Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung, umfassend zumindest ei nen optischen Interrogator und zumindest einen mit dem optischen Interrogator ver bundenen Lichtwellenleiter, der zumindest abschnittsweise zumindest ein Faser- Bragg-Gitter aufweist, wobei der optische Interrogator zumindest eine integrierte op tische Schaltung aufweist.

Sensorvorrichtungen mit einem zumindest abschnittsweise zumindest ein Faser- Bragg-Gitter aufweisenden Lichtwellenleiter sind im Stand der Technik bekannt. Das Faser-Bragg-Gitter ist hierbei vorzugsweise in den Lichtwellenleiter eingeschrieben. Derartige Lichtwellenleiter mit Faser-Bragg-Gitter werden zusammen mit einem opti schen Interrogator verwendet. Das Faser-Bragg-Gitter in dem Lichtwellenleiter bildet hierbei einen Sensor aus, über den Temperaturänderungen und/oder Dehnungen eines Bauelements gemessen werden können. Flierzu wird der Lichtwellenleiter an oder in ein zu überwachendes Bauelement eingebracht. Der optische Interrogator einer solchen Sensorvorrichtung kann hierbei von dem Sensor, dem Faser-Bragg- Gitter in dem Lichtwellenleiter, entfernt platziert sein. Der Lichtwellenleiter ist mit dem optischen Interrogator verbunden. Die Distanz zwischen dem Sensor und dem optischen Interrogator kann dabei bis zu mehreren Kilometern betragen.

Ein optischer Interrogator ist derzeit typischerweise eine vergleichsweise voluminöse Vorrichtung, die beispielsweise auf einem Labortisch platziert wird oder in einen Ein- schub bzw. ein Gehäuse für die Montage in ein 19-Zoll-Rack eingebaut. Es sind je doch auch vergleichsweise kompakte optische Interrogatoren bekannt. Diese opti schen Interrogatoren weisen zumeist zumindest eine integrierte optische Schaltung (photonic integrated Circuit) auf. Ein solches System mit einem optischen Interroga- tor, der eine integrierte optische Schaltung in Form eines Arrayed Waveguide Grä tings (AWG) aufweist, ist beispielsweise in der EP 3 144633 B1 gezeigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sensorvorrichtung basierend auf einem optischen Interrogator und einem Lichtwellenleiter mit zumindest einem Fa- ser-Bragg-Gitter bereitzustellen, die für einen mobilen und/oder langfristigen bis dauerhaften Einsatz geeignet ist. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, einen Molch für Rohrleitungen, insbesondere in Form eines Reinigungs und/oder Inspektionsmolches, mit einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung so wie einen intelligenten Reparaturflicken mit einer erfindungsgemäßen Sensorvorrich tung bereitzustellen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass in einer erfindungsgemäßen Sensorvor richtung sowohl der optische Interrogator als auch der Lichtwellenleiter in das glei che Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff eingebettet sind. Der optische In terrogator und der Lichtwellenleiter bilden somit mit dem Bauelement aus faserver stärktem Kunststoff, in das sie eingebettet sind, eine Einheit. Der optische Interroga tor und der Lichtwellenleiter sind hierbei geschützt in demselben Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff angeordnet. Der Lichtwellenleiter muss nicht aus diesem Bauelement heraus und zu dem Interrogator geführt werden. Die Gefahr einer Be- Schädigung des Lichtwellenleiters wird dadurch deutlich reduziert. Dies ermöglicht eine mobile Verwendung der Sensorvorrichtung, da der Interrogator nicht stationär auf einem Labortisch oder in einem 19-Zoll-Rack platziert sondern Teil des gleichen Bauelements ist, das auch den zumindest einen Sensor aufweist. Die Sensorvorrich tung ist so auch für eine langfristige bis dauerhafte Verwendung der geeignet, da der Lichtwellenleiter nicht aus dem Bauteil zu dem optischen Interrogator geführt werden muss und vor Beschädigungen geschützt ist. Ein langfristiger Einsatz ist hierbei ein Einsatz von zumindest mehreren Wochen bis mehreren Monaten. Ein dauerhafter Einsatz meint einen Einsatz an derselben zu überwachenden Struktur während der Lebensdauer der Struktur oder der Sensorvorrichtung, insbesondere des optischen Interrogators, je nachdem, welche Lebensdauer früher endet.

