smartTUBE

SMARTTUBE – Intelligente Schlauch- und Rohrsysteme

Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi),
AiF-ZIM

Zeitraum: Dezember 2014 – November 2016

Die Idee besteht in der Realisierung eines intelligenten Schlauch- und Rohrsystems (SMARTTUBE) bei dem mittels faseroptischer Sensoren neben spezifischer Moleküldetektion und physikalischer Parameter, wie der verteilten Temperatur- und Druckmessung, die dreidimensionale Formbestimmung des Gesamtsystems ermöglicht wird. Die Möglichkeit der Echtzeitüberwachung von Flüssigkeiten in z.B. industriellen Prozessen aber auch das Monitoring des eigentlichen Leitungssystems (Condition Monitoring) mit ein und demselben faseroptischen Sensor ermöglicht dem Anwender eine Gesamtsystemüberwachung eines kritischen Bauteils.

Das SMARTTUBE- Systems soll hierbei in einfacher Weise in eine intelligente Fabrik (Smart Factory) integriert werden können, bei der mittels hoher Sensordichte und Automatisierungstechnik Verfahren zur Selbstoptimierung, Selbstkonfiguration und Selbstdiagnose implementiert werden können (Industrie 4.0), um in einen Hochlohnland wie Deutschland die Konkurrenzfähigkeit gegenüber Drittländern weiter auszubauen.

Das Ziel des vorliegenden Projektes ist die Entwicklung und die Bereitstellung eines intelligenten Schlauch- und Rohrsystems (SMARTTUBE) bei dem mittels eines faseroptischen Sensors neben der

  • spezifischen Moleküldetektion, der
  • verteilten Temperaturmessung und der
  • Druckmessung, die
  • dreidimensionale Formbestimmung des Systems

ermöglicht wird, um so eine Gesamtsystemüberwachung eines Leitungssystems bereitzustellen. Dies soll mit ein und demselben faseroptischen Sensor ermöglicht werden, um den Integration- und Installationsaufwand möglichst gering zu halten.

Das gemeinsame physikalische Grundkonzept sind sogenannte Faser-Bragg-Gitter (FBG), eine mikroskopische, periodische Brechzahlmodulation innerhalb des Kernes einer Lichtleitfaser. Durch den Einsatz von Femtosekunden-Lasertechnik ist es erstmals möglich, diese periodische Brechzahländerung mit höchstem Grad an Flexibilität nicht nur in den Kern einer Faser, sondern auch in das Cladding der Faser direkt zu prozessieren. Damit lassen sich im Vergleich zum Stand der Technik extrem preisgünstige und maßgeschneiderte FBGs in verschiedensten Fasertypen mit unterschiedlichsten Funktionalitäten herstellen, die völlig neue Anwendungen in den unterschiedlichsten Bereichen ermöglichen.
Zusätzlich wird der faseroptische Sensor mit einer Multisensorfunktionalität erstmals in ein Schlauch-/Rohrsystem integriert und Endkunden als Gesamtsystem angeboten.