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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Stabilitätsmessung: Lack misst Vibrationen |
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| | | Mit einem speziellen Lack, der an Universität Newcastle upon Tyne in England entwickelt wurde, sollen Stabilitätsmessungen an Brücken, Kränen oder Pipelines in Zukunft wesentlich einfacher und billiger werden. Der Lack wandelt Vibrationen in ein elektrisches Signal um, das auf einem Messgerät angezeigt werden kann. |
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Vibrationen von hoher Frequenz können an Konstruktionen schwere Materialschäden verursachen, die zum Zusammenbruch führen können. Deshalb müssen Brücken, Schiffe oder Leitungen immer wieder überprüft werden.
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Lack statt Belastungssensoren |
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Das geschieht üblicherweise mit Belastungssensoren. Bei großen Konstruktionen ist diese Methode jedoch aufwendig und teuer. Der neue Lack besteht aus Wasser, Acryl und einem keramischen Pulver, das piezoelektrisch ist.
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Piezoelektrische Materialien
Piezoelektrische Materialien wandeln Schwingungen in schwachen elektrischen Strom um. Sie werden zum Beispiel in Mikrofonen, Lautsprechern oder Telefonhörern eingesetzt, um Schall zu übertragen. |
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 Informationen zur Piezoelektrizität |
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Oszilloskop zeigt Vibrationen als Kurve |
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Diese Bestandteile werden miteinander vermischt und dann sehr dünn auf eine Brücke oder Pipeline aufgesprüht. Über den Lack kommt eine dünne Schicht einer metallischen Farbe, die Strom leitet.
Soll eine Konstruktion aus Glas oder Kunststoff gemessen werden, muss die stromleitende Farbe auch unter dem Vibrationslack angebracht werden. Das Ganze wird an einen Stromverstärker angeschlossen. Auf dem Oszilloskopen werden die Vibrationen dann als Kurve sichtbar.
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Zwei Lackschichten für eine Brücke |
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Der Vorteil der neuen Messmethode ist, dass sie wesentlich billiger und einfacher ist, als bisherige Methoden. Bereits zwei dünne Streifen Lack reichen aus, um eine ganze Brücke zu vermessen.
Der Lackstreifen kann außerdem Schwingungen aus allen Richtungen messen. Bei herkömmlichen Vibrationsmessungen müssen mindestens drei Sensoren pro Messstelle angebracht werden, dazu kommen drei Verstärker.
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Erste Tests an "Millenniumbrücke" |
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Der Ingenieur Robin Stephenson und sein Team von der Universität Newcastle haben ihren Vibrationslack der Witterung ausgesetzt und an verschiedenen Modellkonstruktionen getestet. Bisher hat er alle Tests bestanden.
Der erste Test an einer großen Konstruktion erfolgte an der Millenniumbrücke zwischen Newcastle upon Tyne und Gateshead, die vor kurzem eröffnet wurde. Die Brücke ist eine freitragende Konstruktion in Form eines Augenlides, das hochgeklappt werden kann, um Schiffe passieren zu lassen.
Die Motoren, die die Brücke aufklappen, sind eine heikle Sache für die Ingenieure. Sie könnten Schwingungen verursachen, die das Material mit der Zeit schädigen. Die Tests mit dem Vibrationslack zeigten jedoch, dass die Brücke keine gefährlichen Schwingungen aufweist.
Sonja Bettel, "Modern Times"
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01.01.2010 |
