Das Anwendungsgebiet ist die Überwachung der Unversehrtheit oder des Verschleißgrades von Betonbauteilen und die zerstö- rungsfreie Ortung und Ermittlung von Rissen oder Brüchen an der Bewehrung in Betonbauteilen.

Dauerbelastungen kann in der Bewehrung insbesondere in Spann- betonkonstruktionen zum plötzlichen Bruch und damit zum Ver- sagen des Betonbauteils führen. Der zerstörungsfreien Über- prüfung der Bewehrung kommt deshalb eine besondere Bedeutung zu.

Herkömmliche, im Einsatz befindliche Geräte und Anordnungen zur Ortung von Bruchstellen in Spanngliedern in Betonbautei- len arbeiten z. B. mit magnetischen Gleichfeldern, die von Joch-Magneten an der Betonoberfläche erzeugt und zur Magneti- sierung der Bauteil-Bewehrung genutzt werden. Das dadurch entstehende Streufeld und insbesondere dessen Anomalien an den Defekten wird durch Magnetfeldsensoren an der Oberfläche entweder im aktiven Feld oder im Restfeld, nach Abschalten des Elektromagneten, gemessen. Der Abstand zwischen dem Prüf- kopf-Elektromagnet mit Magnetfeldsensoren-und dem Prüf- ling-Spannstahl-liegt im Dezimeterbereich und erfordert daher hohe Feldstärken zur Magnetisierung und empfindliche Messsonden zum Nachweis der Streufeldänderungen. Hinzu kommen ferromagnetische Abschirmungen, z. B. Hüllrohre und Störungen durch eine oberflächennahe, insbesondere schlaffe Bewehrung, deren Signalanteil unterdrückt werden muss. Das erfordert ne- ben schweren Elektromagneten vor allem verschiedenartige Ver- arbeitungen des Messsignals, z. B. Mehrstufen-Magnetisierung, Differenzbildung, Filtern zum sicheren Auffinden eines Bruch- stellen-Peaks.

Dem zuzuordnen ist ein Verfahren zur Ermittlung der Lage ei- ner Bruchstelle eines Spannstahls in einem Spannbetonbauteil, das in der Druckschrift DE 39 23 377 Cl beschrieben ist. In dem Beton des Betonbauteils ist der Spannstahl bei bekannter Orientierung unmittelbar oder mit dielektrischer Umhüllung eingebettet. Der Spannstahl wird durch eine Magnetisie- rungsspule zunächst magnetisiert. Danach wird mit einer Ma- gnetisierungsmesssonde das Spannbetonbauteil längs der Er- streckung des Spannteils abgefragt. Eine Dipolbildung aus re- manentem Magnetismus wird als Kriterium für die Bruchstelle ermittelt.

Eine andere Einrichtung zur Erkennung von Defekten in Beweh- rungen in Betonbauteilen ist in der Druckschrift WO ou/40959 AI beschrieben. Mit der Einrichtung erfolgt eine akustische Fehlersuche im Betonbauteils und eine Messung von Reflexions- signalen nach Auslösen eines elektromagnetischen Kraftimpul- ses. Die Lage eines Risses in einem aus dem Betonbauteil her- ausragenden Leiter wird dadurch bestimmt, dass an der Ober- fläche des Betonbauteils eine Spule angeordnet wird, wobei durch Auslösen von Stromimpulsen in der Spule Magnetfeldim- pulse erzeugt werden, die in dem Leiter einen Wirbelstrom in- duzieren und der Leiter durch die Kraft der Wechselwirkung zwischen dem Wirbelstrom und den Magnetfeldimpulsen derart erregt wird, dass ein Schallknall entsteht, wobei die akusti- schen Signale von einem an dem herausragenden Leiter ange- brachten Schallwandler in elektrische Signale umgewandelt wird und wobei aufgrund von vergleichbaren Intensitätsände- rungen der elektrischen Signale das Vorhandensein eines Ris- ses in dem Leiter festgestellt werden kann. Auch kann die La- ge der Spule auf der Oberfläche des Betonbauteils geändert

werden, wobei die geänderten Signale aus dem Schallwandler in Bezug auf einer Änderung der Spulenlage gemessen werden kön- nen.

Ein Problem besteht darin, dass die Spule auf die Oberfläche der Betonbauteile aufgelegt und der Leiter durch das Beton- teil hindurchgehen muss, um eindeutige Signale über die De- fekte zu erhalten. Außerdem werden die Reflexionssignale in ihrer ganzen zeitlichen Länge in einem Langzeitfenster zur Auswertung vorgesehen. Das Langzeitfenster ist derart gedehnt vorgegeben, bis jeweils das gesamte Reflexionssignal einge- gangen ist. Somit ist es auch schwierig, die Unterschiede zwischen defekthaltigen Reflexionssignalen und defektfreien Reflexionssignalen herauszufinden, um die Defekte feststellen zu können. Es liegt nicht nur eine zeitaufwendige, sondern auch eine kostenaufwendige Auswertung vor.

Des Weiteren ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Regi- strierung von Defekten in nichthomogenen Körpern, insbesonde- re in Beton-Körpern in der Druckschrift WO 92/08128 beschrie- ben. Der Beton-Körper wird mit akustischen Signalen eines vorgegebenen Frequenzbandes aus einem ortsveränderlichen Im- pulsübertrager, der mit einem Generator verbunden ist, mit- tels Impulsen in Mikrosekunden bis Sekunden abgetastet. Ein Empfänger-Wandler steht im festen Kontakt mit der Oberfläche des Beton-Körpers, um die akustischen Signale zu erfassen.

Ein Synchronisationssignal aus dem Generator wird an einen Analysator gelegt. Im Analysator werden die Signale vom Gene- rator und vom durch den Verstärker verstärkten Signale über- mittelten Empfänger-Wandler nach den Verfahren der Signaler- arbeitung verglichen und zur Anzeige gebracht. Ein Computer

ist zur Auswertung mit dem Analysator verbunden. In der An- zeige können Defekte im Beton erkannt werden.

Ein weiteres Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung von druckbelasteten Beton-Kesseln sind in der Druckschrift WO 02/25316 beschrieben, wobei sich im Beton-Kessel unter ande- rem eine Stahlbewehrung befinden kann, wobei die Defekte in der Kesselwandung und der Bewehrung akustisch festgestellt werden sollen. Die akustischen Signale können ihre Ursache in Druck-Unfällen mit und am Kessel sowie in Erbeben haben. Ein über jeweils eine Leitung mit mindestens einem akustischen Sensor verbundener Aufzeichnungscomputer enthält eine Auswer- tungseinrichtung, die nach Verfahren der Signalverarbeitung arbeitet.

Ein Problem besteht darin, dass die Sensoren-Impulsübertra- ger-fest am Beton-Kessel montiert sind. Somit liegt hier nur eine ortsgebundene Einrichtung vor, die auf die Erkennung der Folgen von örtlichen Havarien ausgerichtet ist und keine vorsorgliche Überwachung auf Dauerbelastung vorsieht.

Ein anderes Verfahren zum Prüfen einer Spannbetonleitung ist in der Druckschrift WO 99/23485 angegeben, wobei die Spann- betonleitung einen hohlzylindrischen Betonkörper darstellt, der fest mit einem Spanndraht bewehrt ist. Auf der Oberfläche des Betonbauteils ist eine Anordnung zum Erzeugen von elasti- schen Wellen angebracht. Die elastischen Wellen werden im Be- tonbauteil von einem automatisch betätigbaren Hammer erzeugt.

In einem bestimmten Abstand davon befindet sich mindestens ein Akustikmessfühler zur Registrierung der sich ausbreiten- den Scherschallwellenkomponenten. Die Auswertung erfolgt

durch einen Vergleich der Korrelationen in einem Auswer- tungscomputer.

Ein Problem besteht darin, dass mit dem Einsatz eines auf das Betonbauteil aufschlagenden Hammers eine zerstörungsfreie Un- tersuchung in Frage gestellt ist.

Die meisten der bekannten Einrichtungen verfügen über Auswer- tungseinrichtungen, insbesondere mit einem Signalanalysator zur Ermittlung von Fehlern und zur Überwachung von Fehler- quellen, die insbesondere auch mithilfe von Mitteln der Kor- relation im Auswertungsbereich die Defekte ermitteln.

