Onderzoekers van het Saksisch Textielonderzoeksinstituut (STFI) aan de Technische Universiteit van Chemnitz hebben gevoelige textielstructuren ontwikkeld die overal kunnen worden gebruikt waar ongewenste bewegingen of temperatuursveranderingen opgespoord moeten worden. Door sensordraden in netten te integreren, ontstaan toepassingsmogelijkheden in de bouw- en veiligheidstechniek. Of het nu is voor de beveiliging van voetbalstadions of voor de bewaking van vallende stenen langs bergflanken.
Tot nu toe werden textielvlakken met bijvoorbeeld koperdraad-reksensoren zijn uitgerust. De nadelen: zulke sensoren kunnen overbrugd worden, zijn gevoelig voor blikseminslag en kunnen schaden weliswaar vaststellen maar niet precies de plaats bepalen. Er worden textielstructuren gevraagd die reeds bij de vervaardiging over een groot oppervlak van sensordraden worden voorzien en die veilig zijn voor blikseminslag. Dergelijke sensoren maken een bewaking van het aangebrachte weefsel en de beveiliging van terrein of objecten mogelijk maakt.
Optische polymeervezels
De onderzoekers hebben nu optische sensordraden toegepast waar licht doorheen wordt gezonden. In het begin van het onderzoek waren dat glasvezels, intussen worden polymeerdraden gebruikt. Afhankelijk van de belasting ontstaan een bepaalde demping en een verhoogde verstrooiing van het licht in de draad, eigenschappen kunnen worden gelokaliseerd gemeten en waarvan de plaats kan worden bepaald.
Voordelen van optische polymeerdraden is dat ze elastischer zijn dan glasvezels, hoger belastbaar en beter bestand tegen krachten bij de productie. Bovendien kunnen ze met redelijk goedkope meetapparatuur worden geanalyseerd. De sensoren geven, continu of op bepaalde meettijden, veranderingen van het textiel zoals vervormingen door buiging of significante temperatuursveranderingen door en geven de precieze plaats van het gebeuren aan. Bovendien slaan ze alarm als het textiel wordt vernield of ernstig beschadigd raakt.
Netten
Hoofddoel van het onderzoek was het verwerken van de sensoren in het textiel. Er moest een proces worden gevonden waardoor de sensoren niet worden beschadigd en zodanig in het textiel liggen, dat ze optimaal werken. Het optimale hangt ook af van de toepassing. Soms moeten de optische vezelsensoren strak worden omwikkeld, soms werken ze beter als ze meer ruimte hebben. Ook het soort textiel die voor de omwikkeling wordt gebruikt hangt af van de toepassing. Soms moet deze bijzonder rekbaar zijn, soms waterbestendig, soms met een bepaalde kracht-rek verhouding. De sensibele netstructuren worden in een weefproces geproduceerd.
De netten kunnen een lengte hebben tot 150 m bij een maximale breedte van 6 m. De sensoren lokaliseren vervorming en vernieling op 10 cm tot 80 cm nauwkeurig. De sensibele textielstructuren hebben de praktijktesten doorstaan: ze werden bij de sanering van het treinrailtraject tussen Chemnitz en Dresden als prototype getest. Daar bewaken ze de ondergrond en geven alarm voor het geval deze dreigt te verschuiven.
Ook werden deze netten op het STFI getest op een speciale proefstand (foto), die het mogelijk maakt, om netten te belasten tot 24 t. Het bijzonder aan deze proefstand zijn de computergestuurde beproevingen, een exacte opname van de meetwaarden, de geschiktheid voor verschillende soorten netten met technische textielen, de installatie van een onafhankelijk, neutrale proefstand en de accreditering van het beproevingssysteem.
