Il controllo passa per le fibre ottiche

I NOSTRI BREVETTI

NTSG ITALIA detiene le licenze dei brevetti OF System e OF Pipe con i quali si presenta sul mercato proponendo nuove soluzioni tecnologiche dedicate al monitoraggio infrastrutturale e all’identificazione delle perdite in condotta.

le soluzioni basate sui sistemi brevettati Of System e OF Pipe, sono uniche e altamente sofisticate, per misurare le condizioni di stress e altri parametri fisico-chimici, meccanici e idraulici, di strutture appartenenti a diversi campi dell’ingegneria.

Grazie alla collaborazione con imprese di costruzione, concessionari, studi di progettazione, aziende di settore, team, e con tutti i clienti, tra i quali Webuild, Fincantieri Nextech, CMB, CMC, Rillo Costruzioni, MM, Autostrade per l’Italia, Anas, Spea Engineering, Tonello Energie, Rocksoil, Sina, Premier Composite Technologies, Preve Costruzioni, NTSG ITALIA ha potuto ottimizzare le proprie soluzioni rendendole uniche e leader nell’ambito del monitoraggio delle infrastrutture con i sistemi OF System e OF Pipe.

La collaborazione permanente con il CNR ha permesso a NTSG ITALIA di affinare i propri modelli interpretativi e di fornire ai propri clienti un prodotto validato/verificato da terzi.

I nostri brevetti

Brevetto OF System

Definisce come misurare la deformazioni 3D & 2D di una struttura, utilizzando la tecnologia delle fibre ottiche sensing. Il brevetto si traduce in un metodo di progettazione ed in un software proprietario che calcola in tempo reale le deformazioni della struttura partendo dall’analisi tensionale del manufatto.

Brevetto OF Pipe

Definisce come identificare la presenza, posizione e stimare la dimensione di una perdita oltre a parametri come: temperatura, velocità del fluido, portata (per condotte in pressione), utilizzando la tecnologia delle fibre ottiche sensing. Il brevetto si traduce in un metodo di applicazione della fibra ottica all’interno della condotta ed in un software proprietario che determina in tempo reale il comportamento del fluido in condotta.

COSA MISURA LA TECNOLOGIA DELLE FIBRE OTTICHE SENSING

Misure dirette di strain meccanico e termico e misura indiretta vengono effettuate attraverso strumenti in fibra ottica come accelerometri, inclinometri, pressurimetri, pali inclinometrici, pali deformometri, celle di carico, e altri strumenti. Le misure che possiamo rilevare con OF System sono le seguenti

  • carico
  • pressione
  • deformazione
  • vibrazione
  • torsione
  • inclinazione
  • corrosione
  • spostamento
  • livelli di corrente elettrica
  • flusso

Gli obiettivi dI OF SYSTEM E OF PIPE

  • Monitoraggio statico e dinamico di strutture, con misure in tempo reale e ad elevata frequenza di campionamento;
  • Messa in sicurezza delle strutture e degli utenti;
  • Misura delle caratteristiche strutturali di materiali e elementi di qualsiasi natura e forma;
  • Verifica del comportamento di una struttura e validazione delle specifiche tecniche;
  • Monitoraggio dell’usura e dell’invecchiamento delle strutture mediante il rilevamento delle variazioni delle sue caratteristiche meccaniche e fisico-chimiche.

LA PIATTAFORMA

  • I dati acquisiti dal sistema sono disponibili su qualsiasi device come: Tablet, PC e Smartphone.

  • SISTEMA MULTIPLEXING: Numerosi punti di misura, per misure diverse, lungo la stessa fibra, interrogati contemporaneamente.

descrizione dell'infrastruttura della piattaforma di OF SYSTEM e OFPIPE

La nostra esperienza

0
Anni di attività
0
Progetti
0
sensori installati
0
Opere monitorate

Tecnologie a confronto

Tecnologia tradizionale

  • Sensori elettrici
  • Sensori attivi
  • Sensibile agli agenti atmosferici (campi elettromagnetici)
  • Possibile fonte di incendio
  • Decadimento del segnale su lunghe distanze
  • Tre cavi per gestire un unico sensore
  • Consistenti costi di manutenzione

Tecnologia "OF"

  • Fibre ottiche
  • Sensori passivi
  • Immune agli agenti atmosferici (campi elettromagnetici)
  • Tecnologia che non è fonte di innesco
  • Nessuna perdita di segnale
  • Fino a 160 sensori discreti su un’unica fibra
  • Fino a 1 milione di punti di misura distribuiti su un’unica fibra lunga 50 Km
  • Longevità (+30 anni) + passività = RIDOTTI COSTI DI MANUTENZIONE

 

Perché scegliere OF SYSTEM e OF PIPE

CARATTERISTICHE DEL SISTEMA

  • Possibilità di collocare lo strumento di acquisizione dati a grande distanza (km) dalla zona di monitoraggio, senza ridurre la precisione della misura;
  • Fino a 160 sensori utilizzabili in serie sulla stessa fibra;
  • Misure di tipo statico e dinamico;
  • Notevole riduzione della quantità di cablaggi necessari per monitorare una struttura.

