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„Stickereien“ auf Beton und Metall zur Belastungs- oder Temperaturüberwachung

(20.5.2012) Wissenschaftler der HTWK Leipzig wollen auf der Messe „Sensor + Test“ in Nürnberg (22.-24.5.2012) ein optisches Sensorsystem mit Faser-Bragg-Gitter (FBG) vorstellen, das Temperatur- und Dehnungsänderungen in Bauwerken erfassen kann. Die optischen Sensoren in Glasfaserkabeln sollen bei drohenden Gebäudeeinstürzen oder Bränden vor der Überschreitung kritischer Belastungs- oder Temperaturwerte warnen.

Die empfindliche Faser wird durch Sticken im Textil befestigt und später durch Epoxidharze fixiert (Bild: Dr. Kuhne, MFPA Weimar)

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FBGs baustellentauglich und übertragbar

Diplom-Ingenieur Stefan Käseberg aus der Forschungsgruppe erklärt, dass zwar optische Messverfahren mit Faser-Bragg-Gitter, also FBG, schon seit Jahren bekannt seien, die Glasfaserkabel aber unter bestimmten Bedingungen Signale verzerrt zurückgäben. Der Forschungsgruppe und ihren Partnern sei es nun gelungen, „die sehr zerbrechlichen Fasern auf ein technisches Textil aus Glas- oder auch Kohlefaser aufzusticken. Danach wird das Textil mit Kleberharz durchtränkt und dadurch widerstandsfähig gemacht. Der Kleber verbindet dabei auch Textil und Bauteil.“ Damit könne die FGB-Technik nun auch in großem Umfang in rauer Baustellen- und Industrieumgebung eingesetzt werden.

Die Faser-Bragg-Gitter (FBG) machen sich den Effekt zunutze, dass das durch Glasfaserkabel geführte Licht an Fehlstellen teilweise reflektiert wird. In die Glasfasern werden deshalb zusätzlich kleine „Spiegel“, die Bragg-Gitter, eingebrannt, die einen Teil des Lichts zurückwerfen. Die durch Verformung oder Temperaturschwankungen ausgelösten Veränderungen des zurückgeworfenen Lichts werden vom Sensor gemessen und können dann ausgewertet werden.

„Unser Ziel ist, diese Technik nicht nur im Baubereich, sondern auch in anderen Gebieten einzusetzen: im Maschinenbau oder in der Automobilbranche etwa sind solche Sensoren auch vorstellbar“, betont Käseberg.

Das Modell der Sensortextilien findet sich auf der „Sensor + Test“ am Gemeinschaftsstand „Forschung für die Zukunft“ in Halle 12, Stand 587.

Weitere Informationen zum optischen FBG-Sensorsystem können per E-Mail an Dipl.-Ing (FH) Stefan Käseberg, M. Sc. angefordert werden.