Радиовидение – современный неразрушающий метод испытаний материалов, который позволяет обнаруживать и оценивать дефекты. Данный метод основан на использовании эффекта отражения и рассеяния радиоволн на границе раздела двух сред с разными электромагнитными свойствами. Технологии радиовидения активно используются в авиации, медицине, металлургии и строительстве. Компания «ПЛАНАР» – отечественный разработчик электронного оборудования – разработала прототип устройства «ГЕОРАДАР» на базе компактного векторного анализатора цепей, который позволяет значительно оптимизировать время и ресурсы при испытаниях бетонных конструкций.
Ключевую роль неразрушающий контроль играет в строительстве и ремонте зданий и сооружений. Использование георадара для контроля бетонных конструкций позволяет эффективно решать ряд проблем, связанных с их состоянием и надёжностью.
В течение короткого времени инженеры компании «ПЛАНАР» создали макет георадара, разработали программное обеспечение (ПО) и приступили к его испытаниям (рис. 1).
В макете используется технология непрерывного излучения со ступенчато изменяемой частотой [2], что позволяет получить изображение бетона в двухмерных или трёхмерных измерениях с высоким пространственным разрешением на глубину до 80 см.
Для обработки и визуализации результатов исследования георадар подключается к ноутбуку по USB и работает с программным обеспечением RadioVision на операционной системе Windows.
Конструктивно георадар представляет собой электронное устройство, оснащённое блоком антенн, радиомодулем RIM5055 VNA для формирования и приёма радиосигналов.
Георадар работает от аккумуляторной батареи, которая обеспечивает непрерывную работу в течение 3 часов. Аккумулятор имеет индикатор уровня заряда. По периметру георадара размещены лазерные направляющие (рис. 2).
Конструкция георадара обеспечивает необходимое расстояние от блока измерения до поверхности (0,8 см), а также надёжное сцепление с поверхностью сканируемого объекта для достижения лучшей точности измерения.
Корпус спроектирован с учётом требуемого температурного режима работы. Для этого был проведён тепловой расчёт модели (рис. 3).
Дизайн макета предполагает модульность для использования нескольких типов антенн. В дальнейшем размеры макета георадара будут уменьшены в 1,5–2 раза.
Для анализа и визуализации данных, полученных с помощью Георадара, разработано программное обеспечение под названием RadioVision (рис. 4).
На данный момент оно поддерживается операционной системой Windows. Программное обеспечение позволяет проводить измерения в двух режимах сканирования: линейный и площадной [3].
Линейный режим сканирования (B-cкан) позволяет получать изображения поперечного среза исследуемой среды (рис. 5).
Площадной режим сканирования (С-скан) позволяет получать изображения продольного среза исследуемой среды, а также формировать трёхмерные изображения (рис. 6).
По полученному изображению можно точно определить местоположение объектов и их размеры. Для удобства визуального восприятия имеется возможность отметить объекты тегами, которые содержат информацию о типе объекта, координатах (рис. 7).
В программном обеспечении для улучшения качества изображения применяются следующие функциональные возможности [4, 5].
Результаты сканирования могут быть сохранены для последующего анализа и сравнения результатов.
В процессе разработки георадара был проведён ряд экспериментов, в частности, сканирование плиты-перекрытия на определение арматуры (рис. 8, 9).
В результате линейного и площадного сканирования плиты-перекрытия офисного помещения обнаружена арматура, которую используют для армирования бетонных перекрытий.
Дополнительно проводились эксперименты на бетонных образцах с арматурой разного диаметра и материала (рис. 10, 11).
Компания «ПЛАНАР» продолжает работу над улучшением георадара и в скором времени планирует расширить его возможности для сканирования больших объектов и создания трёхмерной визуализации структуры. На данный момент инженеры разрабатывают фильтры и миграционные алгоритмы для обеспечения эффективного площадного сканирования.
Подводя итог, с уверенностью хочется сказать, что георадар – это мощный инструмент для неразрушающего контроля бетонных конструкций, который обеспечивает высокую точность и достоверность полученных данных. Его применение позволяет экономить время и ресурсы, а также повышает качество и безопасность строительства и ремонтных работ.
