Стандарты изобретательства

В качестве индикатора используют гелий, который вводят в подземные воды и измеряют его концентрацию на поверхности земли. По участкам с аномальной концентрацией гелия судят о путях движения подземных вод.

На рис. 6.5 показана схема, поясняющая способ.

В подземные воды через скважину опускают шланг, по которому вводят жидкий гелий. Скважину сверху герметизируют. Жидкий гелий вводят из баллона с избыточным давлением в нужном количестве.

Растворенный гелий движется вместе с потоком воды. Гелий проникает через породы к поверхности земли. С помощью портативных измерителей гелия определяют места его максимального выхода.

Гелий совершенно нетоксичен, хорошо растворяется в воде и легко дегазирует из нее. Он не взаимодействует с породами, не изменяет свойства воды и быстро мигрирует через толщу пород (рис. 6.5)85.

Рис. 6.5. Направление движения подземных вод. А. с. 829 893

1 — водоносный горизонт; 2 — скважина; 3 — фильтр; 4 — баллон с газообразным гелием.

4.3.2. Использование резонанса контролируемого объекта

Если невозможно непосредственно обнаружить или измерить происходящие в системе изменения, а также пропустить сквозь систему поле, то задачу решают возбуждением в системе резонансных колебаний (во всей системе или какой-то ее части), по изменению частоты которых можно определить происходящие в системе изменения:

Пример 6.13. Исследование тканей человека

Наиболее точные исследования состояния тканей человека дает использование ядерного магнитного резонанса.

Пример 6.14. Измерение физических величин

Измерение осуществляется путем сравнения частоты измеряемой величины и подстраиваемого датчика, имеющего резонансный контур, состоящий из емкости и параллельно подключенной индуктивности. Индуктивность или емкость могут подстраиваться86.

4.3.3. Использование резонанса присоединенного объекта

Если невозможно применить стандарт 4.3.2, то о состоянии системы судят по изменению собственной частоты объекта (внешней среды), связанного с контролируемой системой.

Пример 6.15. Частота колебаний

Для измерения частоты колебания объекта, например струны, к нему прилепляют пьезоэлемент. Это может исказить истинную частоту колебания объекта, особенно если их массы сопоставимы. Измерять частоту колебания объекта можно по колебаниям воздуха около объекта.

Пример 6.16. Измерение наночастиц

Определение размеров наночастиц осуществляют с помощью измерения спектра электронного параметрического резонанса (ЭПР) мелких доноров в полупроводниковых нанокристаллах. Образец полупроводниковых наночастиц помещают в криогенную систему и воздействуют микроволновым полем частотой через волновод и рупор. На образец наночастиц воздействуют постоянным магнитным полем, соответствующим ЭПР мелких доноров. Образец также облучают импульсным ультрафиолетовым излучением. Сигнал ЭПР мелких доноров регистрирует фотоприемное устройство и по нему судят о размер наночастиц87.

6.4. Подкласс 4.4. Переход к фепольным системам

Стандарт 4.4.1. «Измерительный» протофеполь

Веполи с немагнитными полями имеют тенденцию перехода в «протофеполи», то есть веполи с магнитным веществом и магнитным полем.

Пример 6.17. Навигация по магнитным полям внутри зданий

Внутри больших зданий (торговые центры, музеи и т. п.) не помешала бы система навигации. Однако здесь спутниковая навигация не работает. Из положения пытаются выходить, используя Wi-Fi-роутеры или установленные в смартфонах акселерометры и гироскопