Разработка подходов к информатизации материала с помощью оптоволокна, микродатчиков и наноаддитивов. Материал как элемент Интернета вещей
Период реализации проекта: 02.2022 – 12.2026
Исполнитель: НГУ
Руководитель проекта: научный сотрудник лаборатории нелинейной фотоники НГУ Кохановский Алексей Юрьевич
E-mail: kay@nsu.ru
Создан 1 РИД, из них 1 заявка на выдачу патента на полезную модель.
- Проведен анализ литературы стандартов и патентной информации по методам создания ФГМП;
- Разработана программа создания функционально гетерогенных материалов с применением высококонцентрированных потоков энергии;
- Проведена модернизация установки для отработки технологии лазерной наплавки с модулем подогрева;
- Проведена оптимизация процесса лазерного воздействия на порошковые смеси на основе никеля для формирования качественных единичных треков от параметров наплавки: мощности лазерного излучения, скорости сканирования, расхода порошка, размера фокального пятна;
- Проведены исследования на микро-, мезо-, и макроуровнях сформированных материалов методом оптической микроскопии. Аналитически были получены модифицированные эффективные объемные и сдвиговые коэффициенты упругости, характеризующие полученный гетерогенный материал;
- Изготовлены базисные образцы из выбранных материалов на плоской площадке на основе проведенной оптимизации. Разработан протокол исследований по реализации переноса разработанной технологии на предоставленный опытный образец;
- Исследовано влияние подогрева на качество образцов при лазерной наплавке.
Создан 1 РИД, из них 1 программа для ЭВМ.
- Проведен анализ литературы по методам распределенного измерения температуры с помощью оптоволоконных датчиков;
- Проведена апробация схемы обработки сигналов от температурных волоконных оптических сенсоров.
Целевым рынком для проекта является рынок ответственных несущих конструкций из композитных материалов:
- Авиация и космос (ключевой сегмент в рамках Аэронет);
- Строительство;
- Энергетика;
- Автомобилестроение;
- Кораблестроение;
- Нефтегазодобыча;
- Химическая промышленность.
Важнейшим сегментом рынка для проекта является авиационная и космическая промышленность, в силу исключительно высоких требований к эксплуатационным характеристикам материалов и деталей на их основе. Разрабатываемая технология обладает важным конкурентное преимущество нашего продукта – тензометрическая функция композитного материала – является ключевым конкурентным преимуществом.
Разрабатываемые в рамках настоящего Проекта оптоволоконные сенсоры на основе брэгговских решеток имеют хорошие перспективы коммерциализации на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, особенно при измерении температурных профилей в трубчатых химических реакторах. Малый диаметр сенсоров позволяет кардинально улучшить потребительские свойства контрольно-измерительных приборов, повысить надежность управления процессами и безопасность производства.
Основная бизнес-модель проекта – защита РИД и лицензирование решений на их основе.
В рамках проекта будут решены следующие задачи.
- Разработаны новые варианты оптоволоконных сенсоров и их численных моделей для измерения профилей температуры.
- Разработана методология калибровки оптических сенсоров и обучения алгоритмов машинного обучения для интерпретации данных оптических сенсоров.
- Осуществлена апробация разработанных алгоритмов машинного обучения для интерпретации данных оптических сенсоров.