Ermöglicht wird das Einbetten des optischen Interrogators in das Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff dadurch, dass ein optischer Interrogator mit zumindest einer integrierten optischen Schaltung deutlich kompakter als die üblicherweise ver wendeten optischen Interrogatoren für den Laboreinsatz aufgebaut werden kann.

Die Sensorvorrichtung und/oder der optische Interrogator wird mit einer Steuerungs einheit elektrisch verbunden. Die Steuerungseinheit weist hierbei Elemente zur An steuerung des optischen Interrogators und zur elektronischen Datenverarbeitung von vom optischen Interrogator kommenden Daten auf. Die Steuerungseinheit kann extern, das heißt außerhalb des Bauelements aus faserverstärktem Kunststoff, in dem der optische Interrogator und der Lichtwellenleiter eingebettet sind, angeordnet sein. Das Herausführen von elektrischen Kontakten aus dem Bauelement und das elektrische Verbindungen mit der Steuerungseinheit ist einfacher und mit größerer Gestaltungsfreiheit möglich, als ein Herausführen eines Lichtwellenleiters. So kön nen bei elektrischen Kontakten scharfe Winkel, zum Beispiel 90 “Winkel, realisiert werden, während bei der Führung eines Lichtwellenleiters auf Mindestbiegeradien Rücksicht genommen werden muss, um ein Knicken des Lichtwellenleiters und eine damit einhergehende Beschädigung der lichtleitenden Faser zu vermeiden. Be vorzugt ist die Steuerungseinheit intern angeordnet, das heißt ebenfalls in das glei che Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff wie der optische Interrogator und der Lichtwellenleiter eingebettet. Weiter besonders bevorzugt ist die Steuerungs einheit durch eine integrierte elektrische Schaltung des Interrogators gebildet. Der optische Interrogator kann hierzu als integrierter opto-elektronischer Schaltkreis (Opto-Electronic Integrated Circuit/OEIC) realisiert werden. Hierdurch kann ein be sonders kompakter optischer Interrogator geschaffen werden, der besonders einfach in das Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff eingebettet werden kann.

Weiter besonders bevorzugt weist die Sensorvorrichtung und/oder der optische In terrogator Kommunikationsmittel zur drahtlosen Kommunikation, einen Energiespei cher, insbesondere einen Akkumulator, und/oder Mittel zur drahtlosen Energiever sorgung auf. Hierdurch können die notwendigen elektrischen Kontakte nach außen weiter reduziert werden. Vorzugsweise benötigt die Sensorvorrichtung keine elektri schen Kontakte nach außen, wodurch die Zuverlässigkeit der Sensorvorrichtung er höht wird. Die Sensoreinheit kann die Messdaten hierbei unmittelbar über das

Kommunikationsmittel an einen externen Empfänger übermitteln und/oder einen Da- tenspeicher zur (Zwischen-)Speicherung der Messdaten aufweisen, der zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen wird.

Bevorzugt sind die Abmessungen des optischen Interrogators kleiner als 2 cm x 7,5 cm x 1 cm. Ein optischer Interrogator mit so geringen Abmessungen kann besonders einfach in ein Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff eingebettet werden. Ein Bauelement ist hierbei als ein Bauteil aus einem faserverstärkten Kunststoff oder auch als ein aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Abschnitt eines Bau teils, das auch aus anderen Materialien als faserverstärkter Kunststoff gebildete Ab schnitte aufweisen kann, zu verstehen.

Vorzugsweise weist der optische Interrogator keinen optischen Zirkulator (optical circulator) auf. Ein optischer Zirkulator dient dem Schutz einer Lichtquelle des opti schen Interrogators vor dem an einem Faser-Bragg-Gitter reflektiertem Licht, indem er das reflektierte Licht nicht zurück auf die Lichtquelle sondern auf eine Auswer teeinheit des optischen Interrogators leitet. Optische Zirkulatoren sind ver gleichsweise große Bauteile, die insbesondere mit ihrer Längsabmessung einer Mi niaturisierung eines optischen Interrogators Grenzen setzten. Ein optischer Interro gator ohne optischer Zirkulator kann demgegenüber in einem geringeren Bauraum realisiert werden. Ein solcher optischer Interrogator kann in der Folge vereinfacht in das Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff eingebettet werden.

