On the application of fiber optic system in geodetic works

• Autorzy: Goszczyńska A.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie systemów światłowodowych w pracach geodezyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper is an attempt to bring together and summarize the research, based on the use of the new opportunities provided by the development of optoelectronic for engineering geodesy works. Optical fiber solutions, which are described in this article, have many advantages. One of the most important is the lack of electrical power and indifferent behavior towards strong electromagnetic fields. In addition, this type of solutions are characterized by transmission the measuring signal over long distances, which allows to eliminate the observer from a dangerous work environment. Of course, these methods have some disadvantages. The waveguides are characterized by high fragility and sensitivity of alkaline. Moreover, the prices for fiber-based systems are very high, the reason for this is the high fiber production costs. It should be noted, however, there have been recently observed a significant decline in prices. Taking into account the long-term viability and stability of the sensor there is noticed the upward trend for their use. This article presents a preliminary division of use of waveguides in the geodetic works. Author describes passive and active ways of using fiber as a part of the measurement system. A significant part of the study is devoted to the description of the active optical fiber sensors. This content refers to the theoretical basis of their operation and the number of measurement points which can be simulated by appropriate selection of the solution. There were specified in comparison types of the measured parameters and precision of their determination for each of the presented sensors. The practical part presented the sensor system in the form of a “delta” rosette and selected effects of the acquisition, processing and visualization of data using dedicated software. At the conclusion, there were classified certain real objects applications and elaborated on the theoretical possibility of using these systems.

PL

Praca ta jest próbą zestawienia i podsumowania badań naukowych, opartych na wykorzystaniu nowych możliwości zapewnionych przez rozwój optoelektroniki dla prac geodezji inżynieryjnej. Rozwiązania światłowodowe, które są opisywane w tym artykule, mają bardzo wiele zalet. Głównymi z nich są brak zasilania elektrycznego oraz obojętne zachowanie wobec silnego pola elektromagnetycznego. Dodatkowo rozwiązania tego typu cechują się przesyłaniem sygnału pomiarowego na duże odległości, co umożliwia eliminację obserwatora z niebezpiecznego dla niego środowiska pracy. Oczywiście metody te nie są pozbawione wad. Falowody cechują duża kruchość oraz newralgiczność na odczyn zasadowy. Ponadto ceny systemów opartych na światłowodach są bardzo wysokie. Przyczyną tego jest duży koszt wytworzenia samego przewodu. Należy jednak nadmienić, że w ostatnim czasie obserwuje się dość znaczny spadek cen. Uwzględniając przy tym długotrwałą żywotność i stabilność czujników, zauważalny jest wzrostowy trend ich wykorzystania. W artykule tym dokonano wstępnego podziału wykorzystania falowodów w pracach geodezyjnych. Autor opisuje bierny i czynny sposoby użytkowania światłowodów jako element systemu pomiarowego. Znaczna część opracowania przeznaczona została na opis aktywnych czujników światłowodowych. Treść ta dotyczy podstaw teoretycznych ich działania oraz liczby punktów pomiarowych, które mogą być symulowane przy odpowiednim doborze rozwiązania. Wyszczególniono w zestawieniu rodzaje mierzonych parametrów oraz precyzję ich wyznaczania dla każdego z prezentowanych sensorów. W części praktycznej przedstawiono układ czujników w kształcie rozety typu „delta” oraz wybrane efekty pozyskiwania, przetwarzania i wizualizacji danych przy wykorzystaniu oprogramowania dedykowanego. Na zakończenie wypunktowano niektóre zastosowania na obiektach rzeczywistych oraz podjęto rozważania o teoretycznych możliwościach wykorzystania tych systemów.

Słowa kluczowe

EN

optical fiber; engineering structures; deformations; strain sensor

PL

światłowód; obiekty inżynierskie; deformacje; czujnik odkształceń

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Geodesia et Descriptio Terrarum
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 13, nr 3-4
• Strony: 5--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Goszczyńska A.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn

Bibliografia

• Ćmielewski K., 2002. Koncepcja światłowodowej sygnalizacji celu w geodezyjnych pomiarach kątowych na niedużych obiektach inżynierskich. Acta Scientiarum Polonorum – Geodesia et Descriptio Terrarum, 1 (1–2), 45–49.
• Ćmielewski K., 2010. Geodezyjne badania tokarki z zastosowaniem techniki światłowodowej. Acta Scientiarum Polonorum – Geodesia et Descriptio Terrarum, 9 (4), 3–15.
• Ćmielewski K., Kuchmister J. Opis ochronny wzoru użytkowego nr 107750 Tester dalmierza elektrooptycznego.
• Maaskant R., Alavie T., Measures R.M., Tadros G., Rizkalla S.H., Guha-Thakurta A., 1997. Fiberoptic Bragg grating sensors for bridge monitoring. Cement and Concrete Composites 19.
• Skłodowski M., 2009. Współczesny monitoring obiektów budowlanych. Przegląd Budowlany, 3, 37–46.
• Zasada M., Meronk B., Wilde K., 2006. Zastosowanie czujników światłowodowych do monitorowania belek żelbetowych i zbiorników stalowych. Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej 602.
• Zasada M., Wilde K., Banach A., 2007. Eksperymentalne badania ciągłych światłowodowych czujników odkształceń wykorzystujących rozpraszanie Brillouina. Materials from the 23rd Scientific and Technical Conference Construction Failures 2007.
• Zasada M., Wilde K., 2007. Zastosowanie włókien światłowodowych do obserwowania i diagnozowania konstrukcji inżynierskich. Inżynieria i Budownictwo, 11, 594–596.
• Ziętek B., 2005. Optoelektronika. Wydawnictwo UMK Toruń.