Światłowodowy
system pomiarowy

Innowacyjny system do pomiaru odkształceń oraz naprężenia obiektów i instalacji, szczególnie instalacji krytycznych. Opracowany przez grupę inżynierów, pionierski układ pomiarowy oparty na fotonice światłowodowej zapewnia jeden z najdokładniejszych pomiarów na Świecie (1000 punktów pomiarowych na 1 metr włókna światłowodowego). Nasze rozwiązanie znajdzie zastosowanie w przemyśle energetycznym, lotniczym, kolejowym oraz szeroko pojętej dziedzinie inżynierii lądowej i geotechnicznej. Ponadto, dzięki iskrobezpieczności system może być stosowany w miejscach, w których występuje zagrożenie wybuchem gazu i/lub pyłu palnego.

 

.

Zalety czujników światłowodowych

Zaletą czujników światłowodowych jest możliwość pomiaru odkształcenia i naprężenia nawet w 1000 punktach przy zastosowaniu odpowiedniej konfiguracji urządzeń pomiarowych, za pomocą pojedynczego włóka światłowodowego jednomodowego i systemu rejestrującego z dokładnością rzędu δε = 1µStrain. Kwestią najistotniejszą jest to, że na sygnał odbierany z czujnika światłowodowego nie wpływają szumy i straty mocy, ponieważ informacja o wielkości mierzonej jest zakodowana w formie długości fali.

Czujniki światłowodowe można stosować do pomiarów odkształcenia, temperatury, ciśnienia, ciężaru, przemieszczenia oraz przyspieszenia. Duży wybór czujników światłowodowych pozwala na umieszczenie światłowodu praktycznie na każdej powierzchni, ponieważ czujniki można przykleić, przyspawać lub zatopić w betonie czy kompozycie.

Realizacje

Instalacje gazociągowe

W wyniku wcześniejszych badań i testów czujnik FBG został wybrany do pomiaru zmiany odkształcenia gazociągu DN500 na każdej pętli pomiarowej w ilości 7 punktów pomiarowych rozlokowanych na obwodzie co 45° oraz jeden czujnik kompensacji temperatury.

Czujniki światłowodowe, które zostały zamontowane na obwodzie rurociągu operatora przesyłowego wykazały ciągłość połączenia z interrogatorem, co świadczyło o nienaruszeniu instalacji pomiarowej na badanym obiekcie.

Zamontowany czujnik to innowacja w przemyśle naftowo-gazowym. Dzięki naszemu czujnikowi FBG, na bieżąco można monitorować ewentualne odchylenia oraz zmianę temperatury, o czym zostajemy natychmiastowo zawiadomieni.

Instalacje gazociągowe

Transport bliski

Badania zostały przeprowadzone na suwnicy wybudowanej w 1980 roku. Składała się z dwóch zespołów 13-przęsłowych złożonych z blachownicowych belek podsuwnicowych wspartych na słupach o konstrukcji kratownicowej. Długość jednego przęsła wynosiła około 12m.

Badania zostały przeprowadzone w oparciu o zastosowanie specjalnego czujnika, mocowanego pośrednio w specjalnie do tego celu zaprojektowanych i wykonanych uchwytach.

Dzięki naszemu produktowi, wynik pomiarów pozwoli na ocenę wytrzymałości zmęczeniowej węzła oraz stopnia jego uszkodzenia. Postępując zgodnie z takim schematem w sposób ciągły, można skuteczniej przewidywać potencjalne miejsca zniszczenia konstrukcji, a przede wszystkim przedstawić użytkownikowi rozpatrywanego obiektu przybliżony czas jego dalszej eksploatacji, względnie wskazać okres, po którym należy przeprowadzić kontrolne badania diagnostyczne.

Transport bliski
Transport bliski

Zbiorniki do przechowywania oraz instalacje do transportowania ciekłego amoniaku

Do testów światłowodowego systemu pomiarowego wybrano pale fundamentowe w liczbie 8 szt. rozmieszczone pod zbiornikiem bezciśnieniowym amoniaku w Policach.

Dzięki tak rozbudowanemu systemowi pomiarowemu, zmiany w wartościach odkształceń i naprężenia stanowiska są od razu wychwycone.

Ciekły amoniak może być przetwarzany na miejscu lub magazynowany. Transport amoniaku do odbiorców zewnętrznych odbywa się z użyciem cystern samochodowych, kolejowych oraz statków i rurociągów przesyłowych.

Zbiorniki do przechowywania oraz instalacje do transportowania ciekłego amoniaku

Konstrukcja wsporczej linii napowietrznej 110kV

Do testów światłowodowego systemu pomiarowego, został wybrany słup energetyczny linii 110kV zlokalizowany w Oświęcimiu W wyniku analizy konstrukcji wsporczej linii 110kV, jak również jej usytuowania w terenie ustalono umiejscowienie czujników światłowodowych z siatkami Bragga.

Czujniki światłowodowe, które zostały zamontowane na czterech podporach (nogach) słupa energetycznego linii 110kV wykazały ciągłość połączenia. W wyniku przeprowadzonych przez nas analiz, zaprojektowaliśmy oraz wykonaliśmy uchwyty czujników światłowodowych przeznaczonych do zainstalowania czujników światłowodowych SC-01 na badanej konstrukcji wsporczej słupa 110kV.

Zainstalowane czujniki wspierają kontrolę odchyleń i naprężenia.

Zbiorniki do przechowywania oraz instalacje do transportowania ciekłego amoniaku

Cel projektu

Celem projektu jest rozwój technologii światłowodowych w zakresie określenia stanu naprężenia, odkształceń oraz temperatury badanych obiektów. Efektem końcowym prac jest opracowanie i produkcja opatentowanych systemów pomiarowych służących do badania stanu technicznego instalacji. Realizacja projektu podniesie poziom bezpieczeństwa instalacji krytycznych oraz usprawni system nadzoru konstrukcji szczególnego zastosowania.

Zakres realizacji

  • Przygotowanie koncepcji czujnika światłowodowego wykorzystującego siatki Bragga.
  • Przygotowanie koncepcji czujnika światłowodowego wykorzystującego rozproszenie Rayleigha.
  • Zbudowanie prototypu systemu pomiarowego i jego testy na specjalnie przygotowanych mikrostanowiskach.
  • Testy na obiektach przemysłowych.
  • Wdrożenie gotowych produktów.

Dodatkowe informacje

  • Wartość projektu: 5 875 201 zł
  • Wartość dofinansowania ze środków NCBR: 4 277 236 zł

Okres realizacji projektu: 05.2018 r. – 04.2021