DOI: 10.17586/2226-1494-2017-17-5-812-819


УДК620.19

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОН С ИНЫМ ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ НА УДАЛЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ

Демин С. А., Шалобаев Е. В.


Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Демин С.А., Шалобаев Е.В. Определение зон с иным химическим составом на удаленных поверхностях // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 5. С. 812–819. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-5-812-819

Аннотация

Предмет исследования .Представлен новый метод тепловизионной спектроскопии, позволяющий определять химический состав дефектов, образованных в результате воздействия на поверхность химическими, биохимическими реагентами, точечным загрязнением поверхности, точечным заражением поверхности биологическими организмами, находящимися на удалении от оператора в труднодоступных местах, где отсутствует возможность использования известной оптической и спектроскопической аппаратуры. Метод. Исследование поверхности производится с помощью тепловизионной камеры с одновременным облучением поверхности лазерным излучением с длиной волны, совпадающей со спектральной областью поглощения вещества дефекта. Наличие дефекта на поверхности определяется на экране тепловизионной камеры как зона контраста между температурой фона и температурой дефекта. При совпадении длины волны лазерного излучения с областью характеристической полосы поглощения в спектре поглощения вещества дефекта появляется возможность определения химического состава дефекта. Основные результаты. Разработан мехатронный модуль сканирования лазерного луча по поверхности. Одновременное измерение температурного поля с помощью тепловизора и обратной связью позволяет проводить работы по поиску зон с предполагаемым наличием определенных зон с определенным химическим составом. Представлены экспериментальные результаты исследование дефектов с отличными значениями коэффициента поглощения, нанесенных на поверхность плотной бумаги в виде толстых слоев каплеобразной формы. Произведен сравнительный анализ экспериментальных и расчетных значений. Представлена схема эксперимента и структура мехатронного комплекса. Практическая значимость. Предложенный метод может быть использован для определения пятен загрязнения на поверхности водоемов, в судебной экспертизе для поиска вещественных доказательств на развернутых поверхностях, определения мест заражения поверхности биологическими объектами при проведении микологических обследований.


Ключевые слова: лазер, тепловизор, сканирование, коэффициент поглощения, спектроскопия, химический состав, мехатронный комплекс

