Mitte der 1960er Jahre kamen Lichtwellenleiter als revolutionäres Mittel zur schnellen und verlustarmen Kommunikation über ein Ziehglas aus Siliziumdioxid auf den Markt, das eine ähnliche Größe wie ein menschliches Haar hat. Verteilte faseroptische Sensoren (Distributed Fiber Optic Sensors, DFOS) kamen etwa zur gleichen Zeit auf und sind eine clevere Möglichkeit, normale optische Fasern zur Erfassung von Umweltphänomenen wie Dehnungen, thermischen oder akustischen Ereignissen, die in der Nähe der Faser auftreten, umzuwidmen. Aufgrund ihrer Fähigkeit, den die Faser umgebenden Bereich vollständig und kontinuierlich zu erfassen, ist diese Technologie für die Sensorikindustrie sehr interessant, da sie anstelle von mehreren, einzeln angeordneten und teureren Sensoren eingesetzt werden kann.

Verteilte akustische Sensoren (Distributed Acoustic Sensors, DAS) sind eine Art von DFOS, die die Vibrationen und die akustische Umgebung der Faser analysieren. Man kann sich das Anwendungspotenzial für ein solches Gerät vorstellen, das ein breites Spektrum von Bereichen abdeckt. Eine dieser Anwendungen ist die Überwachung von Pipelines, bei der die Faser in unmittelbarer Nähe der Öl- oder Gasleitung vergraben wird, um Eindringlinge in Form von Menschen oder Fahrzeugen, die die Leitung unbefugt betreten und/oder graben, zu erkennen und zu klassifizieren. Eine weitere weit verbreitete Anwendung ist die Überwachung von Telekommunikationsleitungen, bei der es darum geht, Grabungsversuche zu erkennen, die das Kabel beschädigen könnten. 

Die DAS-Technologie ist in der Lage, Ereignisse mit hoher Präzision zu erkennen und in Sekundenschnelle Benachrichtigungen an interessierte Parteien zu senden. In vielen Fällen geht es jedoch nicht nur darum, das Ereignis am richtigen Ort und zur richtigen Zeit zu erkennen, sondern auch darum, einzugreifen, bevor es zu Schäden am Kabel oder Rohr führt. Hier liegen die Grenzen der Technologie. Pipelines können sich beispielsweise über Hunderte von Kilometern an abgelegenen und unwirtlichen Orten mit wenigen Kontrollpunkten erstrecken. In den meisten Fällen kommt das Eingreifen des Menschen zu spät, und der Schaden ist bereits angerichtet.

Da es auf der Straße oder zu Fuß Stunden dauern kann, bis die Bruchstelle erreicht ist, sind Einsätze aus der Luft die beste Option. Aufgrund ihrer zahlreichen Aussichtspunkte sind Drohnen oder unbemannte Luftfahrzeuge (Unmanned Aerial Vehicles, UAV) die natürliche Wahl. Sie können auf direktem und optimalem Weg zum Einbruchsbereich fliegen, die Situation durch visuelle Erfassung analysieren und dem eingreifenden Team die Anzahl der Eindringlinge und deren Bewaffnung mitteilen, um so den Verlust von Menschen zu vermeiden. Ein weiterer bedeutender Vorteil ist die Möglichkeit, Eindringlinge abzuschrecken, wenn die Drohne mit Sirenen ausgestattet ist, so dass das Graben oder Eindringen abgebrochen werden kann, bevor Schäden am Kabel oder Rohr entstehen.

Obwohl die oben genannten Punkte eine sehr ansprechende integrierte Lösung darstellen, gibt es einige Faktoren zu berücksichtigen, um die Drohne erfolgreich vor Ort einzusetzen; wir müssen ein gutes Verhältnis zwischen der maximalen Reaktionszeit, bevor der Schaden entsteht, und dem Standort der Startrampen für die Drohne finden, um optimale Einsatzbedingungen zu schaffen. Als Nächstes müssen wir berücksichtigen, wie lange der Start der Drohne dauert, wie hoch ihre Fluggeschwindigkeit ist und welche Reichweite sie hat. Für eine effiziente Einrichtung und einen effizienten Betrieb müssen alle diese Elemente optimal berechnet werden.

Samm Technologies befindet sich derzeit in einem frühen Entwicklungsstadium einer Kombination von DAS- und UAV-Technologien für ein schnelles Eingreifen im Zusammenhang mit einer Anwendung zur Überwachung von Telekommunikationsleitungen. Bleiben Sie dran für kommende Artikel, die dieses Thema ausführlicher behandeln.

Autor: Billel Bencharif
Absolvent der Ecole Nationale Polytechnique D’oran (ENPO).
Er arbeitete als Lehrassistent an der Marmara-Universität.
Derzeit ist er F&E-Ingenieur bei SAMM Teknoloji und arbeitet an der parallelen Implementierung von verteilten akustischen Sensorsignalen.