دستگاه اندازه گیری دوده سطح نویز را با مقدار دوده روی سطح مرتبط می کند. هر چه دوده بیشتر باشد، صدا بلندتر می شود.
اعتبار: R. Eskalis/NIST
جایی که دود هست، آتش هم هست. آنجا که آتش است، دوده است. و جایی که دوده وجود دارد، … سر و صدا وجود دارد.
دوده شواهد مهمی است که محققان آتش سوزی پزشکی قانونی از آن برای اطلاع از مکان و نحوه شروع و رشد آتش در طول زمان استفاده می کنند. و هنگامی که دوده در معرض یک فلش نور درخشان قرار می گیرد، صدایی به صدا در می آید. انرژی نور به راحتی توسط دوده جذب می شود و نتیجه آن صدایی قابل شنیدن است.
این یک سوال را ایجاد می کند – آیا می توانیم دوده را از روی صدا اندازه گیری کنیم؟ اکنون بیش از یک سال است که درباره این سوال تحقیق کردهایم و دستگاه و رویکرد جدیدی ایجاد کردهایم که به محققان آتش نشانی کمک میکند تا این کار را انجام دهند.
ما همچنین امیدواریم که این تکنیک به ما کمک کند تا تحقیقات عمومی آتش را پیش ببریم – چیزی که به حفظ ایمنی همه ما در برابر آتش سوزی کمک می کند. تحقیقات آتش سوزی برای ایمنی همه مهم است، به خصوص با افزایش آتش سوزی های جنگلی رایج و خطرناک.
دوده را دنبال کنید
پس از یک آتش سوزی، آتش نشانان و محققان پزشکی قانونی ممکن است به الگوی دوده نگاه کنند تا در مورد توسعه آتش مطلع شوند.
تا به حال، محققان ابزارهای محدودی برای دانستن میزان دوده آنها در اختیار داشتند. محققان آتش نشانی تصاویر صحنه های آتش را با استفاده از نرم افزار تجزیه و تحلیل می کنند. اندازه گیری دوده ته نشین شده روی سطح سیاه برای نرم افزار چالش برانگیز است زیرا دوده با پس زمینه ترکیب می شود. روشهای دیگر نیاز به جمعآوری نمونههای دوده و ارسال به آزمایشگاه برای پردازش دارد که بسیار کار بر و زمانبر است.
جذب به این معناست که یک سطح چقدر انرژی جذب می کند، نه اینکه آن انرژی از آن سطح منعکس شود یا از آن عبور کند. دوده به صورت کسری بیان میشود و بالاترین مقدار ممکن 1 است. دوده دارای جذب مخصوصاً بالایی است، نزدیک به حداکثر مقدار ممکن 1. بنابراین، دوده تقریباً تمام انرژی تابشی منبع نور را جذب میکند و آن را به گرما تبدیل میکند. این شبیه به اثر آسفالت داغ و سیاه در تابستان است که در مقایسه با بتن روشن تر، انرژی بیشتری از خورشید جذب می کند.
صدای دوده
در تکنیک ما، با قرار دادن دوده در معرض نور، از قابلیت جذب بالای دوده استفاده می کنیم.
منبع نور دستگاه ما یک فلاش دوربین تجاری است مانند فلاشی که عکاسان حرفه ای با دوربین های خود استفاده می کنند. هنگامی که به صورت دستی فلاش را در جلوی سطحی که با دوده پوشانده شده است راه اندازی می کنیم، انرژی نور به دلیل قابلیت جذب بالا توسط دوده جذب می شود. این به سرعت به دوده انرژی می افزاید و باعث انبساط آن می شود. صدایی تولید می کند که با میکروفون حساسی که در نزدیکی سطح نصب شده است، شنیده و اندازه گیری می شود. این پدیده واکنش فوتوآکوستیک نامیده می شود.
اعتبارسنجی اندازه گیری ها
مانند همه چیز در اینجا در NIST، اندازه گیری مهم ترین و چالش برانگیزترین بخش تلاش است!
سوالی که باید به آن پاسخ میدادیم این است: آیا وقتی دوده بیشتری روی سطح رسوب میکند، صدا بلندتر میشود؟ و آیا اگر مواد سطح زیر دوده تغییر کند، سر و صدا ثابت می ماند؟ در غیر این صورت، رویکرد ما به ویژه برای محققان آتش سوزی مفید نخواهد بود.
