НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Оптоволоконная тензометрия. - презентация

1 НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Оптоволоконная тензометрия

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

3 НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 1. Оптоволоконный тензодатчик

4 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

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

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

7 НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Основные типы датчиков

8 НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 2. Характеристики тензодатчиков

9 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.

10 НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 3. Технология установки тензодатчика

11 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

12 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.

13 НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 4. Сравнение с тензорезисторами

14 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

15 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

16 НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY 4. Примеры использования технологии

17 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.

18 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)

19 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).

20 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.

21 НЕВА ТЕХНОЛОДЖИ NEVA TECHNOLOGY Применение оптической тензометрии в других областях