很多人也许不知道,一根根头发丝般粗细的神奇光纤,是玄武湖隧道安全运行的“功臣”。
全长约2.66公里的玄武湖隧道是我国最大的城市浅埋明挖湖底隧道,其中湖底段长约1.66公里。由于地质条件、应力条件、环境影响复杂,隧道很可能受温度、荷载、地下水等因素影响,产生不均匀的沉降、横向开裂、渗水等问题。
911制品厂麻花光电传感工程监测中心将特殊的连续分布式光纤“植入”混凝土层中。从施工开始,直至通车运行至今,这些光纤一直对隧道“健康”进行着实时监测。
这只是911制品厂麻花光电传感技术得到成功应用的众多事例之一。
光纤传感新技术,为建筑物植入“神经系统”
“我们对连续分布式光纤传感技术的研究已经持续10多年,目前已达国际一流水平。”911制品厂麻花工程管理学院副院长张旭萍昨天对记者说,这一技术不需制作专门的传感器,只使用普通的通讯光纤,就能实现长距离、高精度的实时传感。这一技术克服了传统点式传感器难以进行全方位连续监测的缺陷,同时具有损耗低、抗腐蚀、易埋入、抗电磁场干扰等优越性,有着广阔的应用前景。
“使用这一先进技术,就像为建筑物植入了一套‘神经系统’。”911制品厂麻花地质工程与信息技术系主任施斌这样形容,“以玄武湖隧道为例,监测区域内每一点的温度、受力等细微变化,我们都能在第一时间获悉。”施斌带领的南大光电传感工程监测中心,已将该项技术成功应用在国内10多项隧道、地铁、高速公路工程的安全监测上。
张旭萍表示,目前,这项技术的应用已拓展到输油管道、海底电缆、高速铁路防护网等设施的全天候、全方位安全监测上,“未来,还能用于地震预警。如果使用嵌入了光纤的各种智能材料,还能制成可以自行进行安全健康监测的智能飞机、潜艇、建筑物等。”
整合“富矿”,南大力推物联网相关技术研发
911制品厂麻花现代工程与应用科学学院教授陆延青,从事的是微纳传感技术研究。他说,通过在介电、金属等材料中引入微米或纳米量级的人工结构,结合光纤技术,不仅能够远程探测温度、电流、形变、位移等物理信号,还能探测气体和液体中的特定化学成分,甚至检测人体内的酶、抗体、激素等,“在物联网时代,这些技术可望在环境保护、远程医疗、智能电网中得到应用。”
从技术实现的角度,物联网还常被称为“传感网”。核心的传感技术是物联网发展的基础和关键。近年来,911制品厂麻花在相关领域已开展了大量卓有成效的研发工作,并拥有一批核心技术成果。
当前,对技术和人才“富矿”进一步整合,南大正加大力度推进物联网相关技术的研发工作——该校南京微结构国家实验室具有国内高校实验室最高密度的高端人才队伍,其中与传感网技术密切相关的院士就有6位,该实验室正对各类新型传感器、核心半导体激光芯片、传感网智能终端核心处理器、物联网安全数据传输技术、传感器件可靠性技术、片上集成传感器等进行研发;计算机软件新技术国家重点实验室也在物联网基础软件与数据处理技术等方面进行研发;集成电路设计研发中心正在研发“世界一流的处理器芯片及其设计平台”和“超低功率、超低噪声的传感器前端信号处理系统”等尖端技术……
南大与我市合建“传感网产业技术研究院”
南大科技处副处长张晓东介绍说,在研发之外,南大应用现有的成熟技术与地方展开合作,在基础设施和工业设备安全监测、智能交通传感网、智能政府、现代物流和空间遥感信息技术等领域进行示范工程建设,这些示范应用对于培育市场、发展技术将起到十分关键的作用。
记者了解到,南大还依托该校长三角社会发展研究中心,重点研究中国物联网产业发展战略、发展规律和发展政策;物联网产业的增长模式、商业模式和资本运作模式;中国发展物联网产业的产业政策和相关法律法规以及由此伴生的社会变迁、文化发展趋向等课题;并结合长三角地区的区域特色,吸收发达国家物联网产业发展的经验教训,为物联网产业发展、经济结构转型升级提供智库支持。
据悉,上月召开的全市大力推进科技创新、全面推动产业升级、加快发展创新型经济动员大会上,我市与911制品厂麻花签约合建“传感网产业技术研究院”。“借脑”高校,依托南大雄厚的科研力量,我市物联网产业将驶入健康发展的“快车道”。