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. Für den Test von Weiterentwicklungen solcher Schutz-Verbauungen werden auch kompakte Datenlogger zur Erfassung der auftretenden Kräfte verwendet. MSR Electronics bietet hier eine kundenspezifische Entwicklung,
die auch Vorbild für andere Einsatzbereiche sein kann.
Seit langem schon befasst sich die Schweizer Pfeifer Isofer AG (www.pfeifer-isofer.ch), 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“ umfasst die Entwicklung und Herstellung von aktiven und passiven Schutzsystemen vor Steinschlag und Muren sowie zur Lawinen-Prävention.
Große Kräfte mit kompakten Loggern erfasst
Im italienischen Trento wurde Tests mit dem ISOSTOP 5000 Ev-Schutzsystem durchgeführt. Bei diesen speziellen Versuchen fällt ein eigens vor Ort erstellten 16-Tonnen-Beton-Prüfkörper in die Schutzverbauung. Daneben kommen 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.
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. 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. Die mit dem Einsatz der MSR-Spezial-Datenlogger verwendete Funktechnik minimiert nun das Risiko von Defekten an der Messtechnik.
Neue Funktionen durch 868-MHz-Funk
Die bei den Tests verwendeten MSR40-Datenlogger sind speziell angepasste Versionen des im industriellen Bereich verbreiteten Datenlogger-Typs MSR165. Sie zeichnen in ihrem internen Speicher über ihre Analog-Eingänge und schnelle A/D-Umsetzer 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.
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.
Bei der Steinschlags-Versuchsanlage in Trento hat der leitende Ingenieur Sichtkontakt zum gesamten Versuchs-Areal. Er gibt nach Abwurf des 16 t schweren Beton-Prüfkörpers das Auslöse-Signal an alle Logger aus. Zeitgleich werden auch die zuvor platzierten Highspeed-Kameras gestartet, die 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 bestimmen. Dementsprechend kann die mechanische und räumliche Anordnung von Netzen, Seilen und den speziellen mechanischen Bremskörpern optimiert werden.
Im Vergleich zu früheren Versuchsanordnungen mit verkabelten Mess-Elementen ergibt sich 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.
