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Florian F. Linscheid, Markus G. R. Sause

• Eine zuverlässige Zustandsüberwachung von Strukturen aus Verbundwerkstoffen in Industrieanlagen profitiert von einer Kombination mehrerer akustischer Methoden, um ein vollständigeres Bild der Struktur und möglicher Defekte zu erhalten. Neben der Schallemission erscheint eine Kombination aus Modalanalyse, Körperschallanalyse und einer Prüfung mit geführten Wellen vorteilhaft. Alle diese Verfahren basieren auf der Ausbreitung von (Ultra-) Schallwellen durch die Struktur. Bisher erfordern alle Methoden jedoch eine jeweils spezialisierte Hard- und Software. Dass eine Ergänzung der Schallemission mit anderen akustischen Messverfahren relativ selten angewendet wird, könnte an der Notwendigkeit für gleich mehrere unterschiedliche Messsysteme und Sensoren liegen. Um die Kombination dieser Methoden zu erleichtern, wurde daher ein kostengünstiger Sensor aus einer Piezokeramikscheibe und integriertem Vorverstärker entwickelt. Die Sensorkomponenten wurden so ausgewählt, dass sie eineEine zuverlässige Zustandsüberwachung von Strukturen aus Verbundwerkstoffen in Industrieanlagen profitiert von einer Kombination mehrerer akustischer Methoden, um ein vollständigeres Bild der Struktur und möglicher Defekte zu erhalten. Neben der Schallemission erscheint eine Kombination aus Modalanalyse, Körperschallanalyse und einer Prüfung mit geführten Wellen vorteilhaft. Alle diese Verfahren basieren auf der Ausbreitung von (Ultra-) Schallwellen durch die Struktur. Bisher erfordern alle Methoden jedoch eine jeweils spezialisierte Hard- und Software. Dass eine Ergänzung der Schallemission mit anderen akustischen Messverfahren relativ selten angewendet wird, könnte an der Notwendigkeit für gleich mehrere unterschiedliche Messsysteme und Sensoren liegen. Um die Kombination dieser Methoden zu erleichtern, wurde daher ein kostengünstiger Sensor aus einer Piezokeramikscheibe und integriertem Vorverstärker entwickelt. Die Sensorkomponenten wurden so ausgewählt, dass sie eine zufriedenstellende Empfindlichkeit für alle vier Arten von Messmethoden aufweisen und damit die Einsatzmöglichkeiten des Sensors erweitern. Die geringen Materialkosten könnten somit die Implementierung eines SHM-Systems mit deutlich verringertem Kostenaufwand ermöglichen. Neben der Hardware befindet sich auch ein begleitendes MATLAB©-basiertes Softwarepaket in der Entwicklung, das die Evaluierung der verschiedenen Methoden auf der Basis eines einheitlichen Datenstroms ermöglichen wird. Ziel ist es, ein Netzwerk von baugleichen Sensoren aufzubauen, deren Signale dann von der Software nach der jeweiligen Methode ausgewertet werden. Ausgewählte Beispiele für diese Methoden werden vorgestellt, um die Fähigkeiten unseres Ansatzes zu demonstrieren.…