حسگرهای ایمنی ساز

بتازگی حسگرهای تازه ای ساخته شده که به کمک آنها، ایمنی ساختمان ها و سامانه های مهم حمل و نقل در برابر آتش سوزی و نقص فنی به مراتب افزایش می یابد.
کد خبر: ۶۵۳۴۸

سازندگان این حسگرها اعلام کرده اند این فناوری جدید که در آن از فیبرنوری استفاده شده است ، در شرایط سخت فشار و دما هم به کار خود ادامه می دهد، در حالی که انواع مشابه الکترونیکی در چنین شرایط سختی معمولا از کار می افتد.
اغلب حسگرهای فعلی از مدارهای الکترونیکی برای جمع آوری و تحلیل اطلاعات استفاده می کنند. به عنوان مثال در یک حسگر دمایی ، ولتاژ نقطه اتصال دو فلز مختلف معیار است. وقتی محیط گرم می شود، خصوصیات الکتریکی این مواد تغییر می کند و در نتیجه ، ولتاژ نقطه اتصال این دو فلز هم تغییر می کند.
این سیستم ها می توانند نسبت به هرگونه اختلالی واکنش نشان دهند، ولی اگر در معرض یک میدان مغناطیسی شدید یا شرایط دمایی بالاتر قرار بگیرند، عملکرد خود را از دست می دهند.
این نقص موجب شد گروهی از پژوهشگران انگلیسی دانشگاه ادنیبورگ ، کلاس جدیدی از حسگرها را بسازند که در بدترین شرایط هم بخوبی جوابگو باشند. مشاهده کردن پرتوهای نور این گروه برای آزمایش های خود، از فیبرهای نوری استفاده کردند که نزدیک به چهل سال است برای انتقال سریع اطلاعات در مسیرهای طولانی به کار می رود. این فیبرهای شیشه ای که ضخامتشان به اندازه موی سر انسان است ، اطلاعات را به صورت تپ های نوری در طول خود جابه جا می کنند.
آنچه موجب می شود نور در مسیر خود از فیبر خارج نشود، بازتاب های مختلف نور از دیواره درونی فیبر است.، چرا که زاویه برخورد نور بسیار تیز است و فقط می تواند بازتاب شود.
پیش از این از فیبرهای نوری برای کنترل بالچه ها در هواپیما و همچنین تشخیص میزان جابه جایی پل ها استفاده شده است. اما ترکیب سه حسگر فیبر نوری قابلیت های جدیدی را فراهم ساخته است ، مثلا این که با اندازه گیری کرنش (تغییر اندازه) ساختمانها می تواند نشان دهد آیا سازه در معرض انفجار است یا خیر.
این حسگرها بر این اصل استوارند که نور در دماهای مختلف ، مسافت های مختلفی را درون فیبر نوری طی می کند، بدین ترتیب می توان از آن به عنوان یک حسگر دمایی استفاده کرد. شیوه کار هم بدین صورت است که نور از یک دیودلیزری (مشابه همان دیودی که در سی دی پلیر استفاده می شود) تابیده و دو قسمت می شود.
یک بخش آن درون یک فیبر نوری معمولی حرکت می کند و بخش دیگر، وارد فیبری می شود که مخصوصا طوری طراحی شده که با تغییرات دما، طولش هم تغییر کند. دو پرتو نور پس از طی کردن طول دو فیبر با هم ترکیب می شوند و در نهایت می توان با بررسی طرح تداخل به دست آمده ، اختلاف مسیرها و در نتیجه تغییرات دمایی را تشخیص داد.
شکل دهی فیبرهای نوری یکی دیگر از این حسگرهای جدید برای اندازه گیری تغییرات شکل فیبر نوری به کار رفت. در حالی که فیبرهای نوری متعارف (که در مصارف ارتباطی به کار می روند) شامل یک لوله مرکزی هستند، این حسگرهای جدید چهار لوله دارند و سطح مقطع فیبر شبیه یک شبدر چهار برگ است.
اگر فیبر به یک سمت کشیده شود، موقعیت هسته های داخلی تغییر می کند و نسبت به یکدیگر زوایای مختلفی می گیرند. بسته به میزان تنش و کرنشی که وارد می شود، مسافتی که نور در هر هسته طی می کند متفاوت خواهد بود. در نتیجه می توان علایمی همانند حرکت زمین را در تونل های راه آهن اندازه گیری کرد، در حالی که در روش رایج باید از یک شبکه بزرگ حسگرهای الکترونیکی استفاده کرد.
نوع سوم این حسگرها هم از روش جدیدی برای آشکار ساختن تغییرات فشار استفاده می کند. برای این کار، مهندسان ابتدا از یک لیزر قوی برای سوراخ کردن انتهای فیبر نوری استفاده کردند و روی سوراخ را با پوششی بسیار سبک پوشاندند.
در نتیجه سوراخی پر از هوا تشکیل می شود که همانند فشارسنج عمل می کند و استوانه فیبر را خم می کند و این ، یعنی تغییر طول فیبر.

مترجم: ذوالفقار دانشی
newsQrCode
ارسال نظرات در انتظار بررسی: ۰ انتشار یافته: ۰

نیازمندی ها