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Title
Eignungstest neuartiger kapazitiver Gesteinsfeuchtesensoren - Entwicklung, Referenzierung und Praxistest
Additional Titles
Aptitude test of novel capacitive rock moisture sensors - development, referencing and practical tests
AuthorBinninger, Liz Marlen
CensorSass, Oliver
PublishedGraz, 2019
Institutional NoteKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2019
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Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft
Abweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der Verfasserin
Document typeMaster Thesis
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-137833 Persistent Identifier (URN)
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Eignungstest neuartiger kapazitiver Gesteinsfeuchtesensoren - Entwicklung, Referenzierung und Praxistest [2.97 mb]
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Abstract (German)

Feuchtigkeit ist ein wesentlicher Faktor bei der Gesteinsverwitterung. Somit ist die genaue Bestimmung des Wassergehaltes von Gesteinsmaterial sowohl für die Baubranche, als auch für die Wissenschaft von Bedeutung. Bisher ist noch keine Messmethode vorhanden, welche für beide Bereiche praktikabel ist und zuverlässige Feuchtigkeitsdaten liefert. Aus diesem Grund wurden am Institut für Geographie und Raumforschung der Universität Graz neue kapazitive Sensoren zur Gesteinsfeuchtemessung entwickelt. Sie basieren auf dem Prinzip eines Plattenkondensators. Die Kapazität C eines solchen Kondensators variiert, je nachdem welches Material sich zwischen den Platten befindet. Das Vorhandensein von Wasser im Gestein verändert dessen physikalische Eigenschaften, die von den Sensoren wahrgenommen werden sollen. Sie sind klein, einfach anzubringen, robust, kostengünstig und Labortests zeigten eindeutige Reaktionen auf externe Einflüsse.Für diese Arbeit wurden Prototypen der Sensoren in die Außenwand der Leonhardkirche in Graz eingebohrt. Zusätzlich wurden Referenzsensoren, die die Feuchtigkeit über Spannungs- und Wärmekapazitätswerte bestimmen sollen, angebracht. Im Winter 2017/18 wurden Daten aus drei Messreihen aufgezeichnet, mit Werten der Klimastation „Universität Graz“ verglichen und ausgewertet. Hier sollte insbesondere die Reaktion der Sensoren auf Niederschlagsereignisse und die anschließende Trocknung des Mauerwerks untersucht werden. Es wurden keine eindeutigen Zusammenhänge festgestellt. Die Sensoren scheinen auf verschiedene Faktoren, wie beispielsweise die Gesteinstemperatur, zu reagieren. Alle weiteren Einflüsse blieben unbekannt. Außerdem wurden die Sensoren in unterschiedlichem Baumaterial angebracht, was ohne vorherige Kalibrierung die Auswertung zusätzlich erschwerte. Sie konnten im aktuellen Entwicklungsstand folglich nicht die erhofften Ergebnisse liefern.

Abstract (English)

Moisture is an essential factor in rock weathering. Therefore, the exact determination of the water content of rock material is important for the building industry as well as for science. So far there is no measuring method available which is practicable for both areas and which provides reliable moisture data. For this reason, new capacitive sensors for measuring rock moisture have been developed at the Institute of Geography and Spatial Research at the University of Graz. They are based on the principle of a plate capacitor. The capacitance C of such a capacitor varies depending on the material between the plates. The presence of water in the rock changes its physical properties, which should be perceived by the sensors. They are small, easy to install, robust, cost-effective and laboratory tests showed clear reactions to external influences.For the present work, prototypes of the sensors were drilled into the outer wall of the Leonhard Church in Graz. In addition, reference sensors were installed to determine the humidity via voltage and heat capacity values. In winter 2017/18, data from three measurement series were recorded, compared with values from the climate station "University of Graz" and evaluated. In particular, the reaction of the sensors to precipitation events and the subsequent drying of the masonry were to be investigated. No clear correlations were found. The sensors seem to react to various factors, such as the rock temperature. All other influences remained unknown. In addition, the sensors were installed in different building materials, which made the evaluation even more difficult without prior calibration. As a result, they could not deliver the hoped-for results in the current state of development.

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