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Organisationseinheit der BAM
- 8.6 Faseroptische Sensorik (9) (entfernen)
Application of Intensity-Based Coherent Optical Time Domain Reflectometry to Bridge Monitoring
(2022)
Although distributed fiber sensing techniques have been widely used in structural health monitoring, the measurement results of bridge monitoring, particularly under destructive testing, have rarely been reported. To the best of our knowledge, this paper is the first report of distributed vibration measurement results, which we obtained during a three-day destructive test on an abolished bridge. A coherent optical time domain reflectometry (COTDR) was used to acquire the vibration information while the bridge was being sawed. The obtained signal was analyzed in time and frequency domain. Some characteristics of the sawing-induced vibration were retrieved by the short-time Fourier transform; the vibration exhibited several high frequency components within the measured range up to 20 kHz and all the components appeared in the same time slot. Some unexpected signals were also detected. Thorough analysis showed that they are quite different from the sawing-induced vibration and are believed to originate from internal damage to the bridge (probably the occurrence of cracks).
A distributed acoustic sensor (DAS) based on wavelength-scanning coherent optical time domain reflectometer (WS-COTDR) is tested in an underground gas storage based on a multimode fiber for the first time to the best of our knowledge. The WS-COTDR acquires the reflection spectrum by scanning the wavelength of the laser and uses the spectra to calibrate strain. It overcomes the fading problem which is common for all DAS systems, and possesses the advantage of simple configuration and low-cost. The working principle of the system is well explained and the measurement results are presented. Various artificial and natural acoustic events have been successfully detected by the WS-COTDR. Such a sensor demonstrates several advantages over the traditional DAS systems, so it is supposed to be widely used in the oil and gas industry.
Kombinierte faseroptische Messungen in Bohrlöchern helfen bei der Detektion von Kleinstleckagen
(2020)
Seit November 2019 läuft ein breit angelegtes und vom BMWi gefördertes ZIM-Kooperationsprojekt zwischen der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), der IAB'Weimar gGmbH, der GKSO GmbH & Co. Projekt KG, der DEEP.KBB GmbH sowie der Rembe Consulting PartG mbB. Ziel des Forschungsvorhabens sind sowohl die Lokalisierung als auch die Quantifizierung insbesondere sehr kleiner Leckagen in einer Bohrlochverrohrung durch die Nutzung faseroptischer Messtechnik. Durch Messdatenkopplung und den Wegfall bewegungsbedingter Nachteile einer Messsonde werden wesentlich präzisere Ergebnisse zur Bewertung der Bohrlochintegrität als üblich
erwartet.
A distributed acoustic sensor (DAS) based on wavelength-scanning coherent optical time domain reflectometer (WS-COTDR) is tested in an underground gas storage based on a multimode fiber for the first time to the best of our knowledge. The WS-COTDR acquires the reflection spectrum by scanning the wavelength of the laser and uses the spectra to calibrate strain. It overcomes the fading problem which is common for all DAS systems, and possesses the advantage of simple configuration and low-cost. The working principle of the system is well explained and the measurement results are presented. Various artificial and natural acoustic events have been successfully detected by the WS-COTDR. Such a sensor demonstrates several advantages over the traditional DAS systems, so it is supposed to be widely used in the oil and gas industry.
Distributed fiber optic sensors for structural health monitoring of composite pressure vessels
(2024)
In diesem Beitrag geben wir einen umfassenden Überblick über unsere Forschung auf dem Gebiet der verteilten faseroptischen Sensorik für die strukturelle Zustandsüberwachung von Wasserstoffdruckbehältern aus Verbundwerkstoffen. Insbesondere zeigen wir, wie die Integration von faseroptischen Sensoren in Druckbehälter aus Verbundwerkstoffen die Sicherheit erhöht und gleichzeitig die Wartungskosten senkt. Die geringe Größe von Lichtwellenleitern ermöglicht ihre Integration in Verbundwerkstoffstrukturen während des Herstellungsprozesses, wodurch eine kontinuierliche Überwachung sowie eine präzise Erkennung und Lokalisierung von Strukturschäden während des Betriebs der Druckbehälter ermöglicht wird. Wir erörtern auch das Potenzial modernster Signalverarbeitungsmethoden und des maschinellen Lernens für die Weiterentwicklung der vorausschauenden Instandhaltung. Die von uns vorgestellten Anwendungen von faseroptischen Sensoren zeigen, dass sie einen wichtigen Beitrag zur Energiewende hin zu erneuerbaren Energien leisten können.