Intelligente vorgefertigte optische Sensoren
Der Anlass für Forschungen in diesem Bereich war die Notwendigkeit, leicht entflammbare und explosive Stoffe wie Wasserstoff und Erdgas sicher zu transportieren. Beide Stoffe werden in Hochdruck-Tanks transportiert, die aus Verbundwerkstoffen bestehen. Es ist offensichtlich, dass eine unzureichende strukturelle Integrität solch eines Behälters verheerende Konsequenzen haben kann. Verbundwerkstoffe werden normalerweise aus Fäden, Bändern oder Schichtlagen hergestellt, die einfach miteinander verbunden werden. Um die mechanischen Eigenschaften wie die Schubspannung dieser Schichten zu überwachen, wird ein faseroptischer Sensor in diese Struktur eingebettet. Der Sensor muss korrekt mit dem Material verbunden werden, da er sonst die Eigenschaften der Struktur negativ beeinflusst und beispielsweise Instabilitäten in den Laminaten verursachen kann. Bezeichnenderweise ist dann dieser Sensor selbst der Grund des mechanischen Versagens. Der Sensor kann ebenfalls an der Oberfläche der Struktur angebracht werden, wo er dann natürlich schädigenden Umgebungseinflüssen ausgesetzt ist. Das ZEM-Projekt hatte zum Ziel, all diese Probleme zu beseitigen. Einem Projektpartner ist es gelungen, einen optischen Sensor zu entwickeln, der unter dem Namen SMARTape auch in kommerziellen Anwendungen außerhalb dieses Projektes zum Einsatz kommt. Ein bandförmiger Verbundwerkstoff mit integrierten optischen Fasern kann problemlos und sicher in eine Verbundstruktur eingebettet werden und ebenso einfach auf ihr angebracht werden. Die Sensoren wurden vor ihrer Markteinführung natürlich intensiv getestet. Sie weisen eine exzellente mechanische, thermische und chemische Leistungsfähigkeit auf. Zudem sind sie kompatibel mit anderen Systemen, insbesondere mit den SOFO-Sensoren zur interferometrischen Fernüberwachung, die häufig im Bereich des Bauingenieurwesens zum Einsatz kommen. SOFO-Sensoren wurden während der vergangenen zehn Jahre bei der Überwachung von Gebäuden, von geotechnischen Strukturen sowie von Bauwerken aus dem Bereich der Öl- und Gasindustrie verwendet. Es wird erwartet, dass der SMARTape-Sensor in einer Vielzahl von multidisziplinären Anwendungen im Bereich der Wissenschaft und der Industrie zum Einsatz kommt.
