DE10219192A1 - Verfahren zur Ermittlung von Baustoffkenngrößen in einem Bauteil - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Ermittlung von Baustoffkenngrößen in einem Bauteil (1), insbesondere aus nichtmetallischem Baumaterial, mit den folgenden Schritten: Einbringen mindestens eines Sensors (2) in das Bauteil (1), Übertragen von durch den Sensor (2) oder die Sensoren (2) aufgenommenen Daten zu mindestens einem außerhalb des Bauteils (1) angeordneten Empfänger (3), ist im Hinblick auf eine zuverlässige und kostengünstige Ermittlung von Baustoffkenngrößen derart ausgestaltet und weitergebildet, dass das Übertragen der Daten von dem Sensor (2) oder den Sensoren (2) zu dem Empfänger (3) oder den Empfängern (3) drahtlos erfolgt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Baustoffkenngrößen in einem Bauteil, insbesondere aus nichtmetallischem Baumaterial, mit den folgenden Schritten: Einbringen mindestens eines Sensors in das Bauteil und Übertragen von durch den Sensor oder die Sensoren aufgenommenen Daten zu mindestens einem außerhalb des Bauteils angeordneten Empfänger.
• Verfahren der eingangs genannten Art sind aus der Praxis bekannt und existieren in unterschiedlichen Ausführungsformen. Bei den bekannten Verfahren ist es üblich, Sensoren in das Bauteil, beispielsweise Beton, einzubringen, die die erforderlichen Daten dann zu einem Empfänger außerhalb des Bauteils übertragen. Die Übertragung der Daten erfolgt über Kabel- oder Drahtverbindungen zwischen den Sensoren und den Empfängern. Dabei ist die Sicherheit der Ermittlung der Baustoffkenngrößen ganz wesentlich von der Funktionsfähigkeit der Kabel- oder Drahtverbindungen abhängig. Häufig bilden diese Kabel- oder Drahtverbindungen Fehlerquellen, die nur sehr schwierig oder gar nicht beseitigbar sind, wenn der Fehler weit innen im Bauteil aufgetreten ist. Weiterhin ist es oft nicht vermeidbar, unterschiedliche Leitungslängen von unterschiedlichen Sensoren zu einem Empfänger zu realisieren. Auch diese unterschiedlichen Leitungslängen können Messergebnisse verfälschen.
• Bei den bekannten Verfahren ist es weiterhin üblich, die verwendeten Sensoren auf Dauer im Bauteil zu belassen. Man spricht dabei von verlorenen Sensoren. Neben den verlorenen Sensoren verbleiben oft auch große Mengen an Kabel- bzw. Drahtverbindungen im Bauteil, die dann auch verloren sind, was die Kosten wiederum erhöht. Schließlich bringen die bekannten Verfahren neben der Störanfälligkeit, die insbesondere unter Baustellenbedingungen sehr hoch ist, einen erheblichen Kabel- und Drahtinstallationsaufwand mit sehr hohen Installationskosten mit sich.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung von Baustoffkenngrößen der eingangs genannten Art anzugeben, wonach eine zuverlässige und kostengünstige Ermittlung von Baustoffkenngrößen mit konstruktiv einfachen Mitteln ermöglicht ist.
• Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist das Verfahren derart ausgestaltet, dass das Übertragen der Daten von dem Sensor oder den Sensoren zu dem Empfänger oder den Empfängern drahtlos erfolgt.
• In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass es zu den bekannten Verfahren vorteilhafte Alternativen gibt. Hierzu ist von einer Übertragung der Daten mittels Kabel- oder Drahtverbindungen abgewichen und statt dessen eine drahtlose Übertragung der Daten von dem Sensor oder den Sensoren zu dem Empfänger oder den Empfängern gewählt. Durch eine derartige Ausgestaltung ist die voranstehende Aufgabe auf überraschend einfache Weise gelöst, wobei Störanfälligkeiten verringert werden, die durch die Kabel- oder Drahtverbindungen und gegebenenfalls deren unterschiedliche Leitungslängen hervorgerufen werden. Des Weiteren lässt sich eine Kostenersparnis dadurch realisieren, dass keine Kabel- oder Drahtverbindungen mehr im Bauteil belassen werden müssen und damit verloren sind.
• Folglich ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung von Baustoffkenngrößen ein Verfahren angegeben, bei dem eine zuverlässige und kostengünstige Ermittlung von Baustoffkenngrößen mit konstruktiv einfachen Mitteln realisiert ist. Dabei ist insbesondere der Installationsaufwand aufgrund des Verzichts auf Kabel- oder Drahtverbindungen reduziert, was wiederum zur Kostenreduktion beiträgt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei einer Vielzahl von Bauteilen anwendbar, die geringe bis große Querschnittsabmessungen aufweisen können.
