{"id":1584,"date":"2018-07-26T11:28:04","date_gmt":"2018-07-26T11:28:04","guid":{"rendered":"https:\/\/www.msr.ch\/de\/?p=1584"},"modified":"2021-05-25T12:11:39","modified_gmt":"2021-05-25T12:11:39","slug":"datenlogger-erfassen-mechanische-belastungen-und-helfen-umweltschaden-zu-verhindern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.msr.ch\/de\/datenlogger-erfassen-mechanische-belastungen-und-helfen-umweltschaden-zu-verhindern\/","title":{"rendered":"Datenlogger erfassen mechanische Belastungen und helfen, Umweltsch\u00e4den zu verhindern"},"content":{"rendered":"

\"Schock-<\/a> Schock- und Vibrations-Datenlogger MSR165<\/b><\/a><\/p>\n

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Logistikvorg\u00e4nge bei Elektro(nik)altger\u00e4ten<\/h2>\n

Umweltaspekte gewinnen in allen Bereichen der G\u00fcterverarbeitung, Logistik und auch der Entsorgung und des Recycling immer gr\u00f6sseres Gewicht. Mechanische Sch\u00e4den m\u00fcssen dabei erkannt, registriert und analysiert werden. Im Folgenden ein Beispiel aus dem Recycling-Sektor.<\/p>\n

Forschungsprojekt Dr. Br\u00fcning Engineering UG, Autoren: Dr. Ralf Br\u00fcning (Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer Dr. Br\u00fcning Engineering UG und Stellv. Leiter Institut f\u00fcr Kreislaufwirtschaft und Umwelttechnik), Julia Wolf (wissenschaftliche Mitarbeiterin Dr. Br\u00fcning Engineering UG)<\/p>\n

In Elektro(nik)altger\u00e4ten (EAG) k\u00f6nnen vielf\u00e4ltige gef\u00e4hrliche Stoffe enthalten sein, wie z.B. Quecksilber, Schwermetalle, Tonerstaub, Batterien etc. Gleichzeitig sind die Logistikvorg\u00e4nge im Recyclingbereich nicht mit denen bei Neuware zu vergleichen. D.h. guter Witterungsschutz, Verpackungen der G\u00fcter, vorsichtige Umschlagvorg\u00e4nge sind im Recyclingbereich nicht die Regel. Beispielsweise ist das Abkippen von Ger\u00e4ten aus einem Container auf Betonboden aus 1 bis 2 m H\u00f6he allt\u00e4gliche Praxis (freier Fall, Bild 1). Dabei sind die Ger\u00e4te nicht verpackt. Ein Witterungsschutz w\u00e4re zwar gesetzlich vorgeschrieben, in der Praxis allerdings selten angewendet.<\/p>\n

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Wenn bei solchen Abkippvorg\u00e4ngen die Altger\u00e4te besch\u00e4digt werden, k\u00f6nnen Schadstoffe, wie z.B. Quecksilber aus Flachbildschirmen freigesetzt werden. Ein Beispiel sind die empfindlichen, quecksilberhaltigen R\u00f6hrchen der Hintergrundbeleuchtung eines Flachbildschirms, wie in Bild 2 zu sehen. Diese befinden sich hinter dem Display und d\u00fcrfen bei Logistikvorg\u00e4ngen nicht besch\u00e4digt werden.<\/p>\n

Durch den Austritt von Schadstoffen wie Quecksilber oder von Schwermetallen in der Leuchtschicht etc. w\u00fcrden nicht nur die Umwelt in grossem Masse gesch\u00e4digt sondern eventuell auch Mitarbeiter gef\u00e4hrdet. Obwohl dies alles nat\u00fcrlich vermieden werden muss, werden EAG in der Praxis immer wieder durch Logistikvorg\u00e4nge zerst\u00f6rt (s. Bild 3).<\/p>\n

Abkipp-Versuche zur Ermittlung mechanischer Belastungen<\/h2>\n

Da in der Praxis immer wieder Schadstoffe aus EAG durch die sehr hohen mechanischen Belastungen freigesetzt werden, sollte in einem Forschungsprojekt durch den Einsatz von Miniatur-Datenloggern des Typs MSR165<\/a> des Schweizer Technologieunternehmens MSR Electronics GmbH<\/a> festgestellt werden, welche Belastungen an diesen Altger\u00e4ten bei h\u00e4ufig auftretenden Logistikvorg\u00e4ngen normalerweise auftreten.<\/p>\n

