Специалисты из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) представили новую разработку — волоконно-оптический датчик, который значительно упрощает непрерывный мониторинг состояния различных конструкций, включая мосты и трубопроводы. Создание этого устройства стало возможным благодаря поддержке гранта Российского научного фонда, а его результаты были опубликованы в научном издании Applied Optics.
Новизна разработки заключается в создании сенсорной сети на основе межмодовых волоконных интерферометров, которые считаются перспективными благодаря своей простой конструкции и невысокой стоимости. Как сообщает информационное агентство ТАСС, такие датчики способны фиксировать мельчайшие изменения, обладая при этом компактностью, радиационной стойкостью и электронейтральностью. Ученым удалось объединить несколько таких элементов в единую систему, что открывает новые возможности для одновременного отслеживания состояния объектов в нескольких точках вдоль одного оптического волокна.
Прототип системы, состоящий из шести чувствительных элементов, успешно прошел экспериментальные испытания. Он показал высокую точность и низкий уровень перекрестных помех, не превышающий пяти процентов. Это позволяет с высокой достоверностью определять, в какой именно точке конструкции произошло воздействие. Для разделения сигналов от каждого датчика исследователи применили метод спектрального опроса в сочетании с цифровой обработкой данных с помощью быстрого преобразования Фурье.
По словам разработчиков, сфера применения новой технологии чрезвычайно широка. Ее можно использовать для контроля за утечками и деформациями на нефте- и газопроводах протяженностью в десятки километров, а также для мониторинга возникновения опасных напряжений в конструкциях мостов и плотин. Такой подход позволяет отслеживать состояние объектов в режиме реального времени, что является критически важным для обеспечения их безопасности.
Кроме того, созданный датчик может найти применение в системах предупреждения оползней и сейсмической активности. В авиационной отрасли он позволит осуществлять непрерывный мониторинг состояния фюзеляжа летательных аппаратов. Таким образом, технология может быть внедрена везде, где требуется измерять внешнее воздействие одновременно в нескольких точках, повышая надежность и безопасность критически важной инфраструктуры.