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Beschleunigungssensoren messen Sitzaktivität auf dynamischen Bürostühlen
Transport fragiler Gemälde – Entwicklung neuer Verfahren für die effiziente Schock- und Vibrationsdämpfung

Transport fragiler Gemälde – Entwicklung neuer Verfahren für die effiziente Schock- und Vibrationsdämpfung

Einsatz von MSR165 Datenloggern mit Beschleunigungssensoren in KTI-Forschungsprojekt

Autoren: Cornelius Palmbach, Nathalie Bäschlin, Matthias Läuchli, Marcel Ryser und Anita Hoess, Berner Fachhochschule BFH / Hochschule der Künste Bern HKB, Schweiz

Bereits im Mai 2012 wurde der Einsatz von MSR165 Datenloggern im Rahmen des KTI-Forschungsprojektes Risikoabschätzung für Schock- und Vibrationsimmissionen mit neuen Präventionsstrategien beim Transport fragiler Gemälde vorgestellt. Die dabei erzielten Forschungsergebnisse lieferten umfassende neue Erkenntnisse zur verbesserten Risikoabschätzung und zu den Problemen bestehender Transportverpackungen. Darauf aufbauend werden nun in einem Nachfolgeprojekt Konzepte für einen optimierten Vibrationsschutz beim Transport fragiler Gemälde entwickelt.

Das interdisziplinäre Forschungsteam setzt sich aus Fachleuten des Fachbereichs Konservierung und Restaurierung KuR an der Berner Fachhochschule BFH / Hochschule der Künste Bern HKB und des Instituts für mechatronische Systeme ifms an der BFH-TI in Burgdorf (CH) zusammen. Unterstützt wird das Projekt von vier Wirtschaftspartnern: Einer Schweizerischen Versicherungsgesellschaft sowie den drei wichtigsten Schweizer Kunsttransportfirmen. Fachleute aus verschiedenen Schweizer Museen begleiten das Projekt als Praxispartner.

Vergleichende Messungen zur Bewertung aktueller und neu entwickelter Transportverpackungen

Die Art des Gemäldes, der Transportweg und der Transportmodus bestimmen die Art der Verpackung. Vom einfachen Einhüllen in Luftpolsterfolie bis zur aufwändigen Doppelklimaschutzkiste werden in der Praxis zahllose Methoden und Materialkombinationen angewendet, um sowohl die Schockereignisse als auch die kontinuierlich einwirkenden Vibrationen während eines Gemäldetransports zu reduzieren. Bereits im Vorgängerprojekt konnte aufgezeigt werden, dass diese Verpackungen teilweise nur unzureichend dämpfen resp. dass es sogar zu einer Verstärkung der Immissionen kommen kann.

Klimakiste mit an der Schmalseite montiertem MSR165 Datenlogger. Bildquelle: Berner Fachhochschule / Hochschule der Künste Bern Im Rahmen des laufenden Forschungsprojektes wurden daher mit einer elektrodynamischen Schwingprüfanlage, einem sogenannten Shaker, zahlreiche verschiedene Polstermaterialien auf ihr Dämpfungsvermögen gegenüber Vibrationen getestet. Um auch das Verhalten bei Schocks beurteilen zu können, wurden zusätzlich Falltests durchgeführt. Aufbauend auf den dabei gewonnenen Erkenntnissen wurden von den Wirtschaftspartnern (Transporteure) verschiedene Prototypen mit überarbeiteten Dämpfungssystemen entwickelt.

Um deren Dämpfungsvermögen unter realen Bedingungen bewerten und mit den bestehenden, bisher verwendeten Verpackungssystemen vergleichen zu können, wurden mehrere Testfahrten mit luftgefederten Lkws durchgeführt. Dabei befanden sich auf jedem Lkw gleichzeitig vier identische Testgemälde, die jeweils unterschiedlich verpackt waren. Dadurch sollte sichergestellt werden, dass jede Verpackung während der Fahrt über Landstrassen, Autobahnen und im Stadtverkehr annähernd den gleichen Belastungen ausgesetzt wird. Um zu untersuchen, wie gut die verschiedenen Verpackungssysteme die von den Lkws erzeugten Erschütterungen dämpfen, wurden sowohl an den Testgemälden als auch aussen an den Verpackungen sowie auf der Ladefläche der Lkws MSR165 Datenlogger der MSR Electronics GmbH befestigt. Insgesamt waren 13 MSR Logger mit integriertem 3-Achsen-Beschleunigungssensor sowie Feuchtesensoren im Einsatz.

