Faseroptische Sensorik

Auf der Welle reiten

kann die faseroptischen Sensorik zwar nicht, aber Dehnungen und Temperaturen an Objekten aller Art mittels Braggscher Wellenlänge feststellen. Dabei nutzt sie den Effekt der Braggschen Gitteroptik: Durch das Einbringen von periodisch auftretenden Dichteänderungen im lichtleitenden Kern einer Singlemode–Glasfaser ist es möglich, aus einem relativ breiten Wellenlängenband des Infrarotlichts einen kleinen Ausschnitt zurückzuspiegeln und über einen optischen Splitter einer Auswerteeinheit zuzuführen. Diese stellt dessen sogenannte Braggsche Wellenlänge fest, die abhängig vom Abstand der periodisch auftretenden Dichteänderung in Laufrichtung der Faser ist. Bei mechanischer Dehnung wird er größer, und damit auch die Wellenlänge des zurückgeworfenen Lichtes. Da jedoch der Brechungsindex des Faserkernglases auch eine Funktion der Temperatur ist, ändert sich die Wellenlänge nahezu proportional mit der Faserkerntemperatur.

Um beide Effekte auseinander zu halten, kann zum Beispiel bei der spektromerischen Ausführung mittels konstanter Temperatur eine Aussage über die mechanische Dehnung gemacht werden. Dabei ist es möglich, Dehnungen bis ein Prozent der Fasergesamtlänge mit einer Genauigkeit von 1 µm/m bzw. Temperaturen bis 800 °C bei einer Genauigkeit bis 0,4 K zu erfassen. Und das bis zu 32 Messstellen gleichzeitig. Somit lässt sich die Überwachung komplexer Vorgänge wesentlich vereinfachen.

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Je nach Anwendung stehen entsprechend konzipierte mechanische Sensoren zur Verfügung: Vibrationssensor zur Erfassung von Zug, Dehnung und Schwingung, Cracksensor für Schwingung und Rissbildung, Seismic- und Verschiebesensor für Bodeneerschütterungen sowie Bauwerkssensoren. Die Auswertung von Temperaturereignissen erfolgt durch die Temperatursensoren TempFinger-Tip sowie Tempindustrie. hs

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