DFOS-Monitoring: Dehnung und Temperatur lückenlos entlang der Glasfaser

Mit verteilter faseroptischer Sensorik wird ein Glasfaserkabel zum Sensor über die ganze Länge. Wir planen das Messsystem, bauen die Sensorkabel in Pfähle, Böschungen, Deiche und Tunnel ein und überwachen die Messwerte laufend.

Jetzt anfragen Technische Eckdaten

Bis zu 80 km Faser
Messwert alle 5 cm
Dehnung und Temperatur

Sensorkabel im Bauwerk Dehnungsprofil Örtliche Dehnungsspitze

Ihre Vorteile

Ein Kabel ersetzt Tausende Einzelsensoren

Punktsensoren zeigen, was an ihrem Ort passiert. Die Glasfaser zeigt das ganze Bauteil, und damit auch die Stelle, an der niemand einen Sensor gesetzt hätte.

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Lückenlos statt punktuell

Die Glasfaser selbst ist der Sensor. Gemessen wird entlang der gesamten Strecke, eine Dehnungsspitze zwischen zwei Messpunkten bleibt nicht verborgen.

Kilometer mit einem Messgerät

Ein Messgerät erfasst Strecken von wenigen Metern bis zu mehreren zehn Kilometern. Über einen Umschalter lassen sich mehrere Kabel nacheinander auslesen.

Passiv und robust

Am Messort gibt es weder Elektronik noch Stromversorgung. Die Faser ist unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen und Blitzeinwirkung.

Dauerhaft im Bauwerk

Fest eingebaute Sensorkabel sind wartungsfrei, auf eine lange Lebensdauer ausgelegt und brauchen nach der Kalibrierung keine Nachkalibrierung.

Grundlagen

Was ist DFOS?

DFOS steht für Distributed Fibre Optic Sensing, verteilte faseroptische Sensorik. Eine Glasfaser wird dabei selbst zum Sensor und misst Dehnung oder Temperatur an jeder Stelle ihrer Länge. Statt einzelner Messpunkte entsteht ein durchgehendes Profil über Bauteil, Bauwerk oder Gelände.

Messprinzip

Ein Messgerät schickt Licht in die Faser und wertet die Brillouin-Streuung aus. Deren Frequenz verschiebt sich mit Dehnung und Temperatur, und zwar an jeder Stelle der Faser.

Dehnung oder Temperatur

Welche Größe gemessen wird, entscheidet das Kabel: Im Dehnungskabel ist die Faser fest mit dem Mantel verbunden, im Temperaturkabel liegt sie lose und bleibt frei von Dehnung.

Schleife oder ein Ende

Mit beiden Faserenden am Messgerät, als Schleife, wird die Messung am genauesten und reicht am weitesten. Ist nur ein Ende zugänglich, misst das Gerät einseitig.

Funktionsweise

Vom Sensorkabel zum Dehnungsprofil

Das Messgerät steht geschützt am Rand des Bauwerks, im Bauwerk liegt nur das passive Kabel. Jede Messung liefert das vollständige Profil über die ganze Länge.

01
Kabel planen und einbauen

Wir legen Kabeltyp und Kabelführung fest und bauen das Sensorkabel ein: im Beton, im Boden, am Pfahl oder in einer Nut an der Oberfläche.
02
Nullmessung

Nach dem Einbau erfasst das Messgerät den Ausgangszustand entlang der gesamten Faser. Er ist der Bezug für jede spätere Veränderung.
03
Profil messen

Bei jeder Messung entsteht ein vollständiges Profil von Dehnung oder Temperatur über die ganze Kabellänge, mit Messwerten im Abstand weniger Zentimeter.
04
Auswerten und melden

Die Daten werden automatisch übertragen und ausgewertet. Veränderungen lassen sich einer Stelle entlang der Faser zuordnen und mit Grenzwerten verknüpfen.

Technische Eckdaten

Das eingesetzte Messsystem in Zahlen

Reichweite, Ortsauflösung, Genauigkeit und Messzeit hängen zusammen. Im Messkonzept stimmen wir sie auf das Bauwerk und die Fragestellung ab.

Herstellerangaben unter günstigen Bedingungen. Die erreichbaren Werte hängen von Konfiguration, Sensorkabel und Einbau ab.

Messgrößen: Dehnung und Temperatur, je nach Sensorkabel
Messprinzip: Brillouin-Streuung, Messung im Frequenzbereich
Messstrecke: Wenige Meter bis zu 80 km Faserlänge je nach Ausführung
Ortsauflösung: 0,5 m bis 16 m wählbar, bis 20 cm auf Strecken bis 2 km
Messpunktabstand: 5 cm entlang der Faser
Wiederholgenauigkeit: Etwa 2 µm/m Dehnung und 0,1 °C in der Schleifenmessung
Messzeit: Rund 1 Minute für 2 km Faser
Kanäle: Bis zu 32 Sensorkabel über einen Umschalter
Konfiguration: Schleifenmessung oder einseitige Messung

Einsatzbereiche

Wo verteilte faseroptische Sensorik ihre Stärken zeigt

Gründung

Pfähle und Fundamente

Dehnungsverlauf über die gesamte Pfahllänge, während des Einbaus, bei der Probebelastung und im späteren Betrieb.

Erdbau

Böschungen, Deiche und Dämme

Ein Kabel über die gesamte Länge eines Erdbauwerks zeigt, wo sich Setzungen, Rutschungen oder Erosion anbahnen.