Bevorzugt weist der optische Interrogator eine ASE- (Amplified Spontaneous Emis sion) Lichtquelle auf. Eine solche ASE-Lichtquelle umfasst einen Lichtwellenleiter. Dieser kann in beiden Richtungen von Licht durchlaufen werden. Somit ist es mög lich, einen optischen Interrogator bereitzustellen, der auf einen optischen Zirkulator zum Schutz der Lichtquelle verzichtet. Besonders bevorzugt weist der optische Inter rogator eine ASE-Lichtquelle auf, an die der Lichtwellenleiter angeschlossen ist. Die ASE-Lichtquelle sendet Licht in den Lichtwellenleiter aus. Zumindest ein Teil des Lichtes wird an einem Faser-Bragg-Gitter des Lichtwellenleiters reflektiert, durchläuft wiederum die ASE-Lichtquelle und wird durch ein auf der anderen Seite der ASE- Lichtquelle angeordnete integrierte optische Schaltung, beispielsweise ein arrayed waveguide grating, auf eine der Wellenlänge des zurückgeworfenen Lichts zugeord neten Fotodiode gelenkt. Ein solcher optischer Interrogator umfasst vorzugsweise die optischen Bauteile der ASE-Lichtquelle, des Arrayed Waveguide Grating, sowie Fotodioden, die bestimmten Abschnitten des Arrayed Waveguide Grätings zugeord net sind. Besonders bevorzugt weist der optische Interrogator keine weiteren opti schen Bauteile auf. Hierdurch kann ein besonders kompakter optischer Interrogator realisiert werden, der besonders einfach in ein Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff eingebettet werden kann.

Vorzugsweise ist der optische Interrogator ohne Kühlelement zur Temperaturrege lung ausgebildet. Ein optischer Interrogator, der eine integrierte optische Schaltung aufweist, ist gegenüber Temperaturänderungen, insbesondere gegenüber dadurch hervorgerufenen Änderungen von Abständen innerhalb der integrierten optischen Schaltung, empfindlich. Um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten, wird die Tempera tur eines optischen Interrogators genau geregelt, teilweise im Bereich weniger mK. Hierzu werden typischerweise Peltier-Elemente eingesetzt, die sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen des optischen Interrogators verwendet werden können, also ein Kühlelement ausbilden. Insbesondere das Kühlen des optischen Interrogators über ein solches Peltier-Element ist sehr energieintensiv. Ein hoher Energiever brauch ist jedoch einem mobilen und/oder längerfristigen bis dauerhaften Einsatz nicht zuträglich. In der erfindungsgemäßen Weiterbildung weist der optische Interro- gator der Sensorvorrichtung dementsprechend kein Kühlelement zur Temperaturre gelung auf. Der Verzicht auf ein Kühlelement wird vorzugsweise dadurch ermöglicht, dass der optische Interrogator für eine Arbeitstemperatur, die höher liegt als die Temperaturen, denen der optische Interrogator im Einsatz ausgesetzt ist, ausgelegt wird. Wenn die Sensorvorrichtung in einer Umgebung eingesetzt wird, bei denen die Temperaturen beispielsweise 30 °C nicht überschreiten, kann der Interrogator für eine Arbeitstemperatur von beispielsweise 40 °C ausgelegt werden. Eine Tempera turregelung kann in diesem Fall nur durch Heizen erfolgen. Der Interrogator kann hierbei durch einen Heizwiderstand geheizt werden. Ein Kühlen und ein entspre chendes Kühlelement können somit entfallen. Der Aufbau eines solchen Interroga tors ist durch den Verzicht auf eine Kühlung, beispielsweise durch ein Peltier- Element, einfacher. Ein einfacher Heizwiderstand ist gegenüber einem beispiels weise als Peltier-Element ausgebildeten Kühlelement einfacher und kostengünstiger aufgebaut. Durch den Wegfall der Kühlung wird der Energieverbrauch verringert.

