Vorteile mit HBM

  • Sichere Datenerfassung auch bei komplexen Messaufgaben
  • Unterstützung zahlreicher Aufnehmertechnologien in einem Gerät und System
  • Kurze Rüst- und Einrichtungszeiten

Mit 150G zu sicheren Ergebnissen: QuantumX für Datenerfassung an einer geotechnischen Zentrifuge

Ein sicheres Stück Boden unter unseren Füßen – das wünschen wir uns alle. Doch im Boden mit seinen vielen verschiedenen Bestandteilen können hochdynamische Prozesse entstehen, die Gebäude und Infrastruktureinrichtungen gefährlich ins Wanken bringen können. Mit Hilfe von geotechnischen Zentrifugen ist es möglich, die komplexen Zusammenhänge von Spannungs- und Dehnungsvorgängen im Boden bei Belastungen realitätsnah zu modellieren. Ebenso wichtig wie die Zentrifuge selbst ist jedoch auch eine sichere Erfassung der erhobenen Messdaten. Deshalb setzt die Universität Pretoria in Südafrika bei ihrer hochmodernen geotechnischen Zentrifuge auf das Messverstärkersystem QuantumX von HBM.

Beim Bau der Eisenbahnlinie „Gautrain“ zwischen den südafrikanischen Metropolen Kapstadt und Johannesburg standen die Ingenieure vor einem großen Problem: Südlich von Pretoria sollte die Strecke über eine dolomitische Landformation verlaufen, die anfällig für die Entstehung von Senkgruben ist. Um ein Viadukt sicher über diesen schwierigen Untergrund zu führen, mussten aufwändige Experimente durchgeführt werden, bei denen über eintausend, zehn Tonnen schwere Betonblöcke zusammengefügt wurden, um die Senkung zu untersuchen.

Die geotechnische Zentrifuge

Die geotechnische Zentrifuge an der Universität Pretoria

 

Da die Ergebnisse eines Großversuchs an der Eisenbahnlinie sehr uneinheitlich erschienen, wurde der Boden auch im Modell genauer untersucht – und zwar im geotechnischen Zentrifugallabor der Universität Pretoria, das im Juni 2012 offiziell eröffnet wurde.

Das Labor gehört zu den technisch modernsten Einrichtungen seiner Art weltweit – und besticht durch technische Superlative: Die Zentrifuge, hergestellt vom französischen Unternehmen Actidyn,  ist in der Lage, eine Masse von einer Tonne auf bis zu 150G zu beschleunigen. Diese extreme Beschleunigung wird benötigt, um die komplexen, im Boden wirkenden Spannungen und Dehnungen so realistisch wie möglich simulieren zu können.

Daten von zahlreichen Messgrößenaufnehmern

 

Bei derart komplexen Prozessen müssen auch kontinuierlich zahlreiche verschiedene Parameter und Messgrößen erfasst werden. Neben Kameras für die Particle Image Velocimentry sind in der Zentrifuge noch Aktuatoren und verschiedene Sensoren eingebaut:

  • Weg über LVDTs, Potentiometer und Laser-Wegsensoren und –scanner
  • Druck über hydraulische Druckaufnehmer, die den Bodendruck ermitteln
  • Kraft/Gewicht über Wägezellen mit Dehnungsmessstreifen-Technologie
  • Temperatur.

Für die Datenerfassung kommt das DAQ-System QuantumX von HBM zum Einsatz. Gerade beim Erfassen zahlreicher verschiedener Messgrößen – und dies auch noch über unterschiedliche Aufnehmertechnologien – kann QuantumX seine ganze Stärke ausspielen.

Denn wie kaum ein anderes Datenerfassungssytem überzeugt QuantumX durch seine besonders hohe Vielseitigkeit und Flexibilität im Einsatz. Dank Advanced Plug & Measure können Aufnehmer unterschiedlichster Technologien einfach an die QuantumX-Module angeschlossen werden – und die Messung kann beginnen. Aufwändige Rüst- und Einrichtzeiten des Messdatenerfassungssytems entfallen.

Konkret sorgen folgende QuantumX-Module für Sicherheit der Messdatenerfassung an der geotechnischen Zentrifuge: 

Die Datenübertragung erfolgt über Ethernet und fiberoptische Kabel mit 1 GB Durchsatz.

Zahlreiche Vorteile von Experimenten mit Zentrifugen

Insgesamt ein professionelles Test Setup, das den Ingenieuren der Universität Pretoria zahlreiche Vorteile bietet. So können auf Basis der erfassten Messdaten komplexe 3D-Probleme mit einfachen Mitteln modelliert werden. Den Forschern ist es möglich, tatsächlich physikalische Ereignisse zu beobachten und mechanische Prozesse klar beobachtet werden – und das mit der Sicherheit der Messdatenerfassung von HBM.

 

 

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