DE10102577C1 - Verfahren zur Zustandserkennung von elektrisch leitfähigen länglichen Spanngliedern - Google Patents

Verfahren zur Zustandserkennung von elektrisch leitfähigen länglichen Spanngliedern

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Abstract

Ein Verfahren zur Zustandserkennung von elektrisch leitfähigen länglichen Spanngliedern (1) hat die Schritte: DOLLAR A - Einkoppeln eines elektromagnetischen Messsignals in ein Spannglied (1a); DOLLAR A - Verändern der Frequenz des Messsignals; DOLLAR A - Messen des Reflektionsspektrums des Messsignals; DOLLAR A - Erkennen des Zustands des Spanngliedes (1a) in Abhängigkeit von den Resonanzfrequenzen aus dem Reflektionsspektrum.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandserkennung von elektrisch leitfähigen länglichen Spanngliedern sowie ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens.
Längliche Spannglieder werden insbesondere bei vorgespannten Betonkonstruktionen und rückverankerten Systemen im Bauwesen verwendet. Ausschlaggebend für die Sicherheit dieser vorgespannten Betonkonstruktionen und rückverankerten Systeme ist im wesentlichen die Funktion der Spannglieder. Die Spannglieder können z. B. durch Korrosion oder unplanmäßige Belastung Schäden erleiden, so dass die Standsicherheit der Bauwerke nicht mehr gewährleistet ist. Es ist daher von besonderer Bedeutung, die vorhandene Zugkraft der Spannglieder sowie eventuelle Schäden der Spannglieder zu überprüfen und zu überwachen. Um gezielte Reparaturen vornehmen zu können, ist zudem eine Feststellung und Ortung von Bruchstellen der Spannglieder erwünscht.
In Krumbach, R.; Heyn, A.: "Spannungsrisskorrosion von Spannstahl - Vorstellung einer neuen Untersuchungsmethode"; in Konferenz-Einzelbericht: DAfStb - For­ schungskolloquim, Beiträge zum 35. Forschungskolloquim, Leipzig, 19. bis 20. März 1998, Seiten 229 bis 238 ist ein Verfahren zur Untersuchung der Spannungsrisskor­ rosionsneigung an Spannstählen durch Erfassung des elektrochemischen Rauschens beschrieben. Auf diese Weise kann die Empfindlichkeit der Spannstähle sowie die Störanfälligkeit bestimmt werden.
Aus Mießeler, H. J.; Wolff, R.: "Glasfaserstäbe: ein neuartiger Stoff zur Brückenvor­ spannung. Sensoren überwachen das Bauwerk"; in: Beratende Ingenieure 1992, Heft 7/8, Seiten 43 bis 47 ist bekannt, Spannglieder im Spannbeton-Brückenbau mittels zusätzlich eingebauter Kupferdrahtsensoren sowie Lichtwellenleitersensoren perma­ nent zu überwachen, wobei die Lichtwellenleiter und Kupferdrähte in Zugzonen der Spannglieder eingebaut sind.
In der DE OS 42 09 661 A1 ist ein Verfahren zur permanenten Überwachung von Be­ tonbauwerken beschrieben, bei dem Risse mit Hilfe eines elektrisch leitenden Films detektiert werden, die auf dem Bauteil schubfest haftend aufgebracht sind. Bei einer Rissbildung werden die Filme derart getrennt, dass sich der zu messende elektrische Widerstand zwischen den Enden des Filmes erhöht. Nachteilig ist bei diesem Verfah­ ren eine zusätzliche Behandlung der Spannglieder erforderlich.
In der DE OS 27 29 150 A1 ist ein Verfahren zur Messung von Zugkraftänderungen mit Hilfe einer Brückenschaltung beschrieben. Hierbei sind die Spannglieder Teil der Brückenschaltung und werden als elektrische Impedanzen ausgewertet. Bei einer Än­ derung der Zugkraft tritt eine Impedanzänderung und somit eine Verstimmung der Brückenschaltung auf, die gemessen werden kann. Nachteilig ist hierbei, dass die Brückenschaltung zunächst im unbeschädigten Zustand abgestimmt werden muss und ein Vergleich mit dem beschädigten Zustand erforderlich ist. Eine nachträgliche Mes­ sung nur an einer beschädigten Konstruktion ist nicht möglich.