Alternativ ist die Sensorvorrichtung vorzugsweise ohne Temperaturregelung ausge bildet. Der optische Interrogator weist in diesem Fall weder ein Kühlelement noch ein Heizelement auf. Die Temperatur des optischen Interrogators selber kann folglich nicht geregelt werden. Denkbar ist eine solche Bauform für Sensorvorrichtungen, die in einer Umgebung mit einer bekannten und ausreichend gleichmäßigen Temperatur Einsatz finden. Ein Bespiel für eine solche Umgebung ist ein Einsatz im Inneren ei ner fluidgefüllten Rohrleitung. Die Temperatur des Fluides ist hierbei bekannt und nur geringen Änderungen unterworfen. Der optische Interrogator kann somit auf die bekannte Temperatur ausgelegt werden. Vorzugsweise erfolgt während der Ver wendung der Sensorvorrichtung eine kontinuierliche, zumindest jedoch regelmäßige Messung der Temperatur, beispielsweise im Inneren einer fluidgefüllten Rohrleitung. Die von der Sensorvorrichtung aufgenommenen Messwerte werden in einer auf eine Messung mit der Sensorvorrichtung folgenden Verarbeitung der Messdaten einer Temperaturkompensation mit den gemessenen Temperaturwerten unterzogen, in der die Messwerte bei etwaigen Temperaturänderungen anpasst werden.

Weiterhin ist ein Molch für Rohrleitungen, insbesondere in Form eines Reinigungs oder Inspektionsmolches, mit wenigstens einer eine Mehrzahl von Sensorarmen aufweisende Inspektionsvorrichtung, die insbesondere zur Messung einer Geometrie oder Beschaffenheit der Rohrleitung vorgesehen ist, wobei die Inspektionsvorrich tung zumindest eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung aufweist, Gegenstand der Erfindung. Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ist für den Einsatz auf ei nem solchen Inspektionsmolch besonders gut geeignet. In der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung sind der Lichtwellenleiter und der optische Interrogator in ein Bau element aus faserverstärktem Kunststoff eingebettet. Lediglich ein oder mehrere elektrische Kontakte, beispielsweise für die Energieversorgung und/oder die Über tragung von Messdaten, sind vorzusehen. Der optische Interrogator weist hierbei ausreichend geringe Abmessungen auf, dass dieser in ein Bauelement aus fa- serverstärktem Kunststoff eingebettet werden kann. Die Sensorvorrichtung ist somit vergleichsweise kompakt und kann daher einfach auf einem Molch angeordnet wer den. Dadurch, dass der optische Interrogator und der Lichtwellenleiter in das gleiche Bauelement eingebettet sind, ist der Lichtwellenleiter durchgehend geschützt. Die Gefahr, dass der Lichtwellenleiter bei einem Lauf des Molches durch eine Rohrlei tung geknickt oder anderweitig beschädigt wird, ist sehr gering.

Wenn es doch zu einer Beschädigung der Sensorvorrichtung kommt, kann diese einfach ausgetauscht werden, da es sich um eine einheitliche Baugruppe handelt. Eine neue Sensorvorrichtung muss ggf. lediglich mit den elektrischen Kontakten des Molches verbunden werden, wenn solche Kontakte vorgesehen sind. Eine Verbin dung von optischen Bauteilen mit den erforderlichen genauen Ausrichtungen der optischen Bauteile ist nicht erforderlich.

