Technologie: Ortsverteilte faseroptische Sensorik / Distributed fiber-optic sensing (DFOS)
Messen entlang der gesamten Faser – nicht nur an einzelnen Punkten:
Glasfaserkabel können weit mehr als Daten übertragen. Mit moderner Sensortechnologie lassen sich Glasfasern als kontinuierliche Sensoren nutzen. Dadurch können Temperatur (DTS), Vibrationen (DAS) und mechanische Belastungen (DDSS und DAS) entlang von vielen Kilometern Kabel gemessen werden – in Echtzeit. Im Gegensatz zu klassischen Sensoren, die nur an einzelnen Messpunkten arbeiten, verwandelt Distributed Sensing die gesamte Glasfaser in einen Sensor. Das ermöglicht eine lückenlose Überwachung großer Infrastrukturen wie Tiefbohrungen, Verkehrswege, Tunneln oder Industrieanlagen.
Temperaturmessung (DTS)
Was misst DTS?
Ortsverteilte Temperaturmessung / Distributed temperature sensing misst die Temperatur entlang der gesamten Glasfaser – oft über mehrere Kilometer hinweg. Hierbei kann eine Ortsgenauigkeit von bis zu 50 cm erreicht werden bei einer Wiederholbarkeit von +/- 0,1 °C. Die Messzeit zur Temperaturprofilierung einer Glasfaser über mehrere Kilometer dauert in der Regel zwischen 15-60 Sekunden.
Wie funktioniert das?
Lichtimpulse werden durch die Glasfaser geschickt. Temperaturveränderungen beeinflussen das zurückgestreute Licht. Daraus lässt sich die Temperatur an jeder Position entlang der Faser bestimmen.
Typische Anwendungen
– Früherkennung von Bränden in Tunneln oder Industrieanlagen
– Überwachung von Stromkabeln und Hochspannungsleitungen
– Bohrloch-Monitoring: Brunnenfilterverkiesung, Bohrlochzementation, Filterentwicklung etc.
– Temperaturüberwachung in Tanks oder Silos
Ihr Nutzen
– Frühzeitige Risikoerkennung
– Höhere Anlagenverfügbarkeit
– Reduzierte Wartungskosten
– Flächendeckende Messung statt Einzelpunkte
Unsere kompakte DTS-Einheit im Dauerbetrieb zur Straßenüberwachung, welche mittels Fernzugriff gesteuert wird.
DTS Datenbeispiel bei der Fertigstellung einer Tiefbohrung. DTS Daten spielen eine entscheidende Rolle, Arbeitsschritte wie die Filter-verkiesung und Ringraumzementation in Echtzeit zu prüfen.
Dehnungsmessung (DDSS)
Was misst DDSS?
Die Ortsverteilte dynamische Dehnungsmessung / Distributed Dynamic Strain Sensing (DDSS) misst mechanische Dehnungen und Belastungen entlang der gesamten Glasfaser. Der Wortzusatz „dynamisch“ bezeichnet hier, dass die Dehnungsprofile in hoher zeitlicher Auflösung von bis zu vielen Kilohertz aufgezeichnet werden können. Somit können sowohl statische und langfristige Deformationen, als auch schnelle Veränderungen, wie zum Beispiel durch Stöße verursacht, gemessen werden. Gängig ist auch die Bezeichnung DAS (oder Distributed Acoustic Sensing), welche eine sehr ähnliche Mess-Art bezeichnet. Der Unterschied zu DDSS ist, dass sich DAS nur begrenzt für die Auswertung statischer und langfristiger Deformationen eignet.
Wie funktioniert das?
Mechanische Belastungen verändern minimal die Struktur der Glasfaser. Diese Veränderungen beeinflussen die Lichtausbreitung und ermöglichen präzise Rückschlüsse auf Dehnung oder Strukturverformungen. Wir bei FOMON nutzen hierfür die „Phosaris“ Messeinheit unseres lokalen Partners und Systemintegrators DiGOS Potsdam GmbH. Die „Phosaris“ basiert auf einem Patent der Bundesanstalt für Materialwesen (BAM) welches lizenziert und zu einem Produkt entwickelt wurde. Die örtliche Auflösung beträgt bis zu 1 m. Das Messen der Dehnungsveränderung erreicht hierbei eine beinahe unvorstellbare Auflösung von einigen Nanostrain, oder einigen Milliardstel eines Meters, oder 0,000000001 m/m.
Typische Anwendungen
– Strukturüberwachung von Brücken, Gebäuden und Tunneln
– Pipeline- und Offshore-Monitoring
– Überwachung von Windkraftanlagen
– Geotechnische Überwachung von Böden und Hängen
Ihr Nutzen
– Frühzeitige Erkennung struktureller Schäden
– Verlängerung der Lebensdauer von Bauwerken
– Unterstützung zustandsbasierter Wartung
– Erhöhte Sicherheit für Infrastruktur und Personal
Außeneinsatz der DDSS Einheit „Phosaris“ des Systemintegrators DiGOS Potsdam GmbH
DDSS/DAS Datenbeispiel zur Verkehrsmessung über eine unter dem Asphalt verbaute Glasfaser.
