IBDM

03-302 Warszawa
ul. Instytutowa 1
tel. +48 22 390 01 07
fax +48 22 814 50 28

select language:

ekonomika

SENSKIN PDF Drukuj



Projekt SESNKIN - Sensory powierzchniowe do monitorowania stanu naprężeń w obiektach infrastruktury transportowej / SENsingSKIN' for Monitoring-Based Maintenance of the Transport Infrastructure

Realizacja projektu SENSKIN rozpoczęto 1 czerwca 2015 i będzie ona trwała 42 miesiące, a więc aż do listopada 2018 roku. Koordynatorem projektu jest  dr Angelos Amditis z Instytutu Komunikacji i Systemów Komputerowych (ICCS) znajdującego się w Atenach, w Grecji.

Projekt realizowany jest w Konsorcjum obejmującym 13 partnerów:

•    Instytutu Komunikacji i Systemów Komputerowych (ICCS), Grecja,
•    Uniwersytet w Poczdamie -  Zakład Fizyki Ciała Stałego, Niemcy,
•    Zarządca Autostrad Greckich Egnatia Odos A.E., Grecja,
•    Biuro Inżynierskie RISA Sicherheitsanalysen GmbH, Niemcy,
•    Biuro Inżynierskie TECNIC S. p. A., Włochy,
•    Demokratyczny Uniwersytet w Tracji, Wydział Elektryczny i Inżynierii Komputerowej, Grecja,
•    Laboratorium Badań NDT Mistras Group Hellas A.B.E.E., Grecja,
•    Uniwersytet w Stuttgarcie, Niemcy,
•    TRL Limited (Laboratorium Badawcze Transportu), Wielka Brytania,
•    Państwowy Instytut Naukowy Drogownictwa im M. P. Szulgina, Ukraina,
•    Forum Drogowych Laboratoriów Badawczych, Belgia,
•    Zakład Aparatury Pomiarowej Teletronic Rossendorf GmbH. Niemcy,
•    Generalna Dyrekcja Dróg w Turcji, Turcja.

Ponadto w Projekcie udział biorą dwaj partnerzy uzupełniający:

•    Federalna Administracja Drogowa, USA,
•    Firma Wacker Chemie AG, Niemcy.

Dodatkowo za część prac w projekcie, w dwóch grupach roboczych, odpowiedzialny będzie Instytut Badawczy Dróg i Mostów, który jako członek FEHRL i jednocześnie jego podwykonawca, także bierze aktywny udział w projekcie SESNKIN. Zespół IBDiM, pod przewodnictwem dr. Tomasza Wierzbickiego, złożony z prof. Marka Łagody, dr. Piotra Olaszka oraz  Małgorzaty Mazanek, będzie brał udział w pracach dwóch grup roboczych – WP 1 „Wymagania użytkowników, architektura i specyfikacja systemu pomiarowego” oraz WP 7 „Opiniowanie badań laboratoryjnych i polowych”. Udział w pracach tych grup roboczych wymaga świetnej znajomości problemów związanych z budownictwem i utrzymaniem obiektów mostowych, czego członkowie Zespołu dowiedli już w trakcie realizacji wcześniejszych projektów międzynarodowych takich jak: projekt 6 Programu Ramowego ARCHES „Ocena stanu i modernizacja drogowych obiektów inżynierskich Europy Centralnej”, 5 programu Ramowego SAMARIS „Nowoczesne i Przyjazne Środowisku Materiały dla Budownictwa Komunikacyjnego”, czy SAMCO „Ocena stanu konstrukcji, monitorowanie i kontrola” i kilku innych. Działalność grupy IBDiM będzie ograniczona do zadań związanych doradztwem w zakresie problemów mostownictwa i obejmować będzie opracowywanie projektów monitoringów wybranych obiektów inżynierskich służących testowaniu i walidacji opracowanych w ramach Projektu systemów pomiarowych oraz opracowywaniu wymagań dla tych systemów z punktu widzenia przyszłych użytkowników. W dalszej perspektywie realizacji Projektu Zespół weźmie udział w ocenie skuteczności działania systemów monitoringu uruchomionych w ramach Projektu na dwóch obiektach mostowych. Pierwszym z nich jest most przez Cieśninę Bosfor w Turcji, a drugim most G4 na autostradzie Egnatia Odos A 7 w Grecji w rejonie miejscowości Metsovo. Obie konstrukcje mostowe przedstawiono na fotografiach poniżej.


