Speaker
Description
Достоверное измерение деформаций в различных участках контролируемой конструкции является важной задачей при создании систем мониторинга механического состояния. Для решения данной задачи большой потенциал имеют волоконно-оптические датчики (ВОД), среди которых для измерения деформаций и температуры наибольшее распространение имеют точечные датчики на основе волоконной брэгговской решетки (ВБР) и распределенные волоконно-оптические датчики на основе Рамановского, Бриллюэновского и Рэлеевского рассеяния. При распределенном измерении деформаций и температуры все тестируемое оптического волокно является чувствительным элементом, в отличие от точечных волоконно-оптических датчиков, для которых чувствительностью к изменениям деформаций и температуры обладают только предварительно обработанные области оптического волокна. Среди распределенных волоконно-оптических датчиков наилучшим пространственным разрешением обладает метод, основанный на измерении спектрального сдвига в обратном Рэлеевском рассеянии, который позволяет проводить распределенные измерения деформаций и температуры при помощи стандартного одномодового оптического волокна.
В работе приведены результаты исследований по измерению деформаций в однородном и градиентном полях деформаций, с помощью распределенных волоконно-оптических датчиков на основе Рэлеевского рассеяния и сопоставление результатов измерений с точечными датчиками на основе волоконной брэгговской решетки. Продемонстрировано влияние длины фрагмента профиля рассеяния, используемого для вычисления деформаций на качество измерения неоднородного распределения деформаций. Приведены результаты экспериментов при размещении волоконно-оптических датчиков на поверхности материала с помощью клеевого соединения и при встраивании оптического волокна в объем материала на этапе его изготовления. В качестве исследуемых материалов рассмотрены полимерные композитные материалы, термопластичные материалы, используемые при производстве изделий с помощью аддитивных технологий методом послойного наплавления и используемый в строительстве цемент.
Полученные результаты демонстрируют удовлетворительное совпадение значений деформаций, полученных при использовании точечных и распределенных ВОД.
Публикация подготовлена в рамках реализации Программы создания и развития научного центра мирового уровня «Сверхзвук» на 2020-2025 годы при финансовой поддержке Минобрнауки России (соглашение от 21 апреля 2022 года № 075-15-2022-329).