Tunnel

Tunnel und Schächte

In der Spritzbetonschale oder an der Innenschale erfasst die Faser Verformungen beim Vortrieb und im laufenden Betrieb.

Hang

Hänge und Bodenbewegung

Im Boden verlegt oder in Geotextil integriert macht die Faser Bodenbewegungen über große Flächen sichtbar.

Einbau

So kommt die Faser ins Bauwerk

Die Art des Einbaus bestimmt, wie gut sich Verformungen auf die Faser übertragen. Wir wählen sie passend zu Bauwerk, Bauablauf und Messgröße.

Im Beton eingebettet, etwa in Pfählen, Wänden und Tunnelschalen
In einer Nut an der Bauteiloberfläche, mit Epoxid oder Zement fixiert
Direkt im Boden oder in einem Mikrograben verlegt
In Geogitter oder Geotextil integriert, für großflächige Bereiche
An Felsnägeln, Ankern oder Oberflächen befestigt, wenn der Untergrund nicht zugänglich ist

DFOS ergänzt andere Verfahren im Geomonitoring, etwa automatische Tachymeter an der Oberfläche oder Neigungs- und Setzungsmonitoring an einzelnen Bauteilen. Schwingungen erfasst das Vibrationsmonitoring.

Alles aus einer Hand

Von der Kabelplanung bis zur Auswertung

Wir planen das faseroptische Messsystem, bauen die Sensorkabel ein, betreiben die Messung und werten laufend aus. Ein Ansprechpartner für das gesamte Projekt.

DFOS-Monitoring für Ihr Bauwerk

Ob Pfahl, Deich, Böschung oder Tunnel: Wir prüfen, wo eine Glasfaser mehr zeigt als Einzelsensoren, und planen Kabel, Einbau und Auswertung.

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Benedikt Seuss

Datenplattform

Alle Messwerte auf einer Plattform

Die Sensoren übertragen ihre Messwerte per Funk an die Datenplattform. Dort werden sie ausgewertet, dokumentiert und laufend gegen Ihre Grenzwerte geprüft.

KI bei der Datenanalyse
Nutzerorientierte Reportings
Kontinuierliche Auswertung
Warn- und Alarmschwellen
Alarmierung per E-Mail und SMS
Fernzugriff rund um die Uhr

Mehr zu Überwachung & Alarmierung

Monitoring-Plattform Beispielansicht

Messverlauf im Sollbereich

KI bei der Datenanalyse Zustand im Sollbereich
Nutzerorientierte Reportings Bericht bereit
Alarmierung Grenzwerte überwacht

FAQ

Häufig gestellte Fragen zum DFOS-Monitoring

Was ist DFOS-Monitoring?

DFOS steht für Distributed Fibre Optic Sensing, auf Deutsch verteilte faseroptische Sensorik. Dabei ist eine Glasfaser selbst der Sensor: Ein Messgerät erfasst Dehnung oder Temperatur lückenlos entlang der gesamten Faser, über Strecken von wenigen Metern bis zu vielen Kilometern. So entsteht statt einzelner Messpunkte ein durchgehendes Profil.

Was misst eine Glasfaser genau?

Mit dem hier eingesetzten Brillouin-Verfahren werden Dehnung und Temperatur gemessen. Welche der beiden Größen erfasst wird, hängt vom Kabel ab. Im Dehnungskabel ist die Faser fest mit dem Kabelmantel verbunden und folgt jeder Verformung. Im Temperaturkabel liegt sie lose und bleibt frei von Dehnung.

Wie lang darf die Messstrecke sein?

Ein Messgerät erfasst je nach Ausführung bis zu 80 km Faserlänge. Für die meisten Bauwerke reichen Strecken von einigen hundert Metern bis zu wenigen Kilometern. Reichweite, Ortsauflösung, Genauigkeit und Messzeit hängen zusammen und werden im Messkonzept aufeinander abgestimmt.

Wie fein ist die Ortsauflösung?

Die Ortsauflösung ist wählbar, typischerweise zwischen 0,5 m und 16 m. Auf Strecken bis 2 km lässt sie sich auf 20 cm verfeinern. Messwerte liegen im Abstand von 5 cm entlang der Faser vor.

Misst DFOS auch Schwingungen?

Das hier eingesetzte Brillouin-Verfahren misst Dehnung und Temperatur, keine Schwingungen. Für Erschütterungen und Schwingungen setzen wir eigene Sensorik ein, etwa im Vibrationsmonitoring und in der Erschütterungsmessung nach DIN 4150-3.

Lassen sich vorhandene Glasfaserkabel nutzen?

Vorhandene Telekommunikationsfasern eignen sich meist nur für die Temperaturmessung. Für die Dehnungsmessung braucht es ein Kabel, in dem die Faser fest mit dem Mantel verbunden ist, damit Verformungen auf die Faser übertragen werden.

Wie wird das Sensorkabel eingebaut?

Je nach Bauwerk wird das Kabel im Beton einbetoniert, in einer Nut an der Oberfläche verklebt, direkt im Boden oder in einem Mikrograben verlegt, in Geogitter oder Geotextil integriert oder an Ankern und Felsnägeln befestigt. Kabelführung und Schutz legen wir im Messkonzept fest.

Was passiert, wenn die Faser beschädigt wird?

Eine beschädigte Faser lässt sich reparieren, oder das Kabel wird ersetzt. Damit es gar nicht so weit kommt, planen wir Kabelführung, Übergänge und Schutz bereits im Messkonzept und begleiten den Einbau.

Projektanfrage

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