Волоконно-оптические датчики для безопасности строительства

“Когда мы едем по дорожной насыпи, мы, конечно, надеемся, что она не просядет под колёсами нашего автомобиля. Но можем ли мы быть уверены, что этого не произойдёт? С изменениями климата оползни и провалы грунта будут учащаться. Как современные технологии могут нас защитить?”, – спрашивает журналист еuronews Дени Локтье.

Здесь, в Испании, инженеры, работающие в европейском исследовательском проекте, испытывают новое ноу-хау, которое может предотвратить дорожные аварии. Эта насыпь создана из особым образом подготовленной почвы для проведения эксперимента. Она укреплена сеткой из специальных текстильных материалов.

– Паоло, для чего вы установили сетку внутри самой насыпи?

– Цель у нас была двоякая: во-первых, чтобы придать прочность всей конструкции, и, во-вторых, сетка помогает отслеживать деформации, которым подвергается вся структура. В течение этого эксперимента мы проводим измерения деформаций во время земляных работ благодаря сенсору из оптического волокна, который установлен в в этой сетке из прочного текстиля, – отвечает Паоло Корвалья из D’Appolonia.

У волоконно-оптической связи благодаря высокой несущей частоте пропускная способность может измеряться терабайтами в секунду. Это качество используется и в данных исследованиях. Структура, деформируемая изнутри, деформирует и сетку, которая находится внутри насыпи. В данном случае специалисты подтапливают дорожную насыпь, ее структура меняется, напряжение регистрируют имеющиеся сенсоры, а затем его считывает специальная аппаратура.

Объясняет Анжела Кориччати: “Волоконно-оптические датчики функционируют так: мы пропускаем через кабель световой сигнал, и затем изучаем его отражение, которое нам сообщает об изменениях длины волны. Эти данные дают возможность обнаружить имеющиеся деформации по всей длине сигнала в каждой требуемой точке”.

Исследователи видят много преимуществ у волоконно-оптических датчиков. Такие датчики устойчивы к электромагнитным помехам, с их помощью можно проводить дистанционные измерения. Технология волоконных решёток позволяет размещать множество датчиков в одной оптоволоконной линии, что важно для строительных технологий, кроме того, в датчиках отсутствует электричество в точке измерения: это имеет значение, когда речь идет о мониторинге, который проводится поблизости от взрывчатых веществ или горючих материалов.

“Датчики обладают долговременной стабильностью, они не нуждаются в постоянной калибровке хорошо выдерживают большие перегрузки во внешней среде, если речь идет о геотехнических сооружениях. Вышесказанное означает, что длительный мониторинг и получение данных возможны”, – заявляет Паоло Корвалья.

Идея заключается в том, чтобы снабдить особые, так называемые “умные” материалы, произведённые с использованием текстиля, подобными датчиками на ранней стадии работ, если речь идет о прокладке дорожного полотна и инфраструктуры: ведь тут нужно учитывать осадки, наводнения, оползни и иных риски. Это даст возможность проследить за изнашиваемостью конструк