Reliable SHM requires stable, synchronized measurements that remain trustworthy over time.
Structural
Health
Monitoring (SHM)
Reliable SHM Starts with Stable Measurement.
Bauwerke im Infrastruktur und Bauwesen versagen selten ohne Vorwarnung. Die Zustandsüberwachung von Bauwerken und Strukturen (SHM) erfasst frühe Signale für strukturelle Veränderungen und unterstützt sicherere, evidenzbasierte Entscheidungen.
Mithilfe von Sensoren und kontinuierlichen Messungen beobachten Systeme zur Überwachung des Zustands von Infrastrukturen wie Brücken, Tunneln, Dämmen und Gebäuden, wie sie sich unter realen Betriebsbedingungen verhalten. Messungen von Dehnung, Vibration, Verschiebung und Temperatur liefern die Daten, die für eine zuverlässige Strukturanalyse und die frühzeitige Erkennung von Verschlechterungen benötigt werden.
Die Anwendungen reichen von der Zustandsüberwachung von Bauwerken und Strukturen bis hin zur Zustandsüberwachung von Gebäuden, bei der Langzeitmessungen Aufschluss darüber geben, wie sich Belastungen, Umweltbedingungen und Alterung auf die strukturelle Leistungsfähigkeit auswirken. Ein zuverlässiges SHM hängt von stabilen, synchronisierten Daten ab, trotz Umwelteinflüssen, großen Sensorabständen und rauen Betriebsbedingungen.
Ein zuverlässiges SHM erfordert stabile, synchronisierte Messungen, die im Laufe der Zeit vertrauenswürdig bleiben.
Reliable SHM Starts with Stable Measurement.
NAVIGATION
Robustes DAQ mit IP6x
Video Zeitsynchronisation
Zentrale Einrichtung
Akustische Emission (AE)
Brückenüberwachung der Eisenbahn
- Fernkonfiguration und -einrichtung
- Visualisieren Sie
- Alarmierung
- Datenanalyse mit Python
Zeitsynchronisation aus Q.controller
- GPS
- DCF77
- NTP
- PTPv2
Dehnung
Anzahl und Gewicht der Fahrzeuge
Neigung
Positionierung und Ablenkung
Vibration
Strukturelle Schäden und Steifigkeit
Verteilte DAQ-Geräte
Drahtlose Sensormessungen
Mobile DAQ
GPS-Daten
Umweltdaten
Auswirkungen von Wind und Temperatur
Produktvorteile
Branchenführende Präzision
Ultra-rauscharme Hochgeschwindigkeits-DAQ sorgt für die genauesten SHM-Daten, die es gibt.
Moderne Datenerfassung
Hochpräzise DAQ-Systeme mit niedriger Latenz erfassen kritische Stress- und Laständerungen.
Skalierbares & modulares Design.
Leicht erweiterbar von einzelnen Strukturen zu landesweiten Überwachungsnetzwerken.
Nahtlose Integration von Sensoren
Kompatibel mit faseroptischen, MEMS- und drahtlosen Sensornetzwerken.
KI-gestützte prädiktive Analyse
Erkennt Muster und strukturelle Schwächen, bevor es zu Ausfällen kommt, und reduziert so unerwartete Ausfallzeiten um bis zu 40%.
Edge & Cloud Computing
Sichere Fernüberwachung in Echtzeit für schnelle, datengestützte Entscheidungen.
Product Architecture
Wer vertraut Gantner beim Zustandsüberwachung von Bauwerken und Strukturen?
Datenerfassung in der Cloud
Sicherer Cloud-Speicher für die kontinuierliche und ereignisbasierte Datenerfassung bei der Zustandsüberwachung von Bauwerken und Strukturen. Echtzeit-Visualisierung von synchronisierten SHM-Messdaten über projektbezogene Dashboards. Grenzwertbasierte Alarme erkennen Statusänderungen frühzeitig. Die JupyterLab-Integration ermöglicht es Ihnen, Ihre eigenen Bewertungsalgorithmen und Zustandsmodelle in Python zu implementieren.
