Sensing Trouble Fiber Optic in Civil

A wave of new fiber optic sensing techniques takes advantage of the sensitivity of telecomgrade fiber optics to stress, strain, temperature and other factors in order to ensure the longterm safety of civil structure

Seperti yang kita tahu, konstruksi bangunan di bumi ini rasanya tidak ada habisnya, selalu saja ada pembangunan baru diatas lahan yang kosong atau peruntuhan bangunan lama untuk dijadikan bangunan baru. Contohnya di perkotaan, pembangunan bangunan perkantoran, hunian yang menjulang tinggi, bangunan perumahan, jalan raya, jembatan dan hasil dari teknologi sipil lainnya kita tidak pernah menyadari adanya kecacatan pada bangunan atau ketidak sempurnaan bangunan yang mengurangi segi keamanan dan kenyaman. Atau bisa jadi karena termakan oleh waktu, sehingga kekokohan suatu bangunan mengalami degradasi karena terlalu sering dilewati seperti jembatan atau jalan raya oleh beban-beban berat setiap harinya. Namun seiring perkembangan jaman, segala bentuk teknologi mampu mengantisipasinya. Fiber optik salah satunya yang bisa digunakan sebagi sensor untuk mendeteksi suatu cacat atau kerusakan pada suatu bangunan

Sebelumnya untuk mengecek kondisi suatu bangunan, dilakukan secara manual membutuhkan jumlah inspektor yang banyak dan pastinya akan menyita banyak waktu untuk gedung-gedung yang besar. Perusahaan tidak akan sanggup membayar dan mengeluarkan uang sebanyak itu. Sejak adanya teknologi fiber optik telecom-grade yang standard dan sensitif untuk stress, strain, temperatur, dan parameter lain sehingga dapat digunakan untuk memonitor suatu bangunan secara real time. Bidang ini dalam ilmu sipil sering disebut civil structural health monitoring or simply structural health monitoring (SHM).

Depending on the design of the fiber and the methode of reading the output spectra, an engineer can determine the total forces acting on a structure and thus judge wether it is in need of repair

Fiber optik peka terhadap perubuahan lingkungan sekecil apapun melalui perubahan dari indeks bias sebagai light travel. Walaupun biasanya dalam sistem ditambahkan fiber bragg grating sepanjang lintasan. Sistem biasanya disematkan dalam dinding, dasar/ pondasi/ lantai, atau di pasang di permukaan pada bangunan kemudian diamati dari tidak menampakkan perubahan apa-apa sampai menampakkan perubahan. Dalam penganalisaannya biasanya menggunakan OSA(Optical Spectrum Analyzer) untuk mengamati pola perubahan spektrum berdasarkan scattering yang terjadi dalam fiber optik. Ada bermacam-macam scattering, contohnya ada rayleigh, brillouin, dan ada raman scattering.

Capture

Berdasarkan desain sistem fiber optik dan metode pembacaan spektrum hasil outputan fiber optik, para engineer akan mampu menentukan total force acting dan memutuskan daerah mana yang perlu diperbaiki tentunya dengan standar dan parameter-parameter khusus untuk menentukan itu.

Banyak teknologi yang ditawarkan untuk memonitor kondisi bangunan, jembatan, atau apapun kontruksi sipil yang dari waktu ke waktu selalu dikenai beban baik statis maupun dinamis yang dapat mengurangi fungsi kerjanya. Maka dari itu pemilihan sensor fiber optik yang pas dan cocok untuk pembangunan oleh engineer sipil kedepannya. Fiber optik adalah sensor yang paling tept dipilih karena, tahan akan segala kondisi cuaca, temperatur, lebih awet, dan tidak mudah berinterferensi dengan gelombang elektromagnetik lainnya. Bahkan untuk dunia industri oil and gas juga sering digunakan dalam sistem perpipaan.

Contoh Aplikasi Fiber Optik:

Contoh
Salah satu contoh aplikasi pemonitoran kerusakan pada jembatan Streicker menggunakan fiber optik sebagai sensor.

Contoh
Analisis dari keretakan pada Brooklyn Bridge di Illinois Chicago.

Contoh
Untuk mendeteksi adanya korosi pada suatu material metal dengan melihat perubahan spektrum dari OSA menggunakan fiber bragg grating dimana akan terjadi perubahan indeks bias apabila terkena suatu fluida yang sifatnya corrosive.

Prinsip kerja fiber bragg grating

Grating pada fiber optik setelah dilalui cahaya, maka akan ada yang dipantulkan kembali kemudian juga ada yang ditransmisikan. Hasil spekttralnya nanti yang akan diamati pada OSA (Optical Spectrum Analyzer). Fiber bragg grating basanya dianggap sebagai sensor, temperatur, pressure, percepatan, regangan, atau perpindahan. Aplikasinya ini sangat cocok digunakan untuk kontruksi bangunan, jembatan, dan jalan raya.

CaptureCapture