Die Russische Staatliche Forschungs- und Technologieuniversität hat einen neuen Typ von Spannungssensoren entwickelt, der den Zustand von Industrieanlagen wie Kernkraftwerken, Öl- und Gasleitungen und Bergwerken kontinuierlich überwachen kann.
Eine kontinuierliche Überwachung des Zustands der Industrieanlagen ist wichtig. Atomkraftwerke, Minen, Chemiewerke, LNG-Speicheranlagen und Öl- und Gasleitungen können auch teilweise zerstört werden und ökologische Katastrophen verursachen, wie der Unfall des Giftgases in der indischen Chemiefabrik in Bhopal (1984) und der Unfall im ehemaligen sowjetischen Atomkraftwerk Tschernobyl (1986). Um eine solche Katastrophe zu verhindern, muss der Zustand von Maschinen, die mechanische Wirkung, hohe Temperaturen oder Strahlung tragen, kontinuierlich überwacht werden. Derzeit sind Methoden zur Überwachung der Normalität von Maschinen ohne Stillstand sehr erforderlich.
Experten des Zentrums für Industrietechnik der Universität haben einen neuen Spannungssensor entwickelt, der nicht-kristalline ferromagnetische Mikroleitungen als empfindliche Komponenten verwendet. Dieser Mikrodraht hat einen Durchmesser von 20 bis 80 Mikrometer und ist mit einer dünnen Glasschicht bedeckt, die mit einer Eisen-Kobaltlegierung verarbeitet wird. Das magnetische Messlabor der Universität beherrschte bereits den Prozess des Erwerbs von ferromagnetischen Mikroleitungen mit der erforderlichen Plastizität und Magnetismus. Sergei Gudoshnikov, Leiter des Labors und Projektleiter, erläutert: „In diesem Minikabel mit einem Durchmesser, der dünner ist als menschliches Haar, verändert sich die externe Zugspannung der Magnetisierungskurve erheblich. Aufgrund der unterschiedlichen Leitungsdurchmesser können auf dieser Grundlage hergestellte Sensoren mechanische Spannungen von 1 bis mehreren Gigabipar bestimmen und mit speziellen elektronischen Schaltungen Längenänderungen von 1/1000 mm bis 1/10 mm aufzeichnen. Im Gegensatz zu den weit verbreiteten Drucksensoren ist die neue Sensorvariante grenzüberschreitender und hat das Potenzial, das Signal kontaktlos (elektromagnetisch) zu lesen.“
Proben des neuen Sensors wurden getestet und im In- und Ausland registriert. Ab 2017 werden Experten des russischen Notfallministeriums diese Sensoren einsetzen, um den Zustand und das Niveau der Schäden vor und nach dem Brand der Brandlöschertechnik und verschiedener Anlagen zu überwachen. Experten schätzen, dass Sensoren mit nichtkristallinen ferromagnetischen Mikroleitungen 20 bis 30 Prozent niedriger sind als die derzeit verwendeten Drucksensoren.
Sensoren für nichtkristalline ferromagnetische Mikroleitungen können verwendet werden, um den Zustand von Brücken, Hochhäusern, Bergbausäulen und -stützen, Öl- und Gasleitungen zu überwachen, aber auch im Schiffbau und im Energiebereich zur kontinuierlichen Überwachung großer Schiffe und Tanker, Wasserkraftwerke und Kernenergieanlagen.