„Układ do wykrywania i lokalizacji aktywnych uszkodzeń w komunikacyjnych obiektach infrastruktury drogowej”

Istota wynalazku:

Przedmiotem wynalazku jest układ do wykrywania i lokalizacji aktywnych uszkodzeń w komunikacyjnych obiektach infrastruktury drogowej rozwijających się podczas działania obciążenia eksploatacyjnego obiektów infrastruktury drogowej i komunikacyjnej takich jak mosty, wiadukty, estakady. Wynalazek ma szczególne znaczenie w przypadku konieczności
wydłużenia, zwłaszcza z przyczyn ekonomicznych lub społecznych, eksploatacji obiektów zakwalifikowanych do rozbiórki, przebudowy lub remontu, a także w trakcie przejazdów pojazdów ponadnormatywnych ze względu na masę. Układ do wykrywania i lokalizacji aktywnych uszkodzeń w komunikacyjnych obiektach infrastruktury drogowej, zawiera czujniki emisji akustycznej połączone bezpośrednio lub poprzez przedwzmacniacz z procesorem emisji akustycznej, który
połączony jest z komputerem, zaś miejsca rozmieszczenia czujników emisji akustycznej na powierzchni wzorca lub obiektu kontrolowanego są zdeterminowane jednoczesnym zachowaniem warunkiem pomiaru sygnału w całej objętości wzorca lub obszaru obiektu kontrolowanego. Wynalazek charakteryzuje się tym, że czujniki emisji akustycznej połączone są z modułem analizy, identyfikacji i lokalizacji sygnałów AE, który poprzez moduł klasyfikacji sygnałów i analizy stopnia zagrożenia połączony jest z modułem sygnalizacji dopuszczalnego poziomu obciążenia i modułem rejestracji i sygnalizacji zarządcy obiektu. Moduł analizy, identyfikacji i lokalizacji sygnałów AE zawiera procesor emisji akustycznej, w którym następuje identyfikacja i lokalizacja procesów destrukcyjnych, a moduł klasyfikacji sygnałów i analizy stopnia zagrożenia zawiera procesor w którym analizowane są procesy destrukcyjne pod kątem zagrożenia konstrukcji oraz wypracowywane decyzje dotyczące sygnalizacji dopuszczalnego obciążenia oraz informacje dla zarządcy obiektu.
Do modułu klasyfikacji sygnałów i analizy stopnia zagrożenia może być dołączony czujnik temperatury, lub czujnik wilgotności, lub czujnik zasolenia lub też czujnik obciążenia. Czujniki te pozwalają na ocenę stanu technicznego obiektu z uwzględnieniem mierzonych czynników. Moduł sygnalizacji dopuszczalnego poziomu obciążenia zawiera wyświetlacze dopuszczalnego obciążenia obiektu i wstrzymania ruchu. Moduł rejestracji i sygnalizacji zarządcy obiektu zawiera wyświetlacz, na którego ekranie pojawiają się komunikaty o stanie obiektu i działaniach podjętych przez
moduł sygnalizacji dopuszczalnego poziomu obciążenia. Sygnały akustyczne generowane przez procesy destrukcyjne, rozwijające się podczas użytkowania konstrukcji nośnych obiektów, są rejestrowane przy użyciu czujników emisji
akustycznej, identyfikowane, lokalizowane a następnie klasyfikowane w odniesieniu do poziomu zagrożenia, jakie dla konstrukcji stanowią zarejestrowane aktywne procesy destrukcyjne. Stanowi to podstawę do automatycznego sygnalizowania dopuszczalnego poziomu obciążenia monitorowanego obiektu inżynierskiego tak by ograniczyć procesy
zagrażające konstrukcji. Jednocześnie o podjętych automatycznych działaniach przez układ, powiadamiany jest zarządca obiektu, co pozwala na zdalną rejestrację zdarzeń oraz podjęcie niezależnych decyzji indywidualnych. Pomiary wykonywane są przez cały okres eksploatacji z częstotliwością próbkowania zależną od określonego stopnia zagrożenia, trwające nie krócej niż przez jedną godzinę. Wybrane parametry sygnałów, których według wynalazku musi być co najmniej sześć o poziomie skorelowania poniżej 0,75, są sklasyfikowane metodą rozpoznawania obrazów z wykorzystaniem wcześniej utworzonej bazy danych sygnałów wzorcowych. Wzorcowe bazy danych generowane są przez procesy destrukcyjne, jakie mogą być aktywne w czasie użytkowania konstrukcji, w których występują jeden lub więcej procesów destrukcyjnych równocześnie. Znając położenie czujników można określić i zlokalizować aktywne procesy
destrukcyjne w konstrukcji i śledzić ich rozwój oraz częstotliwość ich występowania. Można także śledzić wygasanie procesów destrukcyjnych, przemieszczanie się obszarów destrukcji w konstrukcji, a także tworzenie nowych obszarów destrukcji.
Informacje wysyłane do modułu zapewniającego bezpieczną eksploatację i modułu rejestracji i sygnalizacji zarządcy obiektu pokazane w załączniku nr 3.

Potencjał komercjalizacyjny wynalazku:

– podpisana umowa pomiędzy Politechniką Świętokrzyską a Urzędem Marszałkowskim Województwa Świętokrzyskiego na budowę wzorcowego Centrum CENIT (Centrum Elektronicznego Nadzoru Infrastruktury Transportowej województwa świętokrzyskiego). Powstałe centrum będzie zbierało informacje o stanie technicznym strategicznych dla bezpieczeństwa komunikacyjnego obiektów mostowych, na których zamontowany będzie system identyfikacji aktywnych procesów destrukcyjnych bazujący na metodzie emisji akustycznej, co pozwoli na bieżącą ocenę stanu technicznego monitorowanego obiektu i poprzez elektroniczny przesył danych dokonywanie natychmiastowych decyzji i ich wyświetlanie na tablicach informacyjnych, np. ograniczenie prędkości pojazdów, ograniczenie tonażu pojazdów poruszających się po obiekcie, identyfikacja pojazdów, przeciążonych, Dodatkowo wynalazek może być wykorzystywany przy monitorowaniu przejazdów pondnormatywnych ze względu na masę oraz obciążeniach próbnych nowych obiektów tworząc tzw. "paszporty obiektów mostowych". Podpisano porozumienie z Ministerstwem Transportu Socjalistycznej Republiki Wietnamu oraz firmy NeoStrain sp. z o.o. na wykorzystanie tego rozwiązania przy monitorowaniu obiektów mostowych na ich terenie (prototyp na moście My THUAN)