Nauka dla Społeczeństwa

09.08.2022
PL EN
02.02.2016 aktualizacja 02.02.2016

Światłowodowy czujnik wykryje najmniejsze odkształcenia

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

Może wykryć odkształcenia w konstrukcji mostów, kontrolować ruchy robota albo monitorować, czy pokonujący długie odległości kierowca nie zasypia. Nowatorski czujnik światłowodowy dr. Marka Napierały będzie gotowy dopiero za trzy lata, ale już teraz są firmy zainteresowane wdrożeniem wynalazku.

"Jeszcze kilkanaście lat temu światłowody były wykorzystywane głównie do celów telekomunikacyjnych i opracowywane tak, aby były jak najmniej czułe na czynniki zewnętrzne. Dopiero niedawno zaczęto szukać nowych zastosowań dla światłowodów i zauważono, że mogą być one stosowane np. jako czujniki" - mówi PAP dr Marek Napierała z Polskiego Centrum Fotoniki i Światłowodów.

Oprócz standardowych światłowodów telekomunikacyjnych inżynierowie zaczęli więc pracować nad światłowodami mikrostrukturalnymi, zwanymi światłowodami fotonicznymi. Projektując takie światłowody można nadawać im różne właściwości i umożliwić monitorowanie różnych czynników zewnętrznych. Na rynku dostępne są czujniki do badania kształtu np. 3-metrowe światłowody, których kształt i ułożenie można monitorować. Takie czujniki wykorzystuje NASA i stosowane są w medycynie.

Dr Marek Napierała - nagrodzony w programie Lider Narodowego Centrum Badań i Rozwoju - pracuje natomiast nad czujnikiem odkształceń, działającym w oparciu o specjalnie zaprojektowany światłowód, który umożliwi pomiar stopnia i kierunku odkształcenia konkretnego obiektu. Tej możliwości nie dają obecnie stosowane czujniki.

"W tej chwili światłowody mikrostrukturalne wytwarza jeden monopolista na świecie. My w Polsce mamy jednak opracowaną rodzimą technologię światłowodów mikrostrukturalnych na Uniwersytecie Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie. Mamy więc możliwość i potencjał, aby je wytwarzać i skomercjalizować" - zaznacza rozmówca PAP.

Tego typu czujnik można wykorzystać w najróżniejszych sytuacjach. "Poczynając od monitorowania stanu konstrukcji budowlanych: mostów, rurociągów, po monitorowanie ruchu ramion, palców. U kierowców zawodowych czujnik mógłby się znajdować na karku i monitorować, czy głowa prowadzącego pojazd nie opada, czy kierowca nie zasypia. W robotyce może monitorować ruch ramienia robota, aby można było nim sterować i kontrolować jego ruchy" - wyjaśnia dr Napierała.

Ma być niewrażliwy na silne pole elektromagnetyczne, wpływ temperatury czy naprężeń. Czujnik będzie całkowicie pasywny, czyli będzie opierał się tylko na przesyle światła, dzięki czemu będzie można go wykorzystywać również w środowisku "wybuchowym". "Długość czujnika to kilka centymetrów. Na tej długości będzie wykrywał zgięcie. Na dwóch końcach czujnika będą zamontowane standardowe światłowody telekomunikacyjne, tak aby można było dostarczać sygnał do światłowodu specjalnego i go odbierać" - tłumaczy badacz.

"Sygnał świetlny przesyłany światłowodem będzie modyfikowany poprzez zgięcie. Następnie światło będzie doprowadzone światłowodami telekomunikacyjnymi do detektorów. Na bazie detekcji tego światła, pomiaru jego natężenia z różnych rdzeni światłowodu, będzie można ocenić stopień i kierunek wykrytego odkształcenia. Będziemy więc mieli sygnał z detektorów oraz analizujący i interpretujący go układ" - opisuje twórca czujnika.

Prototyp czujnika powinien powstać w ciągu trzech lat. Jednak - dzięki działalności Klastra Fotoniki i Światłowodów, skupiającego jednostki naukowe i firmy zainteresowane rozwiązaniami fotonicznymi - pomysłem dr. Napierały jest już zainteresowanych kilka firm. Ostateczne zastosowania i parametry czujnika będą zaprojektowane na potrzeby firmy, z którą będzie współpracował wynalazca.

PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

ekr/ agt/

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

Copyright © Fundacja PAP 2022