CARATTERISTICHE DEI SENSORI

    • Sensore passivo;
    • Considerevole sensibilità nella misura;
    • Dimensioni ridotte e possibilità di inserimento all’interno di materiali compositi;
    • Elevata ripetibilità della misura nel tempo;
    • Indipendenza dalle condizioni ambientali;
    • Consistente longevità dello strumento.

TECNICHE DI MISURA CON FIBRE OTTICHE SENSING

Il Sistema “OF” è un tool per misurare le deformazioni di un oggetto/struttura di qualsiasi forma e di natura rigida o semirigida.

A differenza del tipico utilizzo delle fibre ottiche sensing che permette di eseguire misure monodimensionali, “OF” System, grazie alla particolare configurazione dei sensori e allo specifico software di analisi dati, è in grado di misurare deformazioni nello spazio e nel piano, offrendo anche informazioni su compressione, allungamento, deformazione, carico, torsione, pressione, spostamento, vibrazione, corrosione, inclinazione, temperatura e molto altro, dell’oggetto monitorato.

“OF “ System è applicato sia con la tecnologia semidistribuita che distribuita, e più in generale con tutte le tecniche di misura con fibre ottiche sensing. Il sistema “OF” ha dato vita a molteplici soluzioni verticali applicate in specifici settori:

  • ‘‘OF’’ Bridge: per il monitoraggio statico e dinamico di ponti e viadotti
  • ‘‘OF’’ Tunnel: per il monitoraggio di gallerie di nuova costruzione ed esistenti
  • ‘‘OF’’ Building: sistema di monitoraggio delle deformazioni e vibrazioni di un edificio
  • ‘‘OF’’ WIM: innovativo sistema per la pesa dinamica dei mezzi
  • ‘‘OF’’ Energy: sistema di monitoraggio di trasformatori di potenza
  • “OF” Tower: per il monitoraggio delle deformazioni delle torri, dei carichi e accessi
  • ‘‘OF’’ Fan: sistema certificato per il monitoraggio vibrazionale e di performance di ventilatori
  • ‘‘OF’’ Tire: innovativo sistema di misura delle deformazioni di uno pneumatico.

APPLICAZIONI CIVILI E INDUSTRIALI

  • Infrastrutture stradali e ferroviarie
  • Strutture edili
  • Reti telecomunicazione
  • Reti elettriche
  • Sistemi di controllo
  • Strutture industriali
  • Settore energetico
  • Impianti
  • Prodotto
  • Sistemi aerospaziali e aeronautici
  • Settore marittimo/nautico
  • Settore automobilistico
  • Settore beni culturali

Nel 2018 la squadra RICERCA e SVILUPPO di NTSG deposita il nuovo brevetto OF PIPE

Il sistema OF Pipe, è un sistema di misura per l’identificazione della presenza, posizione e stima della dimensione di una perdita all’interno di una condotta (che sia idrica, fognaria o Oil&Gas) e per la misura di diversi parametri del fluido presente in condotta.

Sistema di misura per l’identificazione della presenza, posizione e stima della dimensione di una perdita all’interno di una condotta (che sia idrica, fognaria o Oil&Gas) e per la misura di diversi parametri del fluido presente in condotta.

“OF Pipe“è applicato principalmente con la tecnologia distribuita, e più in generale con tutte le tecniche di misura con fibre ottiche sensing.

NTSG ha studiato soluzioni specifiche per diverse applicazioni nel settore delle condotte:

  • ‘‘OF’’ Water: per il monitoraggio delle perdite della condotta e di grandezze idrauliche;
  • ‘‘OF’’ Sewerage: per il monitoraggio delle acque parassite, grandezze idrauliche e strutturali;
  • ‘‘OF’’ SmartPipe: innovativo sistema per sensorizzare il processo di relining.
  • “OF” Oil: per il monitoraggio delle perdite della condotta e di grandezze idrauliche;
  • “OF” Gas: per il monitoraggio strutturale della condotta e di fenomeni di turbolenza in condotta.

 

APPLICAZIONI CIVILI E INDUSTRIALI

  • Reti idriche e fognarie
  • Reti Oil&Gas
  • Reti di teleriscaldamento
  • Condotte di ventilazione
  • Reti antincendio
  • Impianti di trattamento dell’acqua

SCARICA LA PRESENTAZIONE DEL SISTEMA OF PIPE

I SENSORI FBG

I Fiber Bragg Grating reticoli di Bragg su fibra ottica

Il sensore FBG consiste in una serie di specchi fotoincisi all’interno della fibra che rispondono alla luce ad una data lunghezza d’onda.

