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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Diagnostic par imagerie thermique. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Imageur thermique - un dispositif de surveillance de la répartition de la température de la surface étudiée. La répartition de la température est affichée sur l'écran (ou la mémoire) de la caméra thermique sous la forme d'un champ de couleur, où une certaine température correspond à une certaine couleur. En règle générale, l'écran affiche la plage de température de la surface visible à travers l'objectif. La résolution typique des caméras thermiques modernes est de 0,1 °C.
La structure interne de la Terre, les substances qui la composent, sont étudiées par la géologie et la géophysique. Les méthodes géologiques nous permettent d'explorer uniquement la partie supérieure de la croûte terrestre. Il est très difficile de forer un puits même à plusieurs kilomètres de profondeur. La géophysique permet de pénétrer beaucoup plus loin dans la Terre. Cette science étudie les anomalies des champs terrestres, telles que les écarts de densité, la susceptibilité magnétique, la résistivité électrique, les vitesses de propagation des ondes élastiques, etc. Pour l'étude en profondeur (jusqu'à 10000 XNUMX mètres) de grandes parties des terres et des océans, l'exploration du pétrole, du gaz et des minéraux solides, des méthodes d'exploration géophysique sont utilisées. Elles incluent la géophysique gravimétrique, magnétique, électrique, sismique, thermique, nucléaire - plus d'une centaine de méthodes au total. La méthode de levé gravimétrique est basée sur une mesure très précise de la gravité terrestre, c'est-à-dire du champ gravitationnel de la planète. La terre n'est pas une boule homogène, elle présente des vides et des zones de compactage, comme les gisements de minerai. En conséquence, la force de gravité au-dessus d'eux est soit légèrement inférieure, soit légèrement supérieure à la valeur moyenne. Ces changements sont enregistrés par des gravimètres. À l'aide de l'exploration magnétique, le champ géomagnétique ou magnétique naturel de la Terre est étudié. Sa valeur dépend de la taille et de la profondeur d'occurrence des objets magnétisés, tels que les gisements de minerai de fer. Les magnétomètres mesurent la valeur absolue du champ magnétique ou ses valeurs relatives, qui sont comparées à celles mesurées aux points de contrôle. Les méthodes d'exploration électrique sont basées sur l'étude des champs électriques naturels et artificiels émergents. Les premiers sont le résultat du rayonnement solaire et cosmique, des coups de foudre continus dans la terre, des réactions chimiques et physiques. Les seconds surviennent lorsque la Terre est exposée à des lignes électriques, des antennes de stations de télévision et de radio. Par les caractéristiques du champ électrique (par exemple, par la résistance), les chercheurs ont appris à faire la distinction entre les roches et les gisements de minerais métalliques. Georadar est utilisé dans la recherche radar. Un tel radar "regarde" dans la Terre. L'antenne GPR émet une impulsion radio qui se réfléchit sur les roches denses et revient à l'antenne de réception. Le sol et les roches absorbent rapidement les ondes radio, de sorte qu'ils ne pénètrent qu'à une profondeur de plusieurs dizaines de mètres. La méthode est basée sur la différence de vitesse de propagation des ondes radio, qui dépend des propriétés physiques des roches et des liquides qui les saturent (eau, pétrole).
Les champs thermiques de la Terre, résultant de processus physiques et chimiques complexes, sont étudiés à l'aide d'imageurs thermiques. Leurs éléments sensibles reçoivent le rayonnement infrarouge (thermique) des roches profondes. Ce rayonnement est très faible, de sorte que les récepteurs de l'imageur thermique sont refroidis avec de l'azote liquide ou de l'hélium à une température de moins 200-230 degrés Celsius. Les signaux reçus sont affichés sur l'écran du téléviseur ou enregistrés sur film. La distribution des températures dépend de la structure interne de la planète. La fracture de la croûte terrestre, même longuement étirée par les roches alluviales, se fait sentir par des anomalies de température à la surface de la terre. En étudiant leur dynamique, on peut juger des phénomènes qui provoquent des contraintes et des déformations dans la croûte terrestre, lourdes de cataclysmes. Les employés de l'Institut d'instrumentation aérospatiale de la capitale du Tatarstan ont appris à le faire. «Robert Mukhamedyarov m'a montré des images incroyables», écrit Mikhail Dmitruk dans le magazine Miracles and Adventures, «elles montrent tout ce qui se trouve dans les intestins à des profondeurs allant jusqu'à plusieurs kilomètres. - Regarde : ce sont des cassures dans la croûte terrestre, - il passa son doigt le long des rayures claires. Et puis il a pointé les points noirs : - Il y a des gisements de pétrole et de gaz. Ces images ont été prises à l'aide d'équipements aérospatiaux, ce qui a rendu les intestins presque transparents. Vous pouvez voir à travers le sol comme à travers du verre. Que sont les miracles ? - Nous avons établi la relation entre la densité des roches et la température à la surface de la terre, - explique Robert Davletovich. - Plus facile de ne pas dire. À différents endroits, la température s'écarte de valeurs misérables, mais notre équipement ultra-sensible les