Erschütterungsmesstechnik Überwachung von Erschütterungen, Schwingungen und Vibrationen

SEMEX-EngCon bietet Lösungen zur Messung von Schwingungsimmissionen, d.h. der Einwirkung von Erschütterungen auf Menschen als auch Bauwerken gemäß DIN 45669, an. Aufgrund regionaler Unterschiede in Geologie, Infrastruktur, Kultur, sowie technischer und rechtlicher Vorgaben werden dabei unterschiedliche Grenzwerte und Kriterien zur Beurteilung definiert.

Schwingungen werden durch eine Vielzahl von Parametern charakterisiert, die sich über einen Beobachtungszeitraum (Einwirkungsdauer) auch dynamisch ändern können. Schwingweg (Auslenkung/Deformation), Schwinggeschwindigkeit (Schnelle) und Schwingbeschleunigung sind dabei messbare Grössen, die über geeignete Sensorik erfasst und zur Auswertung und Beurteilung herangezogen werden können.

In der Baudynamik bzw. Strukturdynamik und der Gebrauchstauglichkeit hat sich vor allem die Messung der Schwinggeschwindigkeit als geeignete Grösse etabliert, da sie in direktem Zusammenhang zur kinetischen Energie und modalem Stress, denen eine Struktur ausgesetzt ist, steht. Sie wird üblicherweise mittels Geophon in eine messbare elektrische Spannung umgewandelt und zur weiteren Verarbeitung digitalisiert.

Etliche Normen und Richtlinien beruhen auf der Beurteilung verschiedener Kennwerte der gemessenen Schwinggeschwindigkeit. Die folgenden Regularien werden von SEMEX-EngCon unterstützt:

In einigen Erschütterungsanwendungen wird die Schwingbeschleunigung bevorzugt gemessen. Die Schwingbeschleunigung erlaubt eine differenziertere Bewertung der menschlichen Wahrnehmung (z.B. Fühlschwelle oder Weckschwelle). Es stehen hierzu mehrere Technologien zur Verfügung. SEMEX-EngCon verwendet MEMS-Beschleunigungssensoren.

Folgende Normen und Richtlinien, basierend auf der Beurteilung verschiedener Kennwerte der Schwingbeschleunigung werden von SEMEX-EngCon unterstützt:

Aufgrund der prinzipiellen tieffrequenten Limitierung eines Geophons, werden bei grossen Strukturen, wie z.B. Türme, Hochhäuser, Brücken, Staudämme, Windkraftanlagen, usw. bevorzugt Beschleunigungssensoren eingesetzt, damit Schwingungen unterhalb 1 Hz zuverlässig gemessen werden können. Die dynamischen Eigenschaften dieser kritischen Strukturen werden oft über sogenannte Antwortspektren beschrieben. Solche kritischen Strukturen sind nicht nur natürlichen Schwingungen (Bodenbewegungen, Erdbeben) ausgesetzt, sondern können auch selbst Schwingungen induzieren, die in der Umgebung als unangenehm empfunden werden, bzw. auf andere Bauwerke kritisch einwirken.

Induzierte Schwingungen spielen auch zunehmend in der Gewinnung erneuerbare Energien eine Rolle. Beispielsweise können induzierte Schwingungen in der Geothermie und der Windkraft gemessen werden und haben mitunter zu spürbaren Beben geführt. Um die Akzeptanz in den umliegenden Gemeinden zu erhalten, werden Arbeitsprozesse die Überwachung von Erschütterungen, Schwingungen und Vibrationen begleitet und ggf. gesteuert.