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STORIA DELLA TECNOLOGIA, DELLA TECNOLOGIA, DEGLI OGGETTI INTORNO A NOI
Diagnostica per immagini termiche. Storia dell'invenzione e della produzione
Elenco / La storia della tecnologia, della tecnologia, degli oggetti che ci circondano Termocamera - un dispositivo per monitorare la distribuzione della temperatura della superficie in esame. La distribuzione della temperatura viene visualizzata sul display (o memoria) della termocamera come un campo di colore, dove a una certa temperatura corrisponde un certo colore. Di norma, il display mostra l'intervallo di temperatura della superficie visibile attraverso l'obiettivo. La risoluzione tipica delle moderne termocamere è di 0,1 °C.
La struttura interna della Terra, le sostanze di cui è composta, sono studiate dalla geologia e dalla geofisica. I metodi geologici ci consentono di esplorare solo la parte superiore della crosta terrestre. È molto difficile perforare un pozzo anche a una profondità di diversi chilometri. La geofisica ti permette di penetrare molto più lontano nella Terra. Questa scienza indaga le anomalie dei campi terrestri, come deviazioni di densità, suscettibilità magnetica, resistività elettrica, velocità di propagazione delle onde elastiche, ecc. Per lo studio profondo (fino a 10000 metri) di vaste parti di terra e oceani, l'esplorazione di petrolio, gas e minerali solidi, vengono utilizzati metodi di geofisica di esplorazione. Includono geofisica gravitazionale, magnetica, elettrica, sismica, termica, nucleare - più di cento metodi in totale. Il metodo di rilevamento gravitazionale si basa su una misurazione molto accurata della gravità terrestre, ovvero del campo gravitazionale del pianeta. La terra non è una palla omogenea, presenta vuoti e aree di compattazione, come depositi di minerali. Di conseguenza, la forza di gravità sopra di essi è leggermente inferiore o leggermente superiore al valore medio. Questi cambiamenti sono registrati dai gravimetri. Con l'aiuto dell'esplorazione magnetica, viene studiato il campo geomagnetico, o magnetico naturale, della Terra. Il suo valore dipende dalle dimensioni e dalla profondità di accadimento di oggetti magnetizzati, come i depositi di minerale di ferro. I magnetometri misurano il valore assoluto del campo magnetico oi suoi valori relativi, che vengono confrontati con quelli misurati nei punti di controllo. I metodi di esplorazione elettrica si basano sullo studio dei campi elettrici naturali e artificiali emergenti. I primi sono il risultato della radiazione solare e cosmica, continui fulmini sulla terra, reazioni chimiche e fisiche. I secondi sorgono quando la Terra è esposta a linee elettriche, antenne di stazioni televisive e radiofoniche. Dalle caratteristiche del campo elettrico (ad esempio, dalla resistenza), i ricercatori hanno imparato a distinguere tra rocce e depositi di minerali metallici. Georadar è utilizzato nella ricerca radar. Un tale radar "guarda" la Terra. L'antenna GPR emette un impulso radio che si riflette su rocce dense e ritorna all'antenna ricevente. Il suolo e le rocce assorbono rapidamente le onde radio, quindi penetrano solo a una profondità di diverse decine di metri. Il metodo si basa sulla differenza nella velocità di propagazione delle onde radio, che dipende dalle proprietà fisiche delle rocce e dei liquidi che le saturano (acqua, olio).
I campi termici della Terra, che sono sorti a seguito di complessi processi fisici e chimici, sono studiati con l'aiuto di termocamere. I loro elementi sensibili ricevono radiazioni infrarosse (termiche) da rocce profonde. Questa radiazione è molto debole, quindi i ricevitori delle termocamere vengono raffreddati con azoto liquido o elio a una temperatura di meno 200-230 gradi Celsius. I segnali ricevuti vengono visualizzati sullo schermo TV o registrati su pellicola. La distribuzione delle temperature dipende dalla struttura interna del pianeta. La frattura della crosta terrestre, anche a lungo estratta da rocce alluvionali, si fa sentire per anomalie di temperatura sulla superficie terrestre. Studiando la loro dinamica, si possono giudicare i fenomeni che causano sollecitazioni e deformazioni nella crosta terrestre, irta di cataclismi. I dipendenti dell'Istituto di strumentazione aerospaziale della capitale del Tatarstan hanno imparato a farlo. "Robert Mukhamedyarov mi ha mostrato immagini straordinarie", scrive Mikhail Dmitruk sulla rivista Miracles and Adventures, "mostrano tutto ciò che è nelle viscere a profondità fino a diversi chilometri. - Guarda: queste sono rotture nella crosta terrestre, - fece scorrere il dito lungo le strisce chiare. E poi ha indicato le macchie scure: - Ci sono giacimenti di petrolio e di gas. Queste immagini sono state scattate con l'aiuto di apparecchiature aerospaziali, che hanno reso le viscere quasi trasparenti. Puoi vedere attraverso il terreno come attraverso il vetro. Cosa sono i miracoli? - Abbiamo stabilito la relazione tra la densità delle rocce e la temperatura sulla superficie della terra, - spiega Robert Davletovich. - È più facile non dirlo. In luoghi diversi, la temperatura si discosta di valori miserabili, ma la nostra attrezzatura ultrasensibile