Das Kaunertal-Projekt: Faseroptische Messungen an Druckwasserleitung

HBM gewinnt die Ausschreibung für die Lieferung und Installation eines Komplettsystems mit elektrischen und faseroptischen Sensoren für Strukturbelastungstests an den Druckleitungen des Gepatschspeichers (Wasserkraftwerk) bei Innsbruck in Österreich.

 

Überwachungslösung auf Basis von FBG-Technologie

Dank des Einsatzes von FBG-Technologie (Faser-Bragg-Gitter) konnte das Unternehmen die gegenüber alternativen, auf konventionellen Technologien basierenden Vorschlägen konkurrenzfähigste Lösung anbieten.

Auf optischer FBG-Technologie basierende Überwachungslösungen haben sich als besonders kostengünstig erwiesen, wenn sie bei großen Bauwerken (Tunnel, Brücken, Staudämme, Pipelines, etc.) eingesetzt werden; dort werden zu Zwecken des Structural Health Monitoring hunderte von Sensoren mehr als zehn Kilometer von einem zentralen Interrogator entfernt installiert und über wenige Fasern mit ihm verbunden.

Dieses Großprojekt brachte technische Teams von HBM-Österreich, -Deutschland und -Norwegen mit Technikern von HBM FiberSensing (HBM-Tochter mit Sitz in Portugal) zusammen, die gemeinsam in extremer und beengter Umgebung hunderte von optischen Sensoren installierten.


Das Ziel: Kontinuierliche Überwachung der Dehnung

Ziel war die kontinuierliche Überwachung der Dehnung an bestimmten Punkten der Innenwände der kürzlich installierten Druckwasserleitung im Rahmen eines Strukturbelastungstests.

Mit Strukturbelastungstests können vorab Unregelmäßigkeiten erkannt und dadurch bereits vor Betrieb der Struktur Korrekturmaßnahmen durchgeführt werden. Dazu wurde an den Innenwänden der Stahlleitung, in der an manchen Stellen ein Druck von beinahe 100 bar herrscht, ein umfangreiches Netzwerk aus auf FBG basierenden Sensoren installiert.

Die Leitung wurde in neun Abschnitten mit 18 in Reihen angeordneten schweißbaren Dehnungssensoren mit insgesamt 203 faseroptischen Sensoren bestückt. Alle 203 Sensoren wurden mit einer Erfolgsquote von 100% installiert, vollkommen ohne Ersatzbedarf.

Die Dehnungsmessungen wurden mit drei Interrogatoren des Typs HBM Industrial BraggMETER aufgezeichnet; diese waren außerhalb der Leitung in Racks platziert, die als entferntes Endgerät (mit Internetanschluss) fungierten.

Die Messungen wurden im Verlauf mehrerer Be- und Entlastungszyklen über drei Monate bis August 2015 aufgezeichnet; danach wurde das Überwachungssystem inklusive der Sensoren aus Umweltschutzgründen vollständig entfernt.


Effizienteste Lösung in kürzester Zeit realisiert

Das Einhalten des knappen Zeitrahmens des Projekts stellte die größte Herausforderung dar und erforderte die Produktion und Installation der Sensoren in gerade einmal zwei Monaten. Letztendlich wurde der Zeitplan eingehalten und die Erwartungen des Kunden erfüllt.

Die Ergebnisse zeigten, dass die installierten Sensoren dem hohen Wasserdruck standhielten und sich wie erwartet verhielten. HBM und HBM FiberSensing sind überzeugt, dass ein solches System auch für ähnliche Anwendungen anderer Kunden geeignet ist, wenn Messungen in Umgebungen mit hohem Druck erforderlich sind.

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