Een nieuw sensorontwerp maakt het mogelijk om zeer gevoelige en hoogfrequente, niet elektrische metingen te doen van de rek, in combi-natie met een snelle montage. Het Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoff-prüfung (IFW) in Jena heeft een constructie voor een reksensor ontwikkeld, waarbij de vezel-Bragg-rooster sensoren zonder vermindering van de gevoeligheid zodanig kunnen worden gefixeerd, dat een meervoudig gebruik van de sensoren mogelijk is.
Bij dergelijke sensoren wordt met behulp van een UV-laser een rooster (interferentiefilter) opgenomen in een glasvezelsectie. Als deze vezeldelen minimaal (1 pm/1 µε) gerekt of gestuikt worden, verandert de gereflecteerde golflengte binnen de vezel, omdat de roosterafstanden overeenkomstig groter of kleiner zijn geworden.
Het effect kan ook door een verandering van de temperatuur worden veroorzaakt. De kleine uitzettingsverschillen kunnen met opto-elektrische meetapparatuur, zogenaamde interrogatoren, worden geregistreerd en berekend.
Het voordeel van deze technologie ligt daarin, dat de te meten grootheden als uitzetting en temperatuur niet elektrisch worden opgenomen en doorgegeven. Dat maakt het gebruik in elektromagnetische omgevingen, bij sterkstroom-kabels en in explosievrije ruimtes interessant.
Simpel hergebruik en onderhoud van de vezel-Bragg-rooster sensoren is een belangrijke voorwaarde voor een brede distributie en een verlaging van de kosten van deze nogal dure technologie.
Nieuwe technologie
Tot nu toe werden deze sensoren vastgelijmd op het te meten object. Her-gebruik was hierbij onmogelijk, omdat de sensor bij de demontage werd vernietigd. Een sensor geldt na een meetopdracht als verloren. Er bestaan sensorconstructies waarbij de gehele sensordrager, die voor de benodigde voorspanning zorgt, schadevrij kan worden verwijderd. Deze hebben echter het nadeel, dat de sensordrager invloed heeft op de gevoeligheid en trillingen met hoge frequenties dempt.
Het is nu gelukt om de eigenschappen van de vezel-Bragg-rooster sensor met hoge gevoeligheid te combineren met de voordelen van een gemakkelijke montage van de sensorconstructie. Daarvoor werd een sensorsamenstel geconstrueerd, dat bestaat uit twee delen. Beide zijn door het gevoelige gebied van de vezel-Bragg-rooster sensor met elkaar verbonden. Dit voorkomt de demping door de sensorconstructie.
Om de benodigde voorspanning na demontage te behouden, wordt tijdens het demonteren een transportbeveiliging aangebracht, die bovendien beschermt tegen overbelasting van de vezels.
Test met puntlastang
Als bewijs van het functioneren werd, samen met de Technische Hochschule Jena, een prototype onder andere met een puntlastang getest voor een krachtmeting. De resolutie van het puntlasproces is daarbij belangrijk. De voorspankracht en ook de minimale krachtverschillen tijdens de lastijd kunnen worden opgenomen. Zowel de lasspetters als de onderlinge verschillen in puntlasdoorsnede zijn duidelijk te herkennen, zodat het gebruik van de sensor in het kader van een kwaliteitscontrolesysteem denkbaar is.
In een metaalverwerkingsbedrijf is een puntlasverbinding van 100% en een niet destructieve kwaliteitscontrole de grote wens. De door het IFW ontwikkelde sensorconstructie kan in de toekomst onder andere bijdragen aan een effi-ciënter en veiliger produceren van voertuigcarrosserieën.
