Ученые из Санкт-Петербурга создали датчик для непрерывного мониторинга конструкций

Учёные Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали и успешно испытали инновационный волоконно-оптический датчик, который значительно упрощает постоянный мониторинг состояния мостов, трубопроводов и других инженерных конструкций. Об этом сообщили в пресс-службе Министерства науки и высшего образования РФ. Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда, а результаты опубликованы в журнале Applied Optics.


По информации пресс-службы, команда СПбПУ создала прототип сенсорной сети на базе волоконно-оптических датчиков, позволяющей одновременно отслеживать состояние объектов в нескольких точках вдоль одного оптического волокна. Сеть состоит из межмодовых волоконных интерферометров, что открывает новые возможности для непрерывного контроля критически важных конструкций — от мостов и трубопроводов до элементов авиационной техники.

Волоконно-оптические датчики, основанные на межмодовых интерферометрах, привлекают внимание исследователей благодаря простой конструкции и сравнительно низкой стоимости. Они способны фиксировать изменения длины всего в 1 микрометр, при этом обладают компактностью, устойчивостью к радиации и электронейтральностью.

Учёные предложили метод объединения нескольких многомодовых волокон в единую сенсорную сеть, что позволяет регистрировать сигналы всех волокон одновременно. В ходе экспериментов прототип с шестью чувствительными элементами продемонстрировал линейный отклик системы и низкий уровень перекрестных помех (не более 5%), что обеспечивает точное определение точки воздействия. Для разделения сигналов применяли спектральный опрос и цифровую обработку с использованием быстрого преобразования Фурье (FFT).

«Эта технология может применяться везде, где требуется измерять воздействия в нескольких точках. Например, для контроля утечек и деформаций на десятках километров нефтегазопроводов. В строительстве она позволяет отслеживать опасные напряжения в реальном времени, что особенно важно для мостов и плотин. Также датчики могут предупреждать об оползнях и сейсмической активности. В авиационной отрасли они пригодятся для мониторинга состояния фюзеляжа самолёта», — пояснил доцент Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ Александр Петров.

Источник: tass.ru