Bevorzugt weist die Sensorvorrichtung einen Energiespeicher, insbesondere ein Batterie oder einen Akkumulator, auf oder ist gemeinsam mit einem Energiespeicher in das Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff eingebettet. Die Sensorvorrich tung weist ein Kommunikationsmittel für eine drahtlose Kommunikation, insbesonde re WLAN oder Bluetooth auf oder ist gemeinsam mit einem Kommunikationsmittel für drahtlose Kommunikation in das Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff eingebettet. In einer solchen bevorzugten Ausführungsform sind auch alle für den Betrieb relevanten elektrischen Verbindungen innerhalb des Bauelements aus faser verstärktem Kunststoff eingebettet und somit vor Beschädigungen geschützt. Es gibt keine Kabel, die im Betrieb des Molches aus dem Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff herausgeführt sind. Wenn ein als Akkumulator ausgebildeter Energiespei cher Mittel für ein drahtloses Laden aufweist, können auch auf nach außen führende Kontakte oder Kabel für den Austausch bzw. das Aufladen des Energiespeichers verzichtet werden. Die von der aufgenommene Messdaten Sensorvorrichtung kön- nenn hierbei mittels des Kommunikationsmittels drahtlos zu einem am oder im Molch angeordneten Empfänger übermittelt und in einem am oder im Molch angeordneten Datenspeicher gespeichert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensorvor richtung einen Datenspeicher zur Speicherung der Messdaten aufweisen oder zu sammen mit einem solchen Datenspeicher in das Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff eingebettet sein. Der Datenspeicher wird dann nach einem Messlauf au ßerhalb einer Pipeline insbesondere drahtlos ausgelesen.

Vorzugsweise bildet die Sensorvorrichtung einen Sensorarm oder eine Sensor scheibe der Inspektionsvorrichtung zumindest mit aus. Ein solcher Sensorarm kann beispielsweise durch ein aus faserverstärktem Kunststoff gebildetes Bauelement ausgebildet sein oder zumindest ein derartiges Bauelement aufweisen, in das der Lichtwellenleiter und der optische Interrogator eingebettet sind. Die Sensorvorrich tung ist somit in dem Sensorarm bzw. Sensorscheibe enthalten und kann einfach an dem Molch festgelegt werden.

Der Lichtwellenleiter der Sensorvorrichtung ist in dem Sensorarm oder der Sensor scheibe verlaufend angeordnet und zur Messung der Krümmung des Sensorarms oder der Sensorscheibe ausgebildet. Hierbei kann der Sensorarm oder die Sensor scheibe vollständig durch das Bauelement aus faserverstärktem Kunststoff gebildet sein, in das der Lichtwellenleiter und der optische Interrogator eingebettet sind. Al ternativ kann das Bauelement auch auf ein weiteres Bauelement aufgebracht sein, das den Sensorarm oder die Sensorscheibe (mit)ausbildet. Eine Krümmung des Sensorarms oder der Sensorscheibe führt zu einer Dehnung des Lichtwellenleiters, die an der zumindest einen Stelle, an der ein Faser-Bragg-Gitter in den Lichtwellen leiter eingebracht ist, registriert werden kann. Somit kann eine Krümmung des Sen sorarms oder der Sensorscheibe festgestellt werden. Hieraus kann auf die Geomet rie der Rohrleitung, durch die ein entsprechender Molch geführt wird, zurückge schlossen werden. Besonders bevorzugt weist jeder Arm der Inspektionsvorrichtung zumindest eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung auf. Eine Inspektionsvorrich tung mit einer oder mehrere solcher Sensorvorrichtungen kann einfach und vor zugsweise mit einem geringen Gewicht realisiert werden.

Vorzugsweise weist der Molch mehrere Sensorvorrichtungen auf. Bei einem Inspek tionslauf können somit auch bei Beschädigung oder Ausfall einer Sensorvorrichtung durch die andere(n) Sensorvorrichtung(en) Messungen durchgeführt werden. Der Molch wird somit zuverlässiger einsetzbar.

Weiterhin ist ein intelligenter Reparaturflicken, gebildet durch das Aufbringen eines faserverstärkten Kunststoffmaterials auf eine zu reparierende Stelle einer Struktur, insbesondere einer Rohrleitung, wobei der Reparaturflicken zumindest eine erfin dungsgemäße Sensorvorrichtung aufweist und/oder ausbildet, Gegenstand der Er findung. Mit einem solchen intelligenten Reparaturflicken, der eine erfindungsgemä ße Sensorvorrichtung aufweist, können beispielsweise Dehnungen oder die Tempe- ratur des intelligenten Reparaturflickens erfasst werden. Ein solcher intelligenter Re paraturflicken kann beispielsweise als eine Manschette um eine schadhafte Stelle einer Rohrleitung angebracht werden. Mittelbar kann ein solcher als Manschette ausgebildeter intelligenter Reparaturflicken vorzugsweise auch ein Eindringen eines Fluides in den Reparaturflicken und somit ein Ablösen von der Pipeline, Lecks und/oder Bewegungen der Pipeline, beispielsweise in Folge von Erdrutschen oder dem Anbringen von illegalen Entnahmestellen, registrieren. Die Sensorvorrichtung des intelligenten Reparaturflickens ermöglicht somit nicht nur eine Überwachung des Zustandes des Reparaturflickens und der mit diesem reparierten Stelle einer Struk tur, sondern auch die Überwachung von an den intelligenten Reparaturflicken an grenzenden Abschnitten der Struktur, im Falle einer Eigenfrequenzüberwachung auch von größeren Abschnitten der Struktur oder der Struktur in ihrer Gesamtheit. Eine solche Eigenfrequenzüberwachung durch einen intelligenten Reparaturflicken ist insbesondere für Windkraftanlagen sowie von Gründungen für Offshore- Bauwerke wie Offshore-Windkraftanlagen beispielsweise in Form von Monopiles vorteilhaft. Innerhalb eines solchen intelligenten Reparaturflickens ist die Sensorvor richtung für einen langfristigen bis hin zum dauerhaften Einsatz vorgesehen. Dauer haft meint hierbei einen Einsatz bis zum Ende der Lebensdauer des intelligenten Reparaturflickens.

Vorzugsweise weist der intelligente Reparaturflicken ein Kommunikationsmittel zur Übermittlung von Messwerten auf. Besonders bevorzugt ist das Kommunikationsmit tel für eine drahtlose Kommunikation eingerichtet. Hiermit können die Messdaten vom intelligenten Reparaturflicken beispielsweise an eine zentrale Datensammelstel- le übertragen werden und zentral ausgewertet werden. Besonders bevorzugt ist das Kommunikationsmittel Teil des optischen Interrogators der Sensorvorrichtung. Be sonders vorteilhaft ist das Kommunikationsmittel als Bestandteil der optoelektroni schen integrierten Schaltung des optischen Interrogators ausgebildet. Hierdurch kann eine Sensorvorrichtung mit einem entsprechenden Kommunikationsmittel auf besonders einfache und kompakte Weise realisiert werden.

Vorzugsweise weist der intelligente Reparaturflicken eine Energiequelle, insbeson dere eine Batterie auf. Vorzugsweise ist die Energiequelle in der Sensorvorrichtung, besonders bevorzugt im optischen Interrogator angeordnet. Insbesondere in Kombi nation mit einem drahtlosen Kommunikationsmittel kann der intelligente Reparaturfli cken mit einer Energiequelle besonders einfach installiert werden. Eine Verkabelung für die Energieversorgung und/oder die Kommunikation kann entfallen.

Weiterhin ist ein System, umfassend mehrere der vorgenannten intelligenten Repa raturflicken Gegenstand der Erfindung, die miteinander und/oder mit einer Datener fassungseinheit in Kommunikationsverbindung stehen und ein Sensornetzwerk zur Überwachung der mit den intelligenten Reparaturflicken versehenen Struktur ausbil den, Gegenstand der Erfindung. Derartige intelligente Reparaturflicken können an mehreren Stellen einer Struktur, beispielsweise an mehreren Abschnitten einer Pipe line, angebracht sein. Dadurch, dass hierdurch Messdaten der intelligenten Repara turflicken von mehreren Stellen der Struktur zur Verfügung stehen, kann ein genaue res Bild des Zustandes der Struktur bzw. der einzelnen Reparaturflicken gewonnen werden. Die Reparaturflicken stehen vorzugsweise drahtlos miteinander und/oder mit einer zentralen Datenerfassungseinheit in Kommunikationsverbindung. Die Da ten können hierbei in einer Überwachungseinheit ausgewertet werden. Die einzel nen intelligenten Reparaturflicken bilden vorzugsweise ein Sensor- und Kommunika tionsnetzwerk aus. Hierbei können bei der Auswertung von Daten eines intelligenten Reparaturflickens die Daten von weiteren intelligenten Reparaturflicken einfließen. Somit kann beispielsweise im Falle einer Pipeline besonders einfach erkannt wer den, ob die gemessenen Ereignisse beispielsweise auf eine Bewegung der Pipeline in Folge eines Erdrutsches oder auf ein Anbohren zur illegalen Entnahme von Fluid aus der Pipeline zurückzuführen sind.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbe schreibung mit beispielhaften erfindungsgemäßen Abbildungen zu entnehmen. In den Figuren zeigt auf schematischer Weise:

