Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hier sind Sensoren ins Netz gegangen

30.07.2008
Sächsisches Texilforschungsinstitut an der TU Chemnitz integriert Sensorfasern in Netze und erschließt Anwendungsmöglichkeiten in der Bau- und Sicherheitstechnik - Tests auf weltweit einzigartigem Netzprüfstand

Ob zur Sicherung von Fußballstadien oder zur Überwachung von abrutschgefährdeten Felshängen - Wissenschaftler des Sächsischen Textilforschungsinstituts (STFI) an der TU Chemnitz haben sensitive Textilstrukturen entwickelt, die überall eingesetzt werden können, wo unerwünschte Bewegungen oder Temperaturänderungen aufgespürt werden sollen.

"Stand der Technik waren bisher Textilflächen, die etwa mit Kupferdraht-Dehnungssensoren ausgestattet sind", berichtet Frank Weigand vom STFI. Die Nachteile: Solche Sensoren können überbrückt werden, sind empfindlich gegenüber Blitzeinschlägen und können einen Schaden zwar feststellen, nicht aber genau orten. "Nachgefragt sind Textilstrukturen, die bereits in der Fertigung mit großflächigen, blitzsicheren Sensorfasern ausgestattet werden, um eine Überwachung des eingebauten Textils - und damit des gesicherten Geländes oder Objektes - zu ermöglichen", erklärt Weigand.

Verwendet werden dazu optische Sensorfasern - am Anfang der Forschung waren es Glasfasern, inzwischen werden Polymerfasern eingesetzt, durch die Licht gesendet wird. Je nach Belastung kommt es zu einer Dämpfung sowie einer erhöhten Rückstreuung des Lichtes in der Faser, die gemessen und ortsauflösend lokalisiert werden kann. Die Vorteile der optischen Polymerfasern: Sie sind wesentlich elastischer als optische Glasfasern, belastbarer und in Herstellung und Verarbeitung besser zu handhaben.

Außerdem können sie mit vergleichsweise kostengünstigen Messgeräten analysiert werden. Die Sensoren erfassen - entweder ständig oder zu bestimmten Messzeiten - Veränderungen des Textils, wie Verformungen, Durchbiegungen oder signifikante Temperaturänderungen, und geben den genauen Ort des Geschehens an. Außerdem lösen sie Alarm aus, wenn das Textil zerstört oder gravierend beschädigt wird.

Das Forschungsprojekt unterteilte sich in zwei Hauptziele: Das STFI bearbeitete die textilseitigen Aufgaben, die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) die sensorseitigen. Finanziell gefördert wurde das Projekt vom 1. April 2006 bis zum 31. März 2008 von der "Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen" (AiF). "Unsere Hauptaufgabe war die Einarbeitung der Sensoren in die Textilien.

Es mussten Verfahren gefunden werden, durch die die Sensoren nicht beschädigt werden und so im Textil liegen, dass sie optimal arbeiten", erklärt Weigand. Was optimal ist, hängt dabei auch vom Anwendungsfall ab, manchmal müssen die faseroptischen Sensoren straff umwickelt werden, manchmal arbeiten sie besser, wenn sie mehr Raum haben. Auch welches Textil zur Ummantelung der Sensoren eingesetzt wird, hängt von der Anwendung ab: Mal muss es besonders dehnbar sein, mal wasserbeständig, mal ein bestimmtes Kraft-Dehnungsverhältnis besitzen. Die sensitiven Netzstrukturen wurden im Wirkverfahren hergestellt.

Die Netze können eine Länge von bis zu 150 Metern bei einer maximalen Breite von sechs Metern erreichen. Die Sensoren lokalisieren Verformungen und Zerstörungen auf zehn bis 80 Zentimeter genau. Den Praxistest haben die sensitiven Textilstrukturen bestanden: Sie wurden bei der Sanierung des Bahndamms in der Hilbersdorfer Kurve auf der Zugstrecke zwischen Chemnitz und Dresden als Prototypen getestet.

Dort überwachen sie den Untergrund und geben Alarm, falls er drohen sollte, abzurutschen. Außerdem wurden sie im STFI an einem weltweit einzigartigen Prüfstand getestet, der es erlaubt, Netze mit bis zu 24 Tonnen zu belasten. "Das besondere an unserem Prüfstand sind die rechnergesteuerten Prüfabläufe mit exakter Messwerterfassung, die Eignung für unterschiedliche Netzarten und technische Textilien, die Installierung in einer unabhängigen, neutralen Prüfstelle und das akkreditierte Prüfverfahren im Rahmen der Laborakkreditierung", berichtet Weigand und ergänzt: "Uns ist weltweit keine gleichwertige Einrichtung bekannt."

Weitere Informationen erteilt Frank Weigand, Telefon 0371 5274-226, E-Mail frank.weigand@stfi.de.

Katharina Thehos | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de/
http://www.stfi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Advanced Materials: Glas wie Kunststoff bearbeiten
18.05.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Stärkstes Biomaterial der Welt schlägt Stahl und Spinnenseide
17.05.2018 | Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

Tagung »Anlagenbau und -betrieb der Zukunft«

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Wie Immunzellen Bakterien mit Säure töten

18.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics