Проект поддержан грантом Российского научного фонда, результаты опубликованы в научном журнале Applied Optics.
«Ученые СПбПУ разработали и экспериментально подтвердили работу прототипа волоконно-оптической сенсорной сети для одновременного отслеживания физического состояния объектов в нескольких точках вдоль одного волокна. Сенсорная сеть, состоящая из нескольких межмодовых волоконных интерферометров, открывает новые возможности для непрерывного мониторинга состояния критически важных конструкций, таких как трубопроводы, мосты и элементы авиационной техники», - отметили в пресс-службе.
Датчики на основе волоконно-оптических устройств - межмодовые волоконные интерферометры - считаются перспективным направлением в мониторинге состояния конструкций благодаря простоте своей собственной конструкции и относительно невысокой стоимости. Такой датчик способен зафиксировать изменение длины всего в 1 микрометр (миллионная часть метра) и при этом обладает целым рядом качеств, таких как компактность, электронейтральность, радиационная стойкость.
Ученые Петербургского Политеха предложили подход, позволяющий объединить несколько многомодовых волокон в единую сенсорную сеть и регистрировать сигналы каждого волокна одновременно.
Эксперименты на прототипе с 6 чувствительными элементами подтвердили линейный отклик системы и низкий уровень перекрестных помех (не более 5%), что позволяет точно определять, в какой именно точке произошло воздействие. Для разделения сигналов от каждого чувствительного элемента ученые использовали метод спектрального опроса и цифровую обработку сигналов - быстрое преобразование Фурье (FFT).
«Технологию можно применять везде, где есть потребность измерять некое воздействие в нескольких точках. Например, для контроля утечек и деформаций на протяжении десятков километров нефте- и газопроводов. В сфере строительства датчик позволит в режиме реального времени отслеживать возникновение опасных напряжений в конструкциях, что особенно актуально для мостов и плотин. Датчик также может применяться для предупреждения оползней и сейсмической активности. В сфере авиации позволит мониторить состояние фюзеляжа летательного аппарата», - рассказал доцент Высшей школы прикладной физики и космических технологий Института электроники и телекоммуникаций СПбПУ Александр Петров.
