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16.08.2012 | Fertigungstechnik | Im Fokus | Onlineartikel

Bauteilversagen rechtzeitig erkennen

Autor:
Marlene Doobe

Nicht zuletzt durch den Einsatz der Klebtechnik gelang Wissenschaftlern die Entwicklung eines optischen Sensorsystems, das Veränderungen an Bauteilen erfasst und sich für die Vorhersage von Schäden an Konstruktionen im Bauwesen, Maschinenbau oder auch Automobilbau empfiehlt.  

Solche optischen Sensoren in Glasfaserkabeln – sogenannte faseroptische Bragg-Gitter-Sensoren - können vor Überschreitung kritischer Belastungswerte oder Temperaturwerte warnen – zum Beispiel vor bevorstehenden Gebäudeeinstürzen oder Bränden.

Widerstandsfähig durch Sticken und Kleben

Das Messverfahren ist nicht neu: Schon lange weiß man, dass Glasfaserkabel unter bestimmten Bedingungen Signale verzerrt zurückgeben. Allerdings eigneten sich diese Faser-Bragg-Gitter (FBG) wegen ihrer Empfindlichkeit bisher nicht für den Einsatz in rauer Baustellen- und Industrieumgebung.
Forschern der HTWK Leipzig lösten das Problem jetzt gemeinsam mit Partnern dank Einsatz der beiden Verbindungsverfahren Sticken und Kleben. Zunächst wurden die sehr zerbrechlichen Fasern auf ein technisches Textil aus Glas- oder auch Kohlefaser aufgestickt. Für die  gewünschte Widerstandsfähigkeit sorgt ein Epoxidharzsystem, mit dem das Textil durchtränkt wird und das gleichzeitig eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Textil und dem jeweiligen Bauteil herstellt.

Funktion der Faser-Bragg-Gitter

Die Funktionsweise der Faser-Bragg-Gitter (FBG) beruht auf einem bekannten Effekt: Das durch Glasfaserkabel geführte Licht wird an Fehlstellen teilweise reflektiert. In die Glasfasern werden deshalb zusätzlich kleine „Spiegel“, die Bragg-Gitter, eingebrannt, welche einen Teil des Lichts reflektieren. Die Änderung des zurückgeworfenen Lichts, ausgelöst durch Verformung oder Temperaturänderung, wird vom Sensor gemessen und kann dann ausgewertet werden.

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