Các nhà khoa học ở Tây Ban Nha đã sử dụng công nghệ hồng ngoại để đánh giá chính xác tác động của lửa lên các vật liệu khác nhau. Phương pháp này khắc phục được vấn đề nhiệt độ (hơn 1.000ºC) của ngọn lửa, vốn có thể vượt trội nhiệt độ của vật liệu (khả năng chịu nhiệt của vật liệu), theo các nhà ngh...
Các nhà khoa học ở Tây Ban Nha đã sử dụng công nghệ hồng ngoại để đánh giá chính xác tác động của lửa lên các vật liệu khác nhau. Phương pháp này khắc phục được vấn đề nhiệt độ (hơn 1.000ºC) của ngọn lửa, vốn có thể vượt trội nhiệt độ của vật liệu (khả năng chịu nhiệt của vật liệu), theo các nhà nghiên cứu đến từ trường Đại học Carlos III de Madrid (UC3M), Tây Ban Nha.
>>> Sử dụng công nghệ cảm biến hồng ngoại chế tạo hệ thống giám sát hành vi
Kết quả của nghiên cứu này đã được đăng tải trên tạp chí "The journal Measurement Science and Technology".
"Chúng tôi sử dụng máy ảnh hồng ngoại để đo lường nhiệt độ, cũng như xử lý hình ảnh, nhằm loại bỏ các yếu tố ngoại cảnh tác động tới ngọn lửa", theo Giáo sư Fernando López.
Phép đo hồng ngoại có thể thực hiện ngay lập tức (trong thời gian mi li giây) và trong điều kiện lửa cháy dữ dội, đến nỗi không thể sử dụng các hệ thống đo lường khác, theo các nhà nghiên cứu.
Các nhà nghiên cứu cũng là đang phát triển kỹ thuật cho phép họ đo lường từ xa, các đặc tính nhiệt động lực học của vật liệu, thông qua việc phân tích hồng ngoại của các hình ảnh.
"Mục tiêu chính là đo nhiệt độ thực tế trên toàn bộ bề mặt của mẫu vật liệu, một cách nhanh chóng và chính xác; bao gồm cả phần bề mặt của mẫu vật liệu đang bị ngọn lửa bao phủ và điều này phải được thực hiện từ một khoảng cách xa", giáo sư López nói.
Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tìm ra cách thức để sử dụng công nghệ hồng ngoại để phát hiện các khuyết tật ẩn dưới bề mặt vật liệu, vốn có thể được tạo ra bởi hỏa hoạn hoặc các nguyên nhân khác.
Nghiên cứu này, có thể được ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ nhằm tìm kiếm vật liệu mới để chế tạo máy bay và để giải quyết các vấn đề như: nồng độ khí CO2 và hơi nước quá cao gây khó khăn trong việc quan sát hình ảnh của các mẫu vật liệu đang được thử nghiệm.
Ngoài ra, kết quả của nghiên cứu này cũng có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác: cải tiến khả năng chống cháy nổ của vật liệu là rất quan trọng đối với ngành đường sắt và các phương tiện giao thông vận tải khác, phòng cháy chữa cháy trong nhà.
Nghiên cứu này là kết quả của sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu làm việc tại Đại học Carlos III de Madrid (UC3M), Tây Ban Nha với Phòng thí nghiệm các hệ thống Airbus.
Các nhà khoa học Tây Ban Nha đang dùng công nghệ hồng ngoại để đánh giá chính xác lửa tác động như thế nào lên nhiều loại vật liệu trong những điều kiện khắc nghiệt. Nghiên cứu do các nhà khoa học thuộc Đại học Carlos III de Madrid, gọi tắt là UC3M, thực hiện cùng Phòng thí nghiệm các hệ thống Airbus. Kết quả được công bố trên tạp chí The journal Measurement Science and Technology, mở ra hướng tiếp cận mới cho việc kiểm tra vật liệu chịu lửa. Thách thức lớn nằm ở nhiệt độ ngọn lửa, có thể vượt quá 1.000ºC và cao hơn khả năng chịu nhiệt của chính vật liệu đang được thử nghiệm.