Wir nehmen Sie mit auf eine Testfahrt auf unserem You-Tube Kanal.
Akustikmessung (DAS)
Was misst DAS?
Die Begrifflichkeiten Ortsverteilte Akustikmessung / Distributed Acoustic Sensing (DAS) und DDSS sind nicht klar voneinander getrennt.
Während der Begriff DDSS relativ neu (< 3 Jahre) im Umlauf ist, ist der Begriff DAS bereits seit > 10 Jahren etabliert (Einschätzung Martin Lipus (FOMON), Stand Februar 2026). DAS misst dynamische Dehnungsänderungen, oder die Dehnungsrate, und ist weniger ausgelegt auf die Fähigkeit, langfristige Dehnungsveränderung aufzuzeichnen. Dafür können hochpräzise ortsverteilt Vibrationen und Schwingungen aufgezeichnet werden. Gängige Messgeräte erlauben Abtastraten von bis zu 100 kHz.
Die Funktionsweise, typische Anwendungen und deren Nutzen sind weitestgehend deckungsgleich mit DDSS.
DAS Datenbeispiel bei der Fertigstellung einer Tiefbohrung. DAS Daten helfen entscheidend, die Bohrlochintegrität zu überwachen und den Herstellungsprozess von Bohrungen in Echtzeit zu prüfen. Im Beispiel hier ist die akustische Dämpfung des Verdichtungsprozesses während der Filter-Verkiesung zu sehen
Sensorkabel
Glasfaserkabel für ortsverteilte faseroptische Sensorik
Glasfaserkabel sind das zentrale Sensorelement der ortsverteilten faseroptischen Sensorik. Sie übertragen nicht nur Licht, sondern reagieren entlang ihrer gesamten Länge auf Temperatur, Vibrationen oder mechanische Belastungen. Dadurch wird das Kabel selbst zum Sensor – über viele Kilometer hinweg.
Es enthält fast immer mehrere Glasfasern. Das ermöglicht Redundanz, parallele Messungen oder die Kombination unterschiedlicher Sensormethoden in einem Kabel.
Je nach Messgröße und Anwendung kommen unterschiedliche Kabelkonzepte zum Einsatz: Loose-Tube vs. Tight-Buffer
Loose-Tube-Kabel
– Fasern liegen locker in Röhrchen
– Geringe mechanische Kopplung
– Ideal für Temperatur- (DTS) und Akustikmessungen (DAS)
– Robust gegenüber Umwelteinflüssen
Tight-Buffer-Kabel
– Fasern sind fest eingebettet
– Sehr gute Kraftübertragung
– Ideal für Dehnungs- und
– Strukturmessungen (DDSS)
– Hohe Messgenauigkeit bei mechanischen Belastungen
Temperaturbeständigkeit
Glasfaserkabel sind auch für extreme Umgebungen verfügbar:
– Standardlösungen: bis ca. 300 °C
– Spezialausführungen: technisch bis 500 °C möglich
– Geeignet für Industrieanlagen, Tunnel, Energie- und Prozessindustrie
Die Auswahl der Materialien (Beschichtung, Mantel, Metallrohre) ist entscheidend für die Langzeitstabilität.
Kabeltypen – von einfach bis hochspezialisiert
Je nach Anwendung stehen unterschiedliche Kabeltypen zur Verfügung:
Leicht, klein, mobil
– Schnelle Installation
– Kosteneffizient
– Ideal für temporäre oder mobile Messungen
Robust und gepanzert
– Für raue Industrie- und Außenumgebungen
– Hohe mechanische und chemische Beständigkeit
Multi-Purpose- und Spezialkabel
– Kombination mehrerer Messgrößen
– Für komplexe Anwendungen (Pipeline, Offshore, Geotechnik)
– Maßgeschneiderte Lösungen für anspruchsvollste Anforderungen
Kurz gesagt
– Das Glasfaserkabel ist Sensor und Übertragungsmedium zugleich
– Mehrere Fasern pro Kabel bieten Flexibilität und Redundanz
Unterschiedliche Kabeldesigns für Temperatur, Akustik und Dehnung
– Große Bandbreite von einfachen bis hochspezialisierten Lösungen
Ein Glasfaserkabel besteht aus mehreren funktionalen Schichten:
Glasfasern – das eigentliche Sensorelement
Primärschutz / Beschichtung – schützt die Faser mechanisch
Puffer- und Füllmaterialien – Stabilität und Umweltschutz
Zugentlastung (z. B. Aramidgarne) – Schutz bei Installation
Außenmantel – mechanischer, chemischer und thermischer Schutz