Ein entsprechendes Verfahren ist auch aus dem US-Patent 4,055,078 bekannt.
Ein weiteres Verfahren zur Überprüfung von Spanndrähten in Spannbetonteilen ba­ siert auf einer magnetischen Streuflussmessung. Das Verfahren ist zum Beispiel in Savade, G.: "Anwendung der Methode der magnetischen Streufeldmessung zur Or­ tung von Spannstahlbrüchen"; in Konferenz-Einzelbericht: Bauwerksdiagnose. Prakti­ sche Anwendungen zerstörungsfreier Prüfungen, München, 21. bis 22. Januar 1999, Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e. V., Band 66, Seiten 73 bis 81 beschrieben. Hierbei wird ein Prüfkopf mit einer Magnetisierungsvorrichtung gemein­ sam mit Magnetfeldsensoren längs der Stahlbewehrung bewegt. Fehler in Form von Brüchen eines Spanndrahtes sind als Magnetfeldmaximum deutlich erkennbar. Die Messung erfolgt durch Bildung eines Differenzsignals aus zwei Messfahrten und durch Variation des erregenden Messfeldes, wodurch der Einfluss von Querbügelsignalen reduziert wird.
Eine ähnliche Methode ist in Hillemeier, B.; Scheel, H.: "Magnetische Ortung von Spanndrahtbrüchen in Spannbeton"; in: Materials and Corrosion, Band 49, 1998, Heft 11, Seiten 799 bis 804 beschrieben. Dieses Verfahren basiert auf dem Nachweis von Remanenzmagnetismus, wobei ein Spanndraht zunächst magnetisiert wird. Ein ma­ gnetisierter gerissener Stahldraht verhält sich dann wie ein gebrochener Stabmagnet und es entsteht ein neuer magnetischer Dipol in der Umgebung der Bruchstelle. Die Bruchstelle kann durch Messung der magnetischen Flussdichte transversal oder verti­ kal geortet werden. An der Bruchstelle sind zwei Extremwerte der Flussdichte mit ei­ nem Wendepunkt sichtbar. Zur Durchführung des Verfahrens wird der Spanndraht durch einen Elektromagneten magnetisiert und das Magnetfeld mit einem fahrbaren Wagen von der Oberfläche gemessen.
Nachteilig bei dem Verfahren ist, dass die gesamte Oberfläche des Bauwerkes abge­ fahren werden muss. Da Bauwerke oftmals nicht unbeschränkt zugänglich sind, ist das Verfahren oftmals nicht oder nur mit großem Aufwand einsetzbar.
In der DE 36 06 836 A1 ist ein Wellenleiter-Sensor für Zugkräfte offenbart, der als Hochfrequenzkoaxialkabel ausgebildet und in ein zu überwachendes Bauwerk einge­ bettet wird. Mit Hilfe einer Messeinrichtung wird der Gleichstromwiderstand oder der Wellenwiderstand des Wellenleiter-Sensors gemessen und hieraus ein Maß für eine mechanische Beanspruchung, wie Zug, Bruch oder Biegung ermittelt. Der Wellenlei­ ter-Sensor muss nachteilig als separates Überwachungselement in das zu überwa­ chende Bauwerk eingebaut sein.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes Verfahren zur Zustandserken­ nung von elektrisch leitfähigen länglichen Spanngliedern anzugeben, mit dem eine ein­ fache nachträgliche Überprüfung eines Spanngliedes möglich ist.
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Schritten gelöst von:
  • - Einkoppeln eines elektromagnetischen Messsignals in ein Spannglied;
  • - Verändern der Frequenz des Messsignals;
  • - Messen des Reflektionsspektrums des Messsignals;
  • - Erkennen des Zustands des Spanngliedes in Abhängigkeit von den Resonanzfre­ quenzen aus dem Reflektionsspektrum.
Erfindungsgemäß wird somit der Zustand eines Spanngliedes, insbesondere ein Bruch, mit Hilfe der Resonanzfrequenzen aus dem Reflektionsspektrum eines elektromagneti­ schen Messsignals bestimmt. Das elektromagnetische Messsignal kann hierbei relativ einfach an einer freigelegten Stelle des Spanngliedes eingekoppelt werden.
Auf diese Weise ist ein Abfahren der gesamten Länge des Spanngliedes nicht mehr erforderlich.
Das Reflektionsspektrum ist von der Gesamtlänge und den Abständen der Spannglie­ der zueinander, sowie von den dielektrischen Eigenschaften des Materials zwischen den Spanngliedern abhängig. Weiterhin haben die Abschlüsse der Spannglieder sowie die Einkoppelung des elektromagnetischen Signals Auswirkungen auf das Reflektions­ spektrum. Bei einem Riss des Spanngliedes ändert sich für die elektromagnetische Welle des Messsignals die effektive Länge des Spanngliedes und damit das Reflekti­ onsspektrum.
Die Auswertung des Messergebnisses erfolgt je nach Stärke der Verkoppelung der Spannglieder miteinander auf unterschiedliche Art.
Bei gering verkoppelten Spanngliedern fließen nur die Resonanzfrequenzen des ange­ regten Spannglieds in das Messergebnis ein. Dann kann die Länge I von der Einkop­ pelungsstelle des Messsignals zu einem Schadensort aus der Differenz von zwei be­ nachbarten Resonanzfrequenzen Δf mit der Formel
bestimmt werden, wobei c die Vakuumlichtgeschwindigkeit und εr die Dielektrizitäts­ zahl des das Spannglied umgebenden Mediums ist. Durch Vergleich der berechneten Bruchlänge Ib mit der Gesamtlänge Ig des Spanngliedes kann die Existenz eines Scha­ dens festgestellt werden. Die ermittelte Bruchlänge Ib gibt Aufschluss über den unge­ fähren Schadensort. Das Verfahren ist anwendbar, da die Differenz Δf je zweier be­ nachbarter Resonanzfrequenzen konstant ist.
Sofern die Dielektrizitätszahl nicht bekannt ist, kann eine Vergleichmessung an minde­ stens einem entsprechenden Vergleichs-Spannglied gleicher Länge durchgeführt wer­ den. Die Bruchlänge Ib der Einkoppelungsstelle des Messsignals zu einem Schadensort kann bei der Vergleichsmessung aus den Differenzen zweier benachbarter Resonanz­ frequenzen des Spanngliedes Δf1, der Differenz von zwei benachbarten Resonanzfre­ quenzen des Vergleichs-Spanngliedes Δf2 und der Gesamtlänge Ig des Vergleichs- Spanngliedes mit der Formel
bestimmt werden.
Bei verkoppelten Spanngliedern treten zusätzliche Resonanzen auf, so dass die vor­ stehend genannten Berechnungsverfahren nicht verwendet werden können. Es wird daher ein Verfahren vorgeschlagen, das auf einer Modellbildung der verkoppelten Spannglieder beruht.
Hierzu werden zunächst die Anzahl n, die Gesamtlänge Ig und der Durchmesser d der miteinander verkoppelten Spannglieder bestimmt. Zudem wird die Dielektrizitätszahl des Mediums, das sich zwischen den Spanngliedern befindet, z. B. für Beton, be­ stimmt. Anschließend wird ein Streumatrix-Gleichungssystem für das Modell der ver­ koppelten Spannglieder aufgestellt und das Reflektionsspektrum für das Streumatrix- Gleichungssystem berechnet.
Das berechnete Reflektionsspektrum wird mit dem gemessenen Reflektionsspektrum verglichen und Parameter des Streumatrix-Gleichungssystem iterativ solange ange­ passt, bis das berechnete Reflektionsspektrum mit dem gemessenen Reflektionsspek­ trum annähernd übereinstimmt. Der Zustand des Spanngliedes kann dann aus den Pa­ rametern des Streumatrix-Gleichungssystems erkannt werden.
