Neue Lösungsansätze im geotechnischen Monitoring mit faseroptischer Sensorik. Dr. Herbert Döller Ing. Günther Neunteufel

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1 Neue Lösungsansätze im geotechnischen Monitoring mit faseroptischer Sensorik Dr. Herbert Döller Ing. Günther Neunteufel

2 Gruppe FOS seit 2009 Safibra s.r.o. 25 Mitarbeiter Infra Sensor Solution in Holland Dr. Döller Vermessung ZT GmbH Office Waidhofen/Thaya 5 Mitarbeiter NBG Holding Waidhofen / Thaya Office Zwettl 25 Mitarbeiter 45 Mitarbeiter

3 Inhalt Methodenübersicht FOS <-> Ingenieurgeodäsie Projekte Brücke Groß Haslau Monitoring Tunnelschalen Rekawinkel und Dürreberg Hilfsbrücke Schärding Partner Sohlkanal Bosrucktunnel Rissdetektion Patschertunnel DAMS (Distributed Acoustic Monitoring System) Testcenter Feldlabor Grafenschlag Safibra Hangrutschung Safibra Brückenüberwachung Eyewatch (ObjectSense)

4 Methodenübersicht Applikation Sensorprinzip Anwendungen Strain sensing (Dehnungsmessung diskret) DAS (Distributed Acoustic Sensing) (Distribuiertes akustisches Monitoring) FBG-Sensor Brückenmonitoring Tunnelschalenüberwachung Schienendeformation Objektsetzungsmessung Mastenmessung Lastmessung bei Bahn-und Strasseninfrastruktur Rissüberwachung in Objekten Structural health monitoring Zutrittskontrolle für outdoorcabinets Rayleigh scattering Stein-u. Baumschlagmonitoring Zugmonitoring Murendetektion Zutrittsüberwachung/Objekt schutz Pipelineüberwachung

5 Methodenübersicht Applikation Sensorprinzip Anwendungen DTS (Distributed Temperature Sensing) DTSS (Distributed Temperatur and Strain Sensing) (Distribuierte Dehnungsund Temperaturmessung) Brillouin Fernwärme/Fernkältemessung Brandüberwachung Dammüberwachung Hangrutschung Trag-und Zugseilüberwachung Structural health monitoring Medizintechnik Fiberoptisches Mikrofon Lärmmessung

6 Vorteile der faseroptischen Sensorik - keine Diskretisierung durch Objektpunkte - Messungen sind nicht nur an der Oberfläche der Objekte möglich - Genauigkeit (μm!) - kein Aufbau einer aufwändigen Sensorinfrastruktur (Energie, Kommunikation, etc.) vor Ort - kaum Betreuungsaufwand der Sensortechnik (z.b.: Robotertachymeter) vor Ort - Sicherheitsrelevante Aspekte: kaum Betretung der Infrastrukturen - Ökonomische Aspekte: Gleis- und Straßensperren ; Betriebsunterbrechungen nach Installation

7 NO POWER, NO BRAIN ON SITE (bis zu 20 km FBGuard, Helios) vorhandene LWL-Infrastruktur

8 Brücke Groß Haslau (Niederösterreich) seit 2010 in Betrieb Neubau - Bahnbrücke über Bundesstraße Risse zufolge Fundamentsetzung klassische tachymetrische Ingenieurgeodäsie wg. Gefahr in Verzug Langzeitbeobachtung mit FOS FBG Sensorik

9 Brücke Groß Haslau (Niederösterreich) Dehnungssensoren Splicebox Vertikal-Gleis-Sensor

10 Brücke Groß Haslau (Niederösterreich) Dehnungssensoren Temperatursensoren Vertikalsensoren für Gleisbewegung

11 Brücke Groß Haslau (Niederösterreich) Dehnungssensor - vertikal

12 Tunnel Rekawinkel und Dürreberg (Niederösterreich) seit 2011 in Betrieb - Dehnungssensor

13 Tunnel Rekawinkel und Dürreberg (Niederösterreich) Dehnungssensor D1 (Kurzzeitbetrachtung)

14 Hilfsbrücke Schärding (Oberösterreich) seit April 2014 in Betrieb

15 Hilfsbrücke Schärding FOS Messlatte

16 Hilfsbrücke Schärding Luftsäcke - dynamisch

17 Hilfsbrücke Schärding - statisch

18 Hilfsbrücke Schärding dynamischer Lösungsansatz

19 Sohlkanalüberwachung Bosrucktunnel (OÖ, Stmk.) seit November 2013 in Betrieb

20 Sohlkanalüberwachung Bosrucktunnel Deckelsensor Sanierungsvorschlag ÖBB - ARGE

21 Sohlkanalüberwachung Bosrucktunnel Baumaschinen Setzungsmessung Sohlkanal FBG Sensor

22 Rissdetektion Patschertunnel (Tirol) seit Sommer 2014 in Betrieb Abb.: Portal B, km 82,837 Abb.: Verkabelung Abb.: Europabrücke

23 Rissdetektion Patschertunnel

24 Rissdetektion Patschertunnel

25 Forschung und Akkreditierung FOS 1. FFG Forschungsprojekt (2013 bis 2015 lfd.): Einsatz von faseroptischen Sensoren im Bereich der ÖBB Infrastruktur für die ÖBB-Infrastruktur AG, Wien Projektpartner : Dr. Döller ZT GmbH NBG-Holding TU Graz HBM 2. Akkreditierung für Langzeitinstallationen:

26 DAMS (Distributed Acoustic Monitoring System) (Stmk.) seit 2012 in Betrieb

27 DAMS (Distributed Acoustic Monitoring System)

28 Testcenter Feldlabor Grafenschlag Standort Messung Kabelverlegung Helios Teststrecke (EK beliebige Länge)

29 Safibra - Embankment monitoring (Hangrutschüberwachung) Installation

30 Safibra - Embankment monitoring (Hangrutschüberwachung) Daten Visualisierung Online Farb Scale Verformungsgrad

31 Safibra - Embankment monitoring (Hangrutschüberwachung) Landsliding monitoring- data (Hangrutsch Überwachungsdaten) blaue Linien Zeitreihe der Dehnung von einem Sensor während 500 Stunden rote Kreise - Hangrutschung ca. 1 cm durch Regen verursacht

32 Safibra - Brückenüberwachung Structure health monitoring 8 Dehnungssensoren (4 Standard, 4 eckig) 2 Verschiebung + Temperatursensoren 2 Neigungssensoren ( Inklinometer )

33 Safibra - Brückenüberwachung Installation

34 Safibra - Brückenüberwachung Auswertung blaue Linie - Zeitentwicklung der Dehnung von einem Sensor während 96 Stunden Schwellwert Schwellwert

35 ObjectSense Prinzip changes of the position with respect to the fixing point light from the light source is reflected- detection of different signal when reflected from different points

36 ObjectSense Optical device Messsystem

37 ObjectSense Installation

38 ObjectSense Datenvisualisierung hier wurde ein Belastungstest mit 300kg am Gleis durchgeführt [mm]

39 ObjectSense Datenvisualisierung Zugüberfahrt beim Sensorpunkt [mm]

40 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: