Rozproszone czujniki monitorujące uszkodzenia konstrukcji

Rozproszone czujniki monitorujące uszkodzenia konstrukcji

Naukowcy z Missouri University of Science and Technology skonstruowali system czujników monitorujący uszkodzenia konstrukcji budynków, czy mostów.

Zwykle, konstrukcje monitorowane są przy pomocy czujników dyskretnych, które pobierają dane w jednym określonym punkcie. Jednakże „w przypadku dużych infrastruktur, aby zrozumieć zachowanie całości, konieczna jest znacząca liczba dyskretnych czujników.” – stwierdził Genda Chen z Missouri University of Science and Technology.

Chen wraz z współpracownikami wykorzystali czujnik z kabla koncentrycznego, który jest w stanie monitorować uszkodzenia na długości przeszło 30 metrów. Przez kabel puszczany jest impuls; jeżeli napotka zakłócenia, odbita fala wraca do odbiornika. Siła oraz czas podróży sygnału może zostać wykorzystany do określenia rozmiaru i lokalizacji pęknięcia konstrukcji. Takie czujniki rozproszone charakteryzują się dużą czułością, rozdzielczością przestrzenną oraz szybkością pomiaru; a przy tym nie zajmują w konstrukcji zbyt wiele miejsca.

Nowo opatentowane czujniki są bardzo niezawodne i na tyle odporne, by móc pracować nawet w ciężkich warunkach. „Jest to szczególnie ważne dla ewakuacji i odbudowy po trzęsieniu ziemi, szczególnie, że są to zjawiska niezbyt częste.” – stwierdził Chen.

Po kilku latach braku aktywności, typowy system mógłby ulec uszkodzeniu. Czujniki rozproszone dysponują pamięcią, która umożliwia im raportowanie nawet o poważnych uszkodzeniach po trzęsieniu ziemi, nawet wtedy, gdy czasowo same ulegają uszkodzeniu.

Nowe czujniki są w stanie bezpośrednio przekazywać dane, które inżynierowie wykorzystują do diagnostyki konstrukcji. Informacja dotycząca integralności konstrukcji może natychmiast zostać przekazana do służb szybkiego reagowania. Wpływa to na zwiększenie bezpieczeństwa służb ratunkowych, a także na zwiększenie ich efektywności.

„Mam nadzieję, że inżynierowie są w stanie zintegrować technologie monitorowania konstrukcji z ich projektami oraz systemami utrzymania.” – powiedział Chen. „Jest to najoszczędniejszy sposób na monitorowanie konstrukcji przez cały czas jej życia.”

Obecnie, dwa nowe czujniki zostały zainstalowane na moście autostradowym na Missouri. W przyszłości, Chen wraz z zespołem planuje przeprowadzić więcej testów w terenie na mostach i budynkach po to, by zademonstrować nowa technologię i przeszkolić inżynierów.

(lk)