Mikrowellenmessung

Die Mikrowellenmessung ist ein zerstörungsfreies Verfahren zur Feuchtemessung Für die Feuchtemessung in Baumaterialien und in Räumen steht eine Reihe von Messverfahren zur Verfügung. Die Messgenauigkeit der verschiedenen Verfahren , das zu den dielektrischen Verfahren zählt. Grundlage des Messverfahrens ist die Eigenschaft von Mikrowellen, Wassermoleküle zu Schwingungen und zur Aufnahme von Energie anzuregen. Hierbei nutzt das Verfahren die dielektrischen Eigenschaften des Wassers als polares Molekül. Bei einem von außen angelegten elektromagnetischen Wechselfeld richtet sich das Wassermolekül in eine Richtung aus (Polarisation). Die Moleküle rotieren mit der Frequenz des Feldes. Dieser Effekt wird durch die Dielektrizitätskonstante gekennzeichnet.

Bei der Mikrowellenmessung wird der Unterschied zwischen der hohen relativen Permittivität (dielektrische Leitfähigkeit) von Wasser im Gegensatz zu vielen anderen Materialien ausgenutzt. Die Bestimmung des Feuchtegehaltes erfolgt durch die Analyse Unter Analyse werden allgemein Untersuchungen verstanden, die das Zusammenspiel und die Abhängigkeit (Ursache-Wirkung) zwischen der Art, dem Ort und dem eines Feststoff-Wasser-Gemisches in einem elektromagnetischen Feld. Dies bedeutet, dass die Mikrowellenmessung die Durchlässigkeit eines Materials für elektrische Felder misst und somit den Unterschied zwischen der Dielektrizitätskonstante von Wasser und von Baustoffen. Im Gegensatz zur kapazitiven Feuchtemessung wird sowohl die Dielektrizitätskonstante als auch der dielektrische Verlust festgestellt.

Die Dielektrizitätszahl von (freiem und physikalisch gebundenem) Wasser ist 80 bei 20 °C und 3 von chemisch gebundenem Wasser. Diese ist temperaturabhängig und ist 70 bei 50 °C. Die Dielektrizitätskonstante der meisten trockenen Baustoffe liegt zwischen 2 und 10. Je feuchter ein Baustoff ist, umso höher ist die Dielektrizitätskonstante. Aufgrund der großen Unterschiede zwischen diesen beiden Kennwerten (Wasser 80 und Baustoffe 10) lassen sich bereits sehr geringe Durchfeuchtungen bestimmen.

Die Dielektrizitätszahl ist außerdem frequenzabhängig. Der Frequenzbereich von Mikrowellen erstreckt sich über ein Spektrum von 0,3 bis 300 GHz. Im Rahmen der Feuchtemessung wird in der Regel mit einem Frequenzbereich von 100 MHz bis 3 GHz gearbeitet. Innerhalb dieser Frequenzen ist es zudem möglich, den Einfluss von Salzen zu trennen Dies bedeutet, dass eine salzunabhängige Feuchtigkeitsmessung durchgeführt werden kann.

Für die Feuchtigkeitsmessung im oberflächennahen Bereich (3 bis 4cm) werden Oberflächensonden (Streufeldantennen) eingesetzt, zur Tiefenmessung (20 bis 30cm) dagegen Volumensonden (Richtantennen). Einige Messgeräte besitzen eine Bohrlochsonde, mit der Feuchtigkeitsmessungen über Bohrlöcher auch in tieferen Bauteilschichten (Wandquerschnitt) durchgeführt werden können. Die Feuchtemessung erfolgt in einem Messraster, so dass die empfangenen Wellen über integrierte Eichkurven ausgewertet und grafisch dargestellt werden können. Somit kann die Verteilung der Feuchtigkeit innerhalb der Baukonstruktion visualisiert werden.

Für eine Bestimmung des Feuchtegehalts muss das Mikrowellenmessgerät kalibriert und die spezifische Rohdichte des zu untersuchenden Baustoffs bekannt sein. Wie auch bei anderen Feuchtemessverfahren können die Messergebnisse durch metallische Gegenstände (z. B. Bewehrungen), Inhomogenitäten innerhalb eines Baustoffes oder durch Hohlräume innerhalb der Baukonstruktion beeinflusst werden. Die Materialkörnung beeinflusst ebenfalls das Messergebnis. Hinzu kommt, dass die Messergebnisse nur einen gemittelten Feuchtegehalt über die gesamte Baustoffdicke darstellen und somit kein differenziertes Feuchteprofil über den Bauteilquerschnitt möglich ist. Muss die tatsächliche Baustofffeuchte gemessen und der Durchfeuchtungsgrad bestimmt werden, müssen zusätzliche Feuchtigkeitsmessungen z. B. mit der CM-Methode oder der gravimetrischen Feuchtemessung (auch als Darr-Methode Die Darr-Methode stellt das wohl genaueste Messverfahren für den Feuchtegehalt an Baustoffen dar. Wie das Wort darren = trocknen besagt, bekannt) durchgeführt werden.