В 2018 году в РФ в рамках нацпроекта «Цифровая экономика» был разработан план строительства широкой сети подводных волоконно-оптических линий связи на труднодоступных, в том числе арктических, территориях страны. Так, через два года было анонсировано строительство подобной подводной линии от Мурманска до Владивостока. Цель проекта – обеспечить доступом к широкополосному интернету местные поселения, объекты инфраструктуры для добычи и транспортировки углеводородов в Арктике, а также для решения задач геологоразведки.
Томографическое изображение соединения кабелей
Значительная протяженность подобных линий связи вызвала потребность в осуществлении точного контроля мест соединения кабелей. Для решения этой задачи ученые ЛЭТИ разработали не имеющую российских аналогов рентгеновскую установку РУНК-50, которая позволяет выявлять дефекты соединительных муфт информационных и силовых кабельных линий. К настоящему моменту потребители получили уже 4 установки указанного типа, а одна из них уже работает в Арктической зоне. В 2022 году запланирована поставка еще нескольких установок для нужд отечественных компаний.
«Мы разработали схему для проведения томографического способа контроля муфтовых соединений оптоволоконного кабеля. Результаты исследований показали, что по сравнению с традиционной рентгенографией наша новая методика позволяет более чем на 10% повысить выявляемость дефектов», – рассказывает ассистент кафедры электронных приборов и устройств (ЭПУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Иван Алексеевич Ларионов.
Для проведения муфтового контроля исследуемый участок соединения кабеля помещают в рентгенозащитную камеру установки РУНК-50 и фиксируют специальными приспособлениями. После этого при помощи программы управления установкой запускается процесс томографического контроля, заключающийся в автоматизированном наборе дискретного набора угловых проекций (рентгенограмм) в диапазоне от 0 до 210 градусов.
Применение к полученному набору проекций математических алгоритмов томографической реконструкции позволяет получить набор продольных срезов исследуемого объекта, на основе анализа которых производится автоматический контроль дефектов контролируемого соединения.
Принципиальным отличием предложенной методики по сравнению с используемой в первой версии установки, является применение томографического способа контроля вместо рентгенографического. Методика рентгенографического контроля оставляет возможности пропуска дефекта или получения его малоконтрастным, в зависимости от его расположения в объекте контроля. Томографический способ контроля, в свою очередь, лишен данного недостатка благодаря получению целого набора проекций исследуемого соединения. При этом дополнительное введение автоматизированной оценки дефектов муфтовых соединений на основе полученных продольных срезов объекта позволяет нивелировать также влияние субъективной оценки соединения оператором.
Иван Ларионов, ассистент кафедры электронных приборов и устройств СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
Полученные рентгенограммы могут быть проанализированы в ручном и полуавтоматическом режиме с помощью специализированного программного обеспечения «Анализ+», разработанного учеными ЛЭТИ.
«Своевременное обнаружение дефектов в выполненных соединениях или их изоляции позволяет значительно снизить риск прокладки поврежденных участков кабельных линий и, соответственно, избавиться от финансовых затрат на их повторную прокладку», – поясняет Иван Алексеевич Ларионов.
Разработка новой методики является составной частью работы ученых кафедры ЭПУ по изучению скрытых объектов и дефектов в промышленных объектах рентгенографическими и томографическими способами контроля. Основу коллектива разработчиков составляют доцент кафедры ЭПУ Виктор Борисович Бессонов и ассистент кафедры ЭПУ Иван Алексеевич Ларионов, который разработал программу для применения новой методики. Созданием оборудования в основном занимались инженеры ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» и ассистент кафедры ЭПУ Клонов Владимир Валерьевич.
Научная работа проводилась в том числе по гранту РФФИ (№19-37-90098).
Источник информации и фото: Центр научных коммуникаций СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
