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 Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

Physikerinnen und Physiker diskutieren in Bremen über aktuelle Grenzen der Physik

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Prozesstechnik für effizientes Bohren und Schneiden auf der LASER CHINA

22.02.2017 | Messenachrichten

IHP-Forschungsteam verbessert Zuverlässigkeit beim automatisierten Fahren

22.02.2017 | Automotive

Nanoinjektion steigert Überlebensrate von Zellen

22.02.2017 | Physik Astronomie