Das Problem aller genannter Einrichtungen auf akustischer Si- gnalbasis besteht darin, dass durch die innerhalb eines Lang- <BR> <BR> <BR> <BR> zeitfensters gemessenen Reflexionssignale störende Reflexio- nen anderer vorhanderer Grenzflächen innerhalb des Betonbau- teils und am Betonbauteil in den Reflexionssignalen oftmals dominierend enthalten sind und damit mit hohem gerätetechni- schen und zeitlichem Aufwand ausgefiltert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Defekten in Bewehrungen von Betonbauteilen anzugeben, die derart geeignet ausgebildet sind, dass in einfacher Weise die Reflexionssignale anderer vorhanderer Grenzflächen innerhalb des Betonbauteils und am Betonbauteil selbst weitgehend unberücksichtigt bleiben.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patent- anspruchs 1 und des Patentanspruchs 16 gelöst. In der Ein- richtung ist gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Signalanalysator für eine Kurzmesszeit (AtM-t2-t1)-Auswertung

vorgesehen, der zumindest ein Tor-Modul, das nach einer Tot- zeit At=t1-to zwischen dem Startzeitpunkt to des Stromimpulses i (t) und dem Messzeitbeginn t1 öffnet, ein Speicher-Modul, ein Berechnungs-Modul, ein Vergleichs-Modul und ein Auswerte- Modul zur Darstellung von Defekten D enthält, wobei die Modu- le miteinander in Verbindung stehen, wobei die elektromagnetische Spule als Luftspule, deren bau- teilzugewandtes Spulenende in einer vorgegebenen Distanz a im Zentimeterbereich von der Oberfläche des Betonbauteils aus gerichtet entfernt angeordnet ist, ausgebildet ist, wobei mindestens ein Schwingungsaufnehmer in einem vorgegebe- nen Abstand d von der Luftspule angeordnet ist und dem Schwingungsaufnehmer Positionen xi, i=1... n zum Betonbauteil zugeordnet sind und wobei der Schwingungsaufnehmer und die Luftspule bei festem Abstand d zueinander sukzessive um mindestens eine definierte Strecke Ax von Position xi zu Position xi+l verschiebbar ange- ordnet sind.

Der Schwingungsaufnehmer kann gemeinsam mit der Luftspule sukzessive um eine definierte Strecke Ax zum Verlauf der Be- wehrung auf der Oberfläche des Betonbauteils vorzugsweise li- near und/oder radial verschiebbar angeordnet sein.

Die Oberfläche des Betonbauteils kann in ein vorgegebenes Ra- ster Axi*Axj zum rasterförmigen Abtasten/Abscannen mittels der vorgegebenen Anordnung von Luftspule und Schwingungsaufnehmer unterteilt sein.

Der Abstand d zwischen dem Schwingungsaufnehmer und der Luftspule kann dabei vorzugsweise einige Zentimeter oder De- zimeter, insbesondere zwischen d=l0cm bis d=30cm betragen.

Die Luftspule und mindestens ein Schwingungsaufnehmer können in fester Verbindung eine Spulen-Schwingungsaufnehmer- Anordnung bilden, in der wahlweise mindestens eine Abstands- Einstelleinrichtung eingebracht sein kann, mit der der Ab- stand d einstellbar ist.

Die Luftspule kann vorzugsweise mit einem Spulenhalter und einem zugehörigen Distanzeinsteller in Verbindung stehen, mit dem die Distanz a zur Oberfläche des Betonbauteils einstell- bar ist.

Die Schwingungsaufnehmer weisen vorzugsweise eine obere Grenzfrequenz von mindestens 5 kHz auf.

Bei Einsatz von mehreren Schwingungsaufnehmer, die an unter- schiedlichen Positionen x in definierten Abständen dl, d2... di von der Luftspule aus gerichtet angeordnet und bei gleich- bleibenden Abständen di, d2... di voneinander um gleiche Streckenwerte Ax verschiebbar angeordnet sind, kann die defi- nierte Strecke Ax im Bereich von Ax = lmm bis 8cm vorgegeben sein.

Der Schwingungsaufnehmer/die Schwingungsaufnehmer kann/können an den Positionen xi fest auf dem Betonbauteil und/oder berüh- rungslos zum Betonbauteil angeordnet sein.

Mehrere Schwingungsaufnehmer können zu der Luftspule in einer dreiecksförmigen oder strahlenartigen oder einer anderen geo- metrischen Formation angeordnet sein.

Den Schwingungsaufnehmern können ein Tor-Modul, ein Speicher- modul, ein Korrelations-Modul als Berechnungs-Modul, ein Ver- gleichs-Modul und ein Auswerte-Modul in der genannten Reihen- folge nachgeordnet/nachgeschaltet sein, wobei die Module ei- ner Steuer-und Rechnereinheit-einer Computereinheit-, mit einer Anzeigeeinheit versehen, zugeordnet sind.

Der Signalanalysator enthält im Tor-Modul messzeitbegrenzende Mittel, die das Tor-Modul nach einer vorgegebenen kurzen Tot- zeit AtT=tz-to öffnen, die nachfolgende, sich anschließende Kurzzesszeit AtM=t2-tl festlegen und nach Messzeitende t2 wie- der schließen.