Fot. 1  Most przez Bosfor w Istambule, Turcja



Fot. 2   Autostradowy most G4 obok miejscowości Metsovo


Należy jednak zaznaczyć, że Projekt SENSKIN w istocie rzeczy, nie jest projektem z obszaru transportu. Rolą monitoringu obiektu mostowego w tym projekcie jest ocena zastosowania głównego produktu działalności badawczej, jakim jest innowacyjny system czujników tensometrycznych obejmujący sam sensor, jak i inne elementy systemu takie jak: mikrokontrolery, systemy przechowujące dane, odbiorniki i nadajniki oraz oprogramowanie całego systemu.
Podstawą systemu, i całego projektu, jest opracowany na Uniwersytecie w Poczdamie miękki i rozciągliwy polimer dielektryczny, który może być ukształtowany w formie przylegającej płaszczyzny (jak skóra) i który jest w stanie zmierzyć odkształcenia w zakresie od 0.012% do 10% na całej badanej powierzchni (w odróżnieniu od pomiarów punktowych). Poczdamscy uczeni doszli do wniosku, że jednym z zastosowań ich odkrycia może być  monitorowanie obiektów mostowych.

Rysunek 3 ilustruje zasadę działania nowego czujnika nazwanego Sensing Skin.


Rys. 3  Element podstawowy czujnika Sensing Skin: Miękko polimerowy adapter w budowie sandwiczowej złożonej z warstwy polimeru pomiędzy dwoma elastycznymi i podatnymi elektrodami.


Zwiększenie naprężenie lub zainicjowanie pęknięcia materiału jest przetwarzane przez czujnik na zmianę pojemności układu, co umożliwia pomiar odkształcenia lub detekcję uszkodzenia elementu. Element „Sensing Skin”, w przeciwieństwie do klasycznego tensometru, nie wymaga znacznego zasilania, pozwala na pokrycie czujnikami dużych powierzchni, jest łatwy w montażu w przypadku dużych powierzchni, jest tańszy aniżeli rozwiązania klasyczne oraz umożliwia prostą transmisję sygnału pomiarowego. Dodatkową zaletą jest możliwość pokrycia dużych powierzchni pojedynczymi czujnikami „Sensing Skin” i potraktowanie tego układu zarówno jako pojedynczy duży czujnik lub jako czujnik macierzowy (koncepcja modularna). Czujniki macierzowe mogą dostarczyć jedno lub dwukierunkowe mapy naprężeń, a ponadto mogą określić typ naprężenia (tzn. rozciąganie, ściskanie, skręcanie), poprzez porównanie wyników pomiarów na różnych elementach konstrukcji.  
Rysunek 4 przedstawia schemat zastosowania czujników „Sensing Skin” do monitorowania obiektu mostowego, gdzie część z nich monitoruje naprężenia ścinające wzdłuż wysokości belki natomiast część naprężenia rozciągające na spodzie belki dźwigara głównego. System innowacyjnych czujników „Sensing Skin” został już z powodzeniem wstępnie zastosowany podczas badania zginania belki żelbetowej do wykrywania i lokalizacji pęknięć w części rozciąganej belki.



Rys. 4   Zasada monitoringu obiektu mostowego przy użyciu czujnika typu  „Sensing Skin”


Koncepcja monitoringu przedstawiona na rysunku 4 zostanie w trakcie realizacji Projektu zastosowana w przypadku dwóch imponujących konstrukcji – jedną z nich jest most przez Cieśninę Bosfor w Turcji, a drugą most G4 na autostradzie Egnatia Odos A 7 w Grecji w rejonie miejscowości Metsovo. Prace badawcze przy obu konstrukcjach mostowych prowadzone będą przy udziale zespołu badawczego IBDiM.

Reasumując podstawowymi celami badawczymi projektu są:

•    Opracowanie micro-elektronicznego, cienkiego jak papier czujnika do monitorowania stanu elementów infrastruktury transportowej. Czujnik ten po pierwsze monitorowałby przestrzennie powtarzalne odkształcenia w zakresie 0,012% do 10%, po drugie  wymagałby minimalnego poziomu zasilania, po trzecie możliwy byłby jego montaż na nieregularnej powierzchni oraz, po czwarte, byłby tańszy aniżeli obecnie stosowane tensometry. Piątym argumentem jest prostota transmisji sygnału pozwalająca na samoczynne monitorowanie i  raportowanie,

•    Zastosowanie technologii transmisji danych odpornych na opóźniony lub zaburzony sygnał w następujący sposób: sygnał z czujników byłby przekazywany  nawet w przypadku zaburzeń transmisji w sieciach komunikacyjnych, w przypadkach szczególnych zdarzeń ekstremalnych informacja byłaby przechowywana w tak zwanych protokołach nadzwyczajnych i przekazywana do stacji nadzoru bez straty aktualności lub precyzji,

•    Opracowanie systemu wsparcia procesów decyzyjnych (DSS) w sprawie podejmowania interwencji w przypadku zwyczajnych warunków eksploatacji i następstw poważnych wydarzeń. Decyzje będą podejmowane w oparciu o wyniki pomiarów otrzymane z systemu czujników monitorujących stan naprężeń konstrukcji, analiz ekonomicznych oraz środowiskowych cyklu życia konstrukcji z uwzględnieniem jej możliwych modernizacji oraz odporności konstrukcji na zmienne warunki obciążenia ruchem i/lub klimatyczne.



Okres realizacji: 2015-2018

Kontakt: prof. Piotr Olaszek, e-mail: Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć. , tel. 22 39 00 285

 
svs-games.com javprice.com