Khi ngọn lửa quá nóng, những hệ thống đo thông thường dễ gặp giới hạn, thậm chí không thể hoạt động ổn định trong môi trường cháy dữ dội. Nhóm nghiên cứu khắc phục trở ngại này bằng máy ảnh hồng ngoại, thiết bị ghi nhận bức xạ nhiệt thay vì phải tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa. Giáo sư Fernando López cho biết nhóm kết hợp phép đo nhiệt độ với kỹ thuật xử lý hình ảnh để loại bỏ ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh. Cách làm này giúp dữ liệu phản ánh sát hơn nhiệt độ thực tế của vật liệu, thay vì bị nhiễu bởi ánh sáng, khói hoặc điều kiện xung quanh.
Điểm đáng chú ý là phép đo hồng ngoại có thể hoàn thành gần như tức thời, chỉ trong khoảng thời gian tính bằng mi li giây. Tốc độ này đặc biệt quan trọng khi lửa lan nhanh, nhiệt độ biến đổi liên tục và vật liệu có thể hư hỏng trước khi thiết bị kịp ghi nhận. Theo các nhà nghiên cứu, phương pháp vẫn hoạt động trong những đám cháy dữ dội, nơi nhiều hệ thống đo lường khác không thể được sử dụng. Nhờ khả năng quan sát từ xa, nhóm cũng đang phát triển kỹ thuật xác định các đặc tính nhiệt động lực học của vật liệu qua phân tích hình ảnh hồng ngoại.
Mục tiêu chính là đo nhanh, chính xác nhiệt độ trên toàn bộ bề mặt mẫu, kể cả khu vực đang bị ngọn lửa che phủ. Đặc biệt, phép đo cần thực hiện từ khoảng cách an toàn, giúp hạn chế nguy cơ cho người vận hành và tránh làm xáo trộn quá trình thử nghiệm. Nếu hoàn thiện, kỹ thuật này có thể cung cấp bức tranh đầy đủ hơn về cách vật liệu nóng lên, biến đổi và phản ứng trong lửa. Các nhà khoa học còn kỳ vọng hồng ngoại giúp phát hiện những khuyết tật ẩn dưới bề mặt, vốn có thể hình thành sau hỏa hoạn hoặc do nguyên nhân khác.
Những tổn thương này đôi khi không thể nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng vẫn làm suy giảm độ bền và khả năng bảo vệ của vật liệu. Khả năng phát hiện sớm vì thế có thể hỗ trợ đánh giá an toàn, lựa chọn vật liệu phù hợp và cải thiện thiết kế cho các công trình, phương tiện. Một hướng ứng dụng quan trọng của nghiên cứu nằm trong ngành hàng không vũ trụ, nơi vật liệu mới phải vượt qua các thử nghiệm nhiệt nghiêm ngặt. Dữ liệu hồng ngoại có thể hỗ trợ quá trình tìm kiếm vật liệu chế tạo máy bay, đồng thời giúp xử lý những tình huống thử nghiệm phức tạp.
Tuy nhiên, nồng độ CO2 và hơi nước quá cao trong môi trường thử nghiệm vẫn gây khó khăn, vì chúng làm giảm khả năng quan sát hình ảnh mẫu vật. Đây là vấn đề nhóm nghiên cứu cần tiếp tục giải quyết để phép phân tích giữ được độ rõ ràng và độ chính xác trong nhiều điều kiện khác nhau. Ngoài hàng không vũ trụ, kết quả còn có ý nghĩa với ngành đường sắt và các phương tiện vận tải, nơi khả năng chống cháy nổ của vật liệu rất quan trọng. Công nghệ này cũng có thể đóng góp cho phòng cháy chữa cháy trong nhà, thông qua việc đánh giá vật liệu và nhận diện hư hỏng do nhiệt gây ra.
Nghiên cứu của UC3M cùng Phòng thí nghiệm các hệ thống Airbus cho thấy hình ảnh hồng ngoại đang trở thành công cụ thiết thực để quan sát vật liệu giữa lửa.
