Faseroptische Messtechnologien
Unterschiedliche Monitoring-Aufgaben erfordern unterschiedliche Messtechnologien. Als unabhängiger Systemintegrator wählen und kombinieren wir die Technologien, die am besten zu den Anforderungen des jeweiligen Projekts passen.
Die passende Technologie für jede Anwendung
Jedes Projekt stellt spezifische Anforderungen an Messgrössen, Messlänge, räumliche Auflösung und Abtastrate. Als unabhängiger Systemintegrator haben wir Zugriff auf unterschiedliche Technologien zur faseroptischen Dehnungs- und Temperaturmessung und können die für das jeweilige Projekt am besten geeignete Technologie auswählen.
Dabei steht nicht eine bestimmte Technologie oder ein bestimmter Hersteller im Vordergrund, sondern die zuverlässige und praxisgerechte Lösung für die jeweilige Messaufgabe.
Measurand
What needs to be measured?
Sensing length
Over what distance?
Spatial resolution
At what resolution?
Sampling rate
How frequently?
Längsverteilte Messtechnik
Bei der verteilten Messtechnik wird die Glasfaser selbst über ihre gesamte Länge zum Sensor. Dadurch können Messgrössen wie Dehnung, Temperatur oder Vibration kontinuierlich entlang der Faser erfasst werden. Je nach eingesetzter Technologie sind Messungen über Distanzen von wenigen Metern bis zu mehreren Kilometern möglich.
Technologien wie Brillouin-, Rayleigh- und Raman-Sensing bieten unterschiedliche Kombinationen aus Messbereich, räumlicher Auflösung und Messmöglichkeiten. Wir wählen die geeignete Technologie und Systemkonfiguration entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Monitoring-Projekts.
Punktbasierte Sensorik
Bei der punktbasierten Sensorik werden einzelne Sensoren an definierten Stellen entlang einer Glasfaser angeordnet. Dieser Ansatz eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen Messungen an bestimmten Punkten erforderlich sind oder verschiedene Sensorelemente in einem gemeinsamen Monitoring-System kombiniert werden sollen.
Fibre Bragg Gratings (FBGs) ermöglichen beispielsweise die präzise Messung von Dehnung und Temperatur. Je nach Anforderungen der Anwendung können auch andere optische Sensortechnologien wie Fabry-Pérot-Sensoren eingesetzt werden. Als unabhängiger Systemintegrator wählen und kombinieren wir geeignete Sensoren und Auslesetechnologien entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Projekts.
Publikationen
Verschiedenste faseroptische Messtechnologien sind kommerziell verfügbar, jedoch bedarf es eines gewissen Fachwissens, um ein Messsystem zum Funktionieren zu bringen. Die Experten von Marmota haben dafür viel geforscht und zahlreiche Publikation zu vielfältigen Anwendungen veröffentlicht:
2026
Comparison of different fibre-optic strain sensing methods in tunnel linings (TS experiment): Vogt T., Fischli F., Cantieni L., Iten M. Nordas A. (2026). 43rd Mont Terri Technical Meeting, Porrentruy.
https://docs.swisstopo.admin.ch/en/meetings/mttm43-527
2025
Measuring strain distributions in an asphalt pavement using fibre optic sensors under static loading by test vehicles: Hauswirth, D., Tsirantonaki, D., Fischli, F., Rabaiotti, C., & Puzrin, A. M. (2025). Road Materials and Pavement Design, 2025.
2024
Multiphysics monitoring of cementation operation: implications for wellbore integrity and hydrogeological characterization: Doonechaly, N., Reinicke, A., Hertrich, M., Plenkers, K., Obermann, A., Fischli, F., Maurer, H., Wiemer, S., & Giardini, D. (2024). Environ Earth Sci 83, 146 (2024).
https://doi.org/10.1007/s12665-024-11451-2
Distributed fiber-optic temperature monitoring in boreholes of a seasonal geothermal energy storage: Iten, M., Bühler, M., Fischli, F., Bethmann, F., & El-Alfy, A. (2024). Procedia Structural Integrity 64, 1642-1648.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452321624010242/pdf?md5=e98cfec7fb5a15381917ebda41ce5203&pid=1-s2.0-S2452321624010242-main.pdf
2020
Distributed fiber optic strain measurements in an airfield pavement: Hauswirth, D., Fischli, F., Rabaiotti, C., & Puzrin, A. M. (2020). Proceedings of the 9th International Conference on Maintenance and Rehabilitation of Pavements—Mairepav9.