Fig. 1 : Ein Ausführungsbeispiel eines optischen Interrogators zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung;

Fig. 2: einen Inspektionsmolch mit einer erfindungsgemäßen Sensorvorrich tung;

Fig. 3: einen Querschnitt durch einen Sensorarm der Inspektionsvorrichtung des Inspektionsmolches nach Fig. 2; Fig. 4: einen intelligenten Reparaturflicken mit einer erfindungsgemäßen Sen sorvorrichtung.

Fig. 5: ein System umfassend mehrere intelligente Reparaturflicken nach

Fig. 4 und eine Datenerfassungseinheit

Gleich oder ähnlich wirkende Teile sind, sofern dienlich, mit identischen Bezugszif fern versehen. Einzelne technische Merkmale der nachfolgend beschriebenen Aus führungsbeispiele können mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit dem Merkmal einzelner vorbeschriebener Ausführungsbeispiele zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden.

Fig. 1 zeigt einen optischen Interrogator 4 zur Verwendung in einer erfindungsge mäßen Sensorvorrichtung 2. Der optische Interrogator 4 ist mit einem Lichtwellenlei ter 6 verbunden, der zumindest abschnittsweise zumindest ein Faser-Bragg-Gitter aufweist. Der Lichtwellenleiter ist an einer ASE-Lichtquelle 8 angeschlossen. Von der ASE-Lichtquelle 8 ausgehendes Licht wird in den Lichtwellenleiter 6 gesendet. Etwaiges, an einem Faser-Bragg-Gitter des Lichtwellenleiters 6 reflektiertes Licht durchläuft die ASE-Lichtquelle 8 in Gegenrichtung und gelang zu einem als integrier te optische Schaltung 10 ausgebildeten Arrayed Waveguide Gräting (AWG). Das das Arrayed Waveguide Gräting durchlaufende Licht wird in Abhängigkeit von seiner Wellenlänge auf bestimmte Fotodioden 12 gelenkt. Die Fotodioden 12 messen die Intensität des einfallenden Lichts. Die Position der Fotodioden 12 korrespondiert hierbei zu einer bestimmten Wellenlänge des Lichts. Die Fotodioden 12 sind elektrisch mit einer Steuerungseinheit 14 verbunden. Über die Steuerungseinheit 14 wird der optische Interrogator 4 gesteuert bzw. werden die von den Fotodioden 12 erzeugten elektrischen Signale aufgenommen.

Der optische Interrogator 4 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist als weitere ansonsten optionale Elemente ein Kommunikationsmittel 16 zur drahtlosen Kommunikation sowie eine Energiequelle 18 auf, über die der optische Interrogator mit Energie versorgt werden kann. Der optische Interrogator 4 in dem Ausführungs beispiel nach Fig. 1 benötigt keine externen elektrischen Kontakte für Ein- oder Aus gänge. Der optische Interrogator kann jedoch auch ohne integrierte Kommunika tionsmittel 16 und/oder ohne eine integrierte Energiequelle 18 ausgebildet sein. In diesen Fällen sind elektrische Kontakte zur Energie- und/oder Datenübertragung vorzusehen. Der optische Interrogator 4 weist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig.

1 keine Temperaturregelung auf.