• In vorteilhafter Weise könnte die Übertragungszeit hinsichtlich der Daten von dem Sensor oder den Sensoren zu dem Empfänger oder den Empfängern von außen gesteuert, verändert und/oder ausgelöst werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu könnten die zu sendenden Daten von außen ausgewählt werden. Die Auswahl könnte dabei Daten betreffen, die in einem bestimmten Zeitintervall aufgenommen worden sind, oder unterschiedliche Datenarten.
• Im Konkreten könnte bei dem Empfänger oder bei den Empfängern eine Auswertung der Daten erfolgen. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Sensor oder die Sensoren bereits geeignete Auswerteeinrichtungen aufweisen, wobei dann gesammelte oder bereits ausgewertete Daten an den Empfänger oder die Empfänger übertragen werden könnten. Die Übertragung kann auch zu bestimmten, vorgegebenen oder wählbaren Zeiten von außen abrufbar erfolgen.
• In besonders vorteilhafter Weise könnte das Übertragen der Daten über einen in das Bauteil eingebrachten Schall-Leiter erfolgen. Hierdurch wäre eine Schallübertragungsverbindung zwischen Sensor und Empfänger realisiert.
• Als Schall-Leiter könnte eine in dem Bauteil angeordnete Bewehrung verwendet werden. Da Bewehrungen im Bauteil meist erforderlich sind, kann hier durch die Bewehrung in besonders kostengünstiger Weise eine Doppelfunktion erfüllt werden. Bei der Anordnung der Bewehrung könnte eine für die Schallübertragung besonders günstige Anordnung der Bewehrung realisiert werden. Es könnte jedoch auch eine bereits ursprünglich vorgesehene Bewehrung genutzt werden. Je nach Anwendungsfall könnte die Anordnung der Bewehrung in für den Ort des Sensors günstiger Weise gewählt werden oder könnte der Sensor im Bereich einer bereits vorhandenen Bewehrung angeordnet werden.
• Der Schall-Leiter könnte im Konkreten eine Stahl-Bewehrung sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Bewehrung aus einem nichtmetallischen Material gebildet ist. Hierbei könnten Glasfasern, Carbonfasern oder Faserbündel zum Einsatz kommen. In jedem Fall ist darauf zu achten, dass eine sichere Datenübertragung zwischen dem Sensor und dem Empfänger realisiert ist.
• Eine drahtlose Datenübertragung könnte auch durch einen in dem Bauteil angeordneten Hohl-Leiter realisiert werden. Dieser Hohl-Leiter dient dabei als Schall- Leiter. Der Hohl-Leiter könnte in geeigneter Weise und gezielt zwischen dem Sensor oder den Sensoren und dem Empfänger oder den Empfängern angeordnet werden.
• In besonders zuverlässiger Weise könnte das Übertragen der Daten über eine Funkverbindung zwischen dem Sensor oder den Sensoren und dem Empfänger oder den Empfängern erfolgen. Bei einer derartigen Funkverbindung sind keine zusätzlichen mechanischen Daten-Leiter in Form von beispielsweise einem Schall-Leiter erforderlich.
• In energetisch besonders günstiger Weise könnte die Funkverbindung mit Langwellen arbeiten. Hierdurch ist einerseits eine sichere und andererseits eine kostengünstige Funkverbindung realisierbar.
• Im Hinblick auf eine konkrete Ausgestaltung des Sensors könnte dem Sensor oder den Sensoren eine Sendeeinrichtung zum Übertragen der Daten zugeordnet sein. Dabei könnte die Datenübertragung sowie die Art der gesendeten Daten des oder der Sensoren von außen gesteuert und/oder abgerufen werden. Eine derartige Sendeeinrichtung könnte mit einem Akkumulator betrieben werden. Der Akkumulator könnte dabei direkt in einem Sensorgehäuse untergebracht sein. Anstelle eines wiederaufladbaren Akkumulators könnte auch eine nicht wiederaufladbare Batterie verwendet werden, wobei hierdurch die Funktionsdauer des Sensors limitiert ist. Die Sendeeinrichtung könnte permanent oder in Intervallen senden. Sendezeiten könnten von außen gewählt und gesteuert werden.
