Sie sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Belastungen (EMV) und ein mechanisches Versagen des Sensormaterials (Glas) – auch bei hohen Schwingbelastungen – kommt selten vor. Weiterhin spricht für die Sensoren ihre geringere Masse, da Glasfasern deutlich dünner sind als die in DMS verwendeten Kupferleitungen. Auch bei der gleichzeitigen Verwendung einer Vielzahl von Sensoren, deren elektrische Felder sich überlagern können, kommt es zu keinen Störungen der Sensoren untereinander. Die Verwendung von mehreren Sensoren in einer Faser führt zudem zu einem deutlich geringeren Verkabelungsaufwand. Dies liegt auch im sogenannten Multiplexing begründet: In einer Faser können viele Messpunkte – auch mit verschiedenen physikalischen Größen – hintereinander integriert und mehrere Fasern durch ein mehrkanaliges Messgerät (Interrogator) ausgelesen werden. Auch das Messen innerhalb von Strukturen – z.B. CFK oder im \’frischen\‘ Beton – ist mit faseroptischen Sensoren möglich. Weiterhin kann der Einsatz in hochexplosiven Umgebungen erfolgen, da mit Licht gemessen wird und die mit Strom zu versorgende Auswerteeinheit auch einige hundert Meter entfernt platziert werden kann. Auf Grund der Verwendung von Licht kommt es nur zu geringen Dämpfungen, sodass auch Messergebnisse über große Entfernungen hochsignifikant sind. Damit lassen sich langfristig die Lebensdauer von z.B. Brücken, Dächern oder Stahlträgern sowie die Zuverlässigkeit von Bauwerken (z.B. Temperaturprofile zur industriellen Steuerung von Großanlagen) und Zustandsänderungen (z.B. Pipelines) überwachen bzw. Wartungsintervalle verkürzen. Faseroptische Sensoren eignen sich auf Grund ihrer Verarbeitungsmöglichkeiten im Rahmen der zunehmenden Miniaturisierung auch für den Einbau in das zu messende Objekt selbst, z.B. können Sensoren auch in Schrauben eingebaut werden um damit das Anzugsmoment in verbindenden Strukturen zu messen. Allerdings wird erst bei neuen Produktionsverfahren eine sehr hohe Kosten-Nutzen-Relation erreicht, bevor faseroptische Sensoren auch kostenmäßig mit klassischen DMS vergleichbar sind. Kasten: Argumente für faseroptische Sensoren – keine Beeinflussung durch elektromagnetische Felder (EMV-sicher) – mehrere Sensoren (>30) in einer Faser und damit Reduktion des Verkabelungsaufwands – driftfreies, langzeitstabiles Messen – hohe Temperaturstabilität (>600°C) – Messen innerhalb bisher nicht zugänglicher Materialien wie z.B. Einbettung der Sensoren in Betonfundamente (auch off-shore) – Sensorsignal optisch (stromlos) über mehrere Kilometer (bis zu 100km) übertragbar – signifikante Gewichtsersparnis insbesondere bei Leichtbauwerkstoffen – Einsatz in sensiblen Industrien wie Öl- & Gasindustrie, der Medizintechnik (Gefriertrocknungsprozessüberwachung bei der Haltbarmachung von flüssigen Medikamenten beim Übergang vom flüssigen in den festen Zustand) oder Faserverbundindustrie, in der Struktureigenschaftsüberwachungen bisher nicht möglich waren.
Thematik: Allgemein
INFAP GmbH