Empfohlene Produkte:
- GI.cloud (Europäisches Hosting)
- Andere Plattformen (AWS, Azure, Google, …)
Intelligente Controller für den Einsatz vor Ort
Der Controller sorgt für die synchrone Erfassung aller Sensoren und speichert die Daten lokal (kontinuierlich oder bei Bedarf). Er führt eine erste Vorverarbeitung und Datenkomprimierung durch, z.B. Filterung und statistische Messungen (min, max, avg, rms, etc.). Von hier aus werden die Daten per FTP und/oder an einen Cloud-Speicher gesendet. Industrielle IoT-Protokolle wie OPC UA und MQTT werden ebenfalls unterstützt.
Empfohlene Produkte:
- Q.station 101
- Q.monixx A117
Modulare und flexible Messmodule
Verteilte, zeitsynchronisierte Messungen von verschiedenen Sensoren mit Abtastraten von
bis zu 100 kS/s, 24-Bit-Auflösung pro Kanal und Genauigkeiten von 0,01%. Integrierte Signalkonditionierung, mehrere Filteroptionen und galvanische Drei-Wege-Isolierung pro Kanal für mehr Robustheit. Platzieren Sie die Module bis zu mehreren hundert Metern voneinander entfernt mit Standard-Buskabeln oder bis zu 3,8 Kilometer voneinander entfernt mit Glasfaserkabeln.
Empfohlene Produkte:
- Q.bloxx (Classic series)
- Q.solid (Rugged DAQ)
Lösungen und Systemintegration
Wir entwickeln und liefern integrierte Überwachungslösungen, die Sensoren, Stromversorgung, Kommunikation und Datenerfassung zu zuverlässigen, schlüsselfertigen Systemen kombinieren.
- Kundenspezifische Schränke
Anwendungsspezifische Messschränke mit integrierter DAQ-Hardware, Energieverwaltung und Kommunikation. - Netz- und netzunabhängige Lösungen
Zuverlässige Stromversorgungskonzepte mit Netzanschluss oder autonomen Solarsystemen zur Fernüberwachung. - Wetterstationen
Integration von meteorologischen Sensoren wie Einstrahlung, Temperatur, Wind und Feuchtigkeit. - IP-Kameras
Industriekameras zur visuellen Überwachung synchronisiert mit Messdaten. - Liquid Leveling Systems (LLS)
Hochpräzise Systeme zur Überwachung von Strukturverschiebungen und Verformungen.
Q.solid - robustes DAQ
Designed für robuste verteilte Datenerfassung in rauen Außenumgebungen, kombiniert dieses Modul mechanische Lebensdauer mit flexibler Q.series Integration.
- Robustes IP66-Gehäuse für zuverlässigen Betrieb im Freien
- UART-Kommunikation über große Entfernungen in verteilten Systemen
- Kombinierter UART- und Stromeingang und -ausgang über M12-Stecker
- M12 Abschlussstecker mit integriertem Widerstand für das letzte Modul
- Kompatibel mit allen IO-Modulen der Q.series
Drahtlose Messung
Leistungsstarke Integration von drahtlosen Sensoren in das Daten-Ökosystem von Gantner
Die Integration von drahtlosen Sensoren in das Datenerfassungsökosystem von Gantner Instruments wird durch fortschrittliche Softwareplattformen wie GI.bench und GI.cloud vollständig unterstützt. Diese Plattformen bieten robuste Tools für die Datenerfassung, Visualisierung, Alarmierung und Analyse sowie offene Schnittstellen wie EtherCAT, Modbus, OPC UA und MQTT für eine nahtlose Systemintegration und Interoperabilität.
Einheitliche Überwachung: Akustische Emission und Multi-Parameter SHM
Akustische Emissionen ermöglichen die Erkennung aktiver Schadensmechanismen wie Rissentstehung, Risswachstum und Materialermüdung in Echtzeit, so dass Sie frühzeitig gewarnt werden, bevor sichtbare Schäden an der Struktur auftreten.
Vorteile der akustischen Emission
Erkennt aktive Schadensmechanismen wie Rissentstehung, Risswachstum und Materialermüdung in Echtzeit und ermöglicht so eine frühzeitige Warnung, bevor eine sichtbare Verschlechterung der Struktur oder ein Verlust der strukturellen Kapazität eintritt.