li risolve. Il computer disegna linee di temperature uguali sull'immagine. Dove le linee si addensano, la densità della materia nelle profondità è maggiore (rocce, depositi di minerali metallici). E le linee si rarefanno dove si allentano le rocce (faglie della crosta terrestre, vuoti carsici, lenti di laghi sotterranei, giacimenti di carbone, petrolio, gas). Dopo aver decifrato le immagini termiche, il computer produce immagini a colori dell'area, sulle quali, a colpo d'occhio, è possibile vedere la struttura profonda delle viscere. Il professore ha dissipato i miei dubbi. Ha mostrato altre immagini sotterranee che sono molto facili da verificare. Non sono state realizzate dallo spazio, ma da un aeroplano o un elicottero, quindi la risoluzione delle immagini è aumentata centinaia di volte. E le comunicazioni sotterranee sono chiaramente visibili su di esse: non possono essere distinte nemmeno in superficie ad occhio nudo. Ecco un campo di fronte a me dove si mieteva il grano. La sua immagine termica mostra gasdotti incrociati che sono sepolti sotto il campo. Ed ecco la pianta di queste strutture, presa dai lavoratori del gas: corrisponde esattamente all'immagine termica. Inoltre, mostra chiaramente i punti di danneggiamento dell'isolamento dei tubi sotterranei e le perdite di gas. Queste informazioni sono molto necessarie per le compagnie del gas e gli scienziati sono pronti a fornirle. A proposito, il loro equipaggiamento di volo fornisce dieci volte più informazioni di un robot che striscia in un tubo. E puoi ottenere questi dati dall'alto migliaia di volte più velocemente. Ma forse costa una pazzia? No, la diagnostica aerospaziale è molto più economica della diagnostica in linea". Nel 1979, Robert Mukhamedyarov, futuro dottore in scienze tecniche, professore, fu trasferito all'"Istituto statale di ottica applicata" della NPO come capo del dipartimento e capo progettista di strumenti per veicoli spaziali. Successivamente, è stato sotto la sua guida che il dipartimento è diventato un dipartimento e nel 1990 si è separato dall'NPO come Istituto indipendente di strumentazione aerospaziale a Kazan. Tuttavia, nella recente storia russa, come molte imprese russe, si è arenata con successo. Finora, sul satellite Okean, le apparecchiature realizzate presso l'istituto danno un'immagine non peggiore di quella americana. Ma insieme alla crisi dell'industria spaziale in Russia, le apparecchiature di Kazan per i satelliti non erano più necessarie. Il lavoro nelle nuove condizioni mi ha costretto a passare ad aeroplani ed elicotteri. Ma, come si suol dire, c'è una benedizione sotto mentite spoglie: dalle basse quote, i dipendenti dell'Istituto, con l'aiuto delle loro attrezzature, hanno iniziato a fare scoperte ancora più sorprendenti che dallo spazio. La termografia può scioccare chiunque. Quindi, ad esempio, attraverso un enorme serbatoio metallico per lo stoccaggio dell'olio dall'alto, puoi vedere ... una crepa nelle fondamenta in cemento armato di questa struttura. Le auto se ne erano andate da tempo e le loro ombre termiche erano rimaste nel parcheggio. Nelle profondità del mare, è visibile la firma del calore di una nave affondata. Ed ecco un altro miracolo: nella foto, i contorni delle fondamenta di antichi edifici che non sono stati ancora scavati dagli archeologi appaiono attraverso il terreno! "Ma Robert Davletovich è anche orgoglioso di altre immagini", scrive Dmitruk, "che possono essere utilizzate per diagnosticare edifici e strutture. Sotto case, ponti, strade, condutture, faglie crostali, vuoti carsici, collettori, flussi di acque sotterranee e altre sorprese di la natura sono chiaramente visibili.Se solo i costruttori li conoscessero in anticipo, avrebbero aggirato questi luoghi morti.Ma gli oggetti sono già stati costruiti, le loro fondamenta e supporti cadono in vuoti e sabbie mobili, causando la deformazione di edifici e strutture.Per quanto tempo ci vorrà stanno in piedi e in quali punti dovrebbero essere rafforzati? Anche questo è visibile: tutte le sollecitazioni e le deformazioni causano piccole deviazioni di temperatura, che sono chiaramente visibili nelle fotografie. L'istituto ha brevettato molti nuovi principi e dispositivi che consentono di aumentare la risoluzione delle termocamere in modo quasi illimitato. Qui hanno imparato a catturare un decimillesimo di grado: questo è abbastanza per la diagnostica tecnica di edifici e strutture. Inoltre, è possibile scattare foto di notte durante la compressione dei materiali da costruzione e durante il giorno, durante la loro espansione termica. In tali momenti, tutti i difetti - presenti e futuri - si manifestano in modo particolarmente chiaro. Ma la cosa principale è la diagnostica della crosta terrestre: sulla base delle sollecitazioni e delle deformazioni nei suoi strati, è possibile prevedere i movimenti che causano i terremoti. La previsione dei terremoti è fondamentale per qualsiasi paese che si trovi in una zona ad alta sismicità. Mukhamedyarov è pronto a fornire una previsione su dove e quando si verificheranno tali cataclismi. A una condizione: se riceve fondi per questi studi. Autore: Musskiy SA
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