Validierung verteilter faseroptischer Sensorik zur Dehnungsmessung im Betonbau

Die Bedeutung von faseroptischen Sensoren hat infolge der verstärkten Strukturüberwachung (Structural Health Monitoring, SHM) von Bauwerken und Bauteilen immens zugenommen [1]. Die verteilte faseroptische Dehnungsmessung auf Basis der Rayleigh-Streuung ist dabei ein besonders vielversprechendes Verfahren, welches eine hohe Ortsauflösung und Messempfindlichkeit an jedem Punkt der Messfaser bietet, sodass geringste Dehnungsänderungen erfasst werden können [2]. Allerdings fehlen aktuell Qualitätsstandards, die einen zuverlässigen Einsatz in der Dehnungsmessung gewährleisten. Zur Etablierung solcher Standards sind am Institut für Betonbau an der HTWK Leipzig im Zuge einer Dissertation unterschiedliche Fasercoating-Klebstoff-Konfigurationen für verschiedene Szenarien im Betonbau validiert worden [3]. Die Ergebnisse sind vielversprechend: Im Vergleich zu den Referenzmessverfahren zeigten die faseroptischen Sensoren Dehnungsverluste durch Coating und/oder Klebstoff von unter 5 % und damit weitaus geringere Werte als entsprechend dem bisherigen Kenntnisstand zu erwarten war.

Validation of distributed fiber optic sensor technology for strain measurement in concrete structures
Because of Structural Health Monitoring (SHM), the importance of fiber optic sensors in civil engineering has increased immensely [1]. An innovative method is the distributed fiber optic strain (DFOS) measurement using Rayleigh scattering [2], also termed distributed sensing. This technique provides a high spatial resolution and measurement sensitivity at each point of the measuring fiber so that the smallest strain changes can be recorded. However, there are no quality standards that guarantee reliable use in strain measurement. To establish such standards, the Structural Concrete Institute at the HTWK Leipzig validated the use of different fiber coating adhesive configurations for scenarios in concrete construction [3]. The results are promising: Compared to the reference measurement methods, the fiber optic sensor technology showed strain losses due to coating and/or adhesive of less than 5 %; and less than the data of the literature.