Warum wird Fasersensorik als das „Nervensystem“ für große Infrastrukturen wie Brücken, Tunnel und Dämme angesehen?
Glasfaser-Sensorik wird als „Nervensystem“ für große Infrastrukturen wie Brücken, Tunnel und Dämme betrachtet, da sie eine umfassende Echtzeit- und verteilte Überwachung ermöglicht, ähnlich einem biologischen Nervensystem.
Hier sind die Gründe dafür:
- Verteilte Sensorik: Glasfasersensoren, insbesondere FBG-Sensoren (Fiber Bragg Grating), können an zahlreichen Punkten entlang der Struktur eingebettet oder angebracht werden. Eine einzelne Glasfaser kann mehrere Sensorpunkte beherbergen, was eine umfangreiche Abdeckung großer Strukturen ermöglicht. Dies ist analog zu Nervenenden, die sich im ganzen Körper ausbreiten.
- Echtzeitdaten: Diese Sensoren liefern sofortige Daten zu kritischen Parametern wie Dehnung, Temperatur, Verschiebung und Spannung. Dieses Echtzeit-Feedback ist entscheidend für die Früherkennung potenzieller Probleme und ermöglicht rechtzeitige Eingriffe, bevor kleinere Probleme zu größeren Ausfällen eskalieren.
- Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen (EMI): Im Gegensatz zu elektrischen Sensoren sind Glasfasern unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen. Dies ist ein erheblicher Vorteil in Umgebungen mit hohem elektrischem Rauschen und gewährleistet eine zuverlässige Datenerfassung ohne Signalverschlechterung.
- Intrinsische Sicherheit: Glasfasern leiten keinen elektrischen Strom, wodurch sie intrinsisch sicher für den Einsatz in gefährlichen oder explosiven Umgebungen sind, in denen herkömmliche elektrische Sensoren ein Risiko darstellen könnten.
- Langzeitstabilität und Haltbarkeit: FBG-Sensoren, insbesondere solche, die in robusten Materialien wie Legierungsrohren verkapselt sind, bieten eine ausgezeichnete Langzeitstabilität und Haltbarkeit, was für Infrastrukturen, die auf Jahrzehnte ausgelegt sind, unerlässlich ist.
- Multiplexing-Fähigkeit: Mehrere FBG-Sensoren können entlang einer einzigen Faser (Multiplexing) eingesetzt werden, was die Verkabelung vereinfacht und die Installationskosten senkt, wodurch ein dichtes Netz von „Nervenenden“ mit minimalen physischen Eingriffen ermöglicht wird.
Diese Fähigkeiten ermöglichen ein ganzheitliches Verständnis des Zustands der Struktur, sodass Ingenieure deren Integrität überwachen, Alterungseffekte vorhersagen und die Wartung proaktiv verwalten können.
DCYS bietet eine Reihe von FBG-Sensoren für solche Anwendungen an:
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