2019
Distributed fiber optic strain sensing in pavements: Puzrin, A. M., Rabaiotti, C., Hauswirth, D., Fischli, F., Tsirantonaki, D., Iten, M., Facchini, M., & Friedrich, E. (2019). ETH Zurich.
Monitoring of ground displacements using borehole-embedded distributed fibre optic sensors: Puzrin A.M., Iten M. and Fischli F (2019). Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology.
2018
Automatische Spriesskraftmessungen mittels faseroptischen Dehnungs- & Temperatursensoren (FBG): Fischli F., Iten M. and Freiburghaus M. (2018). Messen in der Geotechnik 2018.
Slope Monitoring By Distributed Fiber-Optic Sensing: Project Examples, Results And Limitations: Iten M. and Fischli F. (2018). ICOLD 26th World Congress.
Geotechnical and Structural Applications of Fiber-Optic Sensing: van Ravenzwaaij J., Iten M., Spruit R. and de Boer A. (2018). High Tech Concrete: Where Technology and Engineering Meet, 1287-1298.
2017
The fiber-optic inclinometer: project examples, results and limitations: Iten M., Fischli F., Janicki K. and Stefanek P. (2017). CSHM-7.
Structural health monitoring of airfield pavements using distributed fiber-optics sensing: Rabaiotti, C., Hauswirth, D., Fischli, F., Facchini, M. & Puzrin, A.M. (2017). SMAR 2017, Zurich.
Monitoring of innovative, temporary traffic bridge using surface mount fibre-optic strain gauges: Fischli F., De Bruin E., Van Bezooijen M. and Iten M. (2017). SHMII-8: Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure Conference 2017.
Faseroptische Überwachungsmethoden für Stützmauern: Iten M. and Fischli F. (2017). Mitteilungen der Geotechnik Schweiz 175, Hebsttagung vom 26. Oktober 2017, Bern.
2016
Landslide monitoring using distributed fibre-optic sensing: Fischli F., Iten M., Puzrin A. and Hauswirth D. (2016). 1st International Conference on Natural Hazards & Infrastructure ICONHIC, Chania, Greece.
Geotechnical monitoring of infrastructure using distributed fibre-optic sensing: project examples, results and limitations: Iten M., Fischli F. and Puzrin A. (2016). M.2, CSHM-6, Belfast, Ireland.
Mesures distribuées de déformations dans le soutènement d’un tunnel par réflectométrie TWCOTDR: Planes I., Curien H., Girard S., Boukenter A., Marin E., Ouerdane Y., Delepine-Lesoille S., Farhoud R., Zghondi J. and Fischli F. (2016). 6. APOS Conference, Shanghai, China.
Anwendungen von Glasfasersensorik in der Geotechnik: Iten M. (2016). ZLG: Zertifikatslehrgang in angewandten Erdwissenschaften.
2015
Implementation of fibre-optic vertical extensometers for safety monitoring: Rabaiotti C., Iten M. and Fischli F. (2015). Proceedings of the Ninth International Symposium on Field Measurements in Geomechanics, Sydney, Australia.
Benefits of Global Standards on the Use of Optical Fiber Sensing Systems for the Impact of Construction of New Utilities and Tunnels on Existing Utilities: Iten M., Spera Z., Jeyapalan K., Duckworth G., Inaudi D., Bao X., Noether N., Klar A., Marshall A., Glisic B., Facchini M., Jason J., Elshafie M., Kechavarzi C., Miles W., Rajah S., Johnston B., Allen J., Lee H., Leffler S., Zadok A., Hayward P., Waterman K. and Artieres O. (2015). ASCE Pipelines Conference, Baltimore, USA.
2014
Road – landslide interaction: Applications: Puzrin A., Caprez M., Schmid A., Schwager M., Hauswirth D., Minder P., Oberender P., Fischli F. (2014). Forschungsprojekt VSS 2010/502 auf Antrag des Schweizerischen Verbandes der Strassen- und Verkehrsfachleute (VSS), Switzerland.
Geotechnical Monitoring: Iten M., Fischli F. (2014). BAUINGENIEUR 89, A6-A7.
2013
Laboratory study of fibre-optic strain sensor fixation for monitoring tunnel linings: Fischli F., Iten M., Carrera A. and Puzrin A. (2013). Proceedings of SMAR 2013 the 2nd Conference on Smart Monitoring, Assessment and Rehabilitation of Civil Structures: [9-11 September 2013, Istanbul TR], ITU, Instanbul Technical University, Istanbul, Turkey.
