НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Оптоволоконная тензометрия

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 1.Оптоволоконный тензодатчик 2.Характеристики тензодатчиков 3.Технология установки тензодатчика 4.Сравнение с тензорезисторами 5.Примеры использования технологии Содержание:

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 1. Оптоволоконный тензодатчик

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY оптоволокно с защитной трубкой свыше 3 см свободного волокна от решетки оптоканал с 2 FC/APC коннекторами для мультиплексирования Оптоволоконный тензодатчик – это: 1.Оптоволоконный тензодатчик

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Электрический тензодатчик Оптоволоконный тензодатчик Оболочка (n 1 ) Ядро (n 2 ) Период решетки Оптоволоконная решетка Брэгга P

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY P R R Bragg Изменение сопротивления Изменение брэгговской длины волны

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Основные типы датчиков

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 2. Характеристики тензодатчиков

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY ПараметрЕд. измеренияУФZ70 Коэффициент тензочувствительности (k) Относит. Статистич. ошибка коэф. тензочувствит.%0.5 Отноистельная поперечная чувствительность 1 -< Температурн. коэф. тензочувтствительности 2 °C Диапазон напряжений (растяжение / сжатие)% 5 Усталостные перемещения 3 µ / 10 6 циклов 4 S 1 (линейная температурная чувствительность)10 -6 °C S 2 (квадратичная температурная чувствительность)10 -9 °C Активня длина датчика (длина брэгговской решетки)мм 8 Остальная длина датчика (длина волокна)мм 28 Материал покрытия-ORMOCER ® Диаметр волокна (с покрытием)мкм 195 Диапазон рабочих температур°C-45 to to +90 Диаметр изоляциимкм900 Длина изоляции(слева и справа от датчика)см45 1 В соответствии с ASTM E Относительная поперечная чувствительность – это соотношение коэф. тензочувствительности тензодатчика, смонтированного перпендикулярно одноосного поля деформации (поперечный тензодатчик) к к коэффиц. Тензочувствит. похожего тензодатчика, смонтированного параллельно тому же самому полю деформации (продольный тензодатчик). 2 Температурный коэффициент тензочувствительности k выражает относительное изменение k на градус Цельсия. 3 Перегибание во время цикла усталости было испытано с помощью установки датчиков на композиционный материал со стеклянной матрицей с однонаправленными волокнами, который деформировался от -0,24% до +0,24% вплоть до 2 миллионов циклов.

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 3. Технология установки тензодатчика

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Набор для установки тензодатчиков SGK-01: 2 типа клея (УФ и Z70) Инструменты: измерительные «башмаки» стеклянная пластинка тефлоновые ленты наждачная бумага, чистящие средства аксессуары механический и химический герметик 20 SG-01 тензодатчиков 2 TC-probes датчиков температурной компенсации Кабели и адаптерыдля установки Инструкция Аксессуары: УФ-лампа

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Инструмент – измерительный «башмак»: легкая установка и снятие; прозрачен для УФ-излучения; не приклеивается в случае использования УФ-клея; обеспечивает необходимую толщину проклейки; позволяет создать преднатяжение волокна; ручное надавливание с помощью стеклянной пластинки.

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 4. Сравнение с тензорезисторами

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY ПараметрОптоволоконныйРезистивный Установка и опрос датчика Быстро (< 20 мин на датчик); Легко (не требуются специалисты; не требуется дополнительных проводов) Затраты времени (на доп. провода) Требует квалифицированных и опытных специалистов Усталостная прочность Великолепная усталостная прочность: несущественные изменения при более чем 2 миллионах циклов при +/ % деформациях Подобные свойства не приемлемы для резистивных тензодатчиков Цена (датчик + устройство опроса) Более эффективен при большом числе датчиков. Точка безубыточности уже при 20 датчиках Цена увеличивается прямопропорционально кол-ву датчиков, т.к. каждому датчику необходим собственный канал для опроса Температурный эффект Нет Резисторы выделяют температуру, тем самым внося ошибку в измерения. Чувствительнос ть к внешним воздействиям Только к температуре К электо-магнитным воздействиям и температуре, неприемлем в агрессивных средах

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Преимущества в сравнении с традиционными тензодатчиками Больший диапазон контроля деформаций (до 5%) Простая методика монтажа датчиков Более «плотная» схема монтажа датчиков (меньшая база) Меньший вес, отсутствие меди, трассы до 20 км, отсутствие наводок, срок службы > 20 лет Возможность интеграции датчика внутрь объекта (композиты) Возможность использования «в контакте» с горючими смесями Экономичность на больших объемах Система FOS & S прошла тестирование и сертификацию на Airbus и ASTM

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 4. Примеры использования технологии

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Олимпийский стадион в Афинах Мониторинг строительных конструкций: Несколько линии по 32 датчика; 5 трехосевых акселерометра; 16 датчиков смещения; 25 температурных датчиков; 3 точки контроля давления опор на почву.

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Аэрокосмическая отрасль Проект по замене электрических тензодатчиков оптоволоконными в системе контроля целостности топливных емкостей Первый тестовый полет 2009 Технология великолепно работает над контролем усталостных деформаций авиационных объектов; Идеальная технология для мониторинга нагрузок (структурный анализ объекта)

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Применение оптической тензометрии в беспилотных аппаратах NASA: тензодатчиков на каждое крыло; -8 датчиков температурной компенсации; -4-х канальный динамический источник опроса датчиков (интеррогатор).

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Атомная промышленность Установка датчиков на компенсирующем стержне реактора в целях мониторинга деформаций стержня. Использовались: -41 датчик деформации; -40 датчиков температурной компенсации; -датчики температуры. Атомная электростанция Ginna (вблизи озера Онтарио, США) Мониторинг деформаций здания атомной станции. Были использованы: -высокочувствительные датчики деформации; -датчики температуры.

НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Применение оптической тензометрии в других областях