Fig. 2 zeigt einen Molch 20 für Rohrleitungen mit drei voneinander beabstandeten Inspektionsvorrichtungen 22 mit einer Mehrzahl von Sensorarmen 24. Die Inspekti onsvorrichtungen 22 mit den Sensorarmen 24 sind zur Messung der Geometrie oder Beschaffenheit einer Rohrleitung ausgebildet. Die Sensorarme 24 sind hierbei als erfindungsgemäße Sensorvorrichtungen 2 ausgebildet. Sie sind als Bauelemente aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet, in die jeweils ein optischer Interrogator 4 und ein Lichtwellenleiter 6 eingebettet sind. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen entsprechenden Sensorarm 24 einer In spektionsvorrichtung 12 des Molchs 20 aus Fig. 2 mit dem optischen Interrogator 4 und dem Lichtwellenleiter 6, die in den aus einem faserverstärkten Kunststoff beste henden Sensorarm 24 eingebettet sind. Der Sensorarm 24 muss hierbei nicht voll ständig aus faserverstärktem Kunststoff bestehen. Es ist auch denkbar, einen Sen sorarm beispielsweise aus einem metallischen Material zu verwenden, auf den ein aus faserverstärktem Kunststoff gebildetes Bauelement zumindest abschnittsweise aufgebracht ist. Die Sensorarme 24 sind biegsam, wobei das Biegen eines Sen sorarms 24 zu Dehnungen im Material des Sensorarms 24 führt. Diese Dehnungen können über die Faser-Bragg-Gitter-Sensoren der Sensorvorrichtungen 2, die in dem jeweiligen Sensorarm 24 angeordnet sind, registriert werden. Bei einem Lauf eines erfindungsgemäßen Inspektionsmolches mit erfindungsgemäßen Sensorvor richtungen 2 durch eine Rohrleitung kann somit aus den Verformungen der einzel nen Sensorarme 24 der Inspektionsvorrichtungen 22 auf die innere Geometrie der inspizierten Rohrleitung zurückgeschlossen werden.

Fig. 4 zeigt einen intelligenten Reparaturflicken 26, der eine erfindungsgemäße Sen sorvorrichtung 2 ausbildet. Der intelligente Reparaturflicken ist hierzu aus einem fa serverstärkten Kunststoff gebildet, in den ein optischer Interrogator 4 und ein mit dem optischen Interrogator 4 verbundener Lichtwellenleiter 6 eingebettet ist. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der intelligente Reparaturflicken 26 als eine Man schette aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial um eine Rohrleitung ausge bildet. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, einen derartigen intelligenten Repa raturflicken 26 an Tragstrukturen von Offshore-Windkraftanlagen, wie beispielsweise einem Monopile, anzubringen. Der intelligente Reparaturflicken 26 weist hierbei vor zugsweise einen optischen Interrogator 4 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 auf. Insbesondere weist der optische Interrogator 4 zur Verwendung in einem intelligenten Reparaturflicken 26 Kommunikationsmittel 16 zur drahtlosen Kommuni kation und eine Energiequelle 18 zur Energieversorgung des optischen Interrogators 4 auf. Ein derart ausgebildeter optischer Interrogator 4 kann besonders einfach bei der Erstellung eines intelligenten Reparaturflickens 26 in diesen eingebettet werden. Ein intelligenter Reparaturflicken 26 wird dadurch gebildet, dass ein faserverstärktes Kunststoffmaterial auf eine zu reparierende Stelle einer Struktur, vorliegend einer Rohrleitung, aufgebracht wird. Bei dem Aufbringen des intelligenten Reparatur flickens 26 werden ein optischer Interrogator 4 und ein Lichtwellenleiter 6 in das fa serverstärkte Kunststoffmaterial des intelligenten Reparaturflickens eingebettet.

Fig. 5 zeigt eine Rohrleitung mit mehreren intelligenten Reparaturflicken 26, die in einer drahtlosen Kommunikationsverbindung miteinander und mit einer Datenerfas sungseinheit 28 stehen. Die intelligenten Reparaturflicken 26 und die Datenerfas sungseinheit 28 bilden ein Sensornetzwerk zur Überwachung der mit den intelligen ten Reparaturflicken 26 versehenen Struktur, vorliegend der Pipeline, aus. Der Ver wendung eines solchen Sensornetzwerks ermöglicht die Überwachung von großflä chigen Abschnitten der mit den entsprechenden intelligenten Reparaturflicken 26 versehenen Struktur. Hierbei können die von einzelnen intelligenten Reparaturflicken 26 gewonnenen Daten gemeinsam mit den von anderen intelligenten Reparaturfli cken 26, die an derselben Struktur an anderer Stelle angeordnet sind, gewonnenen Daten ausgewertet werden. Hierdurch wird eine genauere Auswertung des Zustan des der einzelnen intelligenten Reparaturflicken 26 und/oder der Struktur ermöglicht.