Die Versuche wurden durchgef\u00fchrt von der Firma Dr. Br\u00fcning Engineering UG (DrBE)<\/a>, einem unabh\u00e4ngig beratenden Dienstleistungsunternehmen mit Sitz in Brake, Niedersachsen (Deutschland). Der Schwerpunkt der T\u00e4tigkeit liegt in der Initiierung, Planung und Durchf\u00fchrung nationaler und internationaler Industrie- und Forschungsprojekte im umwelt- und informationstechnischen Bereich. Auftraggeber sind Industrie- und Wirtschaftsunternehmen im regionalen, nationalen und internationalen Massstab sowie die \u00f6ffentliche Hand. Der Fokus der T\u00e4tigkeiten liegt im Bereich Wiederverwendung und Recycling mit Schwerpunkten bei Elektro(nik)(alt)ger\u00e4ten, Altbatterien und (Alt)fahrzeugen.<\/p>\n

Anforderungen an Datenlogger<\/h2>\n

\"Datenlogger<\/a><\/p>\n

F\u00fcr das Forschungsprojekt war es wichtig, Datenlogger einzusetzen, die hohe Beschleunigungen (bis zu 200 g) aufnehmen k\u00f6nnen, da u.a. auch der freie Fall von EAG beim Abkippvorgang abgebildet werden musste. Zus\u00e4tzlich sollte der Datenlogger Beschleunigungen in allen drei Achsen aufzeichnen k\u00f6nnen, da es sich bei den Beladungs- und Abkippvorg\u00e4ngen nicht um gerichtete Bewegungen handelt. Dar\u00fcber hinaus mussten die Datenlogger auch f\u00fcr die rauhe Umgebung in der Recyclingbranche einsetzbar sein und die Aufzeichnung von Messwerten \u00fcber ca. 24 Stunden sollte m\u00f6glich sein, um Transportprozesse in der Praxis abzubilden. Nach einer Internetrecherche wurden die genannten Datenlogger MSR165<\/a> ausgew\u00e4hlt, da sie die geforderten Bedingungen erf\u00fcllen.<\/p>\n

Die mit hochaufl\u00f6senden 3-Achsen-Beschleunigungssensoren (\u00b1 15 g bzw. \u00b1 200 g) ausgestatteten Datenlogger (Bild 4) liefern Messdaten \u00fcber Schocks, St\u00f6sse und Vibrationen. Mit einer Messrate von 1600\/s, der hohen Speicherkapazit\u00e4t und dem geringen Stromverbrauch eignen sich diese daumengrossen Logger allgemein sehr gut f\u00fcr Anwendungen in den Bereichen Transport\u00fcberwachung, Fehlerdiagnosen und Belastungstests, zumal sie sich auch mit Temperatur-, Feuchte-, Druck- und Lichtsensoren oder mit vier analogen Eing\u00e4ngen ausstatten lassen, um beispielsweise die Signale beliebiger anderer physikalischer Sensoren erfassen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n

Die Speicherkapazit\u00e4t von 2 Mio. Messwerten reicht zur Aufzeichnung von \u00fcber 10’000 St\u00f6ssen aus; mittels microSD-Karte l\u00e4sst sich die Kapazit\u00e4t auf \u00fcber 1 Mrd. Messwerte erh\u00f6hen. Via USB-Schnittstelle oder microSD-Karte k\u00f6nnen die Messdaten schnell auf einen Rechner \u00fcbertragen werden. Die ebenfalls verf\u00fcgbare MSR-PC-Software<\/a> erleichtert die effiziente Messdatenerfassung und -bearbeitung. F\u00fcr die erweiterte Analyse und die grafische Darstellung der im Schock-Modus erfassten Daten sowie zur automatischen Report-Erstellung steht die speziell auf die Bed\u00fcrfnisse der Schock- und Stoss-Erfassung zugeschnittene neue MSR ShockViewer-Auswertesoftware<\/a> zur Verf\u00fcgung \u2013 sie wird vielfach erfolgreich eingesetzt zur Analyse ungew\u00f6hnlicher Ereignisse w\u00e4hrend des Betriebes oder beim Transport von Ger\u00e4ten.<\/p>\n

Praktische Durchf\u00fchrung<\/h2>\n

Vor dem Einsatz im Feld wurde die Softwareinstallation auf Notebook und PCs durchgef\u00fchrt. Diese verlief schnell und problemlos; auch ein Softwareupdate f\u00fcr die Datenlogger verlief schnell und unkompliziert.<\/p>\n

