Faseroptische Sensoren Hersteller – Vergleich

Faseroptische-Sensoren koppeln Messaufgaben an Licht in einer Glasfaser. Das Licht reagiert über die physikalische Wechselwirkung auf äußere Einflüsse und verändert dabei Intensität oder Phase. Auch Polarisation und Spektrum verschieben sich messbar. Das Messsystem transportiert den Lichtimpuls zur Auswerteeinheit und ist unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Feldern. Das ist relevant bei Hochspannung und Strahlung. Viele Sensorketten zeichnen sich durch niedrigen Stromverbrauch und kurze Reaktionszeiten aus.

Messprinzipien in der Faser und messbare Größen

Bei einer Intensitätsänderung sinkt oder steigt das optische Signal entlang der Leitung. Die Auswertung quantifiziert daraus den Messwert. Wo Reflexion dominiert, liefert eine definierte Rückstreuung den Zustand am Messpunkt. Transmission trennt Störanteile über spektrale Filterung ab. Eine Beschichtung oder eine Membran erhöht die Kopplung an Temperatur und Druck. Zwar bleibt die Faser selbst elektrisch passiv, aber das Messverfahren verlangt eine saubere Kalibrierung gegen Dämpfung und Signalverschlechterung über lange Strecken.

• Dehnungsmessung: Dehnung und Verschiebung erscheinen als spektrale Verschiebungen. Vibration zeigt sich als schnelle Modulation im Zeitbereich.
• Temperaturmessung: Das Temperaturprofil entsteht aus ortsaufgelöster Auswertung. Temperaturschwankungen prägen das Linienbild der Sensorantwort.
• Druckmessung: Druckänderungen koppeln über mechanische Umformung an die Faser. Bohrloch-Messstellen und Hochofen-Messstellen nutzen diesen Effekt.
• Entfernung: Entfernung folgt aus Laufzeit- oder Interferenzsignalen. Die Füllstandsmessung in Flüssigkeit trennt Grenzflächen eindeutig.

Anwendungsfall: In einem Pipeline-Abschnitt mit 10 km Leitung erfasst ein verteilter Kanal Vibration in Echtzeitüberwachung und meldet akustische Ereignisse wie ein Mikrofon. Das Monitoring reduziert Blindzonen zwischen einzelnen Messpunkten. Die Diagnose unterstützt die Bauwerkssicherheit, auch bei verdeckter Verlegung im Hohlraum eines Gebäudes. Nicht die Elektronik sitzt im Feld, sondern die passive Faserstrecke übernimmt die Detektion.

Sensortypen und Bauformen für technische Umgebungen

Punktsensoren arbeiten diskret. Verteilte Systeme lesen kontinuierlich aus. FBG (Faser-Bragg-Gitter) koppelt als Punktsensor spektral selektiv zurück und erreicht hohe Wiederholgenauigkeit an definierten Stellen. Faserkreisel nutzen den Sagnac-Effekt. Winkelgeschwindigkeit und Drehung ergeben sich direkt aus Phasenlaufzeiten im Ring. Biosensor-Konfigurationen tasten Konzentration oder Feuchtigkeit über evaneszente Felder ab. Nanotechnologie verkleinert dabei funktionale Schichten ohne zusätzliche Stromversorgung am Sensorkopf.

Auslegung: Integration in Anlagen sowie Grenzen der Signalstrecke

Bei Integration in Automatisierungstechnik zählt zuerst der zulässige Biegeradius der Bauform, denn enge Radien erhöhen die Dämpfung messbar. Zweitens bestimmt die Position des Messarms den mechanischen Kraftpfad zur Membran oder Beschichtung. Drittens limitiert die Faserdämpfung die maximale Distanz zwischen Sensorkopf und Auswerteeinheit im Umfeld von Stromnetzen. Gasindustrie-Installationen verlangen eine robuste Führung gegen Mikrobewegungen, weil solche Effekte Vibration vortäuschen können. Gefordert ist konstante Langzeitstabilität, auch nach Temperaturwechseln.