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(Video: Robert Stein - DE-07 Einführung Lektion: Optische Inspektion von innen zur quantitativen Zustandserfassung) |
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Die Ergebnisse der optischen Inspektion reichen häufig nicht aus, um den Zustand der Kanäle umfassend zu beschreiben und befriedigende Aussagen über Art und Ausmaß von Schäden, Art und Umfang von Sanierungsmaßnahmen und zur hydraulischen Leistungsfähigkeit abzuleiten. Für eine technisch und wirtschaftlich fundierte Sanierungsplanung kann deshalb auch eine quantitative Feststellung des Ist-Zustandes erforderlich sein. Hiervon betroffen sind beispielsweise … |
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Die nachfolgend beispielhaft erläuterten Messgeräte und -verfahren stellen einen ersten Ansatz zur vollständigen Erfassung des Ist-Zustandes der Kanalisationen dar. Sie ermöglichen die Erfassung und quantitative Bewertung von: (Bild: Ablagerung in einem Abwasserkanal – Hartes oder verdichtetes Material) (Bild: Verschobene Verbindung (BAJ) – Radiale Verschiebung (B) ) (Bild: Verformung eines Kunststoffrohres (BAA) – Vertikal (A)) (Bild: Hohlraumbildung … |
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Ablagerungen werden in der Regel wie anhaftende Stoffe (Inkrustationen), einragende Anschlüsse und Wurzeln im Rahmen der optischen Inneninspektion erfasst und bezüglich ihrer Auswirkungen auf die Querschnittsreduzierung abgeschätzt. Die Abschätzung basiert auf der Angabe der Höhe der Ablagerung, ausgedrückt in Prozent der vertikalen Abmessung der Rohrleitung. (Bild: Ablagerung in einem Abwasserkanal – Hartes oder verdichtetes Material) (Bild: Ablagerung … |
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Das Kanalmessboot kann in Kanälen von DN 700 bis DN 2000 eingesetzt werden. Es schwimmt auf dem Abwasser und misst über Abtastarme den Wasserstand und die Ablagerungshöhe. Die gespeicherten Werte der Messelektronik werden an einem Computer ausgewertet. So kann exakt die Ablagerungshöhe festgestellt werden. Jedoch müssen bei wechselnder Rohrgröße und -form die Bezugswinkel der Abtastarme manuell angepasst werden und bei zu geringem oder zu hohem Wasserstand … |
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Eine Spezialentwicklung für Ablagerungsmessungen in Dükern, welche nicht deren Außerbetriebsetzung erfordert, stellt die Dükervermessungseinheit (DVE) dar [FI-KARO]. Sie weist zwei Drucksensoren auf, an die elektronische Datenerfassungssysteme (MDS-Systeme) angeschlossen sind. Die Datenspeicher befinden sich in einer wasserdichten Kapselung, welche aus einem Kunststoffrohr mit einem kugelsegmentförmigen Vorderteil gefertigt ist. (Bild: Prinzipdarstellung … |
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Inklinometer, auch Neigungswinkelmesser genannt, werden in Kombination mit der Kanalfernsehinspektion zur Bestimmung des Gefälles der einzelnen Rohre bzw. der Haltung eingesetzt [MURL90]. Kernstück der in der Kamera integrierten Inklinometer sind im Allgemeinen Schwerkraftsensoren mit einem Regelkreis zur Drehmomentkompensation [Stein86b]. Das Messsignal ist eine Gleichspannung, die proportional dem Sinn des Neigungswinkels gegen die Vertikale ist. … |
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(Bild: Prinzip der druckmessenden Schlauchwaage) Die druckmessende Schlauchwaage zur hydrostatischen Höhenvermessung wurde speziell für die Bestimmung der vertikalen Lage (Verschobene Verbindung (Versatz)) nichtbegehbarer Leitungen entwickelt [Colli83] [NN86d]. Ein Schlauchende ist mit einem festaufgestellten Niveaugefäß, in dem sich ein freier Flüssigkeitsspiegel als Bezugshöhe befindet, verbunden. An dem anderen Schlauchende befindet sich ein elektronischer … |
