Bestimmung statischer und dynamischer Zugspannungen in Stahlverseilungen mittels Wirbelstrom-Multisensoren und Ansätzen zu einer Sensordatenfusion

Die Arbeit beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von Kräften und Spannungen in ferro-magnetischen Materialien, welches den magnetoelastischen Effekt ausnutzend, mittels Wirbelstromsensorspulen operiert. Die Grundlagen zum Messeffekt und wichtige Zusammenhänge zwischen mechanischen, magnetischen und elektrischen Eigenschaften von Material und Sensorik wurden dazu dargelegt. Die Anwendung wird in diesem speziellen Fall als Erweiterung der zerstörungsfreien Prüftechniken in der Bautechnik verstanden. Dabei kann an schwachpermeablen Spannstahlbewehrungen mit Hilfe von Multisensorferritspulen eine Impedanzmessung in Abhängigkeit der vorherrschenden mechanischen Spannung durchgeführt werden. Um mechanische Spannungen komfortabel im Stahl bestimmen zu können, war der magnetische Arbeitspunkt der Messstelle auf der Stahlverseilung mit statischen Permanentmagnetfeldern zu optimieren und zu stabilisieren. Durch die Parametrisierung von Sensorspulen- und magnetischen Feldgrößen konnte eine Vorschrift zur Sensorkalibrierung angegeben werden. Die Kenntnis der magnetostriktiven Eigenschaften des zu überwachenden Materials gilt hier als ein Indikator für die Empfindlichkeit der materialabhängigen Messtechnik.
Im Abschluss der Dissertation werden Methoden vorgestellt, welche Messfehler und –unsicherheiten durch Ansätze zur Sensordatenfusion reduzieren können.