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38 2 Theoretische Grundlagen
dem Schaden entstehen. Durch die Annahme eines Referenzzustands können Schäden, die
bereits in der Struktur vorhanden sind, nicht ermittelt werden.
Die Anwendung von Differenzsignalen weist, wie in Kapitel 5.2.1 ausführlich diskutiert, eine
starke Temperaturabhängigkeit auf. Durch den Temperatureinfluss enthält das Differenzsignal
auch im ungeschädigten Fall bereits einige Wellenformen, die zu einer Fehlinterpretation der
Signale führen kann. Aus diesem Grund ist es für die Analyse der Differenzsignale
unerlässlich, den Temperatureffekt im Vorfeld zu kompensieren. Hierfür ist im Rahmen
dieser Arbeit eine effiziente Temperaturkompensationsmethodik entwickelt worden, welche
in Abschnitt 3.3 vorgestellt wird. Weiterhin stellt die Systematik der Differenzsignale hohe
Anforderungen an die Synchronisation der Messkanäle der eingesetzten Messinstrumente. Ein
Zeitversatz unterhalb eines Abtastschrittes kann bereits erhebliche Auswirkungen auf das
Differenzsignal haben, siehe Abschnitt 5.3.6 und [KUDELA et al. 2009].
Die Positionierung der Sensoren auf der Struktur kann, wie in Abbildung 2.17 zu sehen,
entweder in einem verteilten oder in einem konzentrierten Sensornetzwerk geschehen. In
beiden Fällen ist die Anzahl der benötigten Sensoren in etwa gleich. Während die Sensoren in
einem verteilten Sensornetzwerk einen relativ großen Abstand zueinander haben, liegen die
Sensoren bei einem konzentrierten Sensorverbund sehr nahe beisammen. Letztere Anordnung
wird primär für die bereits erwähnte „Phased Array“-Technik verwendet, bei der z.B.
zweidimensionale Sensorfelder in Kreuzform zum Einsatz kommen, vergleiche [YU und
GIURGIUTIU 2007]. Hierbei muss der Abstand zwischen den Sensoren proportional zur
Wellenlänge der emittierten Ultraschallwellen gewählt werden. Daraus folgt die
Notwendigkeit, relativ kleine Sensoren einzusetzen, damit bei den recht hohen Frequenzen
und damit der relativ kleinen Wellenlänge die entsprechenden Kriterien erfüllt werden.
Abbildung 2.17: (a) Verteiltes Sensornetzwerk mit relativ großem Abstand zwischen den Sensoren
(b) konzentriertes Sensorwerk in kreuzförmiger Anordnung, nach [YU und GIURGIUTIU 2007].
Für die praktische Anwendung bietet ein konzentriertes Sensornetzwerk einige Vorteile, weil
hier der Sensorverbund bereits als montagefertige Einheit hergestellt werden kann. Dies
ermöglicht eine vergleichsweise schnelle Applikation und eine Optimierung der