Faseroptische Sensoren

Faseroptische Sensoren sind hochmoderne Messinstrumente, die Licht nutzen, um physikalische Größen wie Temperatur, Druck, Dehnung oder chemische Veränderungen zu erfassen. Sie bieten entscheidende Vorteile gegenüber herkömmlichen Sensoren, insbesondere in anspruchsvollen Umgebungen.

Wie funktionieren faseroptische Sensoren?

Diese Sensoren bestehen aus optischen Fasern – dünnen Glas- oder Kunststofffasern, die Licht leiten. Änderungen in der Umgebung, wie Temperatur oder mechanische Belastung, beeinflussen das Lichtsignal. Diese Veränderungen werden analysiert, um genaue Messwerte zu liefern.

Arten von faseroptischen Sensoren

Faseroptische Sensoren lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen:

1. Intrinsische Sensoren – Die Glasfaser selbst dient als aktives Sensorelement und misst physikalische Größen direkt. Beispiele sind:
   • Faser-Bragg-Gitter (FBG) zur Temperatur- und Dehnungsmessung
   • Raman-basierte Temperatursensoren
   • Faserkreisel zur Messung der Winkelgeschwindigkeit (z. B. in der Luftfahrt)
2. Extrinsische Sensoren – Hier dient die Glasfaser lediglich zur Übertragung optischer Signale von einem externen Sensorelement. Beispiele sind:
   • Faseroptische Temperatursonden
   • Optische Mikrofone
   • Faseroptische Lichtschranken

Einsatzgebiete von faseroptischen Sensoren

Aufgrund ihrer Präzision und Robustheit finden faseroptische Sensoren Anwendung in vielen Bereichen:

Industrie & Infrastruktur

• Brücken- und Tunnelüberwachung: Messung von Materialbelastungen zur frühzeitigen Schadenserkennung
• Öl- und Gasindustrie: Überwachung von Temperatur und Druck in Pipelines
• Energieversorgung: Zustandsüberwachung von Hochspannungsleitungen und Windkraftanlagen

Medizin & Forschung

• Medizinische Sensoren: Einsatz in der Endoskopie und minimalinvasiven Chirurgie
• Strahlungsdetektion: Faseroptische Dosimeter messen ionisierende Strahlung in Forschungseinrichtungen

Luft- und Raumfahrt

• Flugzeugstrukturen: Erkennung von Materialermüdung durch faseroptische Dehnungssensoren
• Satelliten und Raumfahrttechnik: Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen und Vakuumbedingungen

Vorteile von faseroptischen Sensoren

Faseroptische Sensoren bieten zahlreiche Vorteile:
✔ Unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen (ideal für Hochspannungsanlagen und medizinische Geräte)
✔ Extrem widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen, chemische Einwirkungen und Vibrationen
✔ Kompakte Bauweise und hohe Flexibilität für vielseitige Anwendungen
✔ Exakte Messungen über große Distanzen ohne Signalverluste

Zukunftsperspektiven

Durch technologische Fortschritte gewinnen faseroptische Sensoren zunehmend an Bedeutung, insbesondere in der Automatisierung, im Bauwesen und in der Medizintechnik. Ihr Potenzial, präzise und zuverlässige Messungen unter extremen Bedingungen zu liefern, macht sie zu einer Schlüsseltechnologie der modernen Sensorik.