Rakenteiden mittaus optisella kuitutekniikalla

Abstract

Rakennuksen käyttöikä on yleensä yli 50 vuotta, jonka varrelle mahtuu monenlaista korjausta, parannusta sekä muutosta, jotka ovat osaltaan aiheutuneet jonkinlaisen vuodon tai muun yllättävän vaurion takia. Näiden vaurioi-den ja vuotojen havainnointi ennakkoon on lähes mahdotonta, ja ne ilmaantuvat tietoomme vasta siinä vaiheessa, kun vaurio on tehnyt vahinkoa rakenteille ja se on havaittavissa. Vaurioiden ennakointi on tutkimusten mukaan mahdollista toteuttaa optisilla kuituantureilla, joissa valon sirou-tumisen avulla voidaan määrittää vaurio kohta sekä mahdollinen vaurion aiheuttaja. Kuituantureita on testattu pienissä määrin suurissa hankkeissa, mutta rakennusteollisuudessa niitä ei ole vielä testattu. Tämän insinöörityön tarkoituksena on koota kirjallisuuslähteissä ilmenevät optisen kuidun mittaukseen liittyvät tutkimukset ja tiedot yhdeksi kokonaisuudeksi, jonka pohjalta voidaan aloittaa kuituantureiden testaus laborato-rio-olosuhteissa. Rakenneosiossa käsitellään teoriapohjaisesti kuidun asentamiskohteita ja -pintoja, joiden avulla saadaan tarvittavat mittatiedot. Työ on tehty täysin tutkimuksien sekä teorioiden pohjalta, jonka takia esiteltäviä asioita on testattava eri kohteissa ennen niiden asennuspaikan varmistamista. Työn tuloksena syntyi kokonaisvaltainen tutkimus, jossa on erikseen käsitelty kuidun toimintaperiaate sekä sen mahdollistamat käyttökohteet. Työn pohjalta on helppo jatkaa tutkimus- ja kehitystyötä asian tiimoilta. Työn tar-koituksena on saada optinen kuitu tulevaisuudessa hallitsevaksi rakenteiden valvontajärjestelmäksi, jonka avulla helpotetaan asumista ja kiinteistön ylläpitämistä. Samalla mittausjärjestelmä on tukena vakuutusyhtiöille vaurioi-den määrittämisen kannalta.

The life cycle of buildings is normally over 50 years. This life cycle contains many kindsof improvements and modifications which are mostly caused by leakages and other damages. An observation of these damages is almost impossible. That is why maintenance units and the owners of these buildings are very enthusiastic about newkinds of solutions in this area. Damages can be observed by optical fiber sensors where the dispersion of the light showswhere the damage is located and what causes it. The optical sensor system reactspressure changes which are the consequence of the temperature change in the measuring sensor. This causes the dispersion of the light. The idea of this Bachelor’s thesis was to collect all literature and test results connected with measuring by fiber optical sensors. With this information a company can start testingthe fiber optical measuring system in a laboratory environment. The thesis contains theconstruction phase and an installation theory of fiber optic sensors. The thesis is a comprehensive packet where thetheory of optical fiber and possible application areas in construction industry are considered in separate phases. That is why itis easy to continue the research of these products. The main purpose was to developa measurement product that can be used in every building where the fiber optic sensor isinstalled.