Сегодня во многих областях науки и техники для обеспечения безопасной эксплуатации ответственных объектов
требуется мониторинг их технического состояния в режиме реального времени. Контроль нагрузок необходим
электростанциям, самолётам, ракетам, дорогам, мостам, трубопроводам, зданиям, крышам,
хранилищам, баллонам, судам, подводным лодкам.
Для измерения механических напряжений в специальных изделиях используют разные виды датчиков:
тензометрические, струнные, оптико-волоконные. Однако все они имеют небольшие размеры и устанавливаются
локально, что не позволяет осуществлять контроль нагрузок по всей длине многометровых объектов.
В лаборатории № 24 Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук
(ИМЕТ РАН) недавно для измерения механических напряжений впервые в мире разработали, изготовили и испытали
новый вид датчиков — аморфные датчики
нагрузок. Новые датчики найдут свое основное применение в протяжённых объектах. В
основе конструкции таких датчиков лежат тонкие (размером с человеческий волос) аморфные ферромагнитные
провода, которые выступают качестве чувствительного тензоэлемента.
Аморфный датчик нагрузок представляет собой стеклопластиковую полоску, внутри которой находится аморфный
микропровод диаметром 20—120 мкм с околонулевой магнитострикцией. При появлении усилий растяжения, сжатия,
изгиба, кручения эти нагрузки передаются на аморфный микропровод и изменяют его электрическое сопротивление.
Выходной сигнал с датчика через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и дополнительные устройства
(контроллер, Wi-Fi-роутер, линии релейной связи) передаётся на персональный компьютер или смартфон.
Преимуществами аморфных датчиков нагрузок являются маленькие размеры, простота крепления или введения в
композиты, возможность изготовления протяжённых и площадных (сеточных) датчиков, контактный и бесконтактный
съём сигнала, использование недорогих анализаторов. Большая длина аморфного провода как тензочувствительного
элемента позволяет в режиме онлайн проводить измерения механических напряжений в протяжённых объектах и
конструкциях.
Уникальность новой разработки российских учёных подтверждена патентом RU 2843091 C1. Аморфные датчики
нагрузок уже прошли испытания в трубах, несущих балках крыш, железнодорожных рельсах.
Источник: пресс-служба Минобрнауки России.