• Als zu ermittelnde Baustoffkenngrößen können unterschiedlichste Baustoffkenngrößen betrachtet werden. Im Konkreten könnten die Baustoffkenngrößen die Temperatur und/oder die Leitfähigkeit und/oder Potentiale und/oder mechanische Spannungen in Folge von Verformungsmessungen umfassen. Bei den Potentialen könnte es sich im Konkreten um Spannungsdifferenzen im Baumaterial oder Bauteil handeln.
• Als Baumaterialien könnten silikatische Stoffe und/oder Beton und/oder Holz und/oder Holzverbund-Konstruktionen und/oder Kunststoffe und/oder deren Verbunde verwendbar sein. Bei der Baumaterialauswahl ist darauf zu achten, dass die Funktion der Sensoren nicht oder zumindest nicht wesentlich durch das Baumaterial beeinträchtigt wird.
• Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung erläutert die einzige
• Figur in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung von Baustoffkenngrößen.
• Die einzige Figur erläutert in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung von Baustoffkenngrößen in einem Bauteil 1. Das Bauteil 1 besteht z. B. aus Beton. Gemäß dem Verfahren sind mindestens ein Sensor 2 - vier Sensoren 2 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel - in das Bauteil 1 eingebracht. Im nächsten Schritt werden durch die Sensoren 2 aufgenommene Daten zu einem außerhalb des Bauteils 1 angeordneten Empfänger 3 übertragen. Im Hinblick auf eine zuverlässige und kostengünstige Ermittlung von Baustoffkenngrößen mit konstruktiv einfachen Mitteln erfolgt das Übertragen der Daten von den Sensoren 2 zu dem Empfänger 3 drahtlos.
• Im Konkreten ist bei dem bekannten Ausführungsbeispiel eine Funkverbindung zwischen den Sensoren 2 und dem Empfänger 3 zum Übertragen der Daten realisiert. Die Funkverbindung arbeitet mit Langwellen. Den Sensoren 2 ist eine Sendeeinrichtung zum Übertragen der Daten per Funk zugeordnet. Die Sendeeinrichtung wird mit einem Akkumulator oder mit Batterien betrieben.
• Beim Empfänger 3 erfolgt eine Auswertung der übertragenen Daten. Aus den Daten können beispielsweise die Temperatur, die Leitfähigkeit, Potentiale oder mechanische Spannungen ermittelt werden.
• Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
• Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass das zuvor rein willkürlich gewählte Ausführungsbeispiel lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dient, diese jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims (15)

1. Verfahren zur Ermittlung von Baustoffkenngrößen in einem Bauteil (1), insbesondere aus nichtmetallischem Baumaterial, mit den folgenden Schritten:

- Einbringen mindestens eines Sensors (2) in das Bauteil (1),

- Übertragen von durch den Sensor (2) oder die Sensoren (2) aufgenommenen Daten zu mindestens einem außerhalb des Bauteils (1) angeordneten Empfänger (3),

dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragen der Daten von dem Sensor (2) oder den Sensoren (2) zu dem Empfänger (3) oder den Empfängern (3) drahtlos erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungszeit von außen gesteuert, verändert und/oder ausgelöst werden kann und/oder dass die zu sendenden Daten von außen ausgewählt werden können.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Empfänger (3) oder den Empfängern (3) eine Auswertung der Daten erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragen der Daten über einen in das Bauteil (1) eingebrachten Schall-Leiter erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Schall- Leiter eine in dem Bauteil (1) angeordnete, vorzugsweise bereits ursprünglich vorgesehene, Bewehrung verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung aus Stahl ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung aus einem nichtmetallischen Material gebildet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung aus Glasfasern, Carbonfasern oder Faserbündeln gebildet ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Schall-Leiter ein in dem Bauteil (1) angeordneter Hohl-Leiter verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragen der Daten über eine Funkverbindung zwischen dem Sensor (2) oder den Sensoren (2) und dem Empfänger (3) oder den Empfängern (3) erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkverbindung mit Langwellen arbeitet.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sensor (2) oder den Sensoren (2) eine Sendeeinrichtung zum Übertragen der Daten zugeordnet ist und/oder die Datenübertragung sowie die Art der gesendeten Daten des oder der Sensoren (2) von außen gesteuert und/oder abgerufen werden kann.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung mit einem Akkumulator oder mit einer Batterie betrieben wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Baustoffkenngrößen die Temperatur und/oder die Leitfähigkeit und/oder Potentiale und/oder mechanische Spannungen in Folge von Verformungsmessungen umfassen.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Baumaterialien silikatische Stoffe und/oder Beton und/oder Holz und/oder Holzverbund-Konstruktionen und/oder Kunststoffe und/oder deren Verbunde verwendbar sind.