D1-1.1 - System zum störungsreduzierten Messen von Struktur- schwingungen mithilfe eines Laser-Doppler-Vibrometers und drohnengetragenen Spiegels

Event

23. ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2026
2026-06-09 - 2026-06-10
Nürnberg

Band

Vorträge

Chapter

Zustandsüberwachung

Author(s)

R. Zimmermann, U. Durak - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Braunschweig, F. Wang, C. Rembe - Technische Universität Clausthal, Clausthal-Zellerfeld

Pages

127 - 134

DOI

10.5162/sensoren2026/D1-1.1

ISBN

978-3-910600-11-9

Price

free

Abstract

Doppler Veränderungen von Schwingungseigenschaften können zur Früherkennung von Schäden in großen, Vibrometer (LDV) eignen sich von Menschen geschaffenen Bauwerken genutzt werden. Laser hierfür aufgrund ihrer einfachen Einrichtung, sind jedoch bei großen Einfallswinkeln auf die Zieloberfläche und verdeckten Messpunkten limitiert. Durch die Verwendung eines von einem unbemannten Luftfahrzeug (UAV) getragenen Spiegels kann der Messlaser flexibel auf die Zieloberfläche umgelenkt werden. Allerdings verfälschen die bei der fortlaufenden Ausrichtung und Umlenkung des Strahls auftretenden Vibrationen das LDV-Messsignal. In dieser Arbeit werden erstmals die aus Laborversuchen bekannten Filtermethoden für Spiegelschwingungen kombiniert und in einem Freiluft Experiment unter realen Störbedingungen wie Windlasten und Bewegungen des UAVs angewandt. Hierzu wurden MicroElectro-Mechanical Systems (MEMS) Beschleunigungssensoren an der LDV Ausrichtungsplattform sowie am Umlenkspiegel montiert. Die Sensoren ermöglichen die Aufzeichnung der störenden Vibrationen ‑ und deren anschließende Filterung aus dem LDV Signal. Für die verteilte Datenerfassung wurde ein drahtloses Synchronisationsverfahren auf Basis des globalen Navigationssatellitensystem (GNSS) ba‑ sierten Puls pro Sekunde (PPS) Signals implementiert. Zielplatte zeigen, dass Störungen Erste Messungen an einer durch einen Shaker erregten Aluminium im Frequenzbereich unter 10 Hz effektiv reduziert werden können. Die Ergebnisse belegen das Potenzial des kombinierten Ansatzes für die kontaktlose Schwingungsüberwachung großer Strukturen, begründen zudem aber auch weitere Arbeiten, um eine Störreduzierung bei höheren Frequenzen zu erzielen.