Создана система сенсорной алюмо-слойной оптики для защиты на нефтебазе и НПЗ

С целью контроля над состоянием строительных конструкций творческие коллективы Сколковского института науки и технологий, Харбинского института технологий создали систему сенсорной алюмо-слойной оптики. Ноу-хау предотвращает нештатную ситуацию с учётом того, что сенсоры функционируют, например, в условиях неблагоприятной среды сепараторной башни НПЗ.

Экономящий ресурсы постоянный и непрерывный мониторинг конструкций – прогрессивное направление в нефтеперегонке, газо-конденсации и оргсинтезе, облегчающее их содержание. Однако при выполнении подобных мероприятий необходимо задействовать значительное количество датчиков.

Сенсорная оптика совмещается с охранной аппаратурой, следящей за крупными взрыво- и огнеопасными объектами:

• ЛЭП;
• газопроводами;
• нефтяными терминалами.

“Даже слаботочная электроника туда не годится по причине её недостаточной надёжности. Зато техно-сенсорика без риска, предварительно зафиксирует конструкционные проблемы, просигнализирует об этом и предотвратит ЧП” - отмечают в LANart.

Обслуживание хозяйства станет более рациональным, ибо оператор наверняка будет знать, что именно находится не в порядке. И теперь в Сколтех за разработками сенсорной системы мониторинга целостности ректификационной колонны регулярно обращаются нефтепереработчики.

Экономический эффект ноу-хау налицо

Раньше оптику в колонну не устанавливали. Пришлось специально изобрести прототип стойкой к высокой t и химикатам системы сенсоров, аккумулирующей актуальные сведения, касающиеся механических показателей. Таким образом, получилось выносливое и прочное устройство, которое вместе с тем довольно чувствительно, чтобы реагировать на изменения.

В данной связи кандидат технических наук из Центра фотоники и фотонных технологий упомянутого института Аркадий Шипулин рассказал о сложностях в процессе работы над системой.

Так, учёные не знали, чем вскрыть стекловолокно, чтобы нормально его предохранить. Металлопокрытие – дело нехитрое, однако оно лишь исключает влияние на волновод (изолированный канал пересылки информации) наружных факторов. Физические же свойства самого волновода, в частности, импеданс, такое покрытие не только не оптимизирует, но даже ухудшает.

Импеданс – параметр, характеризующий распространение звуковых волн. Эксперименты продемонстрировали различия импедансов стекловолокна и металла, а также то, в какой степени падающие волны ускользают от оптики. В конце концов, получилось подобрать подходящий материал – Al, который сопоставим со стекольным импедансом при приемлемой цене покрытия.

О преодолении трудностей

Одна из поставленных задач – предохранение оптоволокна без его наружной изоляции – была исследователями частично решена. Хотя для выполнения самодостаточной разработки, обладающей предиктивным потенциалом надлежит не только устранить несколько насущных проблем частного порядка, но и испытать в лаборатории действие системы в целом.

Такая научно-практическая деятельность намечена в свете двустороннего партнёрского взаимодействия между КНР и РФ, а также в рамках коллективного сотрудничества государств-членов БРИКС.