Автомобили, строительство, политика и многое другое. То что заинтересует настоящего мужыка!

Новый отечественный микронный датчик спасет мосты и самолеты, заранее предупредив о деформациях

Оптоволокно — это тонкая нить, улавливающая малейшие деформации и передающая данные световыми сигналами. Его чувствительность полезна для мониторинга зданий, мостов, трубопроводов, а также для самодиагностики авиационных и космических деталей. Датчики на его основе обнаруживают микроповреждения, предотвращая разрушения. Ученый Пермского Политеха создал уникальный датчик в виде многожильного оптоволоконного кабеля со специальными чувствительными элементами. Изобретение удаленно выявляет сложные деформации в высоконагруженных композитных конструкциях с микронной точностью, повышая безопасность и долговечность критических объектов.

Новый датчик от ПНИПУ спасет мосты и самолеты, заранее предупредив о деформациях / © The Singing Badger, ru.wikipedia.org

На регистрацию изобретения в Роспатенте подана заявка и получено положительное решение на выдачу патента. Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Механика».

Оптоволоконные технологии сейчас применяются практически повсюду благодаря своей способности быстро и без помех передавать данные. Интернет-связь, телекоммуникации, медицинское оборудование, энергетика – почти все эти системы сегодня работают на основе оптоволокна.

Особенно перспективно применение оптоволокон в качестве встраиваемых датчиков для мониторинга состояний внутренних областей различных ответственных конструкций, например, авиационных, где превышение деформаций своих критических величин может привести к серьезным последствиям. С помощью таких датчиков, встраиваемых в конструкцию, можно на этапе производства выявить, например, технологические дефекты изготовления деталей: поры, непроклеи, смятия волокон или слоев ткани, разрывы, отслоения и растрескивания в композиционном материале или определить опасные зоны с критическими нагрузками при эксплуатации, появление микроповреждений начальной стадии разрушения, например, моста или жилого дома.

Все это возможно потому что свет, проходящий по оптоволокну датчика, взаимодействует и отражается от его чувствительного участка с учетом деформации. Система фиксирует все информативные сигналы отражения световых импульсов, которые измеряются на входе/выходе оптоволокна, и выдает данные о состоянии изделия. Современные технологии позволяют усовершенствовать такую технологию, повышая точность, чувствительность и ширину рабочего диапазона измерений.

Ученый Пермского Политеха разработал новый датчик, который позволяет диагностировать сложные деформаций внутри полимерных композитных конструкций.

Композитом называют материал, состоящий из двух или более компонентов – полимерной основы и различных укрепляющих волокон, например, стеклянных или углеродных. Из-за своей легкости и прочности полимерные композиты широко применяется авиа и судостроении.  

Разработка ученого представляет собой кабель сразу из шести оптических волокон в полимерной оболочке. Особенность датчика в том, что чувствительные элементы волокон имеют различные наклоны своих отражающих поверхностей внутри световодов. Они информативно отражают падающие на них световые сигналы при деформации и позволяют полностью оценить сложное напряженное состояние материала в окрестности встроенного в него датчика.

Для сравнения, известные современные встраиваемые оптоволоконные датчики, состоящие из одиночного оптического волокна, позволяют найти лишь простые деформации, что не дает адекватно оценить прочность конструкции.

– Функционирование оптоволоконного датчика иллюстрируется разработанной математической моделью, которая описывает каждую реакцию чувствительных элементов внутри оптических волокон датчика на различные виды диагностируемых деформаций композитной окрестности датчика. На основе измерений спектров отражения всех шести оптических волокон она фиксирует, где и какого вида деформации происходят и дает оценку прочности, – объясняет Андрей Паньков, профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» ПНИПУ, доктор физико-математических наук.

Для проверки разработки эксперт провел численное моделирование на компьютере, чтобы определить характеристики – «передаточные коэффициенты» датчика, которые устанавливают функциональную зависимость между измеряемыми световыми сигналами и диагностируемыми комбинированными деформациями, включающими в себя растяжения, сжатия и сдвиги. Результаты подтвердили высокую надежность и чувствительность системы. Она способна выявлять даже незначительные деформации и микроповреждения.

Уникальный датчик ученого Пермского Политеха перспективен для применения в отраслях, где контроль за состоянием материалов особенно важен, например, для мониторинга лопаток турбин, фузеляжа, мостов, небоскребов и других ответственных и критически значимых объектов.


Источник: Новый отечественный микронный датчик спасет мосты и самолеты, заранее предупредив о деформациях
Опубликовал:
Теги: технологии безопасность микронный датчик отечественная разработка деформация оптоволокно

Комментарии (0)

Сортировка: Рейтинг | Дата
Пока комментариев к статье нет, но вы можете стать первым.
Написать комментарий:
Напишите ответ :
Новый отечественный автомобиль или подержанная иномарка — сравнение
Новый отечественный автомобиль или подержанная иномарка — сравнение
30
Авто-Тема 06:40 11 июн 2021
История спасения девушки: параплан унес ее на высоту, где летают лишь самолеты
История спасения девушки: параплан унес ее на высоту, где летают лишь самолеты
6
Мужской журнал 12:01 03 мар 2021
Датчик температуры всасываемого воздуха — для чего нужен, признаки неисправности
Датчик температуры всасываемого воздуха — для чего нужен, признаки неисправности
3
Авто-Тема 06:40 19 май 2021
Датчик положения коленчатого вала. Что это такое, как проверить и понять, что пора его менять.
Датчик положения коленчатого вала. Что это такое, как проверить и понять, что пора его менять.
0
Авто-Тема 21:14 10 мар 2021
Сколько градусов будет, если сломался датчик температуры?
Сколько градусов будет, если сломался датчик температуры?
0
Авто-Тема 21:09 12 мар 2021
Автомобильный датчик Холла — принцип работы
Автомобильный датчик Холла — принцип работы
0
Авто-Тема 17:45 17 окт 2021
Настолько далеко, что самолеты не летают: 3 места, куда не так легко добраться
Настолько далеко, что самолеты не летают: 3 места, куда не так легко добраться
5
Мужской журнал 12:00 03 янв 2022
«Хуторок» — отечественный грузовичок с расходом 2 литра
«Хуторок» — отечественный грузовичок с расходом 2 литра
7
Авто-Тема 20:30 30 сен 2021
Что такое датчик положения коленчатого вала и как его проверить
Что такое датчик положения коленчатого вала и как его проверить
0
Авто-Тема 12:12 01 мар 2021
Датчик массового расхода воздуха — как починить
Датчик массового расхода воздуха — как починить
0
Авто-Тема 16:40 04 июл 2021
Почему самолеты не летают над Тихим океаном. 6 секретов авиаперелетов
Почему самолеты не летают над Тихим океаном. 6 секретов авиаперелетов
10
Мужской журнал 11:01 11 апр 2020
Ученые совершили квантовый прорыв, который может ускорить работу устройств в 1000 раз
Ученые совершили квантовый прорыв, который может ускорить работу устройств в 1000 раз
0
Читайте самую соль! 10:45 Сегодня

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства