Energie aus materieller Spannung?

[Dennis_B]

Hallo,

ich habe da mal (heute Nacht) einen eigenartigen Gedankengang gehabt.
Viele Hochhäuser (oder andere Bauten) haben ja massive Stahlträger die ständig und über Jahre unter enorme Belastung stehen.

Diese Be- und Entlastung verändert ja die Struktur der Atome im Stahl...
wird dadurch evtl. irgendwie eine Art Energie frei die Messbar wäre?

So könnte man doch -ohne einen visuellen Kontakt zum Bauelement- messen wie stark beansprucht dieser wird?

mmhhhhhhh...

[Der Martin]

Hi,

ich habe da mal (heute Nacht) einen eigenartigen Gedankengang gehabt.

ich glaube, diesen Geadnken hatten vor dir schon andere. Was du beschreibst, ist der piezoelektrische Effekt.

Diese Be- und Entlastung verändert ja die Struktur der Atome im Stahl...
wird dadurch evtl. irgendwie eine Art Energie frei die Messbar wäre?

Zumindest eine elektrische Spannung. Bei Dehnungsmessstreifen (kurz DMS) nutzt man den Effekt aus, die sind heutzutage auch als Kraftmessdosen in vielen Waagen verbaut.

Da das Prinzip umkehrbar ist, kann man geeignete Materialien auch durch Anlegen einer Spannung verformen, wie etwa beim Piezo-Summer.

Bei manchen Werkstoffen ist die Piezospannung bei Schlageinwirkung so hoch, dass Funken entstehen. Eindrucksvoll zu sehen beim Piezo-Gasanzünder.

So könnte man doch -ohne einen visuellen Kontakt zum Bauelement- messen wie stark beansprucht dieser wird?

Ja. Aber aus dem Patent wird leider nichts ... ;-)

So long,
 Martin

[hotti]

h1,

Ja. Aber aus dem Patent wird leider nichts ... ;-)

Die Idee könnte glatt von mir sein. Strom aus Brückenträgern und so....

Edison Lighthouse

[Texter mit x]

Die Idee könnte glatt von mir sein. Strom aus Brückenträgern und so....

Strom aus Gehwegplatten, aus fallenden Regentropfen, alles schon dagewesen als Idee.

Weil das Thema Energie aus materieller Spannung heißt eins noch, Energie kommt aus der Umformung, bzw. aus dem Federn, nicht aus der mechanischen Spannung (so wie keine Energie aus dem Dauermagneten kommt).

[MudGuard]

Hi,

Strom aus Gehwegplatten, aus fallenden Regentropfen, alles schon dagewesen als Idee.

War erst vor kurzem was im Fernsehen: eine Disco, die ca. 1/3 ihres Strombedarfs ihren Gästen aus den Füßen saugt - die Tanzfläche ist mit entsprechenden Platten ausgelegt ...

cu,
Andreas

[JürgenB]

Hallo MudGuard,

Strom aus Gehwegplatten, aus fallenden Regentropfen, alles schon dagewesen als Idee.

War erst vor kurzem was im Fernsehen: eine Disco, die ca. 1/3 ihres Strombedarfs ihren Gästen aus den Füßen saugt - die Tanzfläche ist mit entsprechenden Platten ausgelegt ...

bekommen dann übergewichtige Tänzer Rabatt?

Gruß, Jürgen

[dave]

Hi,

Strom aus Gehwegplatten, aus fallenden Regentropfen, alles schon dagewesen als Idee.

War erst vor kurzem was im Fernsehen: eine Disco, die ca. 1/3 ihres Strombedarfs ihren Gästen aus den Füßen saugt - die Tanzfläche ist mit entsprechenden Platten ausgelegt ...

bekommen dann übergewichtige Tänzer Rabatt?

ich glaube das ganze basiert eher auf Bewegung als auf Druck.
Man kann von Körpermasse zwar nicht direkt auf Bewegungsdrang schließen, allerdings würde ich mit einem Rabatt eher in die andere Richtung gehen.

