Сорбционный кабельный сенсор с большим диапазоном чувствительности и области его применения

В работе рассматриваются существующие подходы по использованию точечных и кабельных датчиков для контроля протечек и влажности окружающей среды. Показаны принципиальные недостатки систем контроля на их основе: при детектировании протечек существует задержка во времени срабатывания, обусловленная условием скопления жидкости вокруг датчиков; при контроле влажности протяженных сред возникает необходимость установки большого числа точечных датчиков с индивидуальными каналами коммутации; не существует универсального датчика контроля протечек и влажности. Предложено альтернативное решение -сорбционный кабельный сенсор с большим диапазоном чувствительности, который, как детектор протечек может быть размещен в любой точке 3D пространства, где появление протечки наиболее вероятно, а как линейный сенсор влажности - способен заменить точечные датчики в протяженной зоне контроля. Результаты исследований разработанных кабельных сенсоров подтверждают их высокую чувствительность, быстродействие и релаксационную способность восстанавливаться (высыхать) после воздействия протечки. Рассмотренные в статье области применения, примеры внедрения сорбционного кабельного сенсора в систему контроля протечек и влажности воздуха вычислительных узлов с жидкостным охлаждением российских суперкомпьютеров, свидетельствуют о высокой эффективности и потенциале разработки. На основе сорбционных кабельных сенсоров возможно построение эффективных систем раннего обнаружения протечек по первым признакам их проявления, систем контроля влажности окружающей среды и универсальных систем контроля протечек, прорывов пара и уровня относительной влажности воздуха. Сокращение времени обнаружения протечек и прорывов пара позволит принимать превентивные меры для предотвращения развития ущерба, а применение кабельных сенсоров влажности взамен распределенных точечных датчиков позволит кардинально снизить затраты на организацию контроля влажности протяженных сред.

1. Water Leak Detection [Электронный ресурс]. http://www.articlesfactory.com/articles/business/water-leak-detection.html.

2. Temperature and humidity monitoring systems for fixed storage areas. Technical supplement to WHO Technical Report Series, No. 961, 2011. URL: https://www.who.int/medicines/areas/quality_safety/quality_assurance/supplement_6.pdf?ua=1

3. Data center monitoring system considerations [Электронный ресурс]. https://searchitoperations.techtarget.com/tip/Data-center-monitoring-system-considerations.

4. Системы защиты от протечек. [Электронный ресурс]. https://remstd.ru/archives/antipotopnyie-sistemyi-dlya-doma/.

5. Системы обнаружения и локализации утечек TraceTek [Электронный ресурс]. http://www.intel-a.ru/downloads/TraceTek%20Ubersicht.pdf.

6. Сакуненко Ю.И., Кондратенко В.С. Датчик утечек электропроводящих жидкостей: пат. 2545485 РФ. Заявка № 2013155730; заявл. 17.12.2013; опубл. 10.04.2015. Бюл. № 10.

7. Кондратенко В.С., Сакуненко Ю.И. Сорбционный гидросенсорный кабель - новые возможности. РИТМ машиностроения. 2015;1:40-42.

8. Относительная диэлектрическая проницаемость [Электронный ресурс]. http://weldworld.ru/theory/summary/otnositelnaya-dielektricheskaya-pronicaemost.html.

9. Преимущества емкостных датчиков по сравнению с датчиками других типов [Электронный ресурс]. https://studopedia.ru/9_2870_preimushchestva-emkostnih-datchikov-po-sravneniyu-s-datchikami-drugih-tipov.html

10. Технология поиска дефектов кабеля с использованием рефлектометра: замокшие участки кабеля [Электронный ресурс]. http://www.tdse.ru/info/articles/reflektom_mc_07.

11. Рефлектометр портативный цифровой. РЕЙС 105 М1. Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. https://skomplekt.com/files/goods/3817431406/manual_reis_105.pdf.

12. Кондратенко В.С., Рогов А.Ю., Сакуненко Ю.И., Сорокин А.В. Разработка методов определения места и размеров протечек с помощью сорбционного гидросенсорного кабеля. Контроль. Диагностика. 2018;5:32-37.

13. Метод импульсной рефлектометрии (TDR). Как найти обрыв в кабеле. [Электронный ресурс]. http://www.ersted.ru/stati/reflektometrija/impulsnaya-reflektometriya/

14. Кондратенко В.С., Сакуненко Ю.И. Датчик влажности: пат. 179730 РФ. Заявка № 2018104563; заявл. 06.02.2018; опубл. 23.05.2018.

15. Кондратенко В.С., Рогов А.Ю., Исхаков Д.Р. Кабельный сенсор влажности и протечек: пат. 186924 РФ. Заявка № 2018137133; заявл. 22.10.2018; опубл.11.02.2019. Бюл. № 5.