Список литературы

1. Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976. 558 с.
2. Кизель В.А. Отражение света. М.: Наука, 1973. 352 с.
3. Demtroder W. Laser Spectroscopy. Basic Concepts and Instrumentation. Berlin: Springer–Verlag. 2003. 986 p. doi: 10.1007/978-3-662-05155-9
4. Демин А.В. Оценка глубины проникновения излучения при внутреннем отражении // Поверхность. Рентгеновские, синхронные и нейтронные исследования. 1999. №5-6. С. 167–168.
5. Kliger D. Ultrasensitive Laser Spectroscopy. NY: Academic Press, 1983. 450 p.
6. Стенхольм С. Основы лазерной спектроскопии. М.: Мир, 1987. 312 с.
7. Скворцов Л.А. Лазерные методы дистанционного обнаружения химических соединений на поверхности тел. М.: Техносфера, 2014. 208 с.
8. Колючкин В.Я., Мосягин Г.М. Тепловизионные приборы и системы. М.: МГТУ, 2003. 54 с.
9. Ефименко Ал.В., Ефименко А.В., Шалобаев Е.В. Оптико-механический дефлектор. Патент РФ № 2212045. Опубл. 10.03.2003.
10. Леонтьева Н.В. Рекомендации для медицинского персонала по практическому применению стимулятора лазерного сканирующего физиотерапевтического СЛСФ-01.20К / Под ред. Н.Н. Петрищева, В.Т. Ефименко. СПб.: ГМУ-НПО Скала, 1999. 36 с.
11. Шалобаев Е.В., Юркова Г.Н., Ефименко А.В., Ефименко В.Т., Леонтьева Н.В. Сканирующие лазерные установки в медицине // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2001. № 4. С. 147–150.
12. Ефименко В.Т., Шалобаев Е.В., Ефименко А.В., Юркова Г.Н. Сканирующие лазерные датчики в системе лечения и диагностики заболеваний // Датчики и системы. 2001. № 11. С. 47–49.
13. Леонтьева Н.В., Ефименко В.Т., Ефименко А.В. К вопросу о возможности использования метода сканирующей лазеротерапии в клинической практике // Сб.: Актуальные проблемы лазерной терапии. СПб.: ГМУ, 2001. С. 207–219.
14. Леонтьева Н.В. Применение сканирующей лазеротерапии в лечении больных с клиническими проявлениями атеросклероза. СПб.: ГМУ, 2001. 31 с.
15. Шалобаев Е.В., Леонтьева Н.В., Сытник В.М., Монахов Ю.С., Ефименко А.В. Применение биологических обратных связей и средств томографии в лазерных сканирующих физиотерапевтических установках / Под ред. Н.Н. Петрищева. СПб.: ГМУ, 2006. С. 198–201.
16. Шалобаев Е.В., Юркова Г.Н., Монахов Ю.С., Ефименко В.Т., Ефименко А.В., Корндорф С.Ф., Дунаев А.В. Проблемы создания биологических обратных связей и их применение в сканирующих лазерных медицинских установках // Известия ОрелГТУ. Серия: Машиностроение. Приборостроение. 2003. № 4. С. 94–97.
17. Дунаев А.В., Евстигнеев Е.В., Шалобаев Е.В. Лазерные терапевтические устройства: Учебное пособие. Орел: ОрелГТУ, 2005. 143 с.
18. Дунаев А.В., Рогаткин Д.А. К вопросу о возможности использования методов неинвазивной спектрофотометрии для контроля эффективности низкоинтенсивной лазерной терапии // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2009. № 3. С. 110–115.
19. Загускин С.Л. Новое поколение программно-аппаратных лечебно-диагностических устройств // Известия ЮФУ. Технические науки. 2010. № 8. C. 69–75.
20. Дунаев А.В. Физико-технические основы низкоинтенсивной лазерной терапии. LAMBERT Academic Publishing, 2012. 296 c.
21. Шалобаев Е.В., Дунаев А.В., Козырева О.Д. Проблемы лазерной терапии: сканирующая лазеротерапия и сканирующие лазерные стимуляторы // Сб. тр. II Всероссийского конгресса молодых ученых. СПб.: НИУ ИТМО, 2013. С. 66–67.
22. Шалобаев Е.В., Дунаев А.В., Козырева О.Д. Сканирующая лазеротерапия с применением биологических обратных связей и мехатронные аспекты проектирования медицинских установок // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2014. № 1 (303). С.101–108.
23. Rogatkin D.A., Dunaev A.V. Stimulation of blood microcirculation at low level laser therapy: monitoring tools and preliminary data // Journal of Medical Research and Development. 2014. V. 3. N 1. Р. 100–106.
24. Kozyreva O.D., Pushkareva A.E., Shalobaev E.V., Biro I. Analysis of blood oxygenation level effect on backscattered radiation signal by means of numerical modeling // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 1. С. 163–165. doi: 10.17586/2226-1494-2015-15-1-163-165
25. Иванов В.А., Шалобаев Е.В., Сытник В.М., Монахов Ю.С. Применение оптической когерентной томографии для реализации обратных связей в приборах лазеротерапии // Материалы Междунар. конф. Приборостроение. Винница-Ялта, 2005. С. 45–48.
26. Шалобаев Е.В., Леонтьева Н.В., Монахов Ю.С., Ефименко А.В., Подмастерьев К.В., Дунаев А.В. Применение биологических обратных связей и средств томографии в лазерных сканирующих физиотерапевтических установках // Технологии живых систем. 2009. № 4. С. 66–72.
27. Шалобаев Е.В. К вопросу об определении мехатроники и иерархии мехатронных объектов // Датчики и системы. 2002. № 6. С. 62–64.
28. Шалобаев Е.В. Об интеллектуальном управлении мехатронных систем // Датчики и системы. 2002. №2. С. 8–12.
29. Петров С.Ю., Шалобаев Е.В. Универсальные регистрирующие и показывающие приборы как элемент иерархии мехатронных объектов // Мехатроника. 2001. № 5. C. 29–34.
30. Шалобаев Е.В., Толочка Р.Т. Терминологические аспекты современной мехатроники // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологий. 2013. № 5. С. 122–132.
31. Шалобаев Е.В., Толочка Р.Т. Современное состояние и перспективы развития основных понятий в области мехатроники // Научно-технический вестник информационных технологий механики и оптики. 2014. № 1. С. 156–164.
32. Демин С.А., Шалобаев Е.В. Способ определения дефектов в поверхностном слое и в объеме материала // Сборник трудов V Всероссийского конгресса молодых ученых. СПб.: Ун-т ИТМО, 2016. Т. 1. С. 132–134.
33. Демин А.В., Демин С.А., Демина А.С., Шалобаев Е.В. Способ определения дефектов материала. Патент РФ № 2626227. Опубл. 24.07.2017.
34. Vollmer M., Mollmann K.–P. Infrared Thermal Imaging. Fundamentals, Research and Applications. Weinheim, Wiley, 2010. 612 p.
35. Kaplan H. Practical Applications of Infrared Thermal Sensing and Imaging Equipment. 3rd ed. Bellingham, Washington: SPIE, 2007. 240 p.
36. Вейнберг Т.И. Каталог цветного стекла. М.: Машиностроение, 1967. 62 с.
37. Вейко В.П., Шахно Е.А. Сборник задач по лазерным технологиям. 3-е изд. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2007. 67 с.
38. Демин А.В., Демин С.А., Шалобаев Е.В. Заражение поверхностей здания при эксплуатации в современных условиях // XVIII Кашкинские чтения. Санкт-Петербург, 2015. 25 с.
39. Демин С.А., Шалобаев Е.В. Анализ подверженностей на наличие биодеструкторов // XIX Кашкинские чтения. Санкт-Петербург, 2016. 25 с.
40. Демин А.В., Демин С.А., Шалобаев Е.В. Проблема биокоррозии и мониторинга состояния зданий и сооружений // Доклады XLII научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО. Санкт-Петербург, 2013.
41. Шалобаев Е.В., Демин С.А. Разработка комплекса для проведения мониторинга зданий и сооружений по вопросам биопоражений // XLIV научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО. Санкт-Петербург, 2015.
42. Демин А.В., Демин С.А., Шалобаев Е.В. Спасение памятников религиозного назначения от биохимического разрушения // Научно-практическая конференция «Церковное зодчество Тихвинской епархии: история и современность». Тихвин, 2016.
43. Демин С.А., Шалобаев Е.В. Новые методы бесконтактной диагностики поверхностей на наличие плесневого гриба // XX Кашкинские чтения. Санкт-Петербург, 2017. 25 с.
 

Информация 2001-2017 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика