Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitsschutz (BGIA)
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 Datenlogger für die Analyse von Belastungen des
Muskel-Skelett-Systems
Das Messsystem CUELA (Computer- Unterstützte
Erfassung und Langzeit- Analyse von Belastungen des Muskel- Skelett-Systems)
wurde im BGIA entwickelt, um Belastungen des Muskel-Skelett-Systems, wie sie in
einer Vielzahl beruflicher Tätigkeiten anzutreffen sind, unmittelbar am
Arbeitsplatz unter realen Arbeitsbedingungen messen zu können.
Es handelt sich
um ein personengebundenes Messsystem, welches aus moderner Sensorik besteht und
auf der Arbeitskleidung getragen werden kann. Die zugehörige Software WIDAAN
erlaubt eine automatisierte Auswertung der Messdaten nach
arbeitswissenschaftlichen und biomechanischen Bewertungskriterien. Basierend
hierauf ist es möglich, Aussagen über notwendige Maßnahmen zur Vermeidung von
berufsbedingten Gesundheitsgefahren zu treffen.
Die Datenspeichereinheit ist die zentrale Baugruppe des CUELA-Messsystems. Hier
werden die analogen Messsignale aus den Sensoren eingelesen, digitalisiert und
auf eine Compact-Flash- Karte abgeleget. Die Abtastfrequenz ist einstellbar und
beträgt im Normalfall 50 Hz. Der Datenlogger ist in der Lage, bis zu 96 Kanäle
mit einer Auflösung von 10 Bit zu erfassen. Parallel werden die Druckwerte der
Messsohlen, ebenfalls bis zu 96 Zellen, erfasst.
Bei einer
Standard-Sensor- Konfiguration aus Bewegungserfassung und einem Paar Messsohlen
ergibt sich ein Speicherbedarf von ca. 22 MB/h, d.h., auf einer handelsüblichen
Compact- Flash-Speicherkarte von 192 MB können über acht Stunden Daten einer
Messung aufgezeichnet werden. Der geringe Energieverbrauch lässt mit einem
kompakten Li-Ionen-Akku einen Betrieb von vier Stunden zu. Die Signalanbindung
der Sensorboxen an den Datenlogger erfolgt über ein speziell entwickeltes
Bus-System. Die Bedienung des Datenloggers ist denkbar einfach. Ein kombinierter
Start/Stopp-Taster genügt, um das CUELA-Messsystem zu bedienen. Vier Status-LEDs
zeigen den aktuellen Betriebszustand, z.B. „Boot-Vorgang“, „Messung bereit“,
„Messung läuft“ oder „Daten speichern“ an.
Der Entwicklungsanteil von
SYS TEC bestand in der Hard- und Software für den Datenlogger. Das Gerät ist
kompakt, leicht und damit tragbar. Der Stromverbrauch wurde trotz des häufigen
Speicherzugriffes minimiert. Auf Grund des hohen Datenaufkommens waren
Standardlösungen nicht geeignet. Ein spezieller Flash-Treiber komprimiert die
Daten und legt sie in einer Loggdatei auf der Flash-Karte ab.
Die
technische Herausforderung bestand darin, 168 Sensoren ohne Datenverlust mit
einer max. Abtastrate von 50Hz abzutasten und die Daten parallel dazu auf der
Compakt-Flash-Karte zu speichern. Auch bei diesem Projekt hatte SYS TEC die
komplette Entwicklungsleistung bis zur Fertigung übernommen. Zu den Leistungen
gehörte die Pflichtenhefterstellung, die Schaltplanentwicklung, das
Leiterplatten- Layout, die Prototypeninbetriebnahme, die Softwareentwicklung,
der Gerätetest und die Integration sowie das Herstellen der Serienreife. Die
Projektarbeit bei SYS TEC erfolgte nach den Qualitätsrichtlinien der DIN EN ISO
9001 : 2000.
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