Faseroptische Messverfahren

Abstract

Bei den faseroptischen Messverfahren wird Licht in Glasfasern oder Polymerfasern eingekoppelt und je nach Funktionsprinzip die Intensität, Wellenlänge, Phase, Polarisation oder Laufzeit des übertragenen oder rückgestrahlten Lichts erfasst. Aus diesen primären Messgrößen können geometrische, physikalische und chemische Größen abgeleitet werden. Aufgrund der besonderen Eigenschaften von faseroptischen Sensoren, wie geringes Gewicht, elektromagnetische Immunität und Verkettbarkeit von Sensoren, haben sich diese Messverfahren als Ergänzung oder teilweise als Ersatz von geodätischen Messmethoden etabliert. Insbesondere die Möglichkeit, die Sensoren direkt in die Überwachungsobjekte einzubetten, eröffnet neue Einblicke in das Deformationsverhalten von Ingenieurbauten und geotechnischen Naturerscheinungen, wie z. B. Hangrutschungen. Dies leitet einen Paradigmenwechsel in der Ingenieurgeodäsie ein, da die Objektoberfläche als Grenze des geodätischen Monitorings verschwindet. Zusätzlich erreichen faseroptische Sensoren eine Messgenauigkeit, die um ein Vielfaches besser ist als die Genauigkeit von geodätischen Sensoren. Dadurch eignen sich faseroptische Messverfahren auch sehr gut für Frühwarnsysteme. In diesem Kapitel werden die physikalischen Grundlagen und die Messprinzipien erläutert. Zusätzlich werden anhand von Anwendungsbeispielen die Einsatzmöglichkeiten in der Ingenieurgeodäsie demonstriert.