Senzor mechanických vibrací s využitím optických vláken Hlavní řešitel: OPTOKON, a.s. Spoluřešitel: Vysoké učení technické v Brně Projekt:MPO FR-TI4/ Inteligentní technologie

Cíle řešení projektu Inteligentní technologie navrhnout a zkonstruovat systém pro vzdálenou kontrolu rozsáhlých potrubních systémů pro dopravu médií (plyn, nafta, voda, aj.) s využitím optických vláken, systémem sledovat v blízkosti potrubních systémů jevy v podobě výskytu mechanických vibrací, jako prvek snímající vibrace využít optické vlákno tvořící rozprostřený senzor o délce mnoha kilometrů, zajistit schopnost detekce, lokalizace a klasifikace zdroje vibrací, zajistit dosah jednoho senzorového modulu až 100 km, zajistit správnost klasifikace zdroje vibrací se spolehlivostí větší než 80%, lokalizovat zdroj mechanických vibrací s přesností na desítky metrů.

Návrh architektury systému – funkční princip Inteligentní technologie

Základní princip systému dohledu Inteligentní technologie senzorická část je tvořena optickým vláknem, jímž prochází optický signál, a ten je ovlivňován danými jevy mechanického charakteru vyskytující se v okolí vlákna, snímáním změn optického signálu ve vlákně v čase je možno detekovat výskyt mechanických vibrací, data získaná snímáním signálu a jeho převodem do digitální podoby jsou dále zpracovávána za účelem lokalizace a následné klasifikace jevu.

Výběr vhodného měřicího principu Inteligentní technologie - zkoumané jevy – Rayleighův, Ramanův či Brillouinův rozptyl

Reflektometrický způsob měření Inteligentní technologie

Zkoumané způsoby řešení reflektometrických metod Inteligentní technologie

Návrh sondy Inteligentní technologie

Sonda – softwarová architektura Inteligentní technologie

Měřicí systém – prototypové řešení Inteligentní technologie Modul laseru a modulátoru Optické zesilovače Optické spojování a filtrace Elektrická část Řídicí část

Testovací polygon Jihlava-Znojmo (100 km) Inteligentní technologie Okolní zemina Posyp – štěrk, oblázky Zásyp – prosev zeminy Křemelina, bentonit 4m 0,8 m 0,3 m Definovaný způsob uložení – 1nebo 2 linie podél produktovodu, vlnovka, jiný způsob

Inteligentní technologie Událost je automaticky klasifikována, zaznamenána a označena jako nebezpečná Kopání ruční – celá délka Kopání strojové - celá délka Vrtání, nebo řezání do potrubí - celá délka Pohyb vozidla - v nedovolené oblasti Únik média – celá délka Šum proudící vody – zvýšená intenzita v toku, výskyt mimo předpokládané místo Zemětřesení Výbuch Předpokládané události Nebezpečné události při ochraně produktovodu

Inteligentní technologie Demonstrační video

Dosažené výsledky Inteligentní technologie systém umožňuje detekovat mechanické vzruchy v okolí vlákna i na vzdálenosti až cca 100 km s absolutním rozlišením senzoru 100 m, na kratší vzdálenosti lze rozlišení zjemňovat i pod 10 m, relativní rozlišení je 4 metry, výslednou přesnost lokalizace ovlivňuje četnost přesnost dat o optické trase, citlivost systému v dané vzdálenosti trasy závisí na vlastnostech prostředí mezi zdrojem vibrací a vláknem, jejich vzájemné vzdálenosti, a na intenzitě vibrací.