การประยุกต์ใช้เรดิโอมิเตอร์มาหาต้นตอของการเกิดไฟไหม้

Written by piglet_samurai on . Posted in อื่นๆ, เทคโนโลยี

อุปกรณ์เรดิโอมิเตอร์ (Radiometer) เป็นอุปกรณ์ที่ปกตินำมาใช้เป็นเครื่องตรวจจับรังสีอินฟาเรดหรือสามารถนำมาใช้วัดฟลักซ์รังสี (power) ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในงานดับเพลิงโดยการนำเอาอุปกรณ์นี้มาหาต้นตอการเกิดเพลิงไหม้เพื่อที่จะได้ดับไฟได้ที่จุดเกิดเหตุถึงแม้การที่เกิดเหตุจะถูกบดบังไปด้วยหมอกควันหรือเปลวเพลิงก็ตาม

 

โครงการวิจัยนี้เป็นผลงานของทีมนักศึกษาจากมหาวิทยาลัย FernUniversität Hagen ประเทศเยอรมันนี

 

ไฟไหม้ป่าถือเป็นภัยพิบัติที่สามารถเกิดขึ้นได้เสมอและจะแผ่ขยายวงกว้างสร้างความเสียหายไปอย่างรวดเร็ว เพลิงไฟที่ไหม้ป่าส่งผลให้เกิดหมอกควันฟุ้งกระจายไปทั่ว และการเข้าไปจัดการดับไฟของเจ้าหน้าที่ก็ถือว่าเป็นงานที่ค่อนข้างท้าทายและระยะเวลาที่ใช้ในการควบคุมสถานการณ์ก็ใช้เวลานาน เนื่องจากเราจะไม่สามารถทราบได้ชัดเจนว่าตำแหน่งที่ทำให้เกิดเพลิงไหม้หรือต้นตอที่เกิดเพลิงอยู่ ณ ตำแหน่งใดของพื้นที่ การนำเอาเครื่องมืออย่างอุปกรณ์เรดิโอมิเตอร์ที่มีการติดตั้งเซนเซอร์เฉพาะมาช่วยตรวจจับหาตำแหน่งของการเกิดเพลิงถือเป็นวิธีการที่ช่วยให้การทำงานมีประสิทธิภาพมากขึ้น

 

ประเทศรัสเซีย ออสเตรเลีย รัฐแคลิฟอร์เนียในอเมริกา หรือแม้แต่บางพื้นที่ในประเทศเยอรมันนีถือว่าเป็นพื้นที่ที่เสี่ยงต่อการเกิดเพลิงไหม้ป่าอย่างรุนแรงและกินพื้นที่ป่าหลายตารางไมล์ การเข้าทำงานของเจ้าหน้าที่ดับเพลิงต้องอาศัยความอดทน เกือบทุกครั้งจะมีการเข้าปฏิบัติการของเครื่องบินที่บรรทุกน้ำหรือวัสดุช่วยดับเพลิงมาช่วยในการดับเพลิงทางอากาศ และสิ่งสำคัญที่เครื่องบินเหล่านี้ต้องมีข้อมูลในการปฏิบัติการคือตำแหน่งใจกลางที่ทำให้เกิดเพลิงไหม้

 

แต่ก่อนจะมีการนำเอากล้องอินฟาเรด หรือ กล้อง IR มาเป็นมาเป็นตัวช่วยหาตำแหน่งด้วยหลักการการจับภาพมาวิเคราะห์วัดระดับความเข้มข้นของความร้อนที่แผ่ออกมาจากกองเพลิง โดยจะสามารถวัดค่าได้ในช่วงขอบเขตรัศมีของรังสีอินฟาเรดที่ส่งออกไป เมื่อย้ายหาตำแหน่งไปเรื่อยๆก็จะสามารถวัดค่าตำแหน่งที่มีความร้อนมากที่สุดและถือเป็นแหล่งต้นตอการเกิดเพลิง ภาพที่ได้จากกล้องรังสีอินฟาเรดถือเป็นภาพที่มีความละเอียดที่สูงแต่มีข้อจำกัดในการทำงานในสภาวะการณ์ที่พื้นที่เกิดเหตุปกคลุมไปด้วยควันไฟอย่างหนาทึบ เนื่องจากการปกคลุมของหมอก ควันไฟแบบหนาจะทำให้การแผ่รีงสีอินฟาเรดทำได้ไม่มีประสิทธิภาพ

 

 

ด้วยสาเหตุดังกล่าว จึงทำให้ทีมนักวิจัยประยุกต์ใช้อุปกรณ์เรดิโอมิเตอร์มาหาตำแหน่งด้วยหลักการที่ตัวอุปกรณ์จะมีตัวเซนเซอร์ที่ทำงานภายใต้รังสีไฟโครเวฟความถี่ระหว่าง 8-40 GHz ด้วยความถี่ที่ต่ำขนาดนี้จะทำให้การกระจัดกระจายของลำแสงสามารถทะลุผ่านละอองฝุ่นและควันได้ และสามารถตรวจจับหาตำแหน่งที่เกิดเพลิงได้อย่างแม่นยำ

 

จากการทดลองการทำงานที่ความสูง 100 เมตร อุปกรณ์เรดิโอมิเตอร์สามารถตรวจหาตำแหน่งของเพลิงด้านล่างไปอย่างถูกต้องทั้งที่มีการปกคลุมของควันไฟ ตัวอุปกรณ์เรดิโอมิเตอร์จะปรกอบด้วยอุปกรณ์ตัววัดขนาด ตัวรับสัญญาณจากคลื่นที่ส่งออกไป โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ทำงานในการบันทึก วิเคราะห์และประมวลผลข้อมูลที่ได้รับ ความสามารถในการทำงานของอุปกรณ์เรดิโอมิเตอร์จะขึ้นอยู่กับขนาดของตัวอุปกรณ์รับสัญญาณเช่นกัน ดังเช่น ถ้าตัวรับสัญญาณความยาว 20 เซนติเมตร จะสามารถทำงานภายใต้ความถี่ 22 GHz ความสูงไม่เกิน 30 เมตร ทีมงานวิจัยกล่าวว่าในตอนนี้ถึงแม้ข้อมูลที่แสดงจากอุปกรณ์เรดิโอมิเตอร์จะไม่ละเอียดเหมือนภาพที่ได้จากกล้องอินฟาเรด แต่ถ้ามีการเพิ่มขยายขนาดของอุปกรณ์ตัวรับสัญญาณก็จะทำให้ความละเอียดและขอบเขตในการทำงานเพิ่มขึ้น ตัวอุปกรณ์เรดิโอมิเตอร์ยังสามารถระบุต้นตอของเพลิงไหม้ที่อยู่ใต้ดินอีกด้วย ซึ่งในตอนนี้ตัวอุปกรณ์ยังเป็นตัวต้นแบบขนาด 105 x 150 x 73 มิลลิเมตร โดยทางทีมนักวิจัยมีแผนที่จะลดขนาดของตัวอุปกรณ์ลงและเพิ่มขยายในส่วนตัวรับสัญญาณ และจะมีการศึกษาเพื่อนำเอาตัวไมโครชิปมาใช้งานในตัวอุกรณ์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน

 

ที่มา

Fraunhofer-Gesellschaft University Website

http://www.physorg.com/news/2011-01-radiometer-sources.html

 

โดย

ธนัช




แสดงความคิดเห็น