来自韩国的研究人员提出了一种低成本、非侵入式传感器系统，用于精确检测管道损坏
新型、低成本、基于fsr的非侵入式传感器系统为更强大的管道安全铺平了道路。(图片来源:Adobe Stock)
意外的管道故障可能导致泄漏污染环境，危害公共安全，因此强调了准确、实时的管道监测的重要性。
有两种传感器用于此目的——侵入式和非侵入式。侵入式传感器是测量压力或质量流量的高精度传感器，必须在管道施工期间预先安装。另一方面，非侵入式传感器使用基于光和声音的测量系统。它们可以在管道构建之后安装，因此提供了更大的灵活性。然而，非侵入式传感器价格昂贵，受环境条件和噪声的影响。
为了克服这些限制，由釜山国立大学造船与海洋工程系助理教授申允浩(Yun-ho Shin)领导的研究小组提出了一种新方法非侵入式传感器系统基于低成本，力敏电阻(FSR)．这项研究是与韩国机械材料研究所(KIMM)并于2023年2月7日在线发表在《结构控制与健康监测》杂志上。
该传感器由带有FSR的刚性夹紧带组成，FSR在非导电聚合物中包含导电颗粒。“当管道内的压力增加时，管道和夹紧带之间的接触力也会增加。这反过来又会压缩FSR。结果，导电粒子彼此靠得更近，由于量子隧穿，电流开始在非导电聚合物中流动。这降低了FSR阻力。因此，传感器可以间接测量管道压力而且发现变化Shin解释道。研究人员发现，这种新型传感器的测量结果与商用侵入式传感器的相关性为99.4%，强调了其准确性。
然后，研究人员利用欧几里得距离法来确定传感器必须在管道网络中的最佳位置。根据研究结果，他们在一个类似海军舰艇的消防主管道系统上安装了两个传感器。他们的数据得到了支持向量机一种基于机器学习的分类算法，使他们能够快速准确地检测系统中损坏的类型和位置。
“基于fsr的传感器可以应用于管道故障高风险行业的任何管道系统，包括核电站和海军舰艇。他们还将通过自动化管道完整性监测来减少所需的人工工作。”
