Energie wird billiger mit Glasfasersensoren

Neue faseroptische Sensoren können die Temperatur und die mechanische Belastung von Kraftwerksanlagen, Flugzeugen und Bauwerken online überwachen. Am 20. September werden die Entwicklungsergebnisse öffentlich präsentiert.

Mehr Sicherheit mit Glasfasersensoren: Fünf Unternehmen und ein Forschungsinstitut haben gemeinsam faseroptische Sensoren entwickelt, die sowohl die Temperatur als auch die mechanische Belastung von Kraftwerksanlagen, Flugzeugen und Bauwerken online überwachen können. Damit lassen sich zu hohe Belastungen beispielsweise von Generatoren frühzeitig erkennen und verhindern. Auch unter widrigen Bedingungen funktionieren diese Sensoren zuverlässig; elektromagnetische Strahlungen, hohe Temperaturen oder aggressive Chemikalien können ihnen nichts anhaben. Am kommenden Donnerstag, 20. September, werden die Projektpartner ihre Entwicklungsergebnisse öffentlich präsentieren. Die Entwicklungsarbeiten wurden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Förderkonzeptes „Mikrosystemtechnik 2000+“ mit 5,59 Mio. DM unterstützt.

An die technische Sicherheit und wirtschaftliche Betriebsführung von Industrieanlagen, Transportmitteln oder Bauwerken werden weltweit zunehmend höhere Anforderungen gestellt. Mit Hilfe geeigneter technischer Überwachungs- und Diagnosesysteme lassen sich nicht nur Havarien vermeiden, sondern auch Milliardenwerte an Energie und Material einsparen.

Die Nutzung dämpfungsarmer Lichtleitungen in dünnen Glasfasern eröffnet Möglichkeiten zur Realisierung neuartiger Sensoren und Messsysteme. Faseroptische Sensoren haben eine ganze Reihe von anwendungsspezifischen Vorteilen. So funktionieren sie auch dort, wo konventionelle elektronische Sensoren aufgrund von widrigen Umgebungsbedingungen keine exakten Messergebnisse liefern können – beispielsweise in starken elektromagnetischen Feldern, Hochspannungs- oder Kernstrahlungsbereichen, explosiven oder chemisch aggressiven Medien sowie bei hohen Temperaturen.

In Kombination mit einer verstärkerlosen optischen Signalübertragung ermöglichen miniaturisierbare und flexible Lichtwellenleiter-Sensoren die Installierung von räumlich verteilten Sensor-Netzwerken mit bis zu mehreren hundert Messstellen. Damit kann die Stressbelastung von Anlagen auch in räumlich verteilten und schwer zugänglichen Bereichen kontinuierlich erfasst werden. Zudem lassen sich Sensor-Glasfasern in Verbundwerkstoffe wie Beton oder Kohlefaser-Verbundmaterialien integrieren.

Die Verbundpartner erwarten mit der Integration faseroptischer Überwachungssysteme in Kraftwerksgeneratoren, Leistungstransformatoren und Großantrieben eine deutliche Senkung der Betriebs- und Wartungskosten sowie eine höhere Auslastung und Lebensdauer dieser Anlagen. Auch in Flugzeugen, Schienen- und Kraftfahrzeugen und der Raumfahrt kann die Entwicklung zum Einsatz kommen. Über in Verbundwerkstoffe integrierte faseroptische Dehnungs-Sensorsysteme beispielsweise können adaptive Flugzeug-Tragflügel realisiert werden. Die Flügelgeometrie wird optimal an den jeweiligen Flugzustand angepasst und ermöglicht so deutliche Kraftstoffeinsparungen. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die faseroptische Überwachung von Bauwerken.

Die Projektpartner präsentieren ihre Ergebnisse am kommenden Donnerstag, 20. September, ab 10 Uhr in den Räumen der Siemens AG, Paul-Gossen-Straße 100, Erlangen. Weitere Informationen gibt es beim Projektträger:

VDI/VDE-Technologiezentrum Informationstechnik GmbH
Klaus Beumler
Telefon: 03328/435-194, E-Mail: beumler@vdivde-it.de