Статьи

Волоконно-оптическая система мониторинга инженерных (несущих) конструкций (СМИК)  15.07.2017 06:16

В настоящее время самым распространенным типом датчиков мониторинга конструкций являются электрические датчики: емкостные, тензорезистивные, струнные, потенциометрические и т.д.

Электрическим датчикам мониторинга конструкций присущи недостатки, такие как: потери сигнала, электромагнитные помехи, организация искробезопасной электрической цепи (во взрывозащищенных зонах).

Активно развивающейся областью мониторинга конструкций является волоконно-оптическая оптика, позволяющая решить данные проблемы.

В волоконно-оптических датчиках сигналом является свет в оптическом волокне, они не требуют питания и не подвержены электромагнитным помехам.

В основе работы волоконно-оптических датчиков лежит модуляция одного или нескольких свойств распространяющейся световой волны (интенсивность, фаза, поляризация, частота), изменение которых происходит вместе с изменением измеряемой физической величины.

Принцип измерения волоконно-оптических датчиков мониторинга конструкций основан на применении волоконно-брэгговской решетки (ВБР).

Решетки в этих датчиках отражают световой сигнал, спектральная характеристика которого (длина волны) смещается вместе с изменением измеряемого параметра.

При изготовлении решеток внутри сердечника создается область с периодическим изменением показателя преломления, непосредственно эта область и называется волоконно-брэгговской решеткой.

Когда широкополосное световое излучение проходит через брэгговскую решетку, отражения от каждого сегмента области с переменным показателем преломления интерферируют только для конкретной длины волны света, называемой длиной волны Брэгга (λ_b).

Зная, что брэгговская длина волны зависит от периода решетки, можно изготавливать решетки с разными брэгговскими длинами волн.

Изменения деформации и температуры влияют на эффективный показатель преломления и период решетки, что вызывает смещение длины волны отраженного сигнала.

Для получения корректных данных измерений деформации, необходимо компенсировать влияние температуры на ВБР. Это можно сделать с помощью установки ВБР датчика температуры ВБР в тесном тепловом контакте с ВБР датчиком деформации.

Что в результате дает значения деформации с температурной компенсацией.

Дополнительным преимуществом волоконно-оптических датчиков является огромное расстояние, на котором могут располагаться датчики – до 40 км.

Кроме того, в отличие от электрического канала измерительной системы, каждый оптический канал может опрашивать множество датчиков ВБР (каждый канал является «гирляндой»), что значительно уменьшает размер и сложность такой системы измерения.

Существуют следующие разновидности волоконно-оптических датчиков:

1. Датчики деформации;
2. Датчики перемещения;
3. Датчики температуры;
4. Датчики давления;
5. Датчики угла наклона;
6. Датчики ускорения и вибрации.

Наша компания занимается системами мониторинга несущих конструкций «под ключ». Мы применяем самые современные решения в данной области, обеспечивающие безопасную эксплуатацию зданий и сооружений.

Оставить заявку на оценку стоимости системы мониторинга несущих конструкций можно по ссылке.