Diagnosticarea imaginilor termice

Structura internă a Pământului, substanțele din care este constituită, este studiată prin geologie și geofizică. Metodele geologice ne permit să studiem doar partea superioară a crustei pământului. Găuriți bine chiar până la o adâncime de câțiva kilometri este foarte dificil. Geofizica vă permite să pătrundeți mult pe Pământ. Această știință analizează anomaliile câmpurilor terestre, cum ar fi abaterile în densitate, susceptibilitatea magnetică, rezistivitatea, viteza de propagare a undelor elastice și așa mai departe.







Pentru studiul profund (până la 10000 de metri) al unor părți mari de pământ și oceane, explorarea petrolului, a gazelor și a mineralelor solide utilizează metode de explorare geofizică. Acestea includ prospectarea gravitației, prospectarea magnetică, prospectarea electrică, prospectarea seismică, prospectarea termică, geofizica nucleară - mai mult de o sută de metode.

Metoda de prospectare a gravitației se bazează pe o măsurare foarte precisă a gravității Pământului, adică a câmpului gravitațional al planetei. Pământul nu este o sferă omogenă, are goluri și zone de compactare, de exemplu, depozite de minereu. Ca urmare, forța de gravitație deasupra lor este fie puțin mai mică, fie puțin mai mare decât valoarea medie. Aceste modificări sunt înregistrate prin gravimetre.

Cu ajutorul magneto-prospectării, studiem câmpul magnetic geomagnetic sau natural al Pământului. Valoarea sa depinde de mărimea și adâncimea de apariție a obiectelor magnetizate, de exemplu depozitele de minereuri de fier. Magnetometrele măsoară valoarea absolută a câmpului magnetic sau valorile sale relative, care sunt comparate cu cele măsurate la punctele de referință.

Metodele de prospectare electrică se bazează pe studiul câmpurilor electrice naturale și artificiale emergente. Primul - rezultatul radiațiilor solare și cosmice, lovituri continue de fulgere în pământ, reacții chimice și fizice. Acestea apar atunci când liniile de transmisie a energiei, antenele posturilor de televiziune și radio sunt expuse pământului. În funcție de caracteristicile câmpului electric (de exemplu, în rezistență), cercetătorii au învățat să facă distincția între roci și depozitele de minereuri metalice.

Pentru sondajele radar sunt folosite georadare. Un astfel de radar "arată" în interiorul Pământului. Antena GPR emite un impuls radio reflectat de roci dense și revenind la antena de recepție. Solurile și rocile absoarbe repede undele radio, astfel încât acestea penetrează doar la o adâncime de câteva zeci de metri. Metoda se bazează pe diferența de viteză a propagării undelor radio, care depinde de proprietățile fizice ale rocilor și lichidelor, de saturarea acestora (apă, ulei).

Câmpurile termale ale Pământului, care apar ca urmare a proceselor fizice și chimice complexe, sunt investigate cu ajutorul imaginilor termice. Elementele lor sensibile iau radiații infraroșii (termice) din pietre adânci. Radiația este foarte slabă, astfel încât receptoarele termografului sunt răcite cu azot lichid sau heliu la o temperatură de minus 200-230 grade Celsius. Semnalele primite merg pe ecranul TV sau sunt fixate pe film. Distribuția temperaturilor depinde de structura interioară a planetei.

Crusta crustă a pământului, care a fost prelungită de mult timp de rocile aluvionare, se simte simțită de anomalii de temperatură de pe suprafața pământului. Studiind dinamica lor, putem judeca fenomenele care provoacă stres și deformări în crusta pământului, pline de cataclism. Angajații Institutului de Instrumente Aerospațiale din capitala Tatarstanului au învățat să facă acest lucru.







"Imaginile uimitoare mi-au arătat Robert Mukhamedyarov", scrie Mikhail Dmitruk în revista Miracole and Adventures, "ei pot vedea tot ce se află în adâncurile de până la câțiva kilometri.

"Uite: acestea sunt crustele crustei pamantului", a scos un deget de-a lungul benzilor de lumina. Apoi a arătat spre punctele întunecate: - Aici sunt câmpuri de petrol și gaze.

Aceste imagini au fost obținute cu ajutorul echipamentelor aerospațiale, ceea ce a făcut ca subsolul să fie aproape transparent. Prin sol a devenit vizibil ca prin sticlă. Ce fel de minuni?