Situation auf einem der Lkws: Auch am Boden und an den Wänden wurden mehrere MSR165 Datenlogger befestigt, um die auf die Kisten einwirkenden Transportbelastungen aufzuzeichnen. Bildquelle: Berner Fachhochschule / Hochschule der Künste Bern Die Datenlogger waren so programmiert, dass die Aufzeichnung (Messrate 1600Hz, kontinuierlich ohne Schwellwerte) zu einer zuvor programmierten Uhrzeit automatisch gestartet und wieder gestoppt wird. Die Messdaten wurden anschliessend mit Hilfe der Software MATLAB ausgewertet. Um das Dämpfungsvermögen der verschiedenen Verpackungen beurteilen zu können, wurde das Übertragungsverhalten der Erschütterungen vom Lkw resp. von den Verpackungen zu den Testgemälden bestimmt. Dazu wurden die Maximalwerte, die RMS-Level (quadratischer Mittelwert) und die dominanten Frequenzen ermittelt und miteinander verglichen. Die Ergebnisse sollen Aufschluss über Vor- und Nachteile der verschiedenen Verpackungsmethoden für Kunsttransporte liefern und Ansatzpunkte für weitere Optimierungsmöglichkeiten aufzeigen.

Die Fortschritte des Forschungsprojektes können Sie auf folgender Website weiter verfolgen:
www.gemaeldetransport.ch

Die Wissenschaftssendung „nano“ des Fernsehprogrammes „3sat“ hatte am 8.10. um 18.30 Uhr in dem Beitrag „Das Bild in der Box“ über das KTI-Projekt berichtet.

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Schock-Datenlogger MSR175: Transportschäden auf der Spur
Datenlogger zur sicheren Transportüberwachung

Datenlogger zur sicheren Transportüberwachung

Anwenderbericht IPC Hormann GmbH: Sicher um die Welt – Datenlogger im Güterverkehr

Von Champagnerflaschen zu Flachbildschirmen aller Grössen bis hin zum wertvollen Chagall-Gemälde für eine geplante Ausstellung – kaum ein Produkt, das heutzutage nicht durch die ganze Welt geschickt werden kann. Neben logistischen Herausforderungen bergen globale Transportwege auch Risiken für kriminelle Machenschaften. Mit den MSR Datenloggern als Warenbegleiter können Schadenfälle rekonstruiert und Manipulationen nachgewiesen werden.

Oftmals dauert der Weg von Sender zu Empfänger Monate und führt durch mehrere Kontinente. Neben logistischen Herausforderungen auch eine riesengrosse Spielwiese für kriminelle Machenschaften. Warenkontrollunternehmen kommt hier eine zunehmend wichtigere Rolle zu. Die IPC Hormann GmbH mit Sitz in Walsrode, Deutschland, ist eines der führenden international agierenden Warenkontrollunternehmen, das sich u.a. auf den Bereich Beratung, Qualitätssicherung sowie Belade- und Ausfuhrkontrolle rund um den Güterverkehr spezialisiert hat.

Kampf den Langfingern – mit Datenloggern der MSR Electronics GmbH

„Es herrscht viel Korruption“, berichtet IPC Hormann-Geschäftsführer Friedhelm Hormann. „Einige Personen, die in einer Logistikkette involviert sind, sind sehr kreativ, wenn es darum geht, sich illegal mit Ware zu bereichern.“ Sein Unternehmen sagt den Langfingern nun weltweit den Kampf an – mit dem Einsatz moderner und innovativer Messtechnik des Schweizer Herstellers MSR Electronics GmbH.

MSR145 Datenlogger in einem Container, zur Überwachung von Lichteinfällen, Temperaturschwankungen, Feuchte, Druck und Erschütterungen Nach Beratung mit den Messtechnik-Profis der Karlsruher CiK Solutions GmbH (MSR Electronics Vertriebspartner) setzt IPC Hormann die Datenlogger MSR145 zur Warenbegleitung ein. Der robuste Mini-Logger besitzt eine Speicherkapazität für über 2 Mio. Messwerte und ist in der Lage, die fünf im Transportwesen wichtigsten Messgrössen Temperatur, Feuchte, Luftdruck, Licht und 3-Achsenbeschleunigung/Lage zeitgleich zu messen und zu speichern. Dabei sind die Daten völlig zugriffssicher für Dritte und somit geschützt vor Manipulation. Hormann erzählt: „Zuvor hatten wir mit Technikhäusern gesprochen, die uns klobige und viel zu teure Videogeräte mit riesigen Akkus verkaufen wollten. Wir haben dann im Internet nach Sensoren recherchiert. MSR hat uns mit seinen Leistungsdaten mehr als überzeugt.“ Der MSR145 besticht neben seinen technischen Raffinessen auch durch seine geringe Grösse, seine Zuverlässigkeit und Stabilität. „Teilweise legen wir den Minilogger in Argentinien in den Container und fassen ihn in Osteuropa das nächste Mal wieder an. Dazwischen kann schon mal ein Vierteljahr liegen. Das Gerät muss also eine sehr lange Laufzeit auch und insbesondere bei niedrigen Temperaturen haben. Ausserdem können wir die MSR Logger dank ihres geringen Gewichts und ihres kleinen Gehäuses schnell und flexibel von A nach B schicken – je nachdem, wo auf der Welt wir sie gerade brauchen.“

Licht als wichtigster Parameter

Die kompakten MSR145 Datenlogger von MSR sind mit Temperatur-, Feuchte-, Licht-, Luftdruck- oder Lagesensoren erhältlich. Die Befestigung des leichtgewichtigen Loggers im Container ist ebenfalls flexibel möglich. Meist findet er seinen Platz hinter den Türen rechts oder links an der Senkrechten. So kann er auch noch so sensible Veränderungen der Lichtverhältnisse messen und wird zudem nicht so schnell entdeckt. Selbst wenn dies dennoch geschieht, haben Diebe meist schon die Zeit verspielt, in der sie den Logger hätten abdecken können – ertappt!

