Патенты автора Земеров Валерий Николаевич (RU)
Группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для контроля состояния длинномерных объектов, а именно протяженных приповерхностных слоев литосферы в виде участков земли толщиной несколько километров и площадью сотни квадратных километров, расположенных в сейсмоопасных зонах на поверхности земли и морском дне, с целью предсказания землетрясений, цунами, техногенных катастроф, а также поиска и разведки полезных ископаемых. Физико-механические характеристики таких протяженных объектов, прежде всего геометрия поверхности и смещения внутренних слоев земной коры, а также параметры действующих сейсмических волн, здесь определяются путем измерений распределений дифференциальных кривизн ∂K/∂S, полей вибраций и температуры с помощью градиентной сейсмической оптоволоконной кабельной антенны в трехмерном пространстве. Полученные результаты измерений вдоль оси S каждого луча антенны, после фотопреобразования их в электрические сигналы, синхронно детектируют, усиливают и преобразуют эти электрические сигналы в цифровую форму, представляющие собой регистрограммы. По этим данным определяют основные характеристики инфразвуковых и высокочастотных пространственных сейсмических волн и рассчитывают гипоцентр очага землетрясения. Согласно заявленному способу и устройству, реализующему указанный способ, выбирают измерительный полигон, из отрезков информационно-измерительного оптоволоконного кабеля путем их зонтичного соединения изготавливают кабельную антенну, четыре луча которой устанавливают крестообразно на поверхности полигона и один луч закрепляют в вертикальной скважине. Возбуждают одновременно все лучи антенны от одного когерентного источника оптического излучения и на выходах всех лучей получают характеристики основных предвестников землетрясения. Причем все входы кабельных лучей этой антенны через оптические разъемы подключены к выходам дополнительно установленного оптического разветвителя, соединенного с выходом оптического усилителя сигнала импульсного когерентного лазера, а выходы соединены с оконечными устройствами, расположенными в конце каждого кабельного луча, в свою очередь каждое оконечное устройство кроме собственного входного оптического разъема содержит оптическую линию задержки, соединяющую между собой первую и вторую, дополнительно установленную в кабельном луче, аналогичную по конструкции первой, пятиканальную оптоволоконную измерительную линию (ИВЛ), проложенную в прямом и обратном направлениях по всей длине каждого кабельного луча, размещенную как и первая ИВЛ в общей светоотражающей оболочке, заполненной тиксотропным гелем с иммерсионными свойствами, а выход второй ИВЛ размещен во входном разъеме каждого кабельного луча. Далее выходы вторых ИВЛ всех пяти кабельных лучей через указанные разъемы соединены с входами блока фотоприемников, который через демодулятор, один выход которого соединен с последовательно соединенными блоком АЦП, процессором БПФ, вычислительным устройством и видеотерминалом, а второй выход блока АЦП непосредственно подключен ко второму входу вычислительного устройства, третий вход которого соединен с выходом буферной памяти, в свою очередь второй выход вычислительного устройства через дополнительно размещенный блок подготовки и передачи сигналов подключен на вход также дополнительно установленной спутниковой антенны. Технический результат - повышение точности и селективности контроля за счет расширения диапазона данных при контроле состояния приповерхностного слоя литосферы. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.
Группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для контроля состояния длинномерных объектов, а именно протяженных грузонесущих конструкций в виде рельсовой колеи железнодорожного полотна местных и магистральных железных дорог, метрополитена, горнорудного и строительного производства, а также подвижного состава, перемещающегося по этим конструкциям. Заявленному способу, и устройству, реализующему указанный способ, изготавливают специальный информационно-измерительный оптоволоконный кабель (ИИОК), содержащий группу взаимодействующих между собой стекловолокон, реагирующих на изменения контролируемых распределенных физико-механических параметров. Все стекловолокна помещены в общую светоотражающую оболочку, заполненную тиксотропным иммерсионным гелем. По крайней мере два таких ИИОК закрепляют на внутренней поверхности шейки обоих рельсов железнодорожной колеи, подают в каждый из них оптические импульсы от одного источника волновой энергии, после фотопреобразования и демодуляции выходных сигналов обоих ИИОК, с помощью специальных алгоритмов в вычислительном устройстве получают вышеперечисленные характеристики рельсовой колеи и поезда, на основе анализа которых принимают решения об их состоянии. Для осуществления указанных операций используется устройство, содержащее источник модулированной волновой энергии, подключенный на входы двух ИИОК, а выходы этих кабелей через блок фотоприемников, подключены к входу демодулятора, соединенного через блок АЦП и процессор БПФ с вычислительным устройством и видеотерминалом, причем второй выход блока АЦП непосредственно подключен к второму входу вычислительного устройства, третий вход которого в свою очередь соединен с выходом буферной памяти. Технический результат - повышение точности и селективности контроля за счет расширения диапазона данных при контроле состояния рельсовой колеи бесстыкового железнодорожного пути. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 17 ил.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров длинномерных объектов. В способе контроля состояния длинномерного объекта и устройстве для его реализации, посредством информационно-измерительного оптоволоконного кабеля, имеющего в зависимости от характеристик контролируемого объекта заданное количество оптоволоконных триад, реализующих последовательный набор базисных функций Уолша-Адамара, измеряют распределение интегральной кривизны на участках образующей несущей поверхности, на основании которого с помощью специального алгоритма восстанавливают само распределение кривизны образующей этой поверхности вдоль оси кабеля. Каждая из триад содержит три параллельно протянутых и контактирующих между собой по общей образующей цилиндрических кварцевых стекловолокна, помещенных в общую светоотражающую оболочку, заполненную иммерсионной жидкостью. Порядковый номер функции Уолша-Адамара реализуется за счет установки в разрез стекловолокон триады оптических кросс-коммутаторов. Селективность контроля кривизны нескольких образующих поверхности обеспечивается установкой в кабеле линий задержки, выполненных по принципу эшелонов Майкельсона. Кабель закрепляют по оси жесткости на поверхности, например консоли крыла самолета. Генерируют и подают оптические импульсы на вход опорного канала каждой триады, получают оптические сигналы на выходах всех триад кабеля и осуществляют их фотопреобразование в электрические сигналы, затем синхронно детектируют, усиливают и преобразуют эти электрические сигналы в пространственно-временные распределения кривизны, кручения изгибающих и перерезывающих сил вдоль оси кабеля. Реализует способ устройство, в состав которого входит импульсный когерентный лазер, подключенный через оптический усилитель и оптический разъем на вход кабеля, а выход кабеля, также через оптический разъем и второй пространственный фильтр в виде блока фотоприемников, подключен к входу демодулятора, выход которого соединен с дополнительно установленными последовательно соединенными блоком АЦП, вычислительным устройством и видеотерминалом, причем второй вход вычислительного устройства соединен с выходом дополнительно установленной буферной памяти, а второй выход вычислительного устройства через блок ЦАП подключен к второму входу демодулятора. Технический результат – повышение точности и селективности контроля кривизны несущей поверхности. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 18 ил.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров длинномерных объектов и протяженных участков в различных средах. Информационно-измерительный оптоволоконный кабель, имеющий четыре чувствительные оптоволоконные пары, каждая из которых содержит два параллельно протянутых и контактирующих между собой по общей образующей цилиндрических кварцевых стекловолокна, помещенных в общую светоотражающую оболочку, закрепляют на поверхности всех устройств нефтегазопровода. Генерируют и подают оптические импульсы на вход опорного канала каждой чувствительной пары, получают оптические сигналы на выходах всех пар кабеля и осуществляют их фотопреобразование в электрические сигналы, затем синхронно детектируют, интегрируют, усиливают и преобразуют эти электрические сигналы в пространственно-временные распределения кривизны, изгибающих сил, полей вибраций и температуры вдоль магистрального нефтегазопровода. Для осуществления указанных операций используется устройство, в состав которого входит импульсный когерентный лазер, подключенный через оптический усилитель и оптический разъем на вход информационно-измерительного оптоволоконного кабеля, последовательно закрепленного на поверхностях всех устройств магистрального нефтегазопровода, а выход кабеля также через оптический разъем и блок фотоприемников, подключен к входу демодулятора, выход которого связан с последовательно соединенными блоком аналого-цифровых преобразователей (АЦП), процессором быстрого преобразования Фурье (БПФ), вычислительным устройством и видеотерминалом, причем второй выход блока АЦП непосредственно подключен ко второму входу вычислительного устройства, третий вход которого соединен с выходом дополнительно установленной буферной памяти. Технический результат - повышение точности и селективности контроля за счет расширения диапазона данных при контроле состояния магистрального нефтегазопровода. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.