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Verformungen biegeweicher Rohre, Deformationen gerissener biegesteifer Rohre, Querschnittsabmessungen und damit auch indirekt Innenkorrosion und mechanischer Verschleiß von Kanälen, aber auch Ablagerungen lassen sich bei der Inspektion mit der Kanalfernsehkamera oder bei der Begehung zwar erkennen, eine quantitative Aussage ist jedoch nur mit Hilfe entsprechender Messgeräte bzw. -verfahren möglich. Bei der quantitativen Erfassung von Verformungen … |
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In begehbaren Abwasserleitungen und -kanälen erfolgt die Profil-, Vervormungsvermessung mit Hilfe der bekannten Verfahren der Ingenieurvermessung, der 3D-Laservermessung und des Laserscanning. Ein Beispiel für eine 3D-Laservermessung ist das 3D-Laser-ScanSystem, welches zur Erfassung von Querschnittsveränderungen und damit auch von Lageabweichungen Mantellinien und Querprofile des Kanals scannt. (Bild: Querschnittsvermessung (3D-Laservermessung) eines … |
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Eine Weiterentwicklung ist das Laserscanning (auch Laserabtastung). Hierunter wird das zeilen- oder rasterartige Überstreichen von Oberflächen oder Körpern mit einem Laserstrahl verstanden, um diese zu vermessen, zu bearbeiten oder um ein Bild zu erzeugen. Sensoren, die den Laserstrahl entsprechend ablenken, heißen Laserscanner. Ein Laserscanner, der neben der Objektgeometrie zusätzlich die Intensität des reflektierten Signals erfasst, wird abbildender … |
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Zur Feststellung von Querschnittsveränderungen nichtbegehbarer Abwasserleitungen und -kanäle sind spezielle Messsysteme erforderlich. Hierzu zählen:
(Bild: Prinzipskizze zur mechanischen Verformungsmessung in Anlehnung an [ATVA139c] [FI-Optim]) (Bild: Versuche mit Lichtringmesssystem der Firma JT-elektronik GmbH ) (Bild: Inspektions- und Lasermesssystem mit Laserpunkten – Orpheus … |
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Kalibermessgeräte werden durch die Leitung gezogen bzw. über den Druck des Transportmediums vorwärtsbewegt und ermöglichen mittels einer über den Umfang gleichmäßig verteilten Anzahl federnder Tastarme die mechanische Erfassung von Ovalitäten, Beulen, Wanddickenänderungen, Schweißwülsten, Ablagerungen, Schieberstellungen und anderem. Ein Beispiel für ein Deformations- und Kalibermessgerät zeigen die Bilder. Die Messsonde, welche per Seilzug oder Kamerafahrwagen … |
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Kalibermessgeräte mit vier mechanischen Fühlern können bei biegeweichen Rohren jedoch nur bei Annahme einer vertikalsymmetrischen und elliptischen Verformungsfigur entsprechend der Bemessung nach ATV-DVWK-A 127 eingesetzt werden. Hiervon abweichende, schiefsymmetrische und/oder nichtelliptische Verformungen lassen sich nur nach Aufnahme der gesamten Querschnittsfigur, z. B. mit Hilfe einer Lasermessung beurteilen. Anwendungsbereich:
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(Bild: Versuche mit Lichtringmesssystem der Firma JT-elektronik GmbH ) Bei den Lasermesssystemen können drei Gruppen unterschieden werden. Bei der ersten Gruppe wird die Lasertechnik eingesetzt, um einen Lichtring an die Rohrinnenwand zu projizieren. Dieser Lichtring wird dann z.B. von einer Kamera aufgezeichnet und mit Hilfe eines Maßstabes vermessen. Der Laser wird somit lediglich als Lichtquelle eingesetzt. (Bild: Laserentfernungsmessung) Bei der … |
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Ein Beispiel für ein Lichtring-Messsystem stellt der von der Firma CleanFlow Systems aus Albany (Neuseeland) entwickelte „Clearline Profiler“ dar. Das Messsystem (Bild oben) ist als adaptives Gerät konzipiert, d.h. es nutzt marktübliche Kanalinspektionsroboter als Trägereinheit und für die Bildaufzeichnung. Die wesentlichen Systemkomponenten sind der Laser und die Auswertungssoftware. Der Laser wird am verwendeten Kanalinspektionsroboter mit Hilfe … |