"Am stabilit o relație între densitatea rocilor și temperatura de la suprafața pământului", explică Robert Davletovich. "Nu este ușor de spus." În locuri diferite, temperatura deviază la valori limitate, dar echipamentele ultra-sensibile le fixează. Computerul trage linii de temperatură egală în imagine. În cazul în care liniile se îngroașă, densitatea materiei în interior (roci, depozite de minereuri metalice) este mai mare. Iar liniile sunt diluate acolo unde stancile sunt decompacte (defecte ale crustei pamantului, goluri carstice, lentile de lacuri subterane, carbune, petrol, gaz). Decodificând imaginile termice, computerul produce imagini color ale terenului, pe care, ca și în palma mâinii, puteți vedea structura profundă a interiorului.

Profesorul mi-a înlăturat îndoielile. A arătat alte imagini subterane, care sunt foarte ușor de verificat. Nu au fost făcute din spațiu, ci dintr-un avion sau un elicopter, deci rezoluția imaginilor a crescut de sute de ori. Și văd în mod clar comunicațiile subterane - nu pot fi percepute nici chiar la suprafață cu ochiul liber. Iată un câmp în fața mea, unde a fost cosit recolta de grâu. Pe imaginea sa termică, există conducte de gaz traversate, care sunt îngropate sub teren în pământ. Dar planul acestor structuri, preluat de la lucrătorii cu gaze: exact coincide cu imaginea termică. În plus, arată clar locurile de deteriorare a izolației pe conductele subterane, precum și scurgeri de gaze. Aceste informații sunt foarte necesare pentru lucrătorii cu gaze și oamenii de știință sunt pregătiți să le ofere. Apropo, echipamentul lor de zbor oferă zece ori mai multe informații decât un robot care creează într-o țeavă. Și obținerea acestor date de sus poate fi de mii de ori mai rapidă. Dar poate merită banii? Nu, diagnosticarea aerospațială este mult mai ieftină decât diagnosticarea în tuburi ".

Până acum, pe satelitul "Ocean", echipamentul realizat în institut dă o imagine nu mai rea decât cea americană. Dar, împreună cu criza industriei spațiale din Rusia, echipamentul Kazan pentru sateliți a devenit inutil. Lucrați în noile condiții forțate să treacă la avioane și elicoptere. Dar, după cum se spune, nu există subțire fără bine: de la o înălțime mică, personalul institutului cu ajutorul echipamentului său a început să facă descoperiri chiar mai uimitoare decât din spațiu.

Imagistica termică poate șoca pe oricine. De exemplu, printr-un container imens de metal pentru stocarea uleiului de sus puteți vedea ... o fisură în fundația din beton armat a acestei structuri. Mașinile au plecat de mult și umbrele lor termice au rămas în parcare. Adânc în mare se poate vedea traseul termal al unei nave scufundate. Și iată un alt miracol: în imaginea de pe pământ, contururile fundațiilor vechilor clădiri care nu au fost încă descoperite de arheologi ieșesc!

"Dar Robert Davletovich este mândru de alte fotografii", scrie Dmitruk, "pentru care este posibil să se diagnosticheze clădirile și structurile. Sub case, poduri, drumuri, conducte, defecte clare ale crustei, goluri carstice, colectori, fluxuri de apă subterană, alte surprize ale naturii. Dacă constructorii știau despre ele în prealabil, ei ar ocoli aceste locuri benigne. Dar obiectele au fost deja construite, fundațiile și suporturile lor cad în goluri și nisipuri rapide, provocând deformări ale clădirilor și structurilor. Cât timp sunt încă în picioare și unde ar trebui să fie întăriți? Acest lucru este de asemenea evident: toate tensiunile și deformările provoacă mici deviații de temperatură, care se manifestă în mod clar în imagini ".

Institutul a patentat numeroase noi principii și dispozitive care permit o creștere a rezoluției imaginilor termice aproape nelimitat. Aici am învățat să prindem o zece-o mie de grade - acest lucru este suficient pentru diagnosticarea tehnică a clădirilor și structurilor. În plus, imaginile pot fi luate noaptea în timpul compresiei materialelor de construcție și în timpul zilei - în timpul expansiunii lor termice. În astfel de momente, toate defectele sunt deosebit de luminoase - atât reale, cât și viitoare.

Dar lucrul principal este diagnosticarea crustei pământului: stresul și deformările din cusăturile sale pot prezice mișcările care provoacă cutremure. Anticiparea cutremurelor este arhivă pentru orice țară care se află în zona de seismicitate crescută.

Muhamediarov este gata să dea o previziune, unde și când se întâmplă astfel de cataclismuri. Cu o singură condiție - dacă primiți fonduri pentru aceste studii.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: