Волоконно-оптический сенсор: измерение на расстоянии 253 км

оптоволокно

Измерение действия волоконно-оптического сенсора на расстоянии 253 км от пункта контроля провел научный сотрудник Государственного Университета Наварры Микель Браво. «Интересно, что измерение проводилось на таком огромном расстоянии, и вся информация передавалась через волокно, а мы даже не должны были подать электропитание на датчик. Это замечательное свойство волоконно-оптических датчиков: например, для контроля нефтепровода, проложенного в пустыне, где обеспечить подачу электроэнергии невозможно».

Работа, в рамках которой Микель проводит исследование, называется «Вклад в развитие новых фотонных систем для разработки волоконно-оптических датчиков».

В последние десятилетия в области телекоммуникаций благодаря появлению технологии оптоволокна произошла революция: оптоволокно открыло новые перспективы для передачи света на расстояние. Вскоре после разработки технологии ученые обнаружили, что распространение света может зависеть от различных физических и биохимических параметров, что указывало на возможность использования оптоволокна в качестве чувствительного элемента. Микель Браво в своей работе разрабатывает именно такой подход к использованию оптоволокна, поскольку компактные и электрически пассивные датчики могут быть встроены в волокно, и они не будут зависеть от электромагнитных полей.

Новые системы

В ходе работы были разработаны новые системы с удаленным и локальным контролем. Максимальное расстояние, на котором волоконно-оптический сенсор можно контролировать без усиления сигнала, составило 253 километра.

Кроме того, новые точечные датчики позволят создавать более эффективные системы, а также оптоэлектронные приборы, удаленно питаемые и контролируемые с помощью оптического волокна. Как объяснил исследователь, «говоря простым языком, этот прибор основан на фотоэлектрическом элементе, который принимает свет и преобразует его в электричество. Так мы обеспечиваем подачу электроэнергии для удаленного питания прибора». Результаты эксперимента показали, что питать таким образом прибор можно на расстоянии до 100 километров, «что является максимальным расстоянием, на которое возможно подавать электричество и управлять приборами такого типа».

Еще одним этапом исследования был эксперимент в реальных условиях: волоконно-оптические датчики использовались для контроля целостности бетона и асфальта. Для этого на бетонную балку были установлены датчики деформации и температуры. На балку подавалась нагрузка, которая возрастала до момента перелома балки. «Мы отслеживали информацию, передаваемую нашими датчиками, и сравнивали с данными электрических сенсоров. Результаты показали, что волоконно-оптические датчики передают наиболее точный сигнал».

Во время преддипломной практики в Лондоне Микель Браво измерял коррозию арматуры бетонных цилиндров. «Когда появляется коррозия, объем элементов арматуры увеличивается, и бетон трескается. Поэтому так важно обеспечить контроль состояния конструкции», - пояснил исследователь. В настоящее время проводятся тесты с использованием асфальта. Для установки датчиков на асфальтовые конструкции требуются сложные вспомогательные устройства, однако уже в ближайшее время будут получены предварительные результаты.

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?