来源:新晚报
原标题:37 岁哈工大专家给隧道、大桥当“保健医”,打破国外垄断
实习记者 柴侨阳 新晚报记者 朱虹 文 / 摄
据统计,截至 2017 年底,我国公路总里程约 477 万公里,大概可以绕着地球 119 圈,铁路营业里程为 12.7 万公里,全世界的大型、超大型桥梁有一半都是在中国。每个工程背后都有安全的监测。负责这事儿的是一根细细长长的 “ 神经线 ”,它可以密切感知实时温度、变形、震动情况,实现探测和预警。以往,掌控这根 “ 神经线 ” 的仪器被国外垄断,而最近,37 岁的哈尔滨工业大学教授、博士生导师董永康教授研发的 “ 分布式布里渊光纤温度和应变分析仪 ” 填补了国内空白,实现了技术反超、国际领先。
“ 体温计之所以能量体温,靠的是水银头,可以把它理解为是点式传感器。我们研制的分布式传感器利用了光纤,每根光纤上的每一个点都是可以传感的,它相当于传统的 100 万个传感器的总和。” 董永康说。
董永康起初在哈尔滨工业大学研究布里渊光纤传感技术,博士毕业后去加拿大渥太华大学继续深造,他的合作导师鲍晓毅院士是分布式光纤传感领域的 “ 领军人物 ”。当时,国际上此类产品被日本垄断,我国在使用时只能依靠进口。
刚到加拿大的时候,针对分布式光纤传感技术的测量距离仅为几十公里,董永康潜心研究,提出了有效解决方案,在保证性能的前提下,将测量距离一下子提升到了 150 公里。
2011 年,静心深造了 3 年的董永康选择回国,“ 国内重视科研,需求也非常大,我们学到的一身本事能用在祖国上,没有什么比这更自豪了 ”。在董永康看来,国外的城市建设几乎不会改变,而我国的城市建设日新月异,大量的工程急需一个长距离、高空间分辨率的监测仪器。
回国后,董永康决定把所掌握的技术开发成适用于工程的仪器。2 年后,他成功了。这台仪器可以用最普通的通信光纤感知到隧道桥梁、高速铁路、高速公路、通信网络、传输线路;也能感知到城市地下各种各样的管道。光纤就像 “ 神经线 ”,这台仪器就像 “ 健康专家 ”。它感知着每一处的实时温度、变形、震动情况,从而对结构变形、泄漏以及火灾等灾害实现早期预警和实时探测,保证我国在大型基础设施、大型结构装备、地质灾害等方面的安全监测。
与国外相比,董永康团队研发的仪器感知的定位更精准,价格更是低了 20%。仪器已经应用在石油天然气管道和存储罐的漏油和变形监测、海底或陆地高压电缆的温度和应变监测、地质灾害的分布式监测、桥梁大坝和隧道等大型建筑物的结构健康监测、飞行器和航天器的飞行状态监测以及火灾报警等多个方面。
董永康说:“ 未来我们会将分布式光纤传感技术往更多的参量上去发展,把传感的范围扩大,全方位打造‘智慧城市’的‘神经网络’,使基础设施更安全、城市更安全。”