Integration in SHM-Systeme
Um strukturelle Erkenntnisse zu gewinnen, müssen akustische Emissionsereignisse innerhalb einer einheitlichen Überwachungsarchitektur präzise mit komplementären Parametern wie Dehnung, Temperatur, Neigung, Vibration oder Belastung zeitsynchronisiert werden.
Einfache Integration mit Gantner Instruments
Die Schallemissionslösungen von Vallen Systeme lassen sich nahtlos in die Gantner Q.series Plattform integrieren und ermöglichen eine skalierbare, synchronisierte und kohärente Zustandsüberwachung von Bauwerken und Strukturen mit mehreren Parametern.
Integrierte faseroptische Abtastung
Alle Vorteile der Glasfasermessung ohne den Aufwand
Das Messen mit Licht, das durch eine Glasfaser verteilt wird, die so dünn wie ein menschliches Haar ist, erfordert höchste Präzision und Leistung.
Die chipbasierte Messung nutzt die integrierte Photonentechnologie, bei der das Licht in die Faser übertragen und direkt auf einem Photonenchip im Abfragesystem gemessen wird.
Parameter:
- Druck
- Dehnungs-
- Temperatur
- Beschleunigung
- Verdrängung
- Form-Sensoren
Präzisionssensorik mit optischen Fasern
- Bis zu 8 optische Kanäle für maximale Flexibilität
- Support von 8 FBG-Sensoren pro Kanal – bis zu 64 Sensoren insgesamt
- Hochgeschwindigkeits-Erfassung – 20 kHz auf 1 Kanal, 50 Hz über 8 Kanäle
Typische Sensortypen
Das Verhalten von Bauwerken wird nur dann messbar, wenn die richtigen Sensortypen kombiniert und zeitlich aufeinander abgestimmt werden. Die meisten SHM-Projekte verwenden eine Mischung von Sensoren, um sowohl langsame Veränderungen (Setzungen, thermische Dehnungen) als auch schnelle Ereignisse (Verkehr, Aufprall, Erschütterungen) zu erfassen und diese dann zu korrelieren, um Lastpfade und den Zustand der Struktur zu verstehen.
Dehnungsmessstreifen
Messen Sie die Verformung von wichtigen Strukturelementen.
- Q.bloxx A116
- Q.bloxx A146
- Q.bloxx A107
- Nemi Struct DAQ
Kraftaufnehmer
Überwachen Sie die sicheren Belastungsgrenzen für die Struktur/Verspannungselemente.
- Q.bloxx A106
- Q.bloxx A107
Beschleunigungs-/Neigungssensoren
Überwachung des dynamischen Verhaltens der Struktur; MEMS-Sensoren für niedrige Frequenzen und Neigungen, oder IEPE-Sensoren für höhere Frequenzen.
- Q.bloxx A108
- Q.bloxx A111
- Nemi Struct G+
Verschiebungsmesswandler
Messen Sie physikalische Bewegungen; typischerweise robuste LVDT-Sensoren oder String Pots.
- Q.bloxx A106
- Q.bloxx A156
- Q.bloxx A107
Temperatur-Sensoren
Messen Sie die Auswirkungen der Umweltbedingungen auf die Struktur; Thermoelemente oder Pt100-Sensoren.
- Q.bloxx A104
- Q.bloxx A105
- Q.bloxx A107
- Nemi Struct DAQ
Faseroptische Sensoren
Werden zur Messung von Dehnung, Temperatur, Verformung und Rissentwicklung über große Entfernungen mit hoher Sensordichte und Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen eingesetzt und ermöglichen eine frühzeitige Erkennung.
- PhotonFirst
Akustische Emission (AE)
Messung zur Überwachung von Spannbeton, Stahlseilen und Stahlkonstruktionen.
