Bakar همکار Q&A: فیبر نوری سنسور می تواند نظارت بر زیرساخت های حیاتی


Kenichi Soga
کنیچی سوگا آگهی های تحقیقاتی در حال توسعه توزیع فیبر نوری سنسور برای تشخیص نقص تحریف ها و آسیب پذیری های در مقیاس بزرگ زیرساخت ها است.
(عکس: علامت Joseph Hanson)

ژانویه گذشته در یک اعتراض عمومی نیویورک فرماندار کومو رها شده و برنامه ریزی برای 15 ماه shutdown از Canarsie تونل بخشی از خط مترو بین منهتن و بروکلین.

95-سال-تونل بود در نیاز فوری به تعمیر حتی قبل از Superstorm شنی هولناک آن را با آب شور در سال 2012. خوردگی شد حمله به کابل و قطع کننده مدار و همچنین قدرت و رویه تجهیزات. تونل های بتنی دیوار های اهانت آمیز و جایگزین, پیر دیوار را پوشش یک اولویت است.

اما در مورد 225,000 سواران در روز تکیه بر تونل و آنها را هنوز هم برای بسته شدن.

کومو به ارمغان آورد با هم یک تیم از کارشناسان برای توسعه کمتر مخل گزینه است. تیم مشورت با کنیچی سوگا برکلی و استاد دانشکده مهندسی عمران و یک رهبر در توسعه فیبر نوری به شناسایی پتانسیل آسیب پذیری در مقیاس بزرگ پروژه های زیربنایی.

تیم طراحی و توسعه یک رمان طرح به تقویت دیواره های تقویت شده با الیاف پلیمر و نصب فیبر نوری سنسور برای از راه دور نظارت بر تونل آسیب پذیری به آسیب های آینده. سنجش استراتژی است که به نام توزیع فیبر نوری سنجش یا DFOS. سوگا توضیح داد که تلاش خود را با حمایت Bakar همراهان برنامه برای پیشبرد تکنولوژی و سرعت اجرای آن در پروژه های زیربنایی.

Q. چگونه DFOS کار می کند ؟

A. هنگامی که نور است مخابره از طریق یک کابل فیبر نوری, کسری از نور پرش به عقب به سمت منبع. این است که به نام backscattering. ما می دانیم که سرعت نور, بنابراین زمان آن طول می کشد برای نور برای بازگشت به منبع نشان می دهد که در آن پراکندگی ایجاد شد.

fiber optic cable
کسری از نور منتقل می شود از طریق یک کابل فیبر نوری پرش به عقب در هر نقطه در فیبر نسبت به منبع آن است. اگر کابل ها متصل هستند و یا تعبیه شده در سازه های بزرگ امضا از این backscattered چراغ می تواند به ارائه سرنخ برای آسیب های بالقوه.
(عکس: آندره بکلن از طریق Pixabay)

هنگامی که یک کابل فیبر نوری متصل شده است به پوشش تونل تغییرات فیزیکی در امتداد نور مسیر مانند فشار در سایت های خاص همراه تونل و تغییر فرکانس backscattered نور است. از مقدار فرکانس را تغییر دهید ما می توانیم استنباط گونه مشخصات در یک ساختار برای بسیاری از کیلومتر. ما همچنین می توانید تعیین مشخصات دما در طول آن است.

Q. چه این تغییرات به شما بگویم ؟

A. فشار نشان می دهد اعوجاج ساختار و آسیب پذیری به زمین جنبش از جمله فعالیت های لرزه ای و یا فرونشست. اندازه گیری فشار در بخش هایی از این ساختار می توان مورد استفاده برای ارزیابی سازه های خطر در هنگام زلزله و یا خطر از ساخت و ساز در نزدیکی.

متوسط داده ها می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای نظارت بر هیدراتاسیون بتن ساختار در طول درمان – یک شاخص کلیدی از کیفیت ساخت و ساز.

Q. این تکنولوژی سنسور قبلا پخته شده را به هر گونه زیرساخت های پروژه ؟

A. بله. من شروع به توسعه حدود 15 سال پیش و ما باید فن آوری مستقر در بیش از 30 سایت. برای مثال در لندن ما تعبیه شده فیبر نوری سنسور در زیر زمین با زیربنای یک خط مترو جدید به نام Crossrail در حال اجرا از شرق به غرب لندن است.

Q. و نزدیک به خانه ؟

A. در سان فرانسیسکو ما نظارت حل و فصل زمین با توجه به شیپور ساخت و ساز به اطمینان حاصل شود که فرونشست حداقل است. ما همچنین کار با برنامه ریزان در شرق خلیج گل به نصب سنسور در ساخت و ساز و تعمیرات.

Q. آیا محدودیت های فعلی در DFOS تکنولوژی ؟

backscattering light
سوگا آزمایشگاه توسعه فناوری برای تجزیه و تحلیل زمان واقعی از backscattering نور برای اندازه گیری فشار, درجه حرارت و سایر تغییرات در ساختار. (تصویر: Kenichi سوگا)

A. تا به حال ما عمدتا ثبت backscattering داده ها و تجزيه و تحليل آن است. زمان واقعی تجزیه و تحلیل می تواند به تشخیص تغییرات فیزیکی به عنوان آنها رخ می دهد. برای مثال این امر می تواند بسیار مفید باشد که بدانید در زمان واقعی اگر نزدیک کار ساخت و ساز است تهدید یک ساختار در برخی از راه.

با Bakar برنامه جرقه جایزه ما خواهد ساخت صنعت-درجه نمونه های اولیه از زمان واقعی DFOS فن آوری و تجزیه و تحلیل داده ها. هدف ما ایجاد و مجوز های موجود و جدید فکری خواص.

Linqing لو یک فوق دکترا در آزمایشگاه ما دریافت پشتیبانی به عنوان یک Bakar نوآوری همکار برای توسعه سخت افزاری برای بهبود سنجش قابلیت های. ما دیگر Bakar نوآوری همکار دانشجوی دکتری اندرو Yeskoo است استفاده از تکنولوژی در ساخت و ساز پایه.

Q. این چنین فن آوری های جدید. شما در حال ملاقات با هر گونه مقاومت ؟

A. این است که بخش بزرگی از آنچه که من امیدوارم که به انجام با Bakar پشتیبانی می کند. ما جرقه جایزه به ما کمک خواهد کرد توسعه شبکه ای از کاربران. تجاری سازی و تصویب این تکنولوژی نمی تواند اتفاق می افتد بدون نزدیک دخالت میباشد. ما از حافظه جمع کردن یک برنامه آموزشی با هدف برای زیرساخت های صنعت.

Q. شما انجام تحقیقات خود را و مشاوره در انگلستان برای سال های بسیاری است. چه ساخته شده شما به برکلی?

A. من مدرک دکتری خودم را در برکلی است. پس از 22 سال در کمبریج انگلستان برگشتم اینجا چهار سال پیش. من فکر برکلی یک محل عالی برای همکاری در این کار. همچنین کالیفرنیا خیلی بیشتر بلایای طبیعی از انگلستان من امیدوارم که ما کار ما را همه امن تر است.


این Bakar همراهان برنامه پشتیبانی از تحقیقات نوآورانه در اوایل زندگی حرفه ای دانشکده در دانشگاه برکلی با تمرکز ویژه بر روی پروژه های که نگه تجاری وعده. برای اطلاعات بیشتر, ببینید http://bakarfellows.berkeley.edu.

tinyurlis.gdclck.ruulvis.netshrtco.de