В России разработали и успешно испытали новый тип датчиков для постоянного контроля за состоянием трубопроводов. Технология исследователей из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого позволяет одновременно отслеживать состояние газо- и нефтепроводов в нескольких точках.
Сердцем устройства являются датчики на основе обычного оптического волокна. Они имеют простую конструкцию и относительно невысокую стоимость. При этом обладают очень высокой чувствительностью и способны зафиксировать растяжение или сжатие оптоволокна всего на один микрометр — в 50 раз тоньше человеческого волоса. Такие датчики компактны, не боятся радиации и не проводят электрический ток, что делает их безопасными для использования в разных условиях.
Петербургские ученые создали новую схему объединения этих «умных» элементов в сенсорную сеть, работающую вдоль одного волокна. Чтобы разделить сигналы от каждого датчика, исследователи использовали метод спектрального опроса и цифровую обработку. Это позволяет одновременно отслеживать состояние объекта в нескольких точках, а не в одной, как было раньше. Эксперименты с прототипом сети из шести элементов показали, что система работает точно и надежно — уровень помех между соседними датчиками достигает не более 5%. В результате можно с высокой точностью определить, в каком именно месте конструкции произошла деформация.
Технология особенно полезна для мониторинга состояния магистральных нефте- и газопроводов, протяженность которых часто составляет десятки и сотни километров. Волоконно-оптическая сенсорная сеть в режиме реального времени фиксирует малейшие деформации, вызванные просадками грунта, сторонними механическими воздействиями или развитием микротрещин. Разработку также можно применять для предупреждения оползней и мониторинга сейсмической активности, для контроля состояния фюзеляжа самолетов, а также мостов и плотин.
