Волна-СМИК
Полное описание
Система предназначена для обеспечения безопасной эксплуатации мостов, туннелей, гидротехнических сооружений, взлетно-посадочных полос, сложных строительных конструкций и иных инфраструктурных объектов, к которым предъявляются особые требования по надёжности их эксплуатации.
Основная задача системы — это предиктивный контроль и раннее обнаружение опасных процессов, которые могут привести к аварии. Цель — не допустить аварийного состояния. В зависимости от комплектации система может решать следующие задачи:
— мониторинг деформаций балок, опор, арок мостовых сооружений
— мониторинг деформаций сводов туннелей
— мониторинг деформаций платин (бетонных или грунтовых)
— мониторинг деформаций взлетно-посадочной полосы
— мониторинг деформаций сложных инженерных конструкций
— построение 3D модели основания/тела инфраструктурного объекта и контроль отклонения от проектного положения
— обнаружение гололедообразования на взлетно-посадочной полосе
— мониторинг напряженно-деформированного состояния
В составе решения набор аппаратуры и необходимого программного обеспечения для фиксации изменений физических параметров (деформаций, температуры), аналитика для обработки этих данных в режиме реального времени и математические модели объектов для анализа ситуации и своевременного оповещения о нештатной ситуации.
Волоконно-оптические сенсоры отличаются по своей конструкции в зависимости от назначения (деформационный, температурный), метода монтажа, типа грунтов, физических диапазонов изменения/измерения параметров. Конкретный тип сенсора определяется на этапе проекта.
Набор необходимого оборудования, состав программных продуктов определяется задачей и проектом. Стандартная система настройки системы позволяет гибко настраивать системы на любых участках, а также определять различный набор контролируемых параметров на разных участках. Более того, учитывая, что система унифицирована со стандартными одномодовыми волокнами, используемыми в традиционных волоконно-оптических сетях связи, есть возможность выбирать и ставить под контроль только необходимые участки, а имеющиеся или строящиеся системы волоконно-оптической связи использовать как транспорт. Так же это работает и наоборот, дополнительные волокна в кабеле-сенсоры могут быть использованы как резервный канал связи.
Набор нескольких инструментов на уровне различных физических принципов (деформационных, температурных), программных модулей позволяет с высокой вероятностью обнаружить нештатное событие. Адаптивные пороги и система автоматической подстройки дают возможность подстраиваться под изменяющиеся условия на объекте, а также учитывать дневные и сезонные изменения. Таким образом, система не требует в течение всего периода эксплуатации подстройки системы и дополнительных эксплуатационных затрат.
В систему ещё на этапе проектирования закладывается математическая модель объекта, модель его поведения и критические показатели, при которых система должна информировать оператора.
Принцип действия
Принцип работы температурной/деформационной системы основан на регистрации распределения параметров Вынужденного Рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ) вдоль оптического волокна сенсора.
ВРМБ в оптическом волокне возникает в результате взаимодействия излучения с акустическими волнами гигагерцового диапазона Дифрагирующий на такой решетке оптический сигнал испытывает доплеровский сдвиг по частоте, поскольку сама решетка движется со скоростью звука. Скорость звука в материале сердцевины кварцевого световода напрямую связана с плотностью материала и зависит как от его температуры, так и от внутреннего механического напряжения (деформации). В результате величина частотного сдвига Бриллюэновского резонанса несет информацию о температуре и деформации в точке рассеяния. Это важная составляющая применяемой технологии (в отличие от других волоконных технологий типа Рамановского рассеяния), так как искомые параметры зависят не от амплитуды сигнала, а от изменения частоты, что гарантирует независимость от внешних факторов, старения волокна и обеспечивает долговременную стабильную работу. Высокий уровень оцифровки получаемых данных (каждые 50 см) позволяет получить эквивалент сотен тысяч тензометров и термометов вдоль контролируемого объекта, а высокий уровень электроники позволяет получить высокую чувствительность на уровне электрических датчиков.
В качестве кабеля-сенсора рекомендованы к использованию Сенсоры волоконно-оптические типа ФОСД, ФОСТ. Основная особенность данных сенсоров, в отличие от традиционных волоконно-оптических кабелей — это их конструкция и материалы. В отличие от телекоммуникационных волоконно-оптических кабелей, где основная задача защитить оптическое волокно от внешних механических, климатических и других факторов, в сенсоре задача — эти воздействия передать. Причем, передать их нужно с известной передаточной характеристикой, которая не изменяется по длине, во времени и во всем климатическом диапазоне температур. Только такие сенсоры позволяют эффективно работать системе и обеспечивают стабильно высокие характеристики.
Максимальная протяжённость | до 160 км |
Количество каналов | 1-24 |
Точность локализации | 2-5 метров |
Разрешение | 1 метр |
Габариты | от 5U (зависит от комплектации) |
Потребление | от ___ (зависит от комплектации) |
Климатика | -60..+60°С |
Срок службы сенсоров | 25 лет |
Протокол обмена | API, ModBus |
Задать вопрос
Консультация эксперта по решениям