Der im wesentlichen für das iterative Anpassen relevante Parameter ist die Bruchlänge Ib zwischen der Einkoppelungsstelle des Messsignals zu einem Schadensort. Unter Umständen muss auch die Anzahl der möglicherweise schadhaften Spannglieder an­ gepasst werden. Üblicherweise wird das Modell jedoch von einer Anzahl n - 1 - Spannglieder am Schadensort, d. h. von einem einzigen schadhaften Spannglied, ausgehen.
Das Streumatrix-Gleichungssystem beinhaltet vorzugsweise fünf Streumatrizen, wobei eine erste Streumatrix für den Einkoppelungsabschnitt der verkoppelten Spannglieder, eine zweite Streumatrix für den Abschnitt der verkoppelten Spannglieder zwischen Einkoppetungsabschnitt und einer Bruch- oder Störstelle, eine dritte Streumatrix für den Abschnitt einer Bruch- oder Störstelle, eine vierte Streumatrix für den Abschnitt der verkoppelten Spannglieder zwischen der Bruch- oder Störstelle und dem Ab­ schluss der Spannglieder, und eine fünfte Streumatrix für den Abschlussabschnitt der verkoppelten Spannglieder vorgesehen ist.
Das Modell sieht somit fünf einzelne in sich längs homogene Bereiche der Spannglie­ der vor, die als Modell gekoppelter Leitungen in bekannter Weise theoretisch mit Streumatrix-Gleichungssystemen beschrieben werden können.
Bei der Einkoppelung des elektromagnetischen Messsignals ist zwischen zwei Ausfüh­ rungsformen der Spannglieder zu unterscheiden. Für Spannglieder, deren Enden nicht miteinander elektrisch leitend verbunden sind, d. h. die ohne eine Ankerplatte abge­ schlossen sind, wird das elektromagnetische Messsignal an der Stirnfläche eines Spanngliedes eingekoppelt.
Auf der anderen Seite wird das elektromagnetische Messsignal an dem Umfang des Spanngliedes im Abstand von der Stirnfläche eingekoppelt, wenn die Enden der Spannglieder miteinander elektrisch leitend verbunden, d. h. mit einer Ankerplatte ab­ geschlossen sind.
Vorzugsweise werden die restlichen Spannglieder, an denen bei einer Messung des elektromagnetischen Messsignal nicht eingekoppelt wird, an Massepotential gelegt. Bei Spanngliedern, die mit einer Ankerplatte abgeschlossen sind, kann die Ankerplatte an Masse gelegt werden.
Das beschriebene Verfahren zur Zustandserkennung von Spanngliedern eignet sich zur Detektion und Ortung von Spannstrahlbrüchen sowohl in der Herstellungs-, als auch in der Nutzungsphase von Bauwerken und Bauteilen, wie z. B. Behältern, Stahlspannbe­ tonbrücken, rückverankerten Systemen (Spundwänden etc.), Balken, Plattenbalken, Spannbeton-Fertigbauteilen mit Verbund usw.
Es ist typischerweise anwendbar zur Überprüfung der Spannglieder während und nach der Bauwerksfertigung, zur Überwachung des Spanngliedzustandes bei Nutzungs- und Konstruktionsänderungen von Bauwerken und zur Kontrolle des Zustands der Spannglieder bei Spannkraftänderung (z. B. durch Baugrundverformungen oder Tempe­ raturschwankungen).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Skizze von drei elektrisch leitfähigen länglichen parallelen Spanngliedern ohne Ankerplatte, wobei ein Spannglied gebrochen ist;
Fig. 2 Skizze von drei elektrisch leitfähigen länglichen parallelen Spanngliedern, die mit einer Ankerplatte abgeschlossen sind, wobei ein Spannglied ge­ brochen ist;
Fig. 3 schematische Darstellung des Modells von fünf parallelen Spanngliedern mit Parametern für das entsprechende Streumatrix-Gleichungssystem.
Fig. 4 Streumatrix-Gleichungssystem zur Bestimmung eines Bruchortes
Die Fig. 1 lässt drei elektrisch leitfähige längliche parallele Spannglieder 1a, 1b und 1c erkennen, wobei eines der Spannglieder 1a eine Bruchstelle 2 aufweist. Die Bruch­ stelle 2 befindet sich auf einer Bruchlänge Ib des Spanngliedes 1a von einer Einkoppe­ lungsstelle 3 für ein elektromagnetisches Messsignal entfernt.
Um den Zustand der Spannglieder zu bestimmen, wird ein elektromagnetisches Mess­ signal an der Einkoppelungsstelle 3 in das Spannglied 1a eingekoppelt und die Fre­ quenz des Messsignals verändert. Mit einem Messsystem 4, das an die Einkoppe­ lungsstelle 3 geschaltet ist, werden das Reflektionsspektrum des elektromagnetischen Messsignals gemessen und die Resonanzfrequenzen aus dem Reflektionsspektrum be­ stimmt. Anhand der Resonanzfrequenzen wird der Zustand des Spanngliedes 1a er­ kannt. Dies basiert auf der Erkenntnis, dass die elektromagnetische Welle an der Bruchstelle 2 reflektiert wird und damit das Reflektionsspektrum aufgrund der verrin­ gerten Länge im Vergleich zu einem unbeschädigten Spannglied 1b, 1c verändert ist.
Bei dem dargestellten System von Spanngliedern 1, die nicht durch eine Ankerplatte abgeschlossen und auch nicht miteinander elektrisch leitend verbunden sind, erfolgt die Einkoppelung des elektromagnetischen Messsignals an der Stirnfläche eines Spanngliedes 1a.
Die Fig. 2 lässt eine andere Ausführungsform eines Systems von Spanngliedern 1 er­ kennen, die mit einer Ankerplatte 5 an ihren Enden abgeschlossen sind. Die Einkop­ pelung des elektromagnetischen Messsignals erfolgt hierbei an dem Umfang des Spanngliedes 1a in einem definierten Abstand hinter der Ankerplatte 5a.
Die Auswertung des Resonanzfrequenzen für die Zustanderkennung erfolgt je nach Stärke der Verkoppelung der Spannglieder 1 auf unterschiedliche Art.
Bei einer geringen Verkoppelung der Spannglieder 1 sind nur die Resonanzen des mit dem elektromagnetischen Messignals angeregten Spanngliedes 1a erkennbar. Die Dif­ ferenz Δf je zweier benachbarter Resonanzen ist hierbei konstant. Daher kann aus der Differenz zweier benachbarter Resonanzfrequenzen Δf mit der Formel
direkt auf die Bruchlänge Ib bzw. die Gesamtlänge Ig des angeregten Spanngliedes 1a bzw. die Länge von der Einkoppelungsstelle 3 des Messsignals zu einem Schadensort 2 des Spanngliedes 1a geschlossen werden. Hierbei ist c die Vakuumlichtgeschwin­ digkeit (c = 299,792 × 106 m/s) und εr die Dielektrizitätszahl des die Spannglieder 1 umgebenden Materials (z. B. Beton).
Sofern die Dielektrizitätszahl εr nicht bekannt ist, kann eine Vergleichsmessung an ei­ nem Vergleichs-Spannglied 1b oder 1c durchgeführt werden, wobei das Vergleichs- Spannglied 1b oder 1c dem zu messenden Spannglied 1a entsprechen und die gleiche Länge aufweisen muss. Bei der Vergleichsmessung wird die Bruchlänge Ib der Einkop­ pelungsstelle des Messsignals zu einem Schadensort aus der Differenz Δf1 von zwei benachbarten Resonanzfrequenzen des Spanngliedes 1a, der Differenz Δf2 von zwei benachbarten Resonanzfrequenzen des Vergleichs-Spanngliedes 1b oder 1c und der Gesamtlänge Ig des Vergleichs-Spanngliedes 1b oder 1c mit der Formel
bestimmt.
Die vorgenannten Berechnungsverfahren sind für Spannglieder 1 nicht gültig, die stark miteinander verkoppelt sind, da dann zusätzliche Resonanzen auftreten. Für derartige Systeme wird ein Zustandserkennungsverfahren vorgeschlagen, das auf einer Modell­ bildung eines Systems gekoppelter Leitungen beruht.