2012
Detection of ground movements using soil-embedded distributed fiber optic sensors: Hauswirth D., Iten M. and Puzrin A. (2012). Geotechnical and geophysical site characterization 4: Proceedings of the 4th International Conference on Site Characterization ISC4, Boca Raton: CRC Press.
Distributed FIBER-OPTIC Sensors in Geotechnical Engineering Monitoring: Iten M., Hauswirth D., Fischli F. and Puzrin A. (2012). ISSMGE Bulletin, ISSMGE.
Das Murmeltier am Telefon-oder wie mit Glasfasern Bodenbewegungen überwacht werden: Iten M. (2012). Geosciences actuel.
2011
Influence of the grout on earth pressure measurements taken by Inclinodeformometer: Schwager M., Fischli F. and Puzrin A. (2011). 8th International Symposium on Field Measurements in GeoMechanics (FMGM), Berlin, Germany.
Experimental study of a soil-embedded fibre optic strain sensor crossing a shear zone: Hauswirth D., Iten M. and Puzrin A. M. (2011). 5th International Conference on Structural Health Monitoring on Intelligent Infrastructure (SHMII-5), Cancun, Mexico.
Distributed fiber optic sensor development, testing and evaluation for geotechnical monitoring applications: Iten M., Puzrin A. M. and Hauswirth D. (2011). Smart Sensor Phenomena, Technology, Networks, and Systems 2011, San Diego, USA.
Progressive failure in soil-cable interaction:Puzrin A., Iten M. and Hauswirth D. (2011). Proceedings of the 15th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering - Geotechnics of Hard Soils – Weak Rocks, Lansdale PA: IOS Press.
Novel applications of distributed fiber-optic sensing in geotechnical engineering: Iten M. (2011). PhD Thesis Nr. 19632, ETH Zurich, Switzerland.
2010
Fibre optic cable and micro-anchor pullout tests in sand: Hauswirth D., Iten M., Richli R. and Puzrin A. (2010). Proceedings of the 7th International Conference on Physical Modelling in Geotechnics (ICPMG 2010), Zurich, Switzerland.
Inclinodeformometer. Backcalculation of earth pressure changes in creeping landslides: Schwager M., Fischli F., Schmid A. and Puzrin A. (2010). Proceedings of Vardoulakis mini-symposia, 9th HSTAM International Congress on Mechanics, 9th HSTAM International Congress on Mechanics.
Advanced Geotechnical Applications of Distributed Fiber-Optic Sensing: Puzrin A. M., Iten M. and Hauswirth, D. (2010). Geotechnical Instrumentation News, no. 64, December 2010, pp. 29-32.
Monitoring of stress distribution along a ground anchor using BOTDA: Iten M. and Puzrin A.M. (2010). Proc. of SPIE, Vol. 7647, SSNDE Conference, San Diego, USA.
2009
Road - Landslide Interaction: Monitoring and Inverse Stability Analysis: Schmid A., Puzrin A., Iten M., Schwager M. and Hauswirth D. (2009). Final Report 1270, Research Project VSS 2005/502, Bundesamt für Strassen ASTRA, Switzerland.
Study of a progressive failure in soil using BEDS: Iten M., Puzrin A.M., Hauswirth D., Foaleng-Mafang S., Beugnot J.C. and Thévenaz L. (2009). Proc. of SPIE, Vol. 7503, 20th International Conference on Optical Fibre Sensors, Edinburgh, UK.
Soil-embedded fiber optic strain sensors for detection of differential soil displacements: Iten M., Ravet F., Niklès M., Facchini M., Hertig T., Hauswirth D. and Puzrin A. M. (2009). In Proc. of SHMII-4, Zurich, Switzerland.
Defining and monitoring of landslide boundaries using fiber optic systems: Iten M., Schmid A., Hauswirth D. and Puzrin A. M. (2009). Int. Symp. on Prediction and Simulation Methods for Geohazard Mitigation, Kyoto, Japan.
BOTDA road-embedded strain sensing system for landslide boundary localization: Iten M. and Puzrin A. M. (2009). Proc. of SPIE, Vol. 7293, SSNDE Conference, San Diego, USA.
2008
Landslide monitoring using a road-embedded optical fiber sensor: Iten M., Puzrin A. M. and Schmid A. (2008). Proc. of SPIE, Vol. 6933, SSNDE Conference, San Diego, USA.
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