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2D/3D vs. LVDT

Digitale Bildkorrelation und Induktivwegaufnehmer im Vergleich

Um das Potential der digitalen Bildkorrelation aufzuzeigen, wurden Vergleichsmessungen des Oberbaus unter fahrenden Zügen durch das Prüfamt für Verkehrswegebau der TU München zusammen mit der Me-go GmbH durchgeführt. Die Messungen zeigen, ob die Ergebnisse mit herkömmlicher Messtechnik (Induktivwegaufnehmer, LVDT) vergleichbar sind.

Bild 1 | Auf einer Bahnstrecke wurden vertikale Bewegungen von Bahnschwellen und Schienen mittels Induktivwegaufnehmern, 3D-Kamera, 2D-Kamera und digitaler Bildkorrelation gemessen und die Ergebnisse miteinander verglichen. (Bild: Prüfamt für Verkehrswegebau der TU München)


Auf einer Bahnstrecke bei München wurden die vertikalen Bewegungen von Bahnschwellen und Schienen gemessen. Die Besonderheit ist, dass sich dort eine Schlammstelle gebildet hatte, d.h. höhere Einsenkungen zu erwarten waren, was diesen Ort ideal für Vergleichsmessungen machte, da man die deutlich ausgeprägten Verformungen besser visualisieren kann und eventuelle Messabweichungen durch den größeren Skalierungsfaktor gegebenenfalls leichter erkennbar werden.

Bild 2 | Vergleichsmessung der ersten Zugfahrt (Fahrtrichtung West) (Bild: Prüfamt für Verkehrswegebau der TU München)

Aufbau und Messtechnik

Um eine Referenz für die Messergebnisse der 2D- und 3D-Kameras auf Basis geklebter Punktmarken zu erhalten, wurden LVDTs an der Schiene und den Schwellen angebracht. Zwei der insgesamt sechs LVDTs (HBM WA/20MM-L, Abtastrate 4.800Hz) wurden so angebracht, dass die absolute vertikale Bewegung der Schwellen gemessen werden konnte. Auf jeder Schwelle wurden zwei weitere LVDTs montiert, welche die vertikale Bewegung der Schiene gegenüber der Schwelle aufzeichneten. Somit lässt sich auch die rechnerische Gesamteinsenkung der Schiene bestimmen. Das 3D-Kamerasystem (Aramis SRX von GOM, 150Hz Abtastrate) und das 2D-Kamerasystem (Me-go Standard-5M, 60Hz Abtastrate) waren in einer Achse angeordnet und hatten eine Messfeldbreite von etwa 2m. Somit war es möglich vier Schwellen gleichzeitig zu erfassen. Zu Vergleichszwecken wurden allerdings nur die zwei mittleren Schwellen herangezogen.

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