Выставка ExpoElectronica 2024 и проблемы импортозамещения. Альтернативы китайским поставщикам
С 16 по 18 апреля 2024 года в МВЦ «Крокус Экспо» в Москве проходила крупнейшая по количеству участников и посетителей в России и ЕАЭС международная выставка электроники ExpoElectronica. Более 760 российских и международных участников имели возможность продемонстрировать свою продукцию и рассказать о своих достижениях. Впервые были представлены секции «Робототехника» и «Цифровые решения». Выставка привлекла компании основных партнёров РФ в области современной электроники, среди которых КНР, Беларусь, ОАЭ, Киргизия. В то же время развивается непростая ситуация с поставками компонентов РЭА из Китая в Россию. Наш корреспондент проанализировал проблему и сделал некоторые выводы, которые могут быть полезны для налаживания поставок от зарубежных партнёров, переориентирования внимания с КНР на страны Индокитая и Африканского континента, а также совершенствования системы платежей по альтернативным цепочкам. 28.05.2024 СЭ №5/2024 303 0 0Открытие квантовых точек и разработка технологии их массового производства. Часть 3. Технология синтеза коллоидных квантовых точек
Данная статья посвящена конкретному вкладу каждого из трёх лауреатов Нобелевской премии по химии в 2023 году. В первой части рассмотрены общие аспекты нанокристаллов как заключительной триады полупроводников с квантово-размерным эффектом и описано открытие квантовых точек в стеклянных матрицах, сделанное Алексеем Екимовым в 1981 году в ГОИ им. Вавилова. Вторая часть посвящена коллоидным квантовым точкам, впервые полученным в виде сухого порошка Луисом Брюсом. В третьей части статьи подробно рассмотрена технология синтеза коллоидных квантовых точек, разработанная Мунги Бавенди. Эта технология позволила организовать бурно развивающееся в настоящее время массовое производство квантовых точек для различных приложений, начиная с медицины, электронных компонентов и заканчивая катализом в промышленных масштабах. 27.05.2024 СЭ №5/2024 258 0 0Сверхпроводимость при высоких температурах: реальность и фальсификации. Часть 1. От низкотемпературной до высокотемпературной сверхпроводимости
В начале апреля 2024 года был опубликован 124-страничный отчёт о судебном процессе Университета Рочестера против Ранга Диаса, в котором подробно описаны факты плагиата и научных фальсификаций этого преподавателя физики, ставшего на три года научной суперзвездой жёлтой прессы. В течение нескольких последних лет Диас публиковал статьи об очередном прорывном достижении, неумолимо приближавшем его к открытию сверхпроводимости при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. Поскольку сверхпроводимость при нормальных условиях (НУ) способна практически полностью изменить всю существующую науку и технику, то на протяжении уже более сотни лет эта цель является путеводной звездой для многочисленных лабораторий, занимающихся данной проблемой. Однако никому в мире не удалось повторить достижения Диаса. Поскольку основным критерием истинности того или иного открытия в физике является получение одинаковых результатов по одной и той же методике в нескольких независимых лабораториях, то ведущие учёные в разных странах стали сомневаться в результатах экспериментов Диаса. Вывод независимой комиссии о том, что эта история оказалась просто фейком, произвёл эффект разорвавшейся бомбы. Многие учёные и особенно научные чиновники стали сомневаться в том, возможна ли вообще высокотемпературная сверхпроводимость и каковы перспективы развития этого направления. Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужно представлять, что такое сверхпроводимость при высоких температурах и каковы неоспоримые достижения в этой области на данный момент. Этому посвящена первая часть статьи. Во второй части будут рассмотрены примеры нескольких нашумевших фальсификаций результатов измерений сверхпроводимости при «комнатных температурах». 27.05.2024 СЭ №5/2024 285 0 0Поле атмосфериков на фоне сейсмической активности при различной геофизической обстановке (экспериментальные данные)
В статье приводятся экспериментальные данные АЧХ поля атмосфериков (п. а.), зарегистрированных на авроральных обсерваториях ПГИ Ловозеро (Мурманская обл.) и Баренцбург (арх. Шпицберген), и характеристики явлений, включая сейсмические данные, которые характеризуют геофизическую активность: солнечные вспышки X-Ray Flux (GOES), магнитограммы магнитного поля Земли, показания нейтронного монитора (космические лучи) и сейсмические данные норвежской сети NORSAR. В качестве приёмно-регистрирующей аппаратуры поля атмосфериков на обсерваториях использовался приёмник ОНЧ-диапазона (400÷7500 Гц) с рамочной антенной на входе и последовательный анализатор спектра. Используемая аппаратура была разработана в ПГИ на основе программируемых аналоговых (AN221E04) и цифровых (PIC18F452) интегральных микросхем, что дало возможность получать высокую точность обработки аналоговых сигналов (не хуже 1%) и позволило сопоставлять результаты регистрации, выполненные в разных точках наблюдений, с численным моделированием процессов в нижней ионосфере Земли. 24.05.2024 СЭ №5/2024 253 0 0