Für die Anordnung von Luftspule und Schwingungsaufnehmer kön- nen austauschbare Spulen mit unterschiedlicher Spulengeome- trie vorgesehen sein, wobei vorzugsweise die Windungen spi- ralförmig in einer Ebene oder über einen Dreikantkörper ge- wickelt sind.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann vorzugsweise als eine mobile Einheit-z. B. mit einem Generator, mindestens einer Spulen-Schwingungsaufnehmer-Anordnung, einer Computereinheit einschließlich der Module-ausgebildet sein.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung von Defekten in Bewehrungen von Betonbauteilen mittels der erfindungsgemä- Ben Einrichtung wird sowohl die Ausbildung und die elektroma-

gnetische Umsetzung eines Stromimpulses i (t) innerhalb eines Betonbauteils als auch die Aufnahme eines Reflexionssignals durch mindestens einen Schwingungsaufnehmer innerhalb eines vom Signalanalysator vorgegebenen Kurzzeitfensters Atp = t2- to für jede festgelegte Verschiebung Ax einer Anordnung von Luftspule und Schwingungsaufnehmer durchgeführt, wobei über einen Generator zum Startzeitpunkt to der Stromim- puls i (t) mit einer maximalen Stromstärke imw von mindestens 500 Ampere und einer Impulsanstiegszeit At, von maximal zwei Millisekunden oberhalb der Oberfläche des Betonbauteils aus- gelöst wird, eine Kurzmesszeit AtM=t2-ti mit einem Messzeitende t2 des aufgenommenen Reflexionssignals nach einer Totzeit At=tl-to festgelegt wird und die Totzeit At-c sich im Bereich von 40ge bis 120µs befindet.

Das Verfahren zur Erkennung von Defekten in Bewehrungen von Betonbauteilen weist im Detail folgende Schritte auf : -Festlegung einer Totzeit At=tl-to im Signalanalysator und einer definierten Kurzmesszeit #tM=t2-t1 im Tor-Modul zur Aufnahme von Reflexionssignalen, - Senden. eines Stromimpulses i (t) mittels des Generators zu einem Startzeitpunkt to durch die Luftspule hindurch für jede festgelegte Verschiebung Ax der Luftspule und des Schwingungsaufnehmers im vorgesehenen Abstand d zueinander an den Positionen si, i=l... n jeweils eines Schwingungsauf- nehmers, - Aufnahme und elektrische Umsetzung des jeweiligen akusti- schen Reflexionssignals durch den Schwingungsaufnehmer in ein zugehöriges elektrisches Ausgangssignal yet),

- Übermittlung der Ausgangssignale yi (t) des Schwingungsauf- nehmers an den Signalanalysator, -Aufnahme und Speicherung der jedem Reflexionssignal zuge- ordneten Position xi, i=l... n>4 und. der jeweils zugehörigen Ausgangssignale yi(t) des Schwingungsaufnehmers jeweils nach der Totzeit AtT für die definierte Kurzmesszeit Atm von mindestens 20 Mikrosekunden oder längstens 80 Mikrose- kunden durch den Signalanalysator im Speicher-Modul, - Korrelation der Ausgangssignale yi(t) untereinander und mit sich selbst im Berechnungs-Modul und Vergleich mit einem definierten Korrelations-Schwellwert K* im Vergleichs-Modul für jede festgelegte Verschiebung Ax der Anordnung von Luftspule und Schwingungsaufnehmer an den Positionen xi des Schwingungsaufnehmers und - Anzeige von Ergebnissen des Vergleiches zur Visualisierung von Defekten 10 bzw. von Defektbereichen D in der Bewehrung im Auswerte-Modul.

Das Ausgangssignal yi (t) des Schwingungsaufnehmers wird über das Tor-Modul zum Messzeitbeginn t1=40µs...120µs nach dem Startzeitpunkt to für die definierte Kurzmesszeit At=t2-tl im Bereiche von #tM = 20µs...80µs zusammen mit der Position xi von dem Speicher-Modul gespeichert. Anschließend werden die Luftspule und der Schwingungsaufnehmer um die definierte Strecke Ax im Zentimeterbereich auf eine Position xi=xi+1 ver- schoben und danach erneut ein kurzer Stromimpuls i (t) vom Ge- nerator ausgelöst und das Ausgangssignal yn. i (t) des Schwin- gungsaufnehmers über das Tor-Modul aufgenommen und vom Spei- cher-Modul gespeichert und der Zyklus von Verschiebungen auf die Positionen xi, i>l und der Messsignalspeicherung n (n24)

mal wiederholt bis der zu untersuchende Bereich der Länge L < n*Ax bzw. das vorgegebene Raster des Betonbauteils überstri- chen ist.

