Entwicklung und Erprobung eines multifunktionalen Geo ...

GeoSN UniBwKapitel 3 Sensorkomponente eines GeoSNsung der Widerstandsänderung zwischen einer Anode und einer Kathode, die von ihrerEintauchtiefe innerhalb einer Flüssigkeit abhängig sind [65]. Ein weiterer Ansatz ist dieErfassung der Veränderung des Ausfallwinkels in Abhängigkeit der Ausrichtung der Flüssigkeitsoberfläche[66].Ein weiterer geotechnischer Sensor zur Neigungsmessung ist das Inklinometer. Das Messprinzipdieses Gerätes ist die Messung der vertikalen Inklination über eine feste Gerätebasis.Der Messkörper ist zu diesem Zweck stangenförmig ausgeprägt. Er wird in ein Messrohrabgelassen und misst an verschiedenen Absenktiefen die Inklination. Wird anschließendder Fuß- oder Kopfpunkt des Messrohres als stabil angenommen, kann der geometrischeVerlauf des Messrohres über die bekannten Absenkwege berechnet werden.In den Bereich der geotechnischen Sensoren fallen noch verschiedene andere Geräte, dieinsbesondere zur Erfassung der Ursachen etwaiger Veränderungen dienen, zum BeispielErddruckkissen, die Kräfte innerhalb des Bodens feststellen sollen, sowie Feuchtigkeitssättigungsmessungenund Temperatursensoren. Diese sonstigen geotechnischen Sensorensollen hier zunächst nicht weiter vertieft werden, aber da ihre Einbindung in ein Systembezüglich der Steuerung und der grundlegenden Sensorfähigkeiten der der geometrischmessenden geotechnischen Sensoren gleichzusetzen ist, ist eine Nutzung sehr leicht möglich.Die relative Messung von Längenänderungen und Neigungen allein ist für nachfolgendeBetrachtungen meist nicht ohne weitere Aufbereitung der Messungen möglich. Vielmehrist eine Kombination der relativen Messung mit einem absoluten Bezug durchzuführen.Dies kann zum Beispiel dadurch realisiert werden, dass bei einem Extensometer oder Inklinometereine Position des Messgerätes mit einer Koordinate kombiniert wird und dieMessrichtung der Gerätes, also entweder der Raumvektor des Extensometers oder dieRichtung des Absenkrohres des Inklinometers mit einem globalen Richtungsvektor imKoordinatensystem gleichgesetzt wird.In ihrer Konzeption ist die eigentliche Sensorik in der Geotechnik in der Regel nur mitsehr geringen Fähigkeiten zur selbständigen Signalverarbeitung ausgestattet. Es werdenzumeist nur analoge Signal erzeugt, die teilweise auch nur in analogen Anzeigeeinrichtungendargestellt werden. Diese Art von analogen Anzeigeeinrichtungen wird allerdingsimmer mehr von einem Einsatz mit Messwertausgabe in Form von Stromsignalen verdrängt.Dabei wird in der Regel das Prinzip einer Widerstandsänderung ausgenutzt.Derartige Stromsignale in digitale Informationen umzuwandeln ist nur möglich, wenn derSensor die Fähigkeit zur A/D-Wandlung besitzt oder in Kombination mit einer Loggingeinheiteingesetzt wird, die entsprechende Wandlung der analogen Signale durchführenkann. Solche Loggingeinheiten werden häufig bereits von den Anbietern geotechnischerSensorik mit vertrieben und besitzen neben den einfachen Wandlungsfähigkeiten hin zudigitalen Daten auch Rechnerkapazitäten zur Umwandlung der digitalisierten Strominformationenin die gesuchten Größen Längen, Neigungen usw. Dazu werden Kalibriergrößender Sensoren eingespeichert und anschließend angebracht. Ein integrierter Zeitgeber, etwain Form einer CMOS-Uhr 15 , sorgt zusätzlich für die Kombination von Messwert mit Messungszeitpunkt,was eine Verknüpfung der verschiedenen Messungen ermöglicht. Derintegrierte Rechner ermöglicht in Kombination mit dem Zeitgeber auch vorprogrammierte15 CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor, Begriff aus der Halbleitertechnik.- Seite 41 -