fixe. L'ordinateur trace des lignes de températures égales sur l'image. Là où les lignes s'épaississent, la densité de matière dans les profondeurs est plus élevée (roches, gisements de minerais métalliques). Et les lignes se raréfient là où les roches se décollent (failles de la croûte terrestre, vides karstiques, lentilles de lacs souterrains, gisements de charbon, de pétrole, de gaz). Après avoir déchiffré les images thermiques, l'ordinateur produit des images en couleur de la zone, sur lesquelles, d'un coup d'œil, vous pouvez voir la structure profonde des intestins. Le professeur a dissipé mes doutes. Il a montré d'autres images souterraines très faciles à vérifier. Ils n'ont pas été réalisés depuis l'espace, mais depuis un avion ou un hélicoptère, de sorte que la résolution des images a augmenté des centaines de fois. Et les communications souterraines y sont clairement visibles - elles ne peuvent pas être distinguées même à la surface à l'œil nu. Voici un champ devant moi où la récolte de blé a été coupée. Son image thermique montre des gazoducs qui s'entrecroisent enfouis sous le champ. Et voici le plan de ces structures, pris chez les ouvriers du gaz : il correspond exactement à l'image thermique. De plus, il montre clairement les endroits où l'isolation des conduites souterraines a été endommagée, ainsi que les fuites de gaz. Cette information est très nécessaire pour les travailleurs du gaz et les scientifiques sont prêts à la fournir. Soit dit en passant, leur équipement volant donne dix fois plus d'informations qu'un robot rampant dans un tuyau. Et vous pouvez obtenir ces données des milliers de fois plus rapidement. Mais peut-être que cela coûte de l'argent fou? Non, les diagnostics aérospatiaux sont beaucoup moins chers que les diagnostics en ligne." En 1979, Robert Mukhamedyarov, futur docteur en sciences techniques, professeur, a été transféré à l'Institut national d'optique appliquée NPO en tant que chef du département et concepteur en chef d'instruments pour engins spatiaux. Plus tard, c'est sous sa direction que le département est devenu un département et, en 1990, il s'est séparé de NPO en tant qu'institut indépendant d'instrumentation aérospatiale à Kazan. Cependant, dans l'histoire récente de la Russie, comme de nombreuses entreprises russes, elle s'est échouée avec succès. Jusqu'à présent, sur le satellite Okean, l'équipement fabriqué à l'institut donne une image pas pire que celle américaine. Mais avec la crise de l'industrie spatiale en Russie, l'équipement de Kazan pour les satellites n'était plus nécessaire. Travailler dans les nouvelles conditions m'a obligé à passer aux avions et aux hélicoptères. Mais, comme on dit, il y a une bénédiction déguisée: à basse altitude, les employés de l'Institut, à l'aide de leur équipement, ont commencé à faire des découvertes encore plus étonnantes que depuis l'espace. L'imagerie thermique peut choquer n'importe qui. Ainsi, par exemple, à travers un immense réservoir métallique pour stocker l'huile d'en haut, vous pouvez voir ... une fissure dans la fondation en béton armé de cette structure. Les voitures étaient parties depuis longtemps et leurs ombres thermiques restaient sur le parking. Au fond de la mer, la signature thermique d'un navire coulé est visible. Et voici un autre miracle : sur la photo, les contours des fondations des bâtiments anciens qui n'ont pas encore été fouillés par les archéologues apparaissent à travers le sol ! "Mais Robert Davletovich est également fier d'autres images", écrit Dmitruk, "qui peuvent être utilisées pour diagnostiquer des bâtiments et des structures. Sous les maisons, les ponts, les routes, les pipelines, les failles de la croûte, les vides karstiques, les collecteurs, les écoulements souterrains et d'autres surprises de nature sont clairement visibles.Si seulement les constructeurs les connaissaient à l'avance, ils auraient contourné ces endroits morts.Mais les objets ont déjà été construits, leurs fondations et leurs supports tombent dans les vides et les sables mouvants, provoquant la déformation des bâtiments et des structures.Combien de temps faudra-t-il tiennent-ils et à quels endroits doivent-ils être renforcés ?Ceci, trop visible : toutes les contraintes et déformations provoquent de petits écarts de température, bien visibles sur les photographies. L'institut a breveté de nombreux nouveaux principes et dispositifs qui permettent d'augmenter la résolution des imageurs thermiques de manière presque illimitée. Ici, ils ont appris à attraper un dix-millième de degré - c'est largement suffisant pour le diagnostic technique des bâtiments et des structures. De plus, des photos peuvent être prises la nuit lors de la compression des matériaux de construction et pendant la journée - lors de leur dilatation thermique. À de tels moments, tous les défauts - à la fois présents et futurs - se manifestent particulièrement clairement. Mais l'essentiel est le diagnostic de la croûte terrestre : sur la base des contraintes et des déformations de ses couches, il est possible de prédire les mouvements qui provoquent des tremblements de terre. La prévision des tremblements de terre est primordiale pour tout pays situé dans une zone de forte sismicité. Mukhamedyarov est prêt à donner une prévision de l'endroit et du moment où de tels cataclysmes se produiront. À une condition - s'il reçoit des fonds pour ces études. Auteur : Musskiy S.A.
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