Steinschlag-Schutzsysteme: Kleine Logger schützen vor großen Gefahren

Steinschlag in gebirgigem Gelände, in der Umgebung von Strassen oder nahe an bebauten Gebieten stellt eine grosse Gefahr für Menschen und Sachwerte dar. Deshalb nutzt man dynamisch arbeitende Steinschlagschutz-Netze mit modularen Bremselementen. Um nun die neuesten Weiterentwicklungen solcher Schutz-Verbauungen optimieren zu können, werden bei entsprechenden Versuchsreihen auch kompakte MSR40 Spezial-Datenlogger zur Erfassung der auftretenden Kräfte verwendet.

Seit langem schon befasst sich die Schweizer Pfeifer Isofer AG, die in die Pfeifer Holding eingebunden ist, nicht nur mit dem Vertrieb von Förder-, Hebe- und Sicherungs-Produkten, sondern auch mit der Konstruktion und dem Bau von Schutzverbauungen auf der Basis von leistungsfähigen Netzen und speziellen Bremselementen. Eines der Kerngebiete im Geschäftsbereich "Schutzverbauung" bei diesem Unternehmen umfasst die Entwicklung und Herstellung von aktiven und passiven Schutzsystemen vor Steinschlag und Muren sowie zur Lawinen-Prävention.

 

Grosse Kräfte mit kompakten Loggern erfasst

Prüfkörper der bei den Versuchen in die Schutzverbauung fällt
Ein 16-t-Beton-Prüfkörper, der bei den Versuchen
in die Schutzverbauung fällt

Bei den neuesten Tests mit dem ISOSTOP 5000 Ev-Schutzsystem zur Erweiterung des Portfolios der Steinschlag-Schutzverbauungen, die im italienischen Trento durchgeführt wurden, kamen neben einem eigens vor Ort erstellten 16-Tonnen-Beton-Prüfkörper, der bei diesen speziellen Versuchen in die Schutzverbauung fällt, auch MSR40 Spezial-Datenlogger der Schweizer MSR Electronics GmbH zum Einsatz. Diese kompakten Datenlogger sind Kernelemente bei Vor- und Zertifizierungs-Tests gemäss den entsprechenden EU-Richtlinien für Steinschlag-Schutz-Barrieren und werden für die kabellose Kraftmessung an den Verankerungspunkten benötigt. Derartiges Mess-Equipment stellt derzeit in diesem Bereich das modernste seiner Art dar.

Bis zum Umstieg auf die kabellose Messtechnik, die mit diesen Datenloggern realisiert werden kann, kam es bei der Versuchs-Durchführung häufig zu Beschädigungen der Verkabelung bei den Kraftmess-Zellen und somit zu Datenverlust. Die mit dem Einsatz der MSR Spezial-Datenlogger zusätzlich verwendete Funktechnik minimiert nun das Risiko von Defekten an der Messtechnik, denn z.B. eine Kabel-Beschädigung kann im schlimmsten Fall einen - sehr aufwendigen - Zertifizierungs-Test ungültig machen, was dann wiederum mit Zeit- und Geld-Verlust verbunden ist. Ferner würden sich durch Fehlmessungen die Zulassung und die Marktreife eines neuen Produktes massiv verzögern.

 

 

Anordnung der Kraft-Messzellen und der Datenlogger
in den Abspannungen für die Auffang-Netze.

Ganz neue Funktionen durch 868-MHz-Funk

Die bei den Tests verwendeten MSR40 Funk-Datenlogger sind speziell angepasste Versionen des im industriellen Bereich weit verbreiteten Datenlogger-Typs MSR165. Sie zeichnen in ihrem grossen internen Speicher über ihre Analog-Eingänge und schnelle A/D-Wandler die im mV-Bereich liegenden Spannungen auf, die an den internen Mess-Widerständen (Dehnungsmess-Streifen) der Kraft-Messzellen abgreifbar sind, und zwar mit einer Frequenz von 1000 Hz (bei 2 mV/V Steilheit der Aufzeichnungskurve). Befestigt sind die Logger direkt auf der jeweiligen Kraft-Messzelle, die ihrerseits zwischen der im Fels-Untergrund eingebrachten Verankerung und dem Bremselement am Fangnetz angeordnet ist. Insgesamt kommen - je nach Aufgabenstellung - mehrere Datenlogger bei diesen Versuchen an unterschiedlichen Stellen der Auffang-Vorrichtung zum Einsatz - zum Teil bis zu zehn Stück.

Anordnung der Kraft-Messzellen und der Datenlogger in den Abspannungen für die Auffang-Netze. Bildquelle: Pfeifer Isofer AG. Das Besondere der im 868-MHz-ISM-Frequenzbereich arbeitenden Sende-/Empfangseinheiten des MSR40 ist der damit mögliche zeitlich exakt definierte und gleichzeitige Start der Messzyklen aller verwendeten Datenlogger. Das Auslöse-Signal wird bei der Steinschlag-Versuchsanlage in Trento vom leitenden Ingenieur - der Sichtkontakt zum gesamten Versuchs-Areal hat - an dessen rund 50 m entfernter Steuerzentrale nach Abwurf des 16 t schweren Beton-Prüfkörpers an alle Logger ausgegeben. Zeitgleich werden mit dem Auslösesignal auch die zuvor platzierten Highspeed-Kameras gestartet, welche die Fall-Versuche zusätzlich auch optisch exakt dokumentieren.

Nach erfolgreichem Fall-Versuch kann von der Steuerzentrale des Versuchsleiters aus der interne Speicher der eingesetzten Logger per Funk ausgelesen werden, um einen ersten Überblick zum Kraftverlauf zu bekommen. Das Auslesen der Speicher kann aber auch vor Ort per USB-Datenverbindung erfolgen.

Kräfte in den Auffang-Vorrichtungen exakt bestimmbar

Auf diese Weise lassen sich die Kräfte, die in den Auffang-Vorrichtungen beim "Einschlag" des Prüfkörpers entstehen, äusserst präzise in ihrem zeitlichen Ablauf und bezüglich ihrer Grösse genau bestimmen und dementsprechend die mechanisch und räumlich optimale Anordnung von Netzen, Seilen und den speziellen mechanischen Bremskörpern optimieren. Im Vergleich zu früheren Versuchsanordnungen mit verkabelten Mess-Elementen ergibt sich letztlich eine Zeitersparnis, da keine Kabel - die zudem anfällig gegenüber Beschädigungen wären - zu installieren sind. Die ebenfalls von der MSR Electronics GmbH zur Verfügung gestellte Auswerte-Software erlaubt schliesslich eine umfassende Datenanalyse. Letztlich können sowohl die Zuverlässigkeit, die Daten-"Wertigkeit" und die Reproduzierbarkeit bei diesen doch recht aufwändigen und vor allem teuren Zertifizierungs-Tests durch den Einsatz der Datenlogger erheblich gesteigert werden.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MSR Datenlogger bei BMC Solutions GmbH

 

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