Die Messung des Lichteinfalls ist also im Kampf gegen kriminelle Zugriffe der wichtigste Parameter. Aber auch andere Messwerte liefern Aufschluss: Die Temperatur verrät Lücken in der Kühlregulation bei z.B. Lebensmitteltransporten oder bei Lieferungen hochempfindlichen Filmmaterials, das nur gekühlt transportiert werden darf. Ebenso misst der MSR145 Erschütterungen bei Glastransporten oder die Luftfeuchtigkeit im Container bei wertvollen Kunstobjekten, die wenig Schwankungen diesbezüglich tolerieren.

Am Ankunftsort werden die Daten des Loggers nur dann genau ausgelesen, wenn Lichteinfall zu vermuten oder die Lieferung unvollständig ist, sonstige Schäden oder Veränderungen sichtbar sind oder wenn die Temperatur des transportierten Gutes nicht stimmt. Letzteres wird bei Ankunft mit ergänzenden Messgeräten überprüft. Liegt eine Abweichung vor, werden die Daten des Loggers im Detail gecheckt, um der Ursache für den etwaigen Transportschaden auf die Schliche zu kommen. Grundsätzlich immer aber wird der Logger zunächst in die Büros der IPC Hormann verbracht, wo alle seine Daten ausgelesen und für zwei Jahre gespeichert werden, bevor er für seinen nächsten Einsatz neu konfiguriert und wieder auf die Reise geschickt werden kann.

Mehr Sicherheit durch Transportüberwachung

Sicherheit durch Überwachung des Transportgutes: MSR145 Datenlogger eignen sich ideal als Warenbegleiter. Längerfristig erwartet Hormann durch den Einsatz von Mini-Datenloggern weniger Schäden, weniger Ärger und weniger Regressansprüche im internationalen Güterverkehr. „Als Kontrollunternehmen agieren wir immer zwischen verschiedenen Parteien. Jeder teilt uns nur seine Vorteile und Stärken mit, kommuniziert aber selten seine Schwachpunkte. Wenn dann beim Transport temperaturempfindlicher Ware im Wert von 130.000 Euro permanent Kühlschäden auftreten, so muss die Ursache gefunden werden. Wir selbst waren schon mehrfach völlig überrascht, was durch die MSR Datenlogger ans Licht kam!“ Immer wieder versuchen Importeure, die Warenkontrollunternehmen für etwaige Fehler haftbar zu machen. Die Konkurrenz – oftmals mit weniger guten Messgeräten ausgestattet – hat diesem Verlangen teilweise nachgegeben – mit erheblichen Verlusten. IPC Hormann hingegen vertritt eine klare Linie, die der Chef selbst so auf den Punkt bringt: „Wir sind keine Versicherer. Wir geben den Importeuren mit den Datenloggern gute Werkzeuge in die Hand. Was sie daraus machen, ist ihre eigene Sache.“

Im Zuge der Verbesserung der Qualitätssicherung sind die handlichen MSR Datenlogger für die IPC Hormann GmbH mittlerweile aus dem Alltagsgeschäft nicht mehr wegzudenken. Früher war viel Mutmassung, Spekulation, Verdächtigung, Phantasie – aber selten Fakten. „Leider ist es schon immer noch so“, resümiert Friedhelm Hormann, „dass von Zeit zu Zeit dem Auftraggeber klar gemacht werden muss, welchen Nutzen der Einsatz der Datenlogger wirklich hat. Wenn Sie dies nicht schaffen, hat das zur Folge, dass Kosten reduziert werden. Dies wirkt sich natürlich auf den Einsatz der Logger aus. In Folge dessen steigen z.B. die Diebstähle wieder an. Bis dann der Importeur begreift, wie die illegale Entnahme durch die Logger blockiert bzw. nachgewiesen werden kann, dauert es viele Monate…“

Hoher präventiver Faktor

Hormanns Fazit spricht für sich: Von den rund 800 bisher durchgeführten Einsätzen des MSR145 konnten elf illegale Zugriffe auf Ware nachgewiesen werden. Jedoch ist davon auszugehen, dass die Container sehr viel öfter unbefugt geöffnet wurden. Die illegal zugreifende Seite hat den innenliegenden Sensor erkannt und die Türen des Containers ohne Warenentnahme wieder geschlossen. Hormann: „Das heisst, es ist ein hoher präventiver Faktor eingetreten!“ Doch die vor Ort tätige kriminelle Energie ist nicht dumm. Eines Tages werden Mittel und Wege gefunden sein, auch die ausgebufftesten Datenlogger zu übertölpeln. Daher ist die permanente Weiter- und Neuentwicklung der Sensortechnik eine spannende Herausforderung für die Zukunft. Der Markt dafür ist vorhanden – weltweit.

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