Die erhaltenen, auf die Kurzmesszeit AtM begrenzten Ausgangs- signale yi (t), i=1... n können in dem Korrelations-Modul mit sich selbst und untereinander korreliert werden. Die dabei erhaltenen maximalen Korrelationswerte Kij mit i=l... n, j=l... n werden den jeweiligen Positionen xi des Schwingungsaufnehmers zugeordnet und mit einem Korrelations-Schwellwert K* vergli- chen. Die Ergebnisse des Vergleiches werden durch das Auswer- te-Modul dargestellt, wobei der Bereich derjenigen Positionen Xi = xk mit k=l... m<n als derjenige Bereich D mit einem Defekt in der Bewehrung festgelegt wird, bei denen die zugehörigen Korrelationswerte Kij kleiner als der Korrelations-Schwellwert K* mit Ki ; < K* sind.

In einem anderen Auswerteverfahren können von den erhaltenen Ausgangssignalen Yi (t) deren Leistungen Pi mit i=l... n berech- net und die Leistungswerte Pi mit i=l... n den jeweiligen Posi- tionen xi des Schwingungsaufnehmers zugeordnet werden, wobei der Bereich derjenigen Positionen xi = xk mit k=l... m<n als derjenige Bereich D mit einem Defekt in der Bewehrung festge- legt wird, bei denen die zugehörigen Leistungswerte Pk kleiner als ein Leistungs-Schwellwert P* mit Pk < P* sind.

Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird mittels eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen näher erläutert :

Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemä- Ben Einrichtung zur Erkennung von Defekten in der Bewehrung von Betonbauteilen mit einer Modul- Detaillierung des Signalanalysators und Fig. 2 eine schematische Darstellung der Einrichtung mit einer Spulen-Schwingungsaufnehmer-Anordnung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung die erfin- dungsgemäße Einrichtung 1 zur Erkennung von Defekten in der Bewehrung von Betonbauteilen gezeigt, wobei die Einrichtung 1 im Wesentlichen aus einem Generator 3 zur Erzeugung elektri- scher Stromimpulse i (t), einer an den Generator 3 angeschlos- senen elektromagnetischen Spule 4, einem Schwingungsaufnehmer u und einem Signalanalysator 2 besteht, der mit dem Schwin- gungsaufnehmer 5 in Verbindung steht und die vom Schwingungs- aufnehmer 5 übermittelten Reflexionssignale auswertet.

Erfindungsgemäß ist der Signalanalysator 2 für eine Kurzmess- zeit (AtM-t2-tl)-Auswertung vorgesehen, der zumindest ein Tor- Modul 21, das nach einer Totzeit At--t1-to zwischen dem Start- zeitpunkt to des Stromimpulses i (t) und dem Messzeitbeginn t1 öffnet, ein Speicher-Modul 22, ein Berechnungs-Modul 23, ein Vergleichs-Modul 24 und ein Auswerte-Modul 25 zur Darstellung von Defekten 10 enthält, wobei die Module 21 bis 25 miteinan- der in Verbindung stehen, wobei die elektromagnetische Spule 4 als Luftspule ausgebildet ist, die mit ihrem bauteilzuge- wandten Spulenende 7 in einer vorgegebenen Distanz a im Zen-

timeterbereich von der Oberfläche 14 des Betonbauteils 6 aus gerichtet entfernt angeordnet ist, wobei mindestens ein Schwingungsaufnehmer 5 in einem vorgege- benen Abstand d von der Luftspule 4 entfernt angeordnet ist und dem Schwingungsaufnehmer 5 Positionen xi, i=l... n zum Be- tonbauteil 6 zugeordnet sind und wobei der Schwingungsaufnehmer 5 und die Luftspule 4 bei fe- stem Abstand d zueinander sukzessive um mindestens eine defi- nierte Strecke Ax von Position xi zu Position xi+1 verschiebbar angeordnet sind.

Der Schwingungsaufnehmer 5 kann, wie in der Fig. 1 gezeigt ist, gemeinsam mit der Luftspule 4 sukzessive um die defi- nierte Strecke Ax parallel zum Verlauf der Bewehrung 9 auf der Oberfläche 14 des Betonbauteils 6 verschiebbar angeordnet sein.

Die Oberfläche 14 des Betonbauteils 6 kann entsprechend der vorhandenen Bewehrung 9 auch in ein markiert vorgegebenes Verschiebungs-Raster Axi*Axj (nicht gezeichnet) zum rasterför- migen Abscannen mittels der Anordnung von Luftspule 4 und Schwingungsaufnehmer 5 unterteilt sein.

Die vorgegebene Verschiebungs-Strecke Ax bzw. das Verschie- bungs-Rastermaß Axi*Axj sowie ein festgelegtes Kurzzeitfenster Aty, in dem sich der Startzeitpunkt to, die Impulsanstiegszeit At die Totzeit AtT und die Kurzmesszeit AtM befinden, sowie die Distanz a und der Abstand d werden derartig aufeinander abgestimmt dimensioniert, dass kurze Wegzeiten für die Refle- xionssignale innerhalb des Betonbauteils 6 vorgesehen sind

und damit auch störende Reflexionssignale, insbesondere her- vorgerufen durch reflektierende Grenzflächen innerhalb des Betonbauteils 6 und am Betonbauteil 6, in der Messwertaufnah- me innerhalb der Kurzmesszeit Atm weitgehend unberücksichtigt bleiben und die Untersuchung sich hauptsächlich auf die Be- wehrung 9 konzentriert.

Deshalb beträgt der Abstand d zwischen dem Schwingungsaufneh- mer 5 und der Luftspule 4 vorzugsweise einige Zentimeter oder Dezimeter, insbesondere Werte zwischen d=l0cm bis d=30cm.

Wie in der Fig. 2 schematisch gezeigt ist, können die Luftspu- le 4 und mindestens ein Schwingungsaufnehmer 5 eine kompakte Spulen-Schwingungsaufnehmer-Anordnung 8 bilden, in der wahl- weise mindestens eine Abstands-Einstelleinrichtung 11 einge- bracht sein kann, mit der der Abstand d einstellbar ist.

Die Luftspule 4 kann auch mit einem Spulenhalter 12 und einem zugehörigen Distanzeinsteller 13 in Verbindung stehen, mit dem die Distanz a des bauteilzugewandten Spulenendes 7 zur Oberfläche 14 des Betonbauteils 6 einstellbar ist. Mit der Einstellung der Distanz a im Zentimeterbereich wird eine zer- störungsfreie Untersuchung des Betonbauteils 6 gewährleistet.

Die Schwingungsaufnehmer 5 weisen eine obere Grenzfrequenz von mindestens 5 kHz auf.

In einer Erweiterung können mehrere Schwingungsaufnehmer 5 an unterschiedlichen Positionen x in definierten Abständen dl, d2 ... ds von der Luftspule 4 aus gerichtet angeordnet und bei gleichbleibenden Abständen dl t d2.. ds voneinander um gleiche

Streckenwerte Ax verschiebbar angeordnet sein. Die definier- te Strecke Ax kann wahlweise im Bereich von Ax = lmm bis 8cm festlegbar sein. per Schwingungsaufnehmer/die Schwingungsaufnehmer 5 kann/ können an den Positionen xi, i=... n fest auf dem Betonbauteil 6 oder berührungslos zum Betonbauteil 6 angeordnet sein.

Bei Einsatz mehrerer Schwingungsaufnehmer 5 können diese zu einer Luftspule 4 in einer dreiecksförmigen oder strahlenar- tigen oder einer anderen geometrischen Formation angeordnet sein.

Dem Schwingungsaufnehmer/den Schwingungsaufnehmern 5 kann vorzugsweise für ein Auswertungsverfahren ein Tor-Modul 21, ein Speichermodul 22, ein Korrelations-Modul 23 als Berech- nungs-Modul, ein Schwellwert-Vergleichs-Modul 24 und ein Aus- werte-Modul 25 in der genannten Reihenfolge nachgeord- net/nachgeschaltet sein, wobei die Module 21 bis 25 einer Steuer-und Rechnereinheit, wahlweise mit einer Anzeigeein- heit versehen, zugeordnet sein können.

Der Signalanalysator 2 kann insbesondere im Tor-Modul 21 messzeitbegrenzende Mittel enthalten, die das Tor-Modul 21 nach einer vorgegebenen kurzen Totzeit AtT=tl-to öffnen, die nachfolgende, sich anschließende Kurzmesszeit AtM-t2-tl für die Aufnahme des jeweiligen Reflexionssignals festlegen und nach Messzeitende t2 wieder schließen.