16. Кондратенко В.С., Рогов А.Ю., Исхаков Д.Р. Кабельный сенсор влажности и протечек: пат. 187823 РФ. Заявка № 2018138657; заявл. 02.11.2018; опубл.19.03.2019. Бюл. № 5.

17. Ёмкость цилиндрического конденсатора [Электронный ресурс]. https://energetik.com.ru/zakony-elektrotexniki-korotko/elektricheskaya-yomkost-yomkost-kondensatora/yomkost-cilindricheskogo-kondensatora

18. Абрамов С.М., Амелькин С.А., Чичковский А.А. Различные подходы к жидкостному охлаждению — PRO & CONTRA. Суперкомпьютеры. 2012;3(11):34-35.

19. Пресс-релиз. Обновленный суперкомпьютер имени Н.Н. Говоруна представлен в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне [Электронный ресурс]. https://docplayer.ru/171270860-Press-reliz-obnovlennyy-superkompyuter-imeni-n-n-govoruna-predstavlen-v-obedinennom-institute-yadernyh-issledovaniy-v-dubne.html

20. Точка росы [Электронный ресурс]. http://www.teohim.ru/nalivnye/tochka-rosy/

21. Кондратенко В.С., Рогов А.Ю., Дружинин Е.А. Контроль протечек и влажности с помощью сорбционного кабельного сенсора в высокопроизводительных вычислительных системах с жидкостным охлаждением. Электронные информационные системы. 2019;1:5-18.

22. Суперкомпьютер МСЦ РАН поможет российским ученым в создании медицинских препаратов для борьбы с короновирусной инфекцией Covid-19. [Электронный ресурс]. http://www.rscgroup.ru/ru/news/381-superkompyuter-msc-ran-pomozhet-rossiyskim-uchenym-v-sozdanii-medicinskih-preparatov-dlya

23. Кондратенко В.С., Рогов А.Ю., Сакуненко Ю.И. Автоматизированная система контроля протечек воды и прорывов пара. Сборник докладов конференции «Информатика и технологии. Инновационные технологии в промышленности и информатике» Физико-технологического института Московского технологического университета. М.: МИРЭА, 2018. С. 31-38.

24. Пожар в ТРЦ "Зимняя вишня" мог возникнуть из-за протечки крыши. [Электронный ресурс]. https://www.vesti.ru/doc.html?id=3007864

25. Спасти соседа снизу. Строительная газета № 51 от 29.12.2017 [Электронный ресурс]. https://www.stroygaz.ru/publication/item/spasti-soseda-snizu/

26. Технология развертывания локальных беспроводных радиосетей ZigBee в системах промышленной автоматизации и диспетчеризации. [Электронный ресурс]. https://isup.ru/articles/3/1212/

27. Кондратенко В.С., Рогов А.Ю., Титков М.В. Многоуровневая беспроводная автоматизированная система контроля протечек для жилищных комплексов. Приборы. 2019;3:13-17.

28. Влияние температуры и влажности на процесс твердения бетона. [Электронный ресурс]. https://helpiks.org/7-91018.html

29. Влияние внешних факторов на долговечность бетона. [Электронный ресурс]. http://stroi-archive.ru/shlakoschelochnoy-beton/1078-vliyanie-vneshnih-faktorov-na-dolgovechnost-betona.html

30. Водные ресурсы в сельском хозяйстве. [Электронный ресурс]. http://mniap.rf/analytics/Vodnye-resursy-v-selskom-hozajstve/

31. Виртуальный агроном. [Электронный ресурс]. https://www.agroinvestor.ru/technologies/article/18593-virtualnyy-agronom/

32. Сколько нужно датчиков влажности почвы? [Электронный ресурс]. https://decagon.ru/soil/how-many-sensors/

33. Мировые и российские перспективы тепличного овощеводства. [Электронный ресурс]. https://www.agroxxi.ru/stati/mirovye-i-rossiiskie-perspektivy-teplichnogo-ovoschevodstva.html

34. Прахова М.Ю., Краснов А.Н., Нагуманов Х.Г. Некоторые проблемы контроля влагосодержания природного газа в промысловых условиях. Современные научные исследования и инновации. 2015;7-1(51):32-39. [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/07/56176

35. Кондратенко В.С., Сакуненко Ю.И., Тикменов В.Н. Кабельный датчик влажности. Прикладная физика. 2018;2:103-107.

36. Новое лицо, 3D-сенсор, "умная" перчатка. За что в России дают премии изобретателям. [Электронный ресурс]. https://nauka.tass.ru/nauka/6596505