Low-Cost Extensometer

Diese Seite befasst sich mit dem Aufbau und der Installation des Inform@Risk Extensometers. Es handelt sich dabei um eine kostengünstige Variante von handelsüblichen Drahtextensometern für geotechnische Messungen. Dazu basiert es auf 3D-gedruckten Teilen und einem Sensor der Waycon Positionsmesstechnik GmbH (es funktioniert aber auch jeder andere Drahtsensor).

Das Konzept kann sowohl für vertikale Extensometer in Bohrlöchern als auch für horizontale Extensometer in Gräben angewendet werden. Unabhängig von der Art der Installation wird ein Betonschacht mit den Mindestabmessungen 60x60x100 (LxBxT) benötigt. In diesem Leitfaden wird nicht näher auf die Installation von Extensometerkabeln eingegangen, sondern nur auf die Installation der notwendigen Infrastruktur an beiden Kabelenden. In dieser Anleitung sind alle Materialbeziehungen fett gekennzeichnet. Die folgenden Abbildungen geben einen Überblick über das Meßkonzept für eine horizontale Extensometermessung.

Die für den Bau eines Low-Cost-Extensometers benötigten Materialien sind unten aufgeführt und in der nächsten Abbildung dargestellt.

Tabelle 1: Allgemeine Materialliste für den Low-Cost-Extensometer.

Die erforderlichen Werkzeuge sind lediglich eine Reihe von Schraubendrehern, Zangen, Sechskantschlüsseln usw. Eine professionelle Bohrmaschine mit großen (8-12 mm) Betonbohrern ist notwendig, um die Halterungen am Schacht zu befestigen. Außerdem kann ein großer Hammer dabei helfen, die Gewindestangen in die Schachtwände einzuschlagen.

Die Gewichte sollten in der Mitte eine 8 mm Bohrung mit M8-Gewinde haben, an der die EXT-Gewichtshalterung (Nr. 30) mit M8-Schrauben mit Sechskant (Nr. 10) befestigt wird, sowie eine Umlenkrolle (Nr. 5).

Die notwendigen/nützlichen 3D-Druck-Designs, die wir in der Testinstallation verwendet haben, finden sich im 3D Druck-Abschnitt.

Dieser Abschnitt befasst sich mit dem Einbau des Extensometers (Fühlerseite) in die Welle. Die Schritte sind wie folgt:

1. Vorbereitung des Rohrs
   1. Schneiden Sie das Rohr so zu, dass es gerade in den Schacht passt (etwa 5 cm unterhalb des Endes).
   2. Bohren Sie mit der Bohrschablone (31) ein Loch in der Höhe, in der der Längenänderungsaufnehmer in den Schacht eintritt, und ein Loch darunter. Die Umlenkrolle (5) und die Umlenkrollenhalterung (29) werden an der unteren Bohrung befestigt, um den Aufnehmerdraht zum Gewicht zu führen.
   3. Falls der Draht des Extensometers sehr tief in den Schacht eintritt, muß die Umlenkrolle oberhalb des Eingangslochs angebracht werden, um den Extensometer nach oben zu führen, und eine weitere Umlenkrolle muß etwa 5 cm unterhalb des oberen Teils des Rohrs angebracht werden (siehe Abbildung).
2. Befestigen Sie die Halterung an der Wand (28 EXT Pipe Mount) mit Dübeln und M8-Gewindestangen, die auf die entsprechende Größe zugeschnitten sind.
3. Mit M8-Muttern festziehen
4. Bereiten Sie den Deckel vor
   1. Bohren Sie zwei Löcher in den Deckel für den Sensor, der wie in der Abbildung gezeigt platziert werden sollte.
   2. Sägen Sie Platz für das Kabel in den Deckel und das Rohr (Abbildung \todo})
5. Kabel einführen
   1. In das obere Loch
   2. Durch das Gewicht
   3. Durch den Deckel
6. Vorbereitung des Rohrs
   1. Rohr in den Schacht heben
   2. An der Halterung befestigen
   3. Gewicht anheben (ca. 10 Zentimeter) und mit Seilstopper sichern

Erläuterung zur Abbildung: a) Deckel mit Löchern für den Sensor und das Dehnungsmesserkabel. b) Innenseite des Rohrs mit Seilrolle, Gewicht und Ausschnitt rechts. c) Fertiges Rohr an der Schachtwand mit Angabe der optimalen Höhe des Dehnungsmessers unter dem Schachtdeckel. d) Vorbereitetes Rohr mit Löchern für Seilrolle und Dehnungsmesserkabel. e) Vorbereitung der EXT-Rohrbefestigung an der Schachtwand. f) Unterseite des Deckels mit dem angebrachten Sensor und dem durch den Ausschnitt geführten Sensorkabel. g) Montiertes Rohr an der Schachtwand.

Um den Waycon-Sensor an den Messknoten anzuschließen, müssen die Drähte des Sensors mit GND, Power (12 V) und dem analogen Port des Messknotens verbunden werden. Der gewählte analoge Anschluss muss dann bei der Programmierung des Knotens für den Extensometerbetrieb ausgewählt werden (siehe Softwareinstallation für Messknoten).