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Hier dargestellt sind Ergebnisse von Aufnahmen mit dem „Clearline Profiler“ und deren Ausgabe in Auswerteprotokolle. Das erste Bild zeigt eine Korrosionsmessung in einem Stahlbetonkanal mit ID 451mm und OD 533mm. Das zweite Bild zeigt eine Durchmesseranalyse. Die Veränderung des Durchmessers aufgrund von Korrosion ist an den unten dargestellten digitalen Profilen gut erkennbar. (Bild: Lichtring-Messsystem im Kanal mit Angabe der Verformung ) (Bild: … |
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Bei der Laserentfernungsmessung kommt die Lasertriangulation zum Einsatz. Hierbei wird ein Laserlichtpunkt auf das Messobjekt projiziert und mit einer Kamera beobachtet. Ändert sich die Entfernung des Messobjektes vom Laserprojektor, so ändert sich auch der Winkel unter dem der Lichtpunkt beobachtet wird sowie die Position seines Abbildes in der Kamera. Aus der Positionsänderung wird mit Hilfe einfacher geometrischer Beziehungen die Entfernung des … |
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Entsprechende Lasermesssysteme zur Bestimmung der Querschnittsfigur stellen Lasermessgeräte in Kombination mit einer Videokamera dar [NN95g]. Zur Vermessung der Rohrdeformation positioniert sich der Messkopf automatisch senkrecht zur Rohrwand und tastet diese in vom Anwender wählbaren Schritten mit einem Laserdistanzsensor ab. Die von der Rohrwand reflektierte Streustrahlung wird durch ein optisches System gebündelt und einem Positionsdetektor (PSD) … |
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Der aktuelle Stand der Technik bei der Profil-Verformungsmessung wird repräsentiert durch zwei Laser, die im voll rotationsfähigen Kamerakopf integriert sind. Ablauf der Profil-, Verformungsmessung Die Profil-Verformungsmessung erfolgt in der Regel im Anschluss an die optische Inspektion auf dem Rückweg des Inspektionssystems vom Zielschacht zum Startschacht. Hierfür wird die Betriebsart des Inspektionssystems auf eine Profil-Verformungsmessung umgeschaltet. … |
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Da die beiden Laser einen definierten Abstand zueinander haben, kann anhand der beiden Laserpunkte auch der Abstand der Kamera zur Rohrwand bestimmt werden. Bei rotierendem Kamerakopf wird auf diese Weise das Rohrprofil ermittelt. Durch das Zurückfahren des Inspektionssystems (gleichmäßige Geschwindigkeit von etwa 5 bis 7 cm/sek) bei gleichzeitigem Rotieren der Kamera wird so das gesamte Profil der Haltung erfasst. Es entsteht eine Spirale von Lasermesspunkten. … |
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Wichtig: Die Profil-Verformungsmessung dient nicht nur der Schadensfeststellung sondern liefert auch für die Planung von Renovierungsmaßnahmen, z.B. in Form von „Vor Ort härtendem Schlauch-Lining“ wesentliche Informationen zur Konfektionierung der Schlauch-Liner. Mit der Anpassung der Bestellmaße der Schlauch-Liner an die realen maximalen und minimalen Profilabmessungen über die gesamte Länge der jeweiligen Haltung können so Schlauch-Liner konfektioniert … |
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28.10.2022 Diese Lektion gibt einen Überblick über Verfahren der Inspektion von innen zur quantitativen Zustandserfassung. Sie ist als Ergänzung zur Lektion „Optische Inspektion von innen zur qualitativen Zustandserfassung“ zu verstehen und gehört damit inhaltlich zum Themenblock „UNTERSUCHUNG“, der ersten der vier grundlegenden Aktivitäten im Rahmen des integralen Siedlungsentwässerungsmanagements nach DIN EN 752. Die hier dargestellten Verfahren liefern wesentliche Grundlagen für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit des Entwässerungssystems bzw. für die Erstellung des Sanierungsplans. Nach Abschluss dieser Lektion verfügen Sie über fundierte Kenntnisse bezüglich:
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(Tabelle: Kodes zur Beschreibung von innerhalb einer Haltung/Leitung veränderlichen Stammdaten) |
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