- Vallen
FAQ
Dies sind häufig gestellte Fragen zu unserer Seite Zustandsüberwachung von Bauwerken und Strukturen:
Gantner Instruments provides the DAQ, edge controller, time synchronization, and integration layer that sits between sensors and analytics. Sensor selection, installation engineering, and interpretation are typically handled by the asset owner, consultant, or integrator, while Gantner ensures the measurement chain produces reliable, defensible data.
Wettbewerber betonen oft “NBIS-fertige Ergebnisse” und die PE-Prüfung. Unser Beitrag ist anders, aber entscheidend: Wir liefern die Messarchitektur, die die Berichterstattung glaubwürdig macht, eine stabile langfristige Erfassung, einen nachvollziehbaren Zeitabgleich, vollständige Datensätze (keine Lücken) und exportierbare Datenströme, die Ihren Berichtsprozess und Ihr Dokumentationspaket durch Ihren Engineer-of-Record oder Ihr internes Team speisen können.
Ja. Viele SHM-Programme benötigen heute Messdaten, die in Digital-Twin-Overlays und Modellkalibrierungsroutinen einfließen. Die Systeme von Gantner sind so konzipiert, dass sie synchronisierte Sensordaten über Standardschnittstellen nach außen weitergeben, damit Ihr Modellierungsteam saubere, zeitlich abgestimmte Eingaben für die FEM-Aktualisierung, modale Trends und die Erkennung von Veränderungen nutzen kann.
Die Mitbewerber heben die “Edge-Verarbeitung” zur Filterung/Rauschunterdrückung und schnellen Ereigniserkennung hervor.
Die Controller von Gantner Instruments unterstützen die lokale Vorverarbeitung und die strukturierte Datenausgabe, so dass Sie die Bandbreite reduzieren, die Reaktionsfähigkeit von Alarmen aufrechterhalten und bei Bedarf dennoch hochauflösende Rohdaten erhalten können. Es geht darum, zu regeln, was am Edge passiert (Qualität + Timing), bevor die Daten in eine Cloud-Pipeline gelangen.
Die meisten Käufer erwarten rollenbasierte Dashboards und Warnmeldungen (E-Mail/SMS), die an Schwellenwerte oder die Erkennung von Anomalien gebunden sind. Gantner ermöglicht dies, indem es saubere, kontinuierliche, synchronisierte Daten an die Dashboard-/Warnungsebene liefert, entweder in GI-Umgebungen oder in Ihren bestehenden Plattformen, so dass Alarme auf vertrauenswürdigen Messungen basieren und nicht auf abdriftenden oder de-synchronisierten Kanälen.
Ja, die Skalierung ist einer der größten Schwachpunkte bei SHM. Der Schlüssel ist die modulare Erweiterung, ohne das gesamte System neu zu gestalten: Hinzufügen von Sensortypen, Erhöhung der Kanalanzahl und Vergrößerung der Entfernung unter Beibehaltung des Zeitabgleichs und der Datenqualität.
Verbessern Sie Ihre Zustandsüberwachung von Bauwerken und Strukturen
Die Überwachung der strukturellen Integrität in Echtzeit ist entscheidend für die Gewährleistung von Sicherheit und Langlebigkeit. Selbst geringfügige strukturelle Veränderungen können auf mögliche Ausfälle hinweisen, so dass eine genaue Datenerfassung unerlässlich ist.
Download our free case study to discover how a solar-powered monitoring system from Gantner Instruments provides real-time insights into structural conditions. Learn how automated alerts and cloud-based data analysis help detect potential risks early, ensuring optimal infrastructure performance.
Anwendungsbeispiele
Die hochmoderne DAQ-Technologie von Gantner wird weltweit in den Bereichen Mobilität, Luft- und Raumfahrt, Bauingenieurwesen und Energie eingesetzt. Wählen Sie aus den folgenden Branchenbeispielen, um die vielseitigste Datenerfassungslösung auf dem Markt zu entdecken.
AE
Temperaturmessung in Komponenten von Hybrid-Elektroantrieben
Für unseren Kunden, einen bekannten deutschen Marktführer im Bereich Maschinenbau und Technologie, lieferten wir die Lösung für eine Prüfanwendung zur Temperaturmessung von Komponenten und neuen Materialien für elektrische Hybridantriebe.