Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






Засоби вивчення теплового поля

 

Теплові властивості гірських порід визначають в лабораторних умовах з застосуванням методів стаціонарного і нестаціонарного теплового потоків, а також калориметричних методів (див. розд. 8, частина ІІ). Методи стаціонарного теплового потоку (методи пластин) є найбільш точними (відносна похибка – 1-6 %) і найбільш громіздкими, оскільки передбачають тривалий час експерименту і жорстке дотримання граничних умов. Для визначення параметрів слід виміряти потік який пройшов через зразок, градієнт температур під час досліду і геометричні розміри датчика: l=q×Dx/DT. З методів нестаціонарного теплового потоку найвідомішими є методи регуляторного режиму (відносна похибка – 3-5 %) 1-го (вимірюються l, a, c), 2-го (вимірюються l і c) і 3-го роду (вимірюються a і c), а також методи миттєвого джерела тепла (плоского, лінійного і точкового джерела тепла, вимірюються l і a, відносна похибка – 6-12 %). Калориметричні методи (змішування та адіабатичний, відносна похибка – 3-6 %) застосовуються для визначення теплоємності зразків. Без знання теплових властивостей гірських порід неможливою є якісна інтерпретація результатів термометрії свердловин і донних осадків, глибинних геотермічних досліджень тощо.

Для виконання геотермічних досліджень в свердловинах, підземних виробках і в акваторіях використовують різного роду термометри, термоградієнтометри і тепломіри, а при аерокосмічних і польових радіотеплових і інфрачервоних зйомках – тепловізори.

Чутливим елементом свердловинних (шпурових) та донних термометрів, які використовують для вимірювання температури порід або води при геотермічних дослідженнях, є термочутливі опори або термістори, що включаються в місткову схему, яка працює на постійному струмі. Зміна температури навколишнього середовища призводить до розбалансування "містка" і появі в ньому пропорційної зміни струму. Використовувані в геотермії точні термометри (похибка вимірювань ±0,02¼0,03 K) дозволяють проводити вимірювання температури в свердловинах з точністю до 0,1 К (похибка визначення геотермічного градієнту не перевищує 1-3 %), а застосовувані в каротажних дослідженнях термометри безперервного вимірювання температури – з точністю до 0,1¼0,5 К, при цьому похибка визначення геотермічного градієнту складає 10-15 %.

Однією з важливих характеристик термометрів є їх теплова інерція (її ще називають постійною часу термометру), яка тим більша, чим більша теплоємність датчика, і менші його поверхня та коефіцієнт тепловіддачі. У зв’язку з існуванням явища теплової інерції визначена датчиком температура відрізнятиметься від температури довкілля на величину DT=(T0-T)×e-t/t, де t - постійна часу термометра, T0 – температура попереднього середовища, t - час який пройшов з моменту переміщення в середовище з температурою T. Таким чином, що триваліший час термометр перебуватиме в середовищі з сталою температурою, тим меншою буде різниця температур датчика і довкілля. Важливим наслідком існування явища теплової інерції термометру є те що при безперервному вимірюванні температури в свердловині покази термометру відстають від зміни істинної температури на величину DT=‑Г×v×t+(TП-T0+Г×v×t)×e-t/t»‑Г×v×t (де: Г – геотермічний градієнт, v і TП – швидкість спуску і початкова температура термометру).

Для вирішення ряду завдань термокаротажу точне вимірювання абсолютних значень температур не є конче необхідним – часто достатнім є визначення малих змін температурних градієнтів і фіксація малоамплітудних варіацій температури відносно кривої середнього градієнту. Для досягнення цієї мети використовують диференціальні термометри (термоградієнтометри і аномалій-термометри), в яких є декілька чутливих елементів, розташованих на відстанях 1-2 м один від одного, а різниця температур вимірюється за допомогою електричних схем. При цьому у термоградієнтометрах теплова інерція обох чутливих елементів має бути рівною і якомога меншою, а відмінність опорів є пропорційною градієнтові температур. Що ж стосується аномалій-термометрів, то в них один чутливий елемент має малу теплову інерцію, а два інших - на два порядки вищу. Якщо температура в свердловині зростає лінійно, а швидкість руху термометра є постійною, різниця температур датчиків буде пропорційною до геотермічного градієнта, швидкості руху і відмінності постійних часу: DT=‑Г×v×(tві-tмі)»‑Г×v×tві (де tві і tмі – постійні часу датчиків з великою і малою тепловою інерцією, відповідно).

В районах з високими значеннями теплових потоків, наприклад в вулканічних областях, виконуються прямі виміри теплового потоку з допомогою тепломірів. На жаль, їх низька чутливість не дозволяє використовувати тепломіри в областях з середніми і низькими щільностями теплового потоку.

Появу тепловізорів (теплобачення – метод інтроскопії за якого зображення предметів отримують за допомогою теплових (інфрачервоних) променів відбитих від об’єкту, або випромінених ним) слід вважати одною з найбільш революційних змін в галузі отримання інформації про оточуючий нас світ – ми отримали можливість бачити в самому інформативному (абсолютно всі процеси пов’язані з перетворенням енергії, а відтак з - появою полів температур в об’єктах які беруть участь в реакції чи знаходяться поблизу) діапазоні хвиль. Таким чином, досліджуючи середовище в цьому діапазоні хвиль ми маємо можливість бачити все навколо в енергетичній взаємодії. На сьогоднішній день технологія створення тепловізорів дійшла до створення відеокамер даного мікрохвильового діапазону з виведенням зображення на екран або дисплей комп’ютера, і обробкою зображення програмними фільтрами в реальному часі. Чутливість тепловізорів досягає кількох сотих часток градуса.

Для аерокосмічних і польових радіотеплових і інфрачервоних зйомок виготовляють тепловізори, які працюють у тих або інших ділянках спектру довжин електромагнітних хвиль від мікрометрового до міліметрового діапазону. Фоточутливим елементом (фотодетектором) тепловізору є особливі кристали, чутливі до електромагнітного випромінювання хвиль певної довжини. Одною з головних характеристик за якими класифікують тепловізори є спосіб охолодження детектора: в рідкому азоті або гелії (за температур <70 К досягається висока чутливість і безінерційність), або з застосуванням елементів Пельтьє (Жан Шарль Пельтьє (Peltier, 1785-1845), відкрив у 1834 році ефект (названий його ім’ям) виділення чи поглинання тепла при проходженні струму через контакт 2 різних провідників; елементи Пельтьє - напівпровідники які створюють перепад температур при пропусканні через них струму). Тепловізори на базі елементів Пельтьє є портативними і використовуються для польових досліджень. Їх основні технічні характеристики: спектральний діапазон – 3-15 мкм, діапазон вимірювання температур від 253 К до 1700 К, чутливість (при температурі 303 К) – 0,05 К.

Тепловізори-спектрометри містять пристрої для спектрального розділення прийнятих випромінювань і наступної їх обробки за допомогою ЕОМ. У тепловізорах для аерокосмічної зйомки є скануючий електронно-механічний пристрій для розгортки фотодетектора перпендикулярно до напрямку польоту, щоб здійснити розгортку зображення по рядкам і кадрам, тобто провести оглядову зйомку.

 

 




Переглядів: 282

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.006 сек.