Устройство для определения степени термического поражения материалов и конструкций в ходе пожарно-технической экспертизы путём анализа оптических свойств материала (ксл-01)



Устройство для определения степени термического поражения материалов и конструкций в ходе пожарно-технической экспертизы путём анализа оптических свойств материала (ксл-01)
Устройство для определения степени термического поражения материалов и конструкций в ходе пожарно-технической экспертизы путём анализа оптических свойств материала (ксл-01)

 


Владельцы патента RU 2604563:

Григорьев Денис Юрьевич (RU)
Лобаев Игорь Александрович (RU)
Вечтомов Денис Анатольевич (RU)
Плешаков Виталий Владимирович (RU)

Изобретении относится к области измерительной техники и может быть предназначено для исследования степени термического повреждения предметов и материалов путем анализа интенсивности отраженного (коэффициент отражения) и остаточного люминесцентного излучения. Устройство содержит излучатели различной длины волны и вида излучения, приемник светового излучения, генератор сигналов с возможностью работы в импульсном режиме и режиме постоянного тока, а также устройство для анализа результатов, в качестве которого применен осциллограф. Причем генератор сигналов в режиме постоянного тока способствует поочередному включению излучателей разной длины волны и вида излучения для обеспечения фиксации интенсивности отраженного сигнала, а в импульсном режиме работы генератор сигналов обеспечивает поочередное включение излучателей разной длины волны и вида излучения для определения пиков и интенсивности остаточной люминесценции. Технический результат - повышение точности и достоверности определения степени термического повреждения материала, наличии, принадлежности и вида вещества, что позволяет установить место первоначального возникновения горения на объекте. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения степени термического повреждения материалов и конструкций с целью установления места первоначального возникновения горения - очага пожара, а также в научных исследованиях.

Существует связь между температурой нагрева, временем выдержки при данной температуре (степенью теплового повреждения) и оптическими свойствами поверхностного слоя материала. При этом спектр поглощения материалом светового излучения также меняется. Измеряя коэффициент отражения материалом падающего на него светового потока различной длины волны, можно установить степень его термического повреждения.

Известно устройство для поточного измерения характеристик поверхностного слоя металлургического изделия (см., например, патент RU 2316756 10.02.2008 С2), а также способ фотометрической диагностики фазовых превращений в твердых телах по данным анализа спектров яркости отражения света от их поверхности (см., например, патент RU 0002387978 С1 27.04.2010). Однако в настоящее время не существует портативных систем для анализа степени интенсивности теплового воздействия на материал путем измерения оптических свойств материала (коэффициента отражения). Кроме того, описанные в аналогах способы и устройства применяются для определения характеристик протекания отдельных физических процессов (диффузия, фазовый переход), которые происходят в достаточно узком интервале температур.

Наиболее близким к изобретению является способ и устройство для определения свойств отражающих тел (см., например, патент DE 2001 10122917 11.05.2001). Однако данное устройство не позволяет избежать влияние иных характеристик, таких как шероховатость объекта, на результаты измерения, поскольку в данном устройстве применяются системы фокусировки луча света на контрольную точку.

Задачей и техническим результатом изобретения является создание устройства, обеспечивающего измерение оптических свойств материала при облучении источником излучения различной длины волны для анализа степени его термического повреждения не в лабораторных, а в «полевых» условиях - на месте пожара.

Решение задачи по определению степени термического повреждения и технический результат достигаются тем, что с помощью устройства измеряется коэффициент отражения материала изделия, подвергнутого воздействию тепла пожара. Этот коэффициент сравнивается с коэффициентом отражения такого же материала, не подвергнутого тепловому воздействию. На основании разницы коэффициентов делается вывод о режиме теплового воздействия на материал, что позволяет установить место первоначального возникновения горения. При этом устройство является портативным, что достигается за счет объединения излучателя и приемника излучения в единую измерительную камеру.