\"Bild<\/a>F\u00fcr die praktischen Versuche wurden die Datenlogger in Computernetzteile eingebaut, um einen zus\u00e4tzlichen mechanischen Schutz gew\u00e4hrleisten zu k\u00f6nnen. In den Netzteilen wurden diese direkt auf die K\u00fchlk\u00f6rper geschraubt (Bild 5). Zum Witterungsschutz wurden die Netzteile zus\u00e4tzlich in Plastikbeutel verpackt. Um das Wiederfinden in dem 38 Kubikmeter grossen Container zu erleichtern, wurden sie jeweils mit ca. 2 m langem Absperrband markiert.<\/p>\n

Messungen in der Praxis<\/h2>\n

Folgende Belastungen w\u00e4hrend der nachfolgenden Logistikvorg\u00e4nge wurden mit Hilfe der MSR165 Datenlogger gemessen:<\/p>\n

\u2022\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Beladung der Container von Hand.<\/p>\n

\u2022\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Beladung der Container mechanisiert (z.B. Radlader).<\/p>\n

\u2022\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Aufziehen der Container auf das Transportfahrzeug.<\/p>\n

\u2022\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Transport \u00fcber l\u00e4ngere Strecke auf der Strasse (ca. 100 \u2013 300 km).<\/p>\n

\u2022\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Umladung von EAG.<\/p>\n

\u2022\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Abkippen der zuvor transportierten Ger\u00e4te auf z.B. Betonboden.<\/p>\n

Dazu wurden mehrere Datenlogger an verschiedenen Stellen in die Container eingebracht. Anschliessend wurden sowohl Transportvorg\u00e4nge aufgezeichnet, als auch Ereignisse, wie das Abkippen, bei dem Belastungsspitzen erwartet wurden.<\/p>\n

Mit Hilfe der Datenlogger konnten erstmals die Belastungen bestimmt werden, denen EAG bei Logistikvorg\u00e4ngen ausgesetzt sind. Die durchgef\u00fchrten Versuche zielten auf die Bestimmung der Beschleunigung in allen drei Ebenen und die jeweilige Einwirkzeit ab.<\/p>\n

Umfassende Auswertungen per Software<\/h2>\n

\"Schock-Ereignis,<\/a>Die MSR-ShockViewer-Software<\/a> zur Auswertung der Messdaten ist gut strukturiert und fast intuitiv zu bedienen. Auch die automatische Report-Erstellung, die detaillierte Analyse der Schock-Ereignisse und die gleichzeitige Aufzeichnung weiterer physikalischer Umgebungs-Parameter wie z.B. der Temperatur oder der Luftfeuchtigkeit sind wertvolle Resultate der Aufzeichnungsm\u00f6glichkeiten mit den MSR165-Loggern und der Datenauswertung mit der ShockViewer-Software. Eventuell n\u00f6tige Hilfestellungen geben gute Anleitungsvideos; weitere Unterst\u00fctzung findet man im Handbuch.<\/p>\n

Erwartungsgem\u00e4ss zeigen die Messungen zum Teil sehr hohe Beschleunigungswerte, die mit den MSR165-Loggern aufgezeichnet werden konnten. Die registrierten Daten lassen sich auch schnell und unkompliziert in verschiedenen Formaten (z.B. csv) exportieren, so dass sich auch in anderen Softwarepaketen (z.B. Excel) zus\u00e4tzliche detaillierte Auswerte-Analysen durchf\u00fchren lassen.<\/p>\n

In weiteren Versuchen soll jetzt ermittelt werden, ab welchen Belastungen welche Ger\u00e4te wie besch\u00e4digt werden und ab wann Schadstoffe austreten. Die Ergebnisse k\u00f6nnen u.a. in der Entwicklung und Verbesserung von Sammel- und Transportbeh\u00e4ltern genutzt werden.<\/p>\n

Letztlich haben sich die Datenlogger der Serie MSR165 bei den hier geforderten Umgebungsbedingungen im Feldversuch sehr gut bew\u00e4hrt. Die Messungen haben die Grundlage daf\u00fcr gelegt, dass bez\u00fcglich der beschriebenen und sehr wichtigen Umweltproblematik weiter geforscht werden kann. Langfristiges Ziel soll es sein, zuk\u00fcnftig die Umwelt und die Mitarbeiter besser vor dem Austritt von Schadstoffen zu sch\u00fctzen.<\/p>\n

D\u00fcrfen wir auch Ihnen bei Ihren Messaufgaben behilflich sein? Wir beraten Sie gerne!<\/a><\/p>\n

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