Optischer Vibrationssensor

In diesem Projekt wird eine neuartige photonische Technologie entwickelt, die die Kaskadierung passiver optischer Punktsensoren entlang eines faseroptischen Kommunikationskabels ermöglicht, welches in industriellen Kommunikationsnetzwerken eingesetzt wird. Die Sensoren liefern Informationen für Anlagen- oder Prozessüberwachung ohne Zusatzkosten für die Installation. Um die Technologieplattform zu illustrieren und zu validieren, wird Vibration als erste Messgrösse adressiert.

Faseroptische Kommunikationskabel finden heutzutage einen sehr breiten Einsatz in industriellen Anwendungen. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören niedrige Kosten pro Dateneinheit, sehr hohe Kanalkapazität und exzellente Immunität gegen elektromagnetische Störungen. Die Herstellungsverfahren sind nach heutigem Stand sehr ausgereift und optimiert – die grössten Kosten sind deshalb in der Regel mit der Installation der optischen Kommunikationsleitungen verbunden. Im Industrieeinsatz werden durch das Übertragungsmedium beispielsweise Prozessdaten und Informationen für die Anlagesteuerung geschickt und empfangen. Da die Zusatzkosten für weitere Fasern in einem Bündeladerkabel sehr niedrig sind, werden typischerweise zusätzliche Adern zur Redundanz oder zur zukünftigen Erweiterung der Kapazität mitverlegt. Es entsteht daher die Frage: Können diese verfügbaren Faserleitungen für die gezielte Aufnahme von Umgebungsmessgrössen genutzt werden?

Das ISE hat ein neues Innosuisse-Projekt zusammen mit der Firma Huber+Suhner, der OST in Buchs und einem Hersteller von integriert-optischen Wellenleitern bewilligt bekommen. Das Ziel des Projektes ist es, eine polymerbasierte integriert-optische Sensorplattform zu entwickeln, welche unterschiedliche Messgrössen aus der Umgebung erfassen kann. Zentral ist es, die Kosten für den Sensor sowie die der Ausleseeinheit so tief zu halten, dass sie im Vergleich zu den Installationskosten des Kabels marginal bleiben. Für die Demonstration der Technologie wird Vibration als erste Messgrösse adressiert. Das Projekt ist auf 24 Monate geplant, das gesamte Projektvolumen beträgt 430’000 Franken, wovon 280’000 auf das ISE entfallen.

Projektverantwortlich am ISE ist Prof. Dr. Miklós Lenner.