Für die Anordnung von Luftspule 4 und Schwingungsaufnehmer 5 können je nach Betonbauteil 6 und Bewehrungstiefe austausch-

bare Spulen mit unterschiedlicher Spulengeometrie vorgesehen sein, wobei vorzugsweise die Windungen spiralförmig in einer Ebene oder über einen Dreikantkörper gewickelt sind.

Die erfindungsgemäße Einrichtung 1 kann vorzugsweise als eine mobile Einheit-mit einem Generator 3, mindestens einer Spu- len-Schwingungsaufnehmer-Anordnung 8, einem Computer ein- schließlich der Module 21 bis 25-ausgebildet sein.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung von Defekten in Bewehrungen von Betonbauteilen gemäß dem Patentanspruch 15 werden sowohl die Ausbildung und die elektromagnetische Um- setzung eines Stromimpulses i (t) innerhalb eines Betonbau- teils 6 als auch die Aufnahme eines Reflexionssignals durch mindestens einen Schwingungsaufnehmer 5 innerhalb eines vom Signalanalysator 2 vorgegebenen Kurzzeitfensters AtF. =t2-to für jede festgelegte Verschiebung Ax einer Anordnung von Luftspule 4 und Schwingungsaufnehmer 5 durchgeführt, wobei über einen Generator 3 zum Startzeitpunkt to der Strom- impuls i (t) mit einer maximalen Stromstärke imax von minde- stens 500 Ampere und einer Impulsanstiegszeit AtA von maximal zwei Millisekunden oberhalb der Oberfläche 14 des Betonbau- teils 6 ausgelöst wird, eine Kurzmesszeit #tM=t2-t1 mit einem Messzeitende t2 des aufgenommenen Reflexionssignals nach einer Totzeit At=t1~to festgelegt wird und die Totzeit AX sich im Bereich von 40zs his 120ps befindet Es wird ein derart ultrakurzzeitiger, energieintensiver Stromimpuls i (t) auf das Betonbauteil 6 gerichtet, dass das Betonbauteil 6 nur kurzzeitig und bewehrungsgezielt belastet

wird und die physikalischen Wechselwirkungen innerhalb des Betonbauteils 6 zwischen der Bewehrung 9 und dem umgebenden Beton minimiert werden.

Die detaillierten Schritte zur Durchführung des erfindungsge- mäßen Verfahrens sind : -Festlegung einer Totzeit At-tl-to im Signalanalysator 2 und einer definierten Kurzmesszeit #tM=t2-t1 im Tor-Modul 21 zur Aufnahme von Reflexionssignalen, -Senden eines Stromimpulses i (t) mittels des Generators 3 zu einem Startzeitpunkt to durch die Luftspule 4 hindurch für jede festgelegte Verschiebung Ax der Luftspule 4 und des Schwingungsaufnehmers 5 im vorgesehenen Abstand d zu- einander an den Positionen xi, i=l... n des Schwingungsauf- nehmers 5, - Aufnahme und elektrische Umsetzung des jeweiligen akusti- schen Reflexionssignals durch den Schwingungsaufnehmer 5 in ein zugehöriges elektrisches Ausgangssignal Yit), Übermittlung der Ausgangssignale yi (t) des Schwingungsauf- nehmers 5 an den Signalanalysator 2, Aufnahme und Speicherung der jedem Reflexionssignal zuge- ordneten Position xi, i=1...n#4 und der jeweils zugehörigen Ausgangssignale yi (t) des Schwingungsaufnehmers 5 jeweils nach der Totzeit AtT für die definierte Kurzmesszeit Alu von mindestens 20 Mikrosekunden oder längstens 80 Mikrose- kunden durch den Signalanalysator 2 im Speicher-Modul 22, - Korrelation der Ausgangssignale yi (t) untereinander und mit sich selbst im Berechnungs-Modul 23 und Vergleich mit ei- nem definierten Korrelations-Schwellwert K* im Vergleichs- Modul 24 für jede festgelegte Verschiebung Ax der Anord-

nung von Luftspule und Schwingungsaufnehmer an den Posi- tionen xi des Schwingungsaufnehmers 5 und Anzeige von Ergebnissen des Vergleiches zur Visualisierung von Defekten 10 bzw. von Defektbereichen D in der Beweh- rung 9 im Auswerte-Modul 25.

