Diese deutschen Schrauben alarmieren, wenn sich eine Brücke löst

Deutsche Forscher haben „intelligente“ Schrauben entwickelt, die eine Warnung senden können, wenn sie sich zu lockern beginnen, wodurch sie fernüberwacht werden können, wodurch hoffentlich Zeit und Aufwand für die Inspektion reduziert und eine Katastrophe abgewendet werden.

Das Team hat einen Puck entwickelt, an dem ein sehr dünner Drucksensor befestigt ist. Beim ersten Anziehen der Schraube nimmt der Sensor seine Basismessung vor. Sollte dieser Druck sinken, sendet der Sensor eine Warnung.

„Dieses Fernüberwachungssystem ermöglicht es uns erstmals, die Stabilität sicherheitskritischer Infrastrukturen jederzeit auch aus der Ferne im Auge zu behalten und jede relevante Schraube entsprechend zu kontrollieren“, sagt Peter vom Fraunhofer-Institut . Spione erwähnt.

„Das ist ein großer Pluspunkt für die Sicherheit. Bei der Inspektion einer Brücke oder Windkraftanlage muss kein Techniker vor Ort sein und jede Schraube einzeln prüfen, da alle Daten per Funk an die Servicestation übermittelt werden.

Unter Druck: Das System basiert auf einem dünnen, druckempfindlichen Material namens DiaForce, das zuvor bei Fraunhofer entwickelt wurde. Der Sensor misst an drei verschiedenen Stellen den Druck der frisch angezogenen Schraube. Jede Druckänderung verändert den elektrischen Widerstand im DiaForce.

Erkennt der Sensor, dass sich die Schraube lockern könnte, wird die daraus resultierende Widerstandsänderung an ein Funkmodul am Schraubenkopf übermittelt.

„Das Funkmodul wiederum sendet die Daten an eine Basisstation, die Informationen von allen relevanten Schrauben im Objekt sammelt“, sagt Spies.

Informationen werden über ein LPWAN-Protokoll (Low Power Wide Area Network) weitergeleitet, das kleine Datenmengen mit geringem Stromverbrauch über große Entfernungen senden kann. Ein in das System integrierter thermoelektrischer Generator nutzt den Temperaturunterschied zwischen der Schnecke und ihrer Umgebung, um die erforderliche Mindestleistung zu erzeugen.

Der Sensor misst an drei verschiedenen Stellen den Druck der frisch angezogenen Schraube. Wenn der Sensor erkennt, dass sich die Schraube lösen könnte, wird über ein Funkmodul am Schraubenkopf eine Warnung gesendet.

Sobald die Informationen an der Überwachungsstation eintreffen, wandelt die Software den Status jeder Schraube in eine grafische Anzeige um.

Um das System vor Cyberangriffen zu schützen, wird jede Schraubkomponente bei der Installation in einer abgeschirmten Box platziert. Das Gehäuse verwendet RFID, um jeder Schraube eine ID-Nummer und einen Verschlüsselungsschlüssel zuzuweisen, und Übertragungen an die Überwachungsstation sind ebenfalls verschlüsselt.

„So verhindern wir, dass Kriminelle oder Hacker das System sabotieren. Technisches Personal, das zum Beispiel eine Windkraftanlage überwacht, kann sich wirklich auf die Daten verlassen“, sagte Spies.

Eine lockere Schraube: Die Infrastruktur des Staates Amerika ist… nicht großartig.

In ihrem letzten vierjährliches Bulletin, die American Society of Civil Engineers gab dem Land ein C-, das für organische Chemie, aber nicht für kritische Infrastruktur fliegen kann. ASZE genannt dass es 178 sind Million tägliche Fahrten über „strukturell mangelhafte“ Brücken – und obwohl diese Brücken nicht einsturzgefährdet sind, haben sie Wartungsprobleme, die eine zusätzliche Überwachung erfordern, damit sie nicht unsicher werden.

Technologien wie intelligente Schrauben könnten uns dabei helfen, die veraltete Infrastruktur im Auge zu behalten und Reparaturen dort durchzuführen, wo sie am dringendsten benötigt werden.

Die smarte Schraubverbindung ist den Forschern zufolge für die Verwendung mit handelsüblichen Schrauben und Bolzen ausgelegt und kann für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, darunter Stahlträgerbolzen in einem Hochhaus, die Rotoren einer Windkraftanlage oder für die Last – Unterstützung auf einer Brücke.

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