A szerkezeti érzékelőket a szerkezeti mozgások, deformációk, feszültségek és alakváltozások figyelésére használják épületekben, építőmérnöki szerkezetekben, mélyépítési szerkezetekben és műemlékekben.
A rendelkezésre álló érzékelők széles választéka révén a szerkezet monitoring megoldások az egyedi kihívásokhoz és költségvetésekhez igazíthatók.
Az egyik fő felhasználási terület a szerkezeti érzékelők telepítése olyan helyeken, ahol a szerkezeten vagy annak közelében munkát végeznek, annak érdekében, hogy az integritás ne sérüljön.
Ezenkívül hosszú távú szerkezeti monitoringra is alkalmas, hogy a szerkezet állapota az idő múlásával nyomon követhető legyen, és megfelelő karbantartási megoldások kidolgozása váljon lehetségessé
Az eszközök támogatják a szerkezeti életciklus-menedzsment folyamatát egy tágabb fenntarthatósági politikán belül.
Szerkezeti mozgás és alakváltozás vizsgálata
A szerkezeti érzékelők tipikus alkalmazásai:
- Kivitelezési munka a közelben
- Felújítás, korszerűsítés, bővítés, alátámasztás
- Szerkezeti problémák, például repedések megjelenése
- Terhelésnövekedés (híd forgalmának növekedése, a gép típusának változása egy gyártóüzemben, a raktárhasználati mód változása, további emeletek kialakítása egy épületben stb.)
A hosszú távú megfigyelés során az érzékelők által végzett mérések lehetővé teszik a következő műveleteket:
- Health monitoring of the structure as the basis for changes to maintenance specifications
- An extended lifespan for the structure concerned
- Verification of structural safety and usability following an earthquake, climate event, fire or accident
- Verification of structural behaviour following an extreme climate event for which the structure was not initially designed
- Optimisation of designs for similar new structures (thereby reducing their ecological footprint)
Érzékelő típusok
A következő érzékelők egyszerűek, megbízhatóak és gazdaságosak:
- Az elmozdulásérzékelők (repedésmérők) lehetővé teszik az ugyanazon szerkezet két szakasza közötti relatív elmozdulás pontos (0,1 mm-től 0,01 mm-ig terjedő) nyomon követését. Az eszközök a repedések vagy hézagok nyílásának sebességét figyelik.
- A dőlésszögmérők (dőlésszög-érzékelők) a függőleges helyzettől való kis eltéréseket körülbelül 0,1 mm/m pontossággal mérik
- A lézeres távolságmérők kevésbé pontosak, mint a repedésmérők, de hasonló méréseket tesznek lehetővé nagyobb távolságokon is
A rezgések mérésére geofonokat és gyorsulásmérőket használnak
Hidraulikus süllyedésmérők (más néven „vízedények” vagy „hidrosztatikus szintező érzékelők”): egyszerű és megbízható megoldást kínálnak a süllyedés (vagy emelkedés) ellenőrzésére ugyanazon szerkezet több pontján. Különösen jól alkalmazhatók aládúcolási projekteknél.
A következő megoldások a szerkezeti feszültségek számszerűsítésére szolgálnak:
- Relatív mikrodeformáció (mm) mérése elektromos vagy vibrációs húros nyúlásmérőkkel és száloptikai érzékelőkkel. Ezek a gazdaságos érzékelők egyszerű módon betonra hegeszthetők, betonhoz ragaszthatók vagy abba beágyazhatók. Ezekkel az érzékelőkkel dinamikus mérések is végezhetők. E mérésekből azután ki lehet számítani a feszültségadatokat, feltéve, hogy ismerjük az anyag Young-féle (rugalmassági) modulusát és a szerkezet geometriáját.
- A feszültség közvetlen mérése a lapos hengersíkban, feltéve, hogy a henger beépítéséhez a szerkezetbe horony véshető
- A nyomáscellákkal végzett mérések lehetővé teszik a terhelés relatív növekedésének – nem túl nagy pontosságú – mérését
A száloptika lehetővé teszi a hőmérséklet és a deformáció folyamatos mérését a szál teljes hosszában. Ez a megoldás alkalmas nagyon hosszú lineáris szerkezetek hosszú távú figyelésére.
A szerkezeti érzékelők telepítése lehetővé teszi a következőket
- A szerkezeti mozgások és alakváltozások rövid vagy hosszú távú nyomon követése
- A szerkezet működését gátló tényezők korlátozása éghajlati jelenség vagy baleset bekövetkezése után
- Egy adott szerkezet viselkedésének elemzése és megértése
- A szerkezetek élettartamának meghosszabbítása és karbantartási költségeik optimalizálása
- A szerkezetek fenntarthatóságának és rugalmasságának kezelése
