Разработка волоконно-оптической системы для мониторинга геотехнических сооружений
Аннотация:
Введение. В работе представлена концепция точечного амплитудного датчика регистрации смещения геотекстиля — синтетической ткани, армирующей геотехнические сооружения, подобные дамбе. Применение систем непрерывного контроля состояния строительной конструкции, основанных на идее «умного» геотекстиля, может значительно повысить безопасность объекта, предупреждая о необходимости проведения внеплановых ремонтных работ, возникновении аварийной ситуации и необходимости срочного прекращения эксплуатации объекта, эвакуации персонала или населения. Оценены возможности существующих технических решений датчиков смещения. Известно, что существующие системы мониторинга, использующие датчики на волоконных брэгговских решетках, не применимы в случае с геотекстилем. Это обусловлено большой податливостью грунта и практическим отсутствием в грунте упругой деформации. Кроме того, датчики на волоконных брэгговских решетках значительно дороже в производстве по сравнению с телекоммуникационным оптическим волокном. Метод. Одномодовое волокно в чувствительном элементе образует одну или несколько петель, зажатых между подвижными упорами, прикрепленными к корпусу и к подвижному активатору. При макроизгибе армирующего оптоволокна происходит нарушении полного внутреннего отражения, что приводит к амплитудной модуляции излучения. Макроизгиб пропорционален смещению активатора, прикрепленного к геотекстилю. В работе приведены конструкция, размеры чувствительного элемента и математические соотношения размеров и характеристик элементов конструкции для обработки сигнала. Модель датчика реализована из ABS-пластика и оптоволокна Corning SMF-28. Основные результаты. Экспериментальная установка для проверки предложенной концепции реализует контролируемое смещение активатора, ввод и вывод излучения. Определены зависимости выходной мощности от диаметра изгиба оптоволокна в интервале от 25 до 11 мм и смещения в пределах до 14 мм при длине волны излучения 1550 нм. Показано, что полученные зависимости монотонны, на них имеются квазилинейные участки. Полученные на графиках перегибы при малом диаметре изгиба оптоволокна возникают в результате интенсивного выхода излучения из сердцевины в оболочку и рассеяния в ней, а при большом диаметре — из-за малых изгибных потерь. Обсуждение. Проведенные исследования показали, что предложенный датчик позволяет надежно фиксировать смещение до 0,5 мм. Результаты обладают хорошей повторяемостью. Отметим, что датчик уступает по точности регистрации смещений грунта, но по стоимости на порядок дешевле датчиков на волоконных брэгговских решетках.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Автоматический сурдоперевод: обзор нейросетевых методов распознавания и синтеза звучащей и жестовой речи
- Обзор алгоритмов маршрутизации для сетей на кристалле
- Исследование усилительных свойств активных областей на основе In0,60Ga0,40As/In0,53Al0,20Ga0,27As сверхрешеток, используемых для вертикально-излучающих лазеров
- Изменение оптических свойств поверхности серебра за счет лазерного структурирования
- Алгоритм ориентирования на местности беспилотных летательных аппаратов с использованием машинного зрения
- Исследование характеристик полупроводникового лазерного диода с распределенной обратной связью в режиме источника и приемника оптического излучения для регистрации отклика волоконных решеток Брэгга
- Управление нелинейными объектами с гарантией нахождения регулируемой переменной в заданном множестве при возмущениях и помехах в измерениях
- Влияние качества растворителя на трибологические свойства полимерных щеток
- Совместное распознавание акустических сцен и аудиособытий с помощью многозадачного обучения компактных моделей
- Метод оптимизации нейронных сетей на основе структурной дистилляции с применением генетического алгоритма
- ViSL model: модель автоматической генерации предложений вьетнамского языка жестов
- Расширенное обнаружение аномалий в сетевой безопасности: комплексный ансамблевый подход
- Усовершенствование контроля доступа на основе атрибутов с помощью технологий Ethereum и ZK-SNARK
- Сравнительный анализ нейросетевых моделей для картографирования лесных рубок по летним космическим снимкам
- Гарантированные оценки гамма-процентного остаточного ресурса оборудования систем хранения данных
- Классификация поражений рассеянным склерозом посредством анализа изображений магнитно-резонансной томографии методом глубокого обучения
- Создание и анализ многомодального корпуса данных для автоматического распознавания агрессивного поведения людей
- Трехмерная реконструкция отдельных изображений с помощью бинарного классификатора
- Обнаружение скрытого вредоносного программного обеспечения с использованием глубокой нейронной сети с выбором признаков ANOVA на наборе данных CIC‑MalMem-2022
- Карта намагничивания вентильно-индукторного электродвигателя: экспериментальный подход
- Спектральная зависимость квантовой эффективности фотоэлектрохимического разложения воды нанопористыми слоями серебра