Wobei dann sicher wegen Diskriminierung ein paar Leute vor der Disco zelten oder sowas.

~dave

[JürgenB]

Hallo dave,

ich glaube das ganze basiert eher auf Bewegung als auf Druck.

das ist mir schon klar, ich dachte eher an das Ziel "200kg bei 200 beats per minute". Außerdem habe ich den :-) vergessen.

Gruß, Jürgen

[Encoder]

bekommen dann übergewichtige Tänzer Rabatt?

Oder die müssen die durch Überspannungen ausfallenden Gerätschaften ersetzen

[Dennis_B]

Hallo Martin,

danke für deine Informative Antwort!
Ich hatte echt keine Ahnung das es so was schon gibt..... ist ja wirklich Interessant das Thema.... hoffentlich kann ich heute Nacht besser schlafen jetzt wo ich weiß das es so was gibt :)

Ja. Aber aus dem Patent wird leider nichts ... ;-)

War auch nicht mein Vorhaben... aber es kommen bestimmt noch ein paar schlaflose Nächte :P

lg

Dennis

[Texter mit x]

Zumindest eine elektrische Spannung. Bei Dehnungsmessstreifen (kurz DMS) nutzt man den Effekt aus, die sind heutzutage auch als Kraftmessdosen in vielen Waagen verbaut.

Das ist dann der piezoresistive Effekt (da kommt keine Energie "raus").

Zunehmend werden auch optische Sensoren eingesetzt (Bragg-Zellen), Kristalle die ihre optischen Eigenschaften unter mechanischer Beanspruchung ändern, oder, bei ausgedehnten Strukturen wie Brücken, verteilte faseroptische Sensoren.

[Der Martin]

Hallo,

Zumindest eine elektrische Spannung. Bei Dehnungsmessstreifen (kurz DMS) nutzt man den Effekt aus, die sind heutzutage auch als Kraftmessdosen in vielen Waagen verbaut.
Das ist dann der piezoresistive Effekt (da kommt keine Energie "raus").

stimmt, ich muss insofern einräumen, dass ich auf dem falschen Dampfer war, als DMS nichts mit dem Piezoeffekt zu tun haben. Das ist tatsächlich, wie du im anderen Beitrag schon erwähnt hast, ein rein dynamischer Effekt; bei statischer Verformung durch Belastung entsteht keine Piezospannung (ähnlich wie Induktion nur durch *Änderung* des magnetischen Flusses funktioniert).

Den Begriff "piezoresistiv" habe ich aber noch nicht gehört (und den Wiki-Artikel über DMS habe ich mir auch erst jetzt aufmerksam durchgelesen).

Zunehmend werden auch optische Sensoren eingesetzt (Bragg-Zellen), Kristalle die ihre optischen Eigenschaften unter mechanischer Beanspruchung ändern, oder, bei ausgedehnten Strukturen wie Brücken, verteilte faseroptische Sensoren.

Für Präzisionswaagen werden auch Schwingsaiten-Sensoren verwendet: Eine unter mechanischem Zug stehende haarfeine Stahlsaite wird zum Schwingen angeregt. Ihre Eigenfrequenz ändert sich sehr feinfühlig mit der Zugkraft, die auf sie einwirkt.

So long,
 Martin

[Texter mit x]

Den Begriff "piezoresistiv" habe ich aber noch nicht gehört ...

Der Begriff ist mir auch erst im Studium untergekommen, der fällt meist auch nur im Zusammenhang mit Halbleitern.

[Texter mit x]

Weil es Dennis_B offenbar wirklich interessiert noch ein Nachtrag.

Was du beschreibst, ist der piezoelektrische Effekt.

Bei dem Effekt werden bei der Verformung Ladungen frei und diese kann man detektieren (Ladungsverstärker), ein statisches Signal (wie einen Spannungsabfall über einen Widerstand) gibt es aber nicht. Piezoelektrische Sensoren sind daher immer "nur" für dynamische Messungen geeignet, also z.B. nicht dafür um das Setzen von Baustrukturen zu messen.