Hierzu wird die Anzahl n, die Gesamtlänge Ig und der Durchmesser d der miteinander verkoppelten Spannglieder sowie die Dielektrizitätszahl εr des Mediums, das sich zwi­ schen den Spanngliedern 1 befindet, bestimmt. Anschließend wird in bekannter Weise ein Streumatrix-Gleichungssystem für das Modell der verkoppelten Spannglieder 1 aufgestellt und das Reflektionsspektrum für das Streumatrix-Gleichungssystem be­ rechnet. Das berechnete Reflektionsspektrum wird mit dem gemessenen Reflektions­ spektrum verglichen und die Parameter der Streumatrix-Gleichungssystems solange iterativ angepasst, bis das berechnete Reflektionsspektrum mit dem gemessenen Re­ flektionsspektrum annähernd übereinstimmt. Anschließend wird der Zustand der Spannglieder 1 aus den Parametern, insbesondere aus der iterativ bestimmten Bruchlänge Ib des Streumatrix-Gleichungssystems erkannt.
Ein Modell gekoppelter Leitungen für verkoppelte Spannglieder 1 ist in der Fig. 3 skiz­ ziert. Das System aus fünf Spanngliedern 1a, 1b, 1c, 1d und 1e berücksichtigt den Durchmesser d der Spannglieder 1, deren Gesamtlänge Ig und die Höhe h eines Spanngliedes 1 von einer Masseebene 6. Weiterhin berücksichtigt das Modell die Selbstinduktivitäten Lnn der Spannglieder, die Kapazitäten Cin zwischen den Spannglie­ dern 1i und 1n, die Kapazitäten der Spannglieder 1i mit der Masseebene 6, sowie die Gegeninduktivität Min zwischen den Spanngliedern. Die Kapazitäten C und Induktivitäten L, M können für ein System in bekannter Weise analytisch bestimmt werden, so dass die für die Modellierung wichtigen Größen nur noch von den Abmessungen der Spannglieder 1 und der Dielektrizitätszahl εr des die Spannglieder 1 umgebenden Me­ diums abhängig sind.
Das in der Fig. 4 gezeigte Streumatrix-Gleichungssystem wird in einzelne Bereiche aufgeteilt, die in sich längs homogen sind. Bei der Simulation einer Bruchstelle 2 an einem Spannglied 1a sind fünf Abschnitte, d. h. fünf Streumatrizen SE, SL1, SB, SL2, SA, vorgesehen.
Eine erste Streumatrix SE repräsentiert den Einkoppelungsabschnitt der verkoppelten Spannglieder 1 entweder mit oder ohne eine Ankerplatte 5a.
Eine zweite Streumatrix SL1 repräsentiert den Abschnitt der verkoppelten Spannglieder 1 zwischen dem Einkoppelungsabschnitt 3 und einer Bruch- oder Störstelle 2.
Eine dritte Streumatrix SB ist für den Abschnitt der Bruch- oder Störstelle 2 vorgese­ hen. Hierbei wird in der Regel ein einziger gebrochener Leiter bzw. Spannglied und bei einer Anzahl n von Spanngliedern n - 1 intakte Leiter bzw. Spannglieder 1 berücksich­ tigt.
Eine vierte Streumatrix SL2 berücksichtigt den Abschnitt der verketteten Spannglieder 1 hinter der Bruch- oder Störstelle 2 bis zu dem Abschluss der Spannglieder 1.
Eine fünfte Streumatrix SA ist für den Abschlussabschnitt der verketteten Spannglie­ der 1 entweder mit oder ohne Abschlussplatte 5b vorgesehen.
Diese fünf Streumatrizen SE, SL1, SB, SL2, SA werden in bekannter Weise hintereinander geschaltet und aus dem System der Streumatrizen wird das Reflektionsspektrum durch Einsetzen unterschiedlicher Frequenzen in das Streumatrix-Gleichungssystem bestimmt. Die Ausgangsvektoren des Systems eines Bereiches werden wie dargestellt durch Multiplikation der entsprechenden Streumatrix mit einem Eingangsvektor be­ rechnet.
