Precyzyjnie mierzą położenie maszyn i właściwości światła, a przy tym radzą sobie z pyłem, wilgocią oraz silnymi polami elektromagnetycznymi. Dwa rozwiązania opracowane przez naukowców Politechniki Lubelskiej zdobyły srebrne medale podczas 19. Międzynarodowych Targów Wynalazków i Innowacji INTARG 2026 w Katowicach.

Nagrodzone projekty powstały na Wydziale Elektrotechniki i Informatyki. Pracowali nad nimi prof. dr hab. inż. Piotr Kisała, dr inż. Grzegorz Kozieł, dr inż. Damian Harasim, dr inż. Marta Dziuba-Kozieł oraz dr hab. inż. Sławomir Cięszczyk.

Światło pomaga ustawić maszynę z dużą dokładnością

Pierwszy wynalazek służy do określania kąta obrotu głowicy zamontowanej w maszynie. Zamiast klasycznych czujników elektrycznych wykorzystuje wiązkę światła przesyłaną przez światłowód.

Światło przechodzi przez filtry i elementy optyczne znajdujące się w ruchomej głowicy. Jej obrót zmienia parametry wiązki. Komputer odczytuje te zmiany, oblicza położenie głowicy i w razie potrzeby przekazuje silnikowi polecenie skorygowania ustawienia.

Światło przechodzi przez specjalne filtry i elementy optyczne umieszczone w głowicy. Gdy głowica się obraca, zmieniają się cechy światła przepływającego przez światłowód. Komputer analizuje te zmiany i błyskawicznie wylicza dokładne położenie, a w razie potrzeby nakazuje silnikowi poprawić ustawienie – wyjaśnia dr inż. Grzegorz Kozieł z Katedry Informatyki Politechniki Lubelskiej.

Bezdotykowy system ogranicza problemy spotykane w tradycyjnych urządzeniach pomiarowych. Pył nie zasłania czujnika, pola elektromagnetyczne nie zakłócają odczytu, a brak tarcia zmniejsza zużycie elementów.

Nie „ślepnie” od kurzu, nie ulega zakłóceniom elektromagnetycznym i nie powoduje tarcia, bo działa bezdotykowo – podkreśla prof. Piotr Kisała, kierownik Zakładu Optoelektroniki i Sieci Teleinformatycznych Politechniki Lubelskiej.

Technologia może znaleźć zastosowanie w automatyce przemysłowej, robotyce, energetyce, przemyśle chemicznym, lotnictwie, obronności oraz technologiach kosmicznych. Nadaje się do miejsc narażonych na promieniowanie jonizujące, wilgoć, zapylenie, silne pola elektromagnetyczne i zagrożenie wybuchem.

Konstrukcja może zostać zmniejszona i wykorzystana w precyzyjnych systemach sterowania oraz nowoczesnej aparaturze pomiarowej. Według dr inż. Marty Dziuby-Kozieł rozwiązaniem interesują się już firmy.

Światłowód na dachu Rdzewiaka bada linie energetyczne

Technologia światłowodowa opracowywana na Politechnice Lubelskiej jest już wykorzystywana podczas badań. Wytrzymały światłowód zamontowano na dachu Rdzewiaka, jednego z budynków uczelni.

Naukowcy mierzą za jego pomocą parametry linii napowietrznych. Ich obciążenie zmienia się między innymi pod wpływem pogody, co trudno dokładnie sprawdzić tradycyjnymi metodami.

Wykorzystując czujnik w światłowodzie możemy to mierzyć bardzo precyzyjnie, co pozwala nam sprawdzić, ile energii elektrycznej można przesłać w danym momencie – tłumaczy dr inż. Damian Harasim z Katedry Elektroniki i Technik Informacyjnych.

Drugie urządzenie sprawdza, jak skręcone jest światło

Drugi nagrodzony wynalazek to miernik kąta obrotu płaszczyzny polaryzacji światła. Urządzenie pozwala ustalić, jak zmienia się kierunek drgań fali świetlnej. Może pracować w miejscach, w których klasyczne mierniki tracą dokładność lub są narażone na uszkodzenia.

System składa się z niewielkiej soczewki umieszczonej w ochronnej rurce oraz włókna światłowodowego cieńszego od ludzkiego włosa. W jego wnętrzu znajduje się skośna siatka Bragga, czyli mikroskopijna struktura filtrująca światło. Sygnał trafia do komputera, który przelicza go na wynik pomiaru.

Urządzenie przypomina bardzo zaawansowane „oko”, które zamiast obrazów, widzi jak bardzo światło jest „skręcone”. Fachowo nazywa się to polaryzacją – tłumaczy dr inż. Grzegorz Kozieł.

Miernik jest odporny na zakłócenia wywoływane przez silniki, magnesy i linie wysokiego napięcia. Brak ruchomych części zwiększa jego trwałość, a zastąpienie klasycznych obwodów elektrycznych światłowodami ogranicza ryzyko zwarć oraz iskrzenia.

Urządzenie może pracować między innymi w kopalniach, na stacjach paliw, w zakładach chemicznych, instalacjach energetycznych i innych miejscach narażonych na wilgoć, pył, promieniowanie lub zakłócenia elektromagnetyczne.

Wynalazki z Lublina z potencjałem do wdrożenia

Oba projekty zostały docenione przez międzynarodowe jury targów INTARG 2026. Srebrne medale potwierdzają możliwości wykorzystania opracowanych technologii poza laboratoriami, między innymi w przemyśle, energetyce i systemach wymagających dużej dokładności pomiarów.

Medale stanowią potwierdzenie, że rozwiązania tworzone przez naszych naukowców mają potencjał wdrożeniowy i mogą być wykorzystane w najbardziej wymagających sektorach gospodarki – mówi prof. Zbigniew Pater, rektor Politechniki Lubelskiej.