Die Ausgangssignale tilt) des Schwingungsaufnehmers 5 werden dabei über das Tor-Modul 21 zum Messzeitbeginn t1=40µs...120µs nach dem Startzeitpunkt to für die definierte Kurzmesszeit AtM-t2-tl im Bereiche von At = 20µs...80µs zusammen mit den zugehörigen Positionen xi von dem Speicher-Modul 22 gespei- chert. Anschließend werden die Luftspule 4 und der Schwin- gungsaufnehmer 5 um die definierte Strecke Ax im Zentimeter- bereich auf eine andere Position xi+1 verschoben, wobei dann erneut ein kurzer Stromimpuls i (t) vom Generator 3 ausgelöst und das Ausgangssignal yi+1(t) des Schwingungsaufnehmers 5 über das Tor-Modul 21 aufgenommen und vom Speicher-Modul 22 gespeichert werden sowie der Zyklus von Verschiebungen auf die Positionen xi, i>l und der Messsignalspeicherung n (nu4) mal wiederholt wird, bis der zu untersuchende Bereich der Länge L < n*Ax bzw. gemäß dem vorgegebenen Rastermaß des Be- tonbauteils 6 überstrichen ist.

Die erhaltenen, auf die Kurzmesszeit A4 begrenzten Ausgangs- signale yi (t), i=l... n können in dem Korrelations-Modul 23 mit sich selbst und untereinander korreliert und die dabei erhal- tenen maximalen Korrelationswerte Kij mit i=l... n, j=1... n den jeweiligen Positionen xi des Schwingungsaufnehmers 5 zugeord- net sowie mit einem Korrelations-Schwellwert K* verglichen werden. Die Ergebnisse des Vergleiches können durch das Aus-

werte-Modul 25 dargestellt werden, wobei der Bereich derjeni- gen Positionen xi = xk mit k=l... m<n als derjenige Bereich D mit einem Defekt 10 in der Bewehrung 9 festgelegt wird, bei denen die zugehörigen Korrelationswerte Kij kleiner als ein vorgegebener Korrelations-Schwellwert K* mit Ki < K* sind.

In einem anderen Auswertungsverfahren können wahlweise von den erhaltenen Ausgangssignalen yi (t) deren Leistungen Pi mit i=l... n im Berechnungs-Modul 23 berechnet und die Leistung- werte Pi mit i=l... n den jeweiligen Positionen xi des Schwin- gungsaufnehmers 5 zugeordnet werden, wobei der Bereich derje- nigen Positionen xi = xk mit k=l... m<n als derjenige Bereich D mit einem Defekt 10 in der Bewehrung 9 festgelegt wird, bei denen die zugehörigen Leistungswerte Pk kleiner als ein sorge- gebener Leistungs-Schwellwert P* mit Pk < P* sind.

Die Erfindung ermöglicht es, eine zerstörungsfreie Untersu- chung von Bewehrungen insbesondere in dauerbelasteten Beton- bauteilen sicherzustellen. Die Erfindung eröffnet auch die Möglichkeit, dass nicht nur metallische Bewehrungen, sondern auch Nichtmetall-Bewehrungen in Betonbauteilen auf Defekte untersucht werden können.

Bezugszeichenliste 1 Einrichtung zum Erkennen von Defekten 2 Signalanalysator 21 Tor-Modul 22 Speicher-Modul 23 Berechnungs-Modul 24 Vergleichs-Modul 25 Auswerte-Modul

Bezugszeichenliste 1 Einrichtung zum Erkennen von Defekten 2 Signalanalysator 21 Tor-Modul 22 Speicher-Modul 23 Berechnungs-Modul 24 Vergleichs-Modul 25 Auswerte-Modul 3 Generator 4 Luftspule 5 Schwingungsaufnehmer 6 Betonbauteil 7 bauteilzugewandtes Spulenende 8 Spulen-Schwingungsaufnehmer-Anordnung 9 Bewehrung 10 Defekt 11 Abstands-Einstelleinrichtung 12 Spulenhalter 13 Distanzeinsteller 14 Oberfläche des Betonbauteils i (t) Stromimpuls a Distanz to Startimpuls imax maximale Stromstärke AtA Impulsanstiegszeit AtT Totzeit Atr Kurzzeitfenster Atm Kurzmesszeit d Abstand Luftspule zum Schwingungsaufnehmer Xi Position des Schwingungsaufnehmers

yi (t) Ausgangssignal #x Verschiebungs-Strecke von Position xi zu Position xi+1 Kij Korrelationswert K* Korrelations-Schwellwert Pi Leistungswert P* Leistungs-Schwellwert D Defektbereich