КАИ запустил первую в Поволжье систему контроля деформаций сооружений

Использование подобных систем позволяет вести прогностический контроль состояния сооружений. При этом сами датчики могут располагаться в необслуживаемых помещениях без электроснабжения. В настоящее время похожие конструкции эксплуатируются в Перми и Новосибирске.

Само здание университета имеет долгую историю: построено в 1857 году для нужд почтовой конторы, в ХХ веке пережило ряд реконструкций – в 1930-е годы дом был надстроен, бывший угловой корпус конторы вошел в общий объем нового здания, в 1957 году была осуществлена полная реконструкция фасадов. Летом 2021 года проведена реконструкция кровли здания, которая выявила наличие нескольких трещин на стенах в районе чердака.

Было принято решение разработать и смонтировать датчики для онлайн мониторинга состояния трещин при помощи разработок кафедры радиофотоники и микроволновых технологий КНИТУ-КАИ. Для выполнения работ использовались программно-аппаратная платформа сбора и обработки сигналов с волоконно-оптических датчиков (профессоры Сахабутдинов А.Ж. и Нуреев И.И.), программа и методики испытаний и калибровки совмещенных датчиков (профессор Морозов О.Г.), результаты опытной эксплуатации аналогичных систем на промышленных объектах республики (доцент Кузнецов А.А., ассистент Липатников К.А.). 

Все это позволило в короткие сроки разработать и самостоятельно изготовить датчики, а также смонтировать саму измерительную систему.

Ключевой элемент системы – датчики, контролирующие как деформацию (увеличение раскрыва трещины), так и температуру. Чувствительный элемент обоих датчиков – волоконные брэгговские решетки – специальные структуры, сформированные в сердцевине оптического волокна. Их уникальность заключается в высокой чувствительности, простоте построения массивов датчиков, отсутствии энергопотребления и значительной допустимой удаленности до регистрирующей аппаратура. Датчики на основе брэгговских решеток активно применяются для контроля температуры, давления, деформации и вибрации, при этом эксплуатируются в жестких условиях: внутрискважинная телеметрия, взрыво- и пожароопасные среды, при высоких радиационных и электромагнитных полях. Оснащение лабораторий кафедры позволяет реализовать замкнутый цикл производства таких датчиков, включая непосредственное изготовление чувствительных элементов на уникальном оборудовании и их калибровку на специализированных стендах.

В настоящий момент ведётся сбор и анализ данных, требуется продолжительный срок наблюдения – не менее 1 года.

Работы выполнялись под руководством доцента кафедры радиофотоники и микроволновых технологий Артема Кузнецова, в коллектив исполнителей вошли ассистент кафедры РФМТ Константин Липатников, студенты кафедры РФМТ Ильшат Шайгарданов, Сирин Галиев, Екатерина Мочалова, Артур Лиц и Камиль Каримов.