Su un unico cavo ottico possono essere cablati in serie fino a 160 sensori per la misura di grandezze diverse, per esempio estensimetri, accelerometri e sensori di temperatura. La frequenza di campionamento per singolo sensore può arrivare fino a 5000Hz. L’acquisizione avviene con un solo sistema di interrogazione.

La misura distribuita lungo una fibra ottica è una tecnica di misura unica che offre vantaggi e prestazioni senza precedendi, soprattutto in quei campi sperimentali in cui requisiti come l’elevata risoluzione spaziale, la consistente estensione dell’area da monitorare e l’impervietà dell’ambiente limitano l’applicabilità delle tecniche e dei sensori tradizionali.

sensori DTS e DSTS

sensori in fibra ottica in grado di rilevare in modalità distribuita temperatura, deformazione e variazioni acustiche lungo l’intero cavo.

FUNZIONAMENTO DELLE TECNICHE A FIBRA OTTICA DISTRIBUITA

  • lunga portata operativa
  • facilità di multiplexing
  • fattore di forma ridotto
  • immunità alle interferenze elettromagnetiche
  • robustezza a temperature estreme
  • I sistemi DOFS utilizzano il fenomeno dello scattering di Raman, Brillouin e Rayleigh come meccanismi di misura.
  • Mappatura distribuita di parametri fisici lungo la fibra.
  • Sensibilità e caratteristiche specifiche delle tecniche di Raman, Brillouin e Rayleigh.

BRILLOUIN

Sensibile a variazioni di deformazione e temperatura. Basata sul principio di Brillouin, con analisi della retrodiffusione nel dominio del tempo e/o della frequenza, consente misure distribuite di strain e temperatura ovvero il cavo in fibra diventi il sensore stesso. Questo tipo di tecnologia si adatta soprattutto al monitoraggio di strutture di lunghezza elevata, quando è necessaria una considerevole densità spaziale di misurazioni di strain e di temperatura per fenomeni a bassa variabilità temporale (per esempio condotte e binari)

Permette misurazioni lungo più di 50 km con fibra ottica.

RAMAN

Sensibile a variazioni di temperatura. Il principio di misura è basato sulla rilevazione della retrodiffusione RAMAN indotta da processi spontanei di scattering anelastico, ed utilizza tecniche di riflettometria nel dominio del tempo. Questo tipo di tecnologia si adatta soprattutto al monitoraggio di strutture aventi elevata lunghezza quando è richiesta una considerevole densità spaziale di misure di temperatura per fenomeni a bassa variabilità temporale.

Permette misurare di temperatura lungo un cavo di fibra ottica di 50 km.

Uno dei principali vantaggi dello scattering di Rayleigh è la sua elevata efficienza, che gli permette di ottenere un SNR più elevato rispetto alle altre tecniche di misura. Ciò consente misurazioni su lunghe distanze, una maggiore risoluzione spaziale e, soprattutto, frequenze di misura elevate.

I VANTAGGI DELLO SCATTERING DI RAYLEIGH

  • Efficienza superiore con un SNR più elevato per misure su lunga distanza.
  • Maggiore risoluzione spaziale e frequenza di campionamento delle misure.
  • Vantaggi dei sensori a fibra ottica distribuita (DOFS): lunga portata, facilità di multiplexing, immunità alle interferenze..
  • Lo scattering di Rayleigh offre SNR più elevato e misure single-shot ad alta frequenza.
  • Indipendenza da campi fisici esterni, rendendolo ideale per il rilevamento acustico distribuito (DAS).
  • La tecnica di Rayleigh è basata sull’interferenza tra centri di diffusione.

DAS · DISTRIBUITED ACUSTING SENSING

Sensibile a consistenti perturbazioni dinamiche.

Il principio di misura è basato sulla rilevazione della retrodiffusione di Rayleigh sia nel dominio del tempo che della frequenza.
Consente di rilevare segnali di variazione dello spettro acustico che corrispondono a determinati fenomeni discriminabili anche in ambienti ostili e su grandi distanze. Il cavo ottico è quindi per la sua interezza un sensore per le vibrazioni acustiche.

Lungo i cavi, il sistema invia continui impulsi luminosi, che, in caso di contatto con energia acustica o vibrazionale, restituiscono determinati pattern di luce riflessa. I pattern vengono analizzati e classificati da un dispositivo optoelettronico tramite algoritmi, che li associano a determinate anomalie/fenomeni.

Particolarmente adatti per il monitoraggio sismico, stradale e ferroviario (passaggio treni o mezzi in generale), permette misurazioni con fibra ottica di lunghezza fino a 20 km. Nel caso del monitoraggio del traffico ferroviario, il cavo in fibra ottica può essere interrato in prossimità del binario, rilevando la vibrazione indotta dal passaggio del treno e trasmessa attraverso il suolo. Analogamente, nel monitoraggio del traffico stradale la fibra può essere dispiegata sotto il manto stradale, rilevando il passaggio dei veicoli attraverso le onde sonore che si propagano nel terreno.