tree navigace
tree navigace
tree navigace
CZ | EN

Partneři

Žilinská univerzita v Žilině, Stavebná fakulta

Slovenská technická univerzita v Bratislavě, Stavebná fakulta

Technická univerzita vo Zvolene, Drevárska fakulta

Portland State University

University of Cambridge

Wydział Budownictwa, Politechnika Opolska

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava

1. Něco o členech:

 

Výzkumná skupina je tvořena pracovníky Laboratoře stavebních hmot, Fakulty stavební, VŠB-TUO, dále pracovníky Katedry telekomunikační techniky, Fakulty elektrotechniky a informatiky, VŠB-TUO. Zahraniční odborník doc. Ing. Pavol Ďurica,CSc působí na Katedře pozemního stavitelství a urbanizmu na Stavební fakultě v Žilině.

 


2. Cíle výzkumné skupiny:

2.1. Sledování konstrukcí v dopravním stavitelství

Systém Optical DTS na bázi Ramanova nelineárního jevu bude experimentálně ověřen na dlouhodobé sledování konstrukcí, zejména v dopravním stavitelství. Hlavní myšlenkou procesu je dlouhodobé monitorování ŽB nosníků simulujících mostní konstrukce nebo jejich části. Ve zkoušeném prvku bude vytvořena série umělých trhlin o různých šířkách. Prvek bude vystaven teplotním změnám. Následně vyhodnocená data ukážou možnosti monitoringu trhlin právě touto metodou. Použití tohoto systému v praxi by umožnilo monitorovat případný vznik trhlin na konstrukcích vzdálených až několik kilometrů od měřící ústředny.

DTS systémy se v současné době ve velmi malém měřítku používají pro detekci námrazy na vozovce. Systém tedy umožňuje určité sloučení těchto dvou měření do jednoho procesu a může poskytovat určitý komfort při monitorování stavu důležitých či rizikových dopravních uzlů.

 

2.2. Lokalizace vad a poruch podlahových vytápění

Plánovaný experiment má ověřit možnost využití zvoleného optovláknového systému pro sledování účinnosti a lokalizaci vad a poruch podlahových topných systémů aplikovaných na větší plochy, zejména systémů teplovodních. Pomocí daného systému bude ověřena možnost lokalizace úniku vody (tepelného média) v důsledku fiktivní poruchy. Teorie experimentu je založena na rozdílném odvádění tepla suchou a vlhkou (porušenou) částí podlahy.
Rovněž bude zkoumána možnost monitoringu rovnoměrnosti rozvodu tepelné energie v celé ploše podlahy. Experiment bude prováděn v několika variantách. Z hlediska způsobu měření budou ověřeny jak možnosti lineárního měření, tak měření bodového. Stejně tak bude systém otestován na uložení vlákna nad a pod topný systém, případně namotání vlákna okolo teplovodních trubic. Z hlediska materiálu má experiment monitorovat podlahové vytápění zabudované jak do matrice cementové, tak do podlah na bázi anhydritu, viz 2.3.

 

2.3. Sledování hydratačního tepla stavebních materiálů

Sledování hydratačního tepla v konstrukcích pomocí DTS je cestou pro zkvalitnění vývoje zejména podlahových materiálů na bázi anhydritu. S využitím systému se tedy uvažuje spíše ve vývojových centrech producentů stavebních materiálů. Pomocí DTS tak bude možné ověřit vliv vnějšího prostředí (přímé sluneční světlo, průvan atd.) na průběh tuhnutí a tvrdnutí dílčích vrstev podlah a jejich výslednou kvalitu.
Výstupy mohou sloužit pro vypracování podrobnějších technologických předpisů. Není vyloučena ani možnost aplikace při samotné výstavbě, kdy mohou dodavatelé stavebních hmot poskytnout kontrolu kvality již v průběhu samotného tuhnutí a tvrdnutí směsi.

 

2.4. Lokalizace vad a poruch nádrží a chladících věží

Dalším možným využitím optovláknového systému je lokalizace poruch nádrží, chladících věží apod. Myšlenkou aplikace je využít rozdílné tepelné vodivosti materiálu suchého a nasyceného vodou. Princip měření je obdobný, jako u B.

 

2.5. Monitorování porušení vyzdívek vysokých pecí

Poslední zamýšlenou aplikací DTS ve stavební sféře je monitorování porušení vyzdívek vysokých pecí a jiných tepelně exponovaných konstrukcí. Optické vlákno umístěné za vyzdívkou bude v případě jiné poruchy vykazovat výrazně vyšší teploty.

 

 

3. Vybavení výzkumné skupiny:

Optovláknové DTS (Distribution Temperature System) jsou unikátní distribuované teplotní systémy využívající optického vlákna jako senzoru. Takové systémy jsou schopny měřit podél optického vlákna teplotu, v některých případech i mechanické napětí. Při své činnosti využívají nelineárního jevu v optickém vlákně (Ramanův nelineární jev, Brillouinův nelineární jev). Největší výhodou takového senzorického systému je právě využití optického vlákna (odolnost vůči elektromagnetickému záření, malé rozměry, bezpečné použití v hořlavých a výbušných prostředích, snadná instalace, atd.). Optovláknové DTS systémy lze tedy s výhodou použít i v takových prostředích a procesech, kde by aplikace klasických senzorů byla problémová.
Výzkumná skupina Laboratoře staveních hmot využívá k vědecko-výzkumným aktivitám optovláknový DTS systém využívající Ramanova nelineárního jevu v optických vláknech značky Sentinel. Tento systém využívá jako senzoru mnohovidové optické vlákno o rozměrech 50/125 μm (jádro/plášť). Maximální délka vlákna je v tomto případě 10 km.