeugtes elektrisches Feld erfolgt.
Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einrichtung (10) derart aufgebaut ist, daß bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes der Korrosion des Meßfühlers (9) dieser zerstört wird und dadurch eine Änderung eines digitalen Wertes (1 oder 0) durch eine Meßeinrichtung (12) in der elektronischen Einrichtung (10) erzeugt wird.
Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) des Sensors (4) aus Kunststoff besteht.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (9) drahtförmig ausgebildet ist.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (9) aus einem Material besteht, das den Korrosionseigenschaften der Stahlarmierung in der jeweiligen Schadstoffumgebung entspricht.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der externen elektronischen Auswerteeinrichtung (5) um ein Handlesegerät handelt.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der externen elektronischen Auswerteeinrichtung (5) um eine Meßstation handelt.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die externe elektronische Auswerteeinrichtung (5) und die elektronische Einrichtung (10) des Sensors (4) derart zusammenarbeiten, daß der Korrosionszustand des Meßfühlers (9) in vorgegebenen Zeitabständen mittels eines Telemetriesignales abgerufen und an eine Meßstation übermittelt wird.