Nowe czujniki optyczne do struktur betonowych
Nowa technologia czujników ma na celu umożliwienie pomiarów reakcji realnych struktur na rzeczywiste trzęsienia ziemi wykonywanych w terenie przy takiej samej lub większej dokładności jak w laboratorium w warunkach kontrolowanych. Umożliwia łatwą ocenę strukturalnej integralności budynków i innych elementów technicznych, a także ich niewystarczającej zdolności amortyzowania deformacji podczas silnych ruchów podłoża. W takich celach użyto kilku technik pomiarowych opartych na światłowodach; jednakże nie wszystkie z nich okazały się wystarczająco stabilne. W ramach projektu OPTSDET do mierzenia naprężeń wywołanych trzęsieniem ziemi występujących podczas kołysania się budynku zastosowano jedną z najbardziej obiecujących technologii światłowodowych. Czujniki ze światłowodowymi siatkami Bragga opracowane na Politechnice w Bukareszcie mają wszystkie zalety czujników światłowodowych, takie jak małe wymiary i niewrażliwość na zakłócenia elektromagnetyczne. Ponadto charakteryzuje je doskonała, długotrwała stabilność i duża niezawodność. Linie znajdujące się w równej odległości w szklanym rdzeniu standardowego kabla światłowodowego, składające się na siatkę Bragga, mają inny współczynnik refrakcji niż rdzeń światłowodu. Dlatego światło rozchodzące się wzdłuż rdzenia jest od odbijane od granicy między obszarami o różnych współczynnikach refrakcji. Czujnik jest podświetlany za pomocą standardowego źródła szerokopasmowego, a odbijane światło jest rejestrowane przez system pomiaru światła oparty na układzie ze sprzężeniem ładunkowym (CCD, Charge-Coupled Device). Można go użyć do pomiaru zmiany naprężeń dzięki wzmocnieniu odbijanego światła dla określonej długości fali, zależnej od odległości między liniami siatki. Trwałość czujników światłowodowych z siatkami Bragga umieszczonych w betonie osiąga się poprzez zastosowanie specjalnych uchwytów chroniących włókna szklane i zapewniających idealne spojenie z otaczającym betonem. Natomiast z ich wrażliwością na temperaturę poradzono sobie, dodając drugi czujnik, identyczny z wykrywającym naprężenia, służący jako odniesienie. Czujnik prototypowy skalibrowano w laboratorium, natomiast jego testy przeprowadzono w terenie i użyto go w badaniach aktywności sejsmicznej, uzyskując precyzję lepszą niż 10 µm.