Устройство содержит источники светового излучения с разной длиной волны и вида, включаемые попеременно. В качестве источника излучения применены источники белого, зеленого, синего, ультрафиолетового света, а также лазерного излучения. Облучение объекта происходит в двух режимах - непрерывного с контролем интенсивности отраженного света и импульсного - с контролем интенсивности люминесценции. При этом процессы, происходящие в результате теплового воздействия на материал, характеризуются изменением внешнего вида материала либо химическими превращениями в тонком слое материала без глубоких структурных изменений, что осложняет применение других методов исследования. Для исключения влияния иных характеристик на результаты, таких как шероховатость, измерения проводятся не в точке, а на определенной площади образца, которая вместе с датчиком образует измерительную камеру.

Применение устройства позволяет проводить исследования в интервале температур, достигаемом на пожарах.

На фигуре представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство размещается на исследуемом образце 11 и состоит из приспособления для измерения, включающего в себя измерительную камеру 1, уплотняющий материал 2, устройства излучения 9 (источники белого, зеленого, синего, ультрафиолетового света, а также лазерного излучения), приемник светового излучения 10. Для работы приспособления и анализа полученных результатов предусмотрены генератор сигналов 5 с возможностью работы в импульсном режиме и режиме постоянного тока, усилитель принимаемого сигнала 6, а также устройство для анализа результатов 7, в качестве которого применен осциллограф. Связь измерительного приспособления и блоков излучения и анализа осуществляется по двум отдельным шлейфам 3 и 4.

Устройство работает следующим образом.

1. Приспособление для измерения устанавливается на тестовый образец, не подвергнутый тепловому воздействию. Поочередно включаются излучатели разной длины волны и вида излучения в режиме постоянного излучения. Фиксируется интенсивность отраженного сигнала на тестовой поверхности. По окончании данной серии излучатели поочередно включаются в импульсном режиме. Фиксируются пики и интенсивность остаточной люминесценции. Полученные результаты используются в качестве тестовых.

После тестовой серии измерений приспособление устанавливается на исследуемых материалах, подвергнутых тепловому воздействию. Измерение также проводится в двух режимах - импульсного и непрерывного облучения. Полученные результаты сравниваются с тестовыми. По результатам сравнения делается вывод о степени термического повреждения материала (температуры и длительности ее воздействия).

Такая процедура повторяется для всех исследуемых образцов на месте пожара.

1. Устройство для исследования степени термического повреждения материалов на месте пожара, содержащее излучатели различной длины волны и вида излучения, приемник светового излучения, генератор сигналов с возможностью работы в импульсном режиме и режиме постоянного тока, а также устройство для анализа результатов, в качестве которого применен осциллограф; причем генератор сигналов в режиме постоянного тока способствует поочередному включению излучателей разной длины волны и вида излучения для обеспечения фиксации интенсивности отраженного сигнала, а в импульсном режиме работы генератор сигналов обеспечивает поочередное включение излучателей разной длины волны и вида излучения для определения пиков и интенсивности остаточной люминесценции.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что излучатели различной длины волны и вида излучения представлены источниками белого, зеленого, синего, ультрафиолетового света, а также лазерного излучения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для твердофазной экстракции тетраметил-4,4-диаминотрифенилметана (малахитового зеленого) из водных растворов.

Заявленная группа изобретений относится к области, раскрывающей датчики положения. Устройстве, а также способ, реализующий заявленное устройство, содержит оптическое измерительное устройство для транспортного средства, содержащее по меньшей мере один оптический передатчик, генерирующий излучение и испускающий указанное излучение в контрольную область, и по меньшей мере один оптический приемник, принимающий результирующее излучение из контролируемой области.

Изобретение относится к минеральным суспензиям, применяемым в бетоне, герметиках, бумаге, краске или пластике. Описывается способ отбеливания поверхности суспензии минеральных веществ.

Изобретение относится к области спектроскопического обнаружения веществ и касается система для отслеживания в транспортном средстве целевых веществ. Система содержит камеру для гиперспектральной съемки, получающую изображения внутреннего пространства транспортного средства, процессор, электрически соединенный с указанной камерой, и устройство хранения информации, электрически соединенное с процессором.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, в частности к системе и способу для определения пригодности к применению смазочных материалов и времени, когда необходимо заменять смазочные материалы.

