Сензор с решетка от оптични влакна: „Прецизна оптична измервателна пръчка“ в сърцевината, предефинираща възприятието за здравословно състояние на конструкцията.
В ерата на стремеж към максимална безопасност и прецизно наблюдение, наномащабна „оптична решетка“, гравирана в сърцевината на оптичното влакно, се очертава като уникална сензорна способност, превръщайки се в „нервната система“ на основна инфраструктура и-оборудване от висок клас. Сензорът за решетка от оптични влакна, този „оптичен пръстов отпечатък“, вграден в материала, безшумно защитава безопасните граници от мостове и тунели до самолети.
Сърцевината на решетъчния сензор на оптичното влакно е структура с периодично смущение на индекса на пречупване, гравирана в сърцевината на оптичното влакно с ултравиолетов лазер. Това е като „контролна точка“, специално зададена за определена дължина на вълната на светлинната вълна -, когато температурата на околната среда или напрежението, приложено към оптичното влакно, се променят, периодът или ефективният индекс на пречупване на решетката ще се променят, като по този начин причиняват прецизно отклонение в централната дължина на вълната на нейното отражение или предаване.
Чрез наблюдение на движението на този „оптичен пръстов отпечатък“ е възможно директно да се измерват деформацията и температурните промени на измервания обект с висока точност на нива на микро-напрежение (με) и миликелвин (m градуса). Този-кодиран метод за измерване с дължина на вълната по своята същност притежава уникални предимства като устойчивост на електромагнитни смущения, абсолютно измерване и лесно формиране на разпределена мрежа.
· Мониторинг на здравето на инфраструктурата: Сензорната мрежа от оптични решетки, вградена в големи мостове, язовири на резервоари и тунелни тръбни галерии, действа като „интегрирана нервна система“, като непрекъснато отчита разпределението на напрежението и температурното поле в рамките на конструкцията 24/7, предоставяйки важни данни за превантивна поддръжка и предупреждения за безопасност.
· Безопасност на енергийната промишленост: Сензорите, плътно монтирани по нефто- и газопроводи, могат точно да локализират геоложки бедствия, строежи на трети страни и дори места за кражба на петрол; решетъчният масив вътре в лопатките на вятърната турбина може да наблюдава натоварването и деформацията в реално време, да оптимизира работата и да предотвратява повреди.
· Космонавтика и транспорт: Вграден в композитните материали на фюзелажите на самолети или конструкциите на високо{0}}скоростни железопътни вагони, той следи повреди и удари от умора; в интелигентната електрическа мрежа, той непрекъснато следи температурата и тока на кабелните съединения, за да предотврати рисковете от пожар.
Традиционните фиброоптични решетки, като сензори от „точков-тип“, сега се свързват последователно чрез усъвършенствани технологии като мултиплексиране по дължина на вълната и отражение на оптична честотна област, образувайки квази-разпределена сензорна мрежа, покриваща няколко километра. В комбинация с технологичния пробив на Китай в специални оптични влакна и оборудване за демодулация, местната система е постигнала точност на демодулация на дължината на вълната от ±1 pm и възможност за динамично измерване до хиляди пъти в секунда, като основните технически индикатори достигат международно напреднало ниво.
С широкото приемане на Интернет на нещата и технологията за цифрови близнаци, оптичните решетъчни сензори се развиват от независими сензорни единици до „периферните неврони“ на интелигентните градове. Тяхната дълбока интеграция с безжично предаване и алгоритми за изкуствен интелект ще даде възможност за скок от „мониторинг“ към „само-диагностика и само-предупреждение“.
От 10 000 - метра дълбок кладенец до 10 000 - метра висока надморска височина, от наномащабно микронапрежение до широкомащабно инженерство, обхващащо планини и реки, тази "оптична линийка", гравирана в сърцевината на влакното, осигурява незаменима сензорна основа за изграждането на по-безопасен и по-интелигентен свят. Той е не само носител на технология, но и ключът към бъдещата ера на интелигентна работа и поддръжка.