Optische vezel sensor technologie
Meet o.m. vervorming, temperatuur en akoestische vibraties uiterst nauwkeurig op met optische vezels!
Terug naar : digitale technologie in de bouw
Een optische vezel of glasvezel is een zeer fijne kabel, die typisch wordt gebruikt in telecommunicatie. Wat minder geweten is dat optische vezels uiterst nauwkeurig parameters zoals vervorming, temperatuur en akoestische vibraties kunnen opmeten.
Een optische vezel is opgebouwd uit een minuscule glasdraad (diameter 8 à 62.5 µm), waarrond zich een bekleding (‘cladding’) met een diameter van 125 µm bevindt. Voor sensortoepassingen wordt deze fragiele vezel verder verstevigd met allerhande coatings (vaak kunststof, al dan niet glasvezel en/of met staal verstevigd), zodat een meer robuuste kabel wordt verkregen (typische diameters van 1 tot 10 mm).
Er bestaan verschillende optische vezel sensortechnologieën. Typisch worden deze onderverdeeld in 2 categorieën: multi(point) sensing en distributed sensing.
Figuur 1. Principe van ‘multipoint sensing’ optische vezel sensortechnologie.
In het geval van (multi)point sensing kunnen er 20 à 30 meetpunten op een enkele sensorkabel worden aangebracht, op door de gebruiker vastgelegde locaties (Figuur 1).
De meest gebruikte multipoint sensing techniek is de Fiber Bragg Grating (FBG)-technologie. Hierbij worden de sensoren fabrieksmatig in de glasvezel aangebracht (zogenaamde ‘gratings’). De lengte van een grating is typisch ongeveer 10 mm lang. Elke grating reflecteert licht op een welbepaalde golflengte, die bovendien lineair varieert met de heersende rek en/of temperatuur.
Figuur 2. Principe van ‘distributed sensing’ optische vezel sensortechnologie (bron: fibrisTerre Systems GmbH).
Bij distributed sensing doet de hele optische vezel dienst als sensor (Figuur 2). Op deze manier kunnen bijv. hele grote afstanden afgedekt worden met een relatief lage sensorkost. Maar ook voor toepassingen op meer beperkte schaal hebben deze systemen hun nut, omwille van het erg gedetailleerde vervormings- en temperatuurbeeld dat wordt verkregen.
Voordelen
Optische vezel sensortechnologie kent een aantal voordelen ten opzichte van traditionele sensoren:
- Afmetingen:
- De vezel is de sensor
- Zeer licht en kleine diameter
- Eenvoudig te integreren in of op het element
- Betrouwbaarheid:
- Passieve component
- Lange levensduur
- Stabiel met de tijd (geen drift)
- Performantie:
- Grote sensordichtheid
- Compacte bekabeling
- Metingen over lange afstand
- Geen interferentie met elektromagnetische en radiofrequente straling
- Bestand tegen spannings- en stroompieken
- Explosievrij
Via deze link kan u de cases bekijken.
Meer info: raadpleeg www.ovmonitoring.be voor de laatste versie van de State-of-the-Art ‘Monitoring of structures and elements with fiber optics’.