Волоконно-оптичне обладнання для технічного діагностування висотних архітектурних споруд

Анотація

Проблема забезпечення надійного сприйняття несучими будівельними конструкціями розрахункових навантажень після негативного впливу гідрометеорологічних або руйнівних експлуатаційних факторів особливо гостро постає зі збільшенням поверховості архітектурних споруд. Це завдання обов'язково враховується на етапі проектування. Проте в розрахунках не можна врахувати фактичний стан несучої конструкції будівлі після землетрусу, бурі чи пожежі. Сучасне поняття «експлуатація до попереднього стану» базується на різних методах прогнозування технічного стану, зокрема – виявлення руйнувань на початковій стадії їх розвитку. Практичне використання цієї концепції вимагає впровадження нових, більш ефективних, зручних у використанні, автоматизованих засобів і пристроїв технічної діагностики та прогнозування технічного стану будівельних елементів і конструкцій і значно ускладнює процедури моніторингу. Тенденції розвитку сучасних методів експлуатації свідчать, що саме використання надійних, перевірених, малочутливих до збурень діагностичних засобів і пристроїв, органічно вбудованих в автоматизовану систему управління, забезпечує високу ефективність роботи та надійність функціонування архітектурних споруд. Існуючі засоби та прилади діагностики технічного стану архітектурних споруд працюють в умовах концентрованого впливу дестабілізуючих факторів. Саме ці збурення не дозволяють ефективно діагностувати та прогнозувати технічний стан архітектурних споруд, які відповідають сучасним вимогам експлуатації. Аналіз відомих рішень доводить, що для сучасного моніторингу технічного стану затребувані нові засоби діагностики та прогнозування, а саме - волоконно-оптичні пристрої, нечутливі до більшості експлуатаційних дестабілізуючих факторів. Тому актуальною та затребуваною будівельними компаніями є наукова задача створення діагностичних засобів, що функціонують у складних умовах експлуатації та пристосованих для безперервного, тривалого та достовірного моніторингу стану архітектурних конструкцій під дією концентрованого впливу дестабілізуючих факторів, вирішення та практичне використання яких значно підвищує рівень безпеки надвисоких будівель. Для подолання певної стриманості у вдосконаленні засобів вимірювальної техніки сформувався напрям розвитку вимірювальних перетворювачів, заснований на використанні оптичного випромінювання для реєстрації фізичних ефектів.

Використання унікальних властивостей оптичних матеріалів є ефективним рішенням для створення волоконно-оптичних вимірювальних перетворювачів і ліній зв'язку інформаційновимірювальних систем. Технологічний прорив у виробництві спеціального оптичного скла дозволив йому значно перевершити властивості відомих матеріалів. Поставлена задача вирішується створенням пристрою для визначення кутових переміщень, який містить блок запису та обробки інформації, лазерний випромінювач, фотоприймач і який відрізняється тим, що лазерний випромінювач і компенсуючий інтерферометр, з’єднаний з фотоприймачем, з’єднані з первинними гілками двостороннього оптичного розгалужувача, вторинні гілки якого містять оптичні фільтри і з’єднані з плоскими світловодами, які містять волокнисті бреггівські решітки. і закріплені вздовж внутрішнього простору елемента будівлі паралельно і перпендикулярно до його площин.