В Пермском Политехе (ПНИПУ) разработали волоконно-оптическую систему для непрерывного мониторинга геотекстиля в дисперсных грунтах (песок, глина, торф), подверженных влиянию агрессивных и нестабильных сред. Она фиксирует смещение грунта до 0,5 мм и повышает безопасность строительных объектов. Также разработка по стоимости дешевле волоконных датчиков, которые в настоящее время применяются для контроля зданий и сооружений.
На сегодняшний день для отслеживания состояния сооружений применяют различные оптические системы. Однако для мониторинга геотекстиля они не подходят, потому что грунт сильнее податлив изменениям окружающей среды. Применение более точных и дорогих датчиков по сравнению с телекоммуникационным волокном нецелесообразно и экономически не выгодно.
Политехники отмечают, что конструкция датчика должна обеспечивать качественное измерение смещений геотекстиля порядка 1 мм. Именно величина смещения свидетельствует об опасной деформации сооружения, предупреждая о необходимости проведения ремонтных работ. Также система должна легко монтироваться, обладать невысокой стоимостью, долгосрочностью и экологичностью. С ее помощью возможно точно отслеживать смещения грунтового основания, что обеспечивает безопасность строительных конструкций.
Чувствительный элемент оптоволокна выполнен в виде петель, закрепленных в корпусе датчика. На него поступают излучения различной мощности от источника смещения, а затем, распространяясь по световоду, попадают в фотоприемник. Сигнал оттуда обрабатывается с помощью разработанной программы на персональном компьютере.
«Мы реализовали точечный амплитудный волоконно-оптический датчик контроля смещения, состоящий из ABS-пластика и оптоволокна Corning SMF-28. Он позволяет надежно фиксировать смещение до 0,5 мм. Этой точности достаточно для отслеживания состояния грунта. Более того, он на порядок дешевле датчиков на волоконных брэгговских решетках, что обеспечивает его перспективность», — объясняет профессор кафедры общей физики ПНИПУ, доктор технических наук Илларион Никулин.
Исследование выполнено в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Наука и университеты»). Статья с результатами опубликована в журнале «Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики».
