09.12.2021

Пресс-тур по ИАиЭ СО РАН: Часть 4. Сибирские учёные совершенствуют оптоволоконные датчики физических параметров

В лаборатории оптических сенсорных систем Института автоматики и электрометрии СО РАН, созданной в рамках национального проекта «Наука» исследователи разрабатывают новые датчики и системы для измерения физических величин. Такие устройства можно использовать для мониторинга мостов, туннелей, сложных технологических объектов, а также в авиации и космической технике.

«Большинство из наших датчиков основаны на взаимодействии света и элементов волоконной оптики, — рассказал старший научный сотрудник лаборатории оптических сенсорных систем кандидат физико-математических наук Иван Александрович Лобач. — Для того чтобы обычное оптоволокно, которое используется для передачи информации в сети Интернет, стало датчиком, его нужно немного модифицировать, и для этого в нашем институте существует несколько технологий. Таким образом, мы умеем делать устройства, позволяющие измерять, например, температуру и другие физические величины».

Однако для измерительной системы нужен ещё один аппарат, который будет формировать оптическое излучение, отправлять его в линию до датчика и анализировать возвращающийся сигнал, так называемое устройство опроса. В ИАиЭ создаются и они, и разработанные сибирскими учёными комплексы имеют ряд преимуществ: малый вес, компактность, помехозащищенность, возможность объединения датчиков в единую сенсорную сеть.

«В частности, такая система уже стоит для мониторинга снеговой нагрузки на сложную арочную конструкцию новосибирского стадиона “Заря”», — отметил Иван Лобач.

Максим Гаськов демонстрирует систему мониторинга

Ещё один комплекс предназначен для нужд авиации. «На крыле самолета расположен оптоволоконный датчик, соответственно, при деформации крыла можно заметить на экране планшета информационный отклик», — пояснил магистрант Новосибирского государственного университета инженер-программист ИАиЭ СО РАН Максим Петрович Гаськов.

«Если мы будем встраивать оптоволоконные датчики в композиционные материалы, то сможем диагностировать состояние различных летательных аппаратов, — добавил Иван Лобач. — Мы выполняем ряд работ по заказам Сибирского научно-исследовательского института авиации им. С.А. Чаплыгина, АО “"Информационные спутниковые системы" им. ак. М.Ф. Решетнёва”, АО “ОДК-Авиадвигатель”. Дело в том, что для их нужд даже небольшое по нашим меркам устройство опроса считается слишком крупным, и они хотят ещё более его компактизировать». Решение таких задач учёные видят в развитии фотонной интегральной схемотехники, для чего был создан центр компетенций «Фотоника». «В конечном итоге мы сможем сделать устройство опроса в виде маленького оптического чипа, который заменит коробочку. Прототип уже создан», — подчеркнул Иван Лобач.

По словам исследователя, с применением фотонных интегральных схем устройства станут меньше и легче, их можно будет монтировать и использовать для диагностики космической техники и авиационных аппаратов, поставить на спутник и уже с помощью оптоволоконных датчиков измерять физические параметры.

Кроме того, в лаборатории создаются распределённые датчики, когда оптическое волокно позволяет фиксировать распределение температуры вдоль всей своей длины на протяжении единиц и десятков километров. «Если, например, мы проложим такую линию вдоль нефте- или газопровода, то сможем измерять различные утечки, происходящие в них. Такие разработки мы делаем совместно с лидерами сенсорного рынка России, в том числе с резидентами Технопарка новосибирского Академгородка, пытаясь внедрить это в практику», — прокомментировал Иван Лобач.

Фото Глеба Сегеды

Источники:

Сибирские ученые совершенствуют оптоволоконные датчики физических параметров – Наука в Сибири (sbras.info), Новосибирск, 1 декабря 2021.

Сибирские ученые совершенствуют оптоволоконные датчики физических параметров – Новости энергетики (ruscable.blogspot.com), Москва, 1 декабря 2021.

Сибирские ученые совершенствуют оптоволоконные датчики физических параметров – RusCable.Ru, Москва, 1 декабря 2021.

Материал в формате pdf