Un team di ricercatori dell'Università di Osaka, insieme a Riscoperta della ruota Inc., e JFE Shoji Electronics Corporation, ha sviluppato un sistema radar a banda ultra larga, che può essere montato su droni. Con la collaborazione dello stabilimento Tokuyama di Idemitsu Kosan Co., srl, un drone dotato di radar è stato fatto volare in un camino con un'altezza di 150 m durante un regolare periodo di ispezione (Fig. 1). I ricercatori sono riusciti a ispezionare lo spessore del materiale di rivestimento, che ricopre la parete del camino come strato di protezione.

"Generalmente, radar a onde millimetriche con frequenze di funzionamento a 24 GHz, 60GHz, 77GHz, e 79 GHz sono comunemente usati principalmente per applicazioni a bordo dei veicoli. Però, a causa delle limitazioni delle frequenze delle onde radio e delle loro larghezze di banda, la capacità di penetrazione del materiale e la risoluzione sono insufficienti, e nessuno dei due può essere applicato alla diagnosi di cui sopra della parete interna del camino, " spiega l'assistente professore Yi.

I ricercatori hanno sviluppato un sistema radar che utilizza tecnologie di comunicazione ottica (Fig. 2). In questo sistema, due diverse lunghezze d'onda dei segnali ottici vengono prima generate nella banda della lunghezza d'onda delle comunicazioni in fibra ottica (1,55 μm). Quando i segnali ottici vengono trasmessi su un cavo in fibra ottica e applicati a un fotodiodo, che converte il segnale ottico in segnale elettrico (RF), è possibile generare onde radio con una frequenza corrispondente alla differenza di lunghezza d'onda tra i due segnali ottici. Controllando con precisione la lunghezza d'onda ottica, le onde radio possono essere generate in qualsiasi banda nell'intervallo da circa 1 GHz a 1000 GHz. La posizione del punto di riflessione (superficie anteriore o posteriore dell'oggetto) è nota irradiando l'oggetto mentre si cambia la frequenza di questa onda radio e calcolando la relazione di fase di ampiezza tra l'onda radio riflessa e restituita dall'oggetto e l'onda radio originale .

Al fine di soddisfare le suddette esigenze di ispezione della parete interna del camino, è necessario disporre di una tecnologia per trasmettere il materiale di rivestimento con uno spessore di circa 50 mm a 150 mm e misurare lo spessore con una risoluzione dell'ordine di mm. Perciò, attraverso esperimenti precedenti, i ricercatori hanno scoperto che lo spessore del materiale di rivestimento poteva essere misurato utilizzando la banda da 4 GHz a 40 GHz, e sintonizzato il sistema in Fig. 2 per operare in questa banda di frequenza. La Fig. 3 è un esempio di misurazione della parete interna del camino. Si osservano punti di riflessione dalla superficie anteriore e punti di riflessione dalla superficie posteriore (lato metallico) del materiale di rivestimento, e la distanza tra i due corrisponde allo spessore del materiale di rivestimento.

Questo team di progetto sta anche sviluppando tecnologie diagnostiche per la superficie della parete interna del camino con una telecamera 4K montata sul drone, e integrandolo con la tecnologia sviluppata questa volta, stanno promuovendo l'applicazione pratica di tecnologie di ispezione per camini a più alto valore aggiunto. "Inoltre, dovrebbe essere applicato alla diagnosi di varie strutture e apparecchiature infrastrutturali sfruttando questa tecnologia radar che può facilmente cambiare la frequenza delle onde radio da onde millimetriche a onde terahertz, "dice il professor Nagatsuma, chi guida la squadra.