Изобретение относится к области экологии, а именно к дистанционным методам мониторинга природных сред и к санитарно-эпидемиологическому контролю промышленных регионов.

Изобретение относится к оптической системе регистрации для мониторинга полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени в совокупности камер для образцов с помощью совокупности оптических блоков.

Изобретение относится к средствам создания градуировочных моделей измерительных приборов. Техническим результатом является повышение точности определения анализируемых свойств образца.

Представлено одноразовое впитывающее изделие, имеющее множество компонентов и включающее область контроля, подлежащую контролю с использованием инфракрасного излучения.
Изобретение относится к области молекулярной биологии и биохимии. Устройство состоит из источника света, излучение от которого направлено на прозрачную подложку с иммобилизованными на ее поверхности олигонуклеотидами и расположенной под ней системой детекции интенсивности света, прошедшего через подложку.

Изобретение относится к способам измерения температуры в энергетических единицах. В качестве датчика температуры используют контейнеры, заполненные коллоидным раствором однодоменных ферромагнитных наночастиц.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к способам определения теплового действия объекта испытаний (ОИ). Способ определения теплового действия объекта испытания характеризуется тем, что на пункте управления испытаниями (ПУИ) устанавливают информационный датчик, имеющий геодезическую привязку к системе пространственных координат испытательной площадки (ИП), устанавливают на ОИ маяк, включают маяк ОИ и измерители температуры, имеющие приемо-передающую антенну, соединенные каждый с матрицей n датчиков температуры, расположенных в каждой ИТ, принимают информационным датчиком сигналы от маяка ОИ и измерителей температуры, обрабатывают поступившие сигналы, определяют пространственные координаты ОИ и измерителей температуры на ИП, сохраняют координаты ОИ и измерителей температуры в памяти ЭВМ, убирают маяк с ОИ, производят подрыв ОИ, измеряют максимальную температуру, изменение температуры во времени и тепловой импульс в каждой измерительной точке, профиль теплового поля в измерительной точке, обрабатывают результаты измерений и записывают параметры теплового поля в каждой измерительной точке в блок памяти ЭВМ, формируют в автоматизированном режиме документ испытания.

Изобретение относится к области пирометрии и касается способа дистанционного измерения температуры. В среду для измерения ее температуры помещают светоизлучающий прибор (светодиод или лазер).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования биологических объектов. Приемное устройство радиометра включает в себя по меньшей мере один радиометр (83) и установочный модуль (824) для фиксации радиометра (83).

Настоящее изобретение относится к детектору микроволнового излучения для измерения внутренней температуры образца белковосодержащего вещества, например мяса. Заявлено устройство тепловой обработки, предназначенное для тепловой обработки белковосодержащих пищевых продуктов (3) и включающее детектор (1) микроволнового излучения для измерения внутренней температуры белковосодержащего пищевого продукта (3), средство перемещения для транспортировки продуктов (3) через устройство в направлении перемещения (y-направление), так что продукты (3) проходят под неподвижным детектором (1), и средства воздействия на тепловую обработку, управляемые по сигналу детектора (1).

Изобретение относится к области определения физических параметров пластовых флюидов и может быть использовано в промышленных и научно-исследовательских лабораториях для определения температуры кристаллизации парафинов в нефти.
Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для дистанционного измерения локальной температуры внутри вещества или живого организма. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборостроении и машиностроении для измерения физических величин (температуры, давления, деформации).

Изобретение относится к области биотехнологии, биохимии и технической микробиологии и может быть использовано в длительных непрерывных и периодических процессах при строгом поддержании массы культуральной жидкости.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах температурного/теплового контроля в качестве термореле, сигнализаторов в системах пожарной сигнализации предприятий, жилых помещений, железнодорожного и автомобильного транспорта; терморегуляторов в установках термостатирования объектов различного назначения, включая биологические; датчиков перегрева жидкости и пара в радиаторах водяного охлаждения, в масляных рубашках охлаждения трансформаторов, в теплообменниках, в паровых котлах; термодатчиков для контроля технологических процессов и в других областях техники.
Наверх