Wenn wir von Glasfaserkabeln sprechen, denkst du wahrscheinlich in erster Linie an Glasfaser-Internet. Aber das ist sicherlich nicht das Einzige, wofür diese robusten Kabel geeignet sind. Neben ihrer hohen Festigkeit reagieren Glasfaserkabel nämlich auch sehr empfindlich auf unter anderem Vibrationen und Temperaturschwankungen. Es handelt sich um Supersensoren, die man zur Überwachung von Deichen, zur Erfassung von Unterwassererdbeben, zur Energieübertragung und sogar zum „Zuhören“ einsetzen kann. Möchtest du mehr über den Einsatz von Glasfaserkabeln als Sensoren erfahren? Dann lies schnell weiter!
Glasfaser ist mehr als nur schnelles Internet
Mehr als die Hälfte der niederländischen Haushalte nutzt mittlerweile superschnelles Glasfaser-Internet. Es ist daher nicht verwunderlich, dass dies das Erste ist, woran man denkt, wenn wir über dieses Material sprechen. Es ist ein vielseitiges Kraftpaket, das Informationen buchstäblich mit Lichtgeschwindigkeit übertragen kann. Damit lässt sich natürlich mehr anfangen als nur Netzwerke aufzubauen. Heutzutage werden Glasfaserkabel auch regelmäßig für das Fiber Sensing genutzt, aber was genau bedeutet das?
Fiber Sensing: Glasfaserkabel als Sensoren einsetzen
Eine der möglichen Anwendungen von Glasfaser, die viele Menschen oft überrascht, ist der Einsatz von Glasfaserkabeln als Sensoren, auch bekannt als „Fiber Sensing“. Mit Fiber Sensing lassen sich Schwingungen, Temperaturunterschiede, Dehnung oder Schrumpfung erfassen. Dies funktioniert äußerst präzise, sogar fast auf molekularer Ebene. Glasfaser hat eine sehr reine Zusammensetzung und ist unter anderem deshalb sehr empfindlich. Die Schwingungsfrequenz der Moleküle in den Fasern des Materials ändert sich messbar unter Einflüssen der Umgebung, wie zum Beispiel Temperaturänderungen, Dehnung, Schrumpfung, Druck oder beispielsweise Schall. Mit dem Licht in den Glasfaserkabeln kann man diese Veränderungen in den Molekülen verfolgen und somit messen!
Wie funktioniert das denn?
Normalerweise wird das Licht, das man durch eine Faser leitet, zu einem geringen Prozentsatz von den Glasmolekülen reflektiert. Wenn sich irgendwo auf dem Weg die Kraft ändert, die auf die Faser einwirkt, beeinflusst dies unmittelbar die Bewegung der Moleküle in der Faser und damit auch die Reflexion des Lichts. Die Folge davon ist, dass etwas mehr Licht zurückkommt als normal, was man mit der richtigen Ausrüstung sofort ablesen kann. Da Glasfaserkabel so empfindlich sind, kann man nicht nur erkennen, dass sich irgendwo im Kabel etwas verändert, sondern auch zentimetergenau feststellen, wo genau sich im Kabel eine Veränderung ereignet. Auch dies lässt sich anhand der Lichtgeschwindigkeit berechnen, mit der das Licht durch die Kabel läuft. Auf diese Weise lässt sich die Ursache einer Störung im Netzwerk ebenso einfach aufspüren. Jede Störungsquelle hat eine eigene Art von Reflexion, die sehr gut erkennbar ist. Dadurch ist im Handumdrehen klar, wo genau eine Störung im Kabelnetz liegt und woher sie stammt.
Anwendungsbeispiele für Fiber Sensing
Fiber Sensing wird heutzutage für die unterschiedlichsten Zwecke eingesetzt. In den Niederlanden setzen wir beispielsweise Glasfaserkabel ein, um zu überwachen, wann ein Deich zu absinken beginnt. Indem wir die Kabel unter Deichen verlegen, wissen wir genau, wann und wo der Deich absinkt oder absinken könnte. Ein weiterer Einsatzzweck von Fiber Sensing ist die Erkennung von Überhitzung oder übermäßiger Erwärmung in Fabrikprozessen oder Maschinen. So lassen sich Maschinenausfälle verhindern, sodass Produktionsprozesse nicht zum Stillstand kommen. Wusstest du, dass sogar Nike Fiber Sensing für die Entwicklung und das Testen neuer Turnschuhe und Sportschuhe nutzt? Damit messen sie nämlich, welche Teile der Schuhe der größten Zugkraft ausgesetzt sind!