|  | 25 июня 2011 | Новости науки и техники

Самовосстанавливающиеся датчики структурного напряжения будут контролировать состояние конструкций и зданий.

Датчик структурного напряжения


Крах моста, сооружения или здания всегда является тревожащим событием, даже если случай обошелся без человеческих жертв. Для контроля состояния сооружений разрабатываются различные технологии, используя которые можно вовремя предсказать и предупредить появление таких инцидентов. В большинстве случаев такие технологии представляют собой датчики, внедренные в элементы конструкций, с помощью которых получают данные о механических напряжениях, которые испытывает материал конструкции. И если деформация материала от напряжения приведет к порче самого датчика, который в большинстве случаев невозможно заменить, то соответствующие службы будут не в состоянии дальше отслеживать целостность конструкции.

Решая эту проблему, исследователи из университета Северной Каролины создали новый вид датчиков структурного напряжения, которые могут самовосстанавливаться после повреждения и продолжать нормальное функционирование. Рабочая часть этого датчика представляет две идущие параллельно нити оптоволокна, размещенные в резервуаре, наполненном полимерным материалом, который полимеризуется и становится твердым под воздействием ультрафиолетового излучения. Один из концов обоих нитей замкнут светопроводящим материалом. Достаточно сильный луч ультрафиолетового света, попадая в одно оптоволокно, проходит сквозь него, сквозь полимерный соединитель и возвращается назад по второму оптоволокну.

Поскольку датчик присоединен "намертво" к конструкционному материалу, он подвергается такому же сжатию или растяжению, как сам материал. Измеряя расстояние, пройденное лучом света сквозь датчик, измеряется длина оптического волокна, которая затем интерпретируется в измерение механического напряжения.

Однако, если этот датчик растянуть слишком сильно, то нить оптоволокна треснет. Но жидкий полимерный состав, находящийся в резервуаре, заполнит собой получившийся промежуток и под воздействием ультрафиолетового света затвердеет, склеив собой порванное оптоволокно. Оптическая цепь снова становится замкнутой и датчик продолжает работать в обычном режиме.

"Воздействия, которые могут привести к порче датчика, но не вызовут крах конструкции, встречаются довольно часто" - рассказывает доктор Кара Петерс (Dr. Kara Peters), профессор в области механических и космических разработок из университета Северной Каролины. - "Сбор данных, указывающих на то, что же на самом деле происходит с контролируемыми строениями и конструкциями, позволит сделать выводы о безопасности конструкции. Но, если датчики выходят из строя, то получение данных становится невозможным. Хочется надеяться, что новый тип датчиков позволит в будущем держать наши конструкции и сооружения под постоянным непрерывным контролем".

Описание проведенных исследований и технологий, использованных для создания нового датчика, было опубликовано в последнем выпуске журнала "Smart Materials And Structures".




Ключевые слова:
Датчик, Напряжение, Структурное, Механический, Строение, Здание, Консрукция, Материал, Безопасность, Оптоволокно, Полимер, Ультрафиолетовый, Свет, Самовосстановление

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Гибкий датчик-пленка, изменяя свой цвет, отображает усилие, прикладываемое ...
  • Новый прозрачный, плоский и гибкий датчик позволит превратить в камеру любу ...
  • "Умное" нанопокрытие обнаруживает мельчайшие повреждения в строениях и ко ...
  • Крошечный генератор вырабатывает электричество, поглощая энергию низкочасто ...
  • Сеть гибких датчиков - "умное" покрытие для поверхности самолетов, автомо ...




  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.