Das aus der Modellierung gewonnene berechnete Reflektionsspektrum wird iterativ an das gemessene Reflektionsspektrum angepasst, um auf diese Weise eine Brucherken­ nung oder eine Bruchortbestimmung durchzuführen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Zustandserkennung von elektrisch leitfähigen länglichen Spanngliedern (1) gekennzeichnet durch
Einkoppeln eines elektromagnetischen Messsignals in ein Spannglied (1a);
Verändern der Frequenz des Messsignals;
Messen des Reflektionsspektrums des Messsignals;
Erkennen des Zustands des Spanngliedes (1a) in Abhängigkeit von den Resonanzfrequenzen aus dem Reflektionsspektrum.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Zustandserkennung eines gering verkoppelten elektrisch leitfähigen länglichen Spanngliedes (1), gekennzeichnet durch Be­ rechnen der Bruchfänge (Ib) von der Einkoppelungsstelle (3) des Messsignals zu einem Schadensort aus der Differenz von zwei benachbarten Resonanzfrequen­ zen Δf mit der Formel
wobei c die Vakuumlichtgeschwindigkeit und εr die Dielektrizitätszahl des das Spannglied (1a) umgebenden Mediums ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
Durchführen einer Vergleichsmessung an mindestens einem entsprechen­ den Vergleichs-Spannglied (1b, 1c) gleicher Länge;
Berechnen der Bruchlänge (Ib) der Einkoppelungsstelle (3) des Mess­ signals zu einem Schadensort aus der Differenz von zwei benachbarten Resonanzfrequenzen des Spanngliedes (1a) Δf1, der Differenz von zwei benachbarten Resonanzfrequenzen des Vergleichs-Spanngliedes (1b, 1c) Δf2 und der Gesamtlänge Ig des Vergleichs-Spanngliedes (1b, 1c) mit der Formel
4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Zustandserkennung von verkoppelten elektrisch leitfähigen länglichen Spanngliedern (1) gekennzeichnet durch
Bestimmen der Anzahl n, der Gesamtlänge Ig und des Durchmessers d der miteinander verkoppelten Spannglieder (1);
Bestimmen der Dielektrizitätszahl εr des Mediums, das sich zwischen den Spanngliedern (1) befindet;
Aufstellen eines Streumatrix-Gleichungssystems für das Modell der ver­ koppelten Spannglieder (1);
Berechnen des Reflektionsspektrums für das Streumatrix-Gleichungssy­ stems;
Vergleichen des berechneten Reflektionsspektrums mit dem gemessenen Reflektionsspektrum;
iteratives Anpassen der Parameter des Streumatrix-Gleichungssystems solange, bis das berechnete Reflektionsspektrum mit dem gemessenen Reflektionsspektrum annähernd übereinstimmt;
Erkennen des Zustands des Spanngliedes (1) aus den Parametern des Streumatrix-Gleichungssystems.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Streumatrix-Glei­ chungssystem fünf Streumatrizen beinhaltet, wobei
eine erste Streumatrix für den Einkoppelungsabschnitt der verkoppelten Spannglieder (1),
eine zweite Streumatrix für den Abstand der verkoppelten Spannglieder (1) zwischen dem Einkoppelungsabschnitt und einer Bruch- oder Stör­ stelle (2),
eine dritte Streumatrix für den Abschnitt einer Bruch- oder Störstelle (2),
eine vierte Streumatrix für den Abschnitt der verkoppelten Spannglieder (1) zwischen der Bruch- oder Störstelle (2) und dem Abschluss der Spannglieder (1), und
eine fünfte Streumatrix für den Abschlussabschnitt der verketteten Spannglieder (1)
vorgesehen ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Enden der Spannglieder (1) nicht miteinander elektrisch leitend verbunden sind, gekenn­ zeichnet durch Einkoppelung des elektromagnetischen Messsignals an der Stirn­ fläche eines Spanngliedes (1).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Enden der Spannglieder miteinander elektrisch leitend verbunden sind, gekennzeichnet durch Einkoppe­ lung des elektromagnetischen Messsignals an dem Umfang eines Spanngliedes (1) im Abstand von der Stirnfläche des Spanngliedes (1).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Anschließen der restlichen Spannglieder (1), an denen das elektromagnetische Messsignal nicht eingekoppelt wird, an Massepotential.
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