EuroWire March 2020

Техническая статья

высокого или циклического уровня стресса и напряжения. С помощью этой технологии можно отслеживать напряжение и деформацию и предотвращать поломку до того, как это произойдет. Как указано выше, этот проект может использоваться для обеспечения безопасности населения и предотвращения гибели людей и травм, вызванных разрушением зданий или мостов. Эта системаможет бытьвнедрена в любой точке земного шара, и именно так наш проект оказывает влияние в глобальном масштабе. Мосты и здания в КитаеможноотслеживатьвСоединенных Штатах. Нет никаких ограничений на то, как наш оптоволоконный тензодатчик может быть использован по всему земному шару. Воздействие, которое наш проект может оказать на культуру, практически отсутствует. Поскольку тензодатчики уже существуют, и они размещены на конструкциях для нашей безопасности, наша культура уже имеет мышление, которое не задумывается, когда едет по мосту или останавливается в многоэтажной квартире. Культура, в которой мы живем сегодня в Соединенных Штатах, уже адаптировалась к этому образу жизни, где инженерии доверяют. Существует вероятность того, что волоконно-оптические тензодатчики могут быть внедрены в менее развитой части мира, и это может изменить там культуру и позволить людям доверять работе, проделанной инженерами, зная, что если она потерпит неудачу, есть системы в знать заранее, чтобы снизить риск получения травмы. Как указано выше, социальные последствия имеют наибольшее влияние в слаборазвитых странах по тем же причинам. Насколько нам известно, мы не верим, что наш проект окажет значительное воздействие на окружающую среду. Традиционные тензодатчики и волоконно-оптические тензометры изготовлены из материала, который может быть переработан. объектами одноразового использования и не могут быть использованы снова. Неясно, какой материал является более экологически чистым для производства: металл или стекло. В результате мы не думаем, что наш проект окажет значительное воздействие на окружающую среду. Экономическое влияние нашего проекта имеет большой потенциал. При правильном использовании наш тензодатчик поможет улучшить целостность конструкции посредством мониторинга и регулярного Они также являются

2.2.2 Проверка работоспособности V1: Предварительнооткалиброванные тензометрические датчики будут использоваться для первоначальной проверки результатов для проверки. V2: Напряжение будет постоянно применяться и выпускаться в быстрой последовательности для проверки PS2. V3: будут выбраны экономически эффективные детали, чтобы стоимость конечного продукта для проверки PS3 была ниже 1000 долларов. V4: Волоконно-оптический кабель, исполь зованный при тестировании, будет измерен, чтобы убедиться, что его длина менее одного метра для проверки PS4. 2.3 Описание дизайна В начале было неясно, что этот проект в конечном итоге станет лабораторным проектом для университета. Таким образом, первое намерение проекта состояло в том, чтобы продемонстрировать, что волоконно- оптический тензодатчик работает должным образом и результаты могут быть представлены. Мы начали проектировать устройство, которое можно было бы поместить в камеру окружающей среды, которая будет расширяться и сжиматься при изменении температуры. Это означало, что важно, чтобы все наши компоненты работали в широком диапазоне температур. Отображение напряжения в реальном времени было предметом рассмотрения, но не главной целью. Через несколько недель после начала проекта, когда диалог с нашими преподавателями стал более понятным, что целью этого проекта было стать лабораторией для использования студентами в будущем, фокус проекта сместился. Волоконно-оптический тензодатчик все еще оставался главной целью, но то, как он будет использоваться, стало совсем другим. Нам нужно было найти решение, которое было бы легко использовать студентам снова и снова. Мы решили, что сосуд под давлением будет лучшим способом продемонстрировать напряжение в условиях классной комнаты. Цилиндрическая труба создавала бы давление с помощью велосипедного насоса, и волокно, обернутое вокруг центра трубы, могло бы определять деформацию при каждом фунте на квадратный дюйм. Отображение напряжения в режиме реального времени было теперь очень важно для

▲ ▲ Рисунок 1 : Модель тензодатчика с сосудом под давлением и медиаконвертером с модулем SFP +

того, чтобы студенты могли видеть, а также чтобы они записали данные и забрали домой для дальнейшей интерпретации. проекта изменились: с испытаний на растяжение при сжатии и растяжении до просто растяжения и отображения напряжения в режиме реального времени вместо того, чтобы оно работало в широком диапазоне температур. Кроме того, изменился способ связи тензодатчика с компьютером, потому что теперь мы должны были это делать в инструментальной лаборатории, что давало нам возможность использовать платы NI. Мы планируем протестировать оба соединения через плату NI и порт Ethernet, чтобы определить, какой вариант лучше всего подходит для связи через LabVIEW. LabVIEW всегда собирался использовать, потому что он прост в использовании, и наш сторонник факультетаФранклин Грин очень хорошо осведомлен в этом вопросе, поэтому мы знали, что если у нас возникнут какие- либо проблемы, он сможет указать нам правильное направление. 2.4 Значимость проекта Нашпроектоказываетнепосредственное влияние на общественное благосостояние в промышленном контексте. Волоконно-оптический тензодатчик, который использует псевдослучайныйкод,когдаприменяется в промышленности, обеспечивает надежное и экономически эффективное решение для контроля безопасности несущих конструкций. Волоконно- оптические тензометрические датчики способны определить, когда конструкция больше не является безопасной для использования и должна быть разрушена или усилена. для общественности и может помочь свести к минимуму количество смертей и травм, которые могли бы случиться, если бы здания или мосты разрушались из-за На этом этапе технические характеристики нашего Эта технология полезна

197

www.read-eurowire.com

март 2020 г.