ما چندین آزمایش با دوده روی سطوح مختلف از جمله تخته دیوار خشک و ورق فلز انجام دادیم. برای اندازه گیری مستقل مقدار دوده، اهداف فویل آلومینیومی نازک را به سطح چسباندیم و آنها را قبل و بعد از رسوب دوده روی سطح وزن کردیم. سپس سطوح مملو از دوده را در معرض فلاش قرار دادیم تا پاسخ فوتوآکوستیک را اندازه گیری کنیم.
اعتبار:
R. Eskalis/NIST
این به ما امکان می دهد سطح نویز را با مقدار دوده روی سطح مرتبط کنیم – هر چه دوده بیشتر باشد، صدا بلندتر است.
برای سطوح مختلف، متوجه شدیم که پاسخ فوتوآکوستیک تحت تأثیر قرار نگرفته است. این بدان معناست که دستگاه ما در دو سطح مختلف که معمولاً در ساختمان ها یافت می شود یکسان عمل می کند. این یک فرض مطمئن است که نتایج ما در هر سطحی یکسان خواهد بود، زیرا دوده به نور پاسخ می دهد، نه سطح.
جامعه تحقیقات آتش نشانی بازخورد مثبتی درباره این کار و محصول ما به ما داده است. این یکی از چیزهایی است که ما در مورد کار در NIST دوست داریم – ما با افرادی که مستقیماً از تحقیقات ما بهره مند می شوند ارتباط برقرار می کنیم.
ایجاد تفاوت از طریق درک آتش
یکی از بهترین نکات در مورد پژوهشگر آتش نشانی، چند رشته ای بودن این رشته است. بخش ما در NIST دارای مهندسان مکانیک، ریاضیدانان، مهندسان شیمی، فیزیکدانان، مهندسان محیط زیست و غیره است. همه ما سوابق و زمینه های تخصصی متفاوتی داریم، اما ما روی این سوالات چالش برانگیز و مهم تحقیقاتی مربوط به آتش سوزی با هم کار می کنیم.
یکی دیگر از جنبه های تحقیقات آتش سوزی که پاداش دهنده است، این است که بتوانیم تأثیرات واقعی کارمان را ببینیم. آتش انتزاعی نیست. خطرناک است زندگی بسیاری از افراد به دانش و فناوری ایمنی آتش نشانی بستگی دارد.
اعتبار:
R. Eskalis/NIST
رایان کار ما را هدایت می کند استفاده از هوش مصنوعی برای ایمن تر کردن آتش نشانی. ایمی در حال مطالعه چگونگی گسترش آتش سوزی های جنگلی از طریق تکه های چوب سوزان، معروف به برندهای آتش، است. کار او شامل اندازهگیری انتقال حرارت از برندهای آتشنشانی است که میتوانند روی ساختمانها یا اطراف آن جمع شوند و اجازه دهند آتشسوزیها در جوامع گسترش یابد.
آتشسوزیها به موضوع مهمی برای ما در اینجا در NIST تبدیل شدهاند، نه تنها به دلیل تخریب خطرناک جوامع و خانهها، بلکه به دلیل تأثیرات منفی آنها بر کیفیت هوا. همانطور که در چند تابستان گذشته دیدیم، آتش سوزی های جنگلی در حال افزایش و خطرناک شدن هستند همانطور که آب و هوا تغییر می کند.
ما می خواهیم از تخصص NIST در اندازه گیری دوده و دود برای به دست آوردن درک بهتری از مسائل کیفیت هوا که همراه با آتش سوزی های جنگلی است استفاده کنیم. بنابراین، ما در حال تحقیق در مورد بهترین روش برای اندازهگیری انتشار گازهای گلخانهای، میزان دقیق بودن این روشها و محدودیتهای آنها هستیم. با استفاده از ابزارهای بسیار حساس، میتوانیم نمونه برداری کنیم و بفهمیم چه چیزی در آن دود وجود دارد – و آتشنشانان و جوامع آسیبدیده باید چه اقدامات احتیاطی را با هوایی که تنفس میکنند انجام دهند.
آتشسوزی ساختمانها همیشه یک نگرانی جدی خواهد بود که ما باید تحقیق کنیم و آتشسوزیهای جنگلی در حال تبدیل شدن به یک مشکل مرگبار هستند. این تحقیق دارای ریسک بالایی است، و ما متعهد هستیم که همه چیز را یاد بگیریم تا جوامع را از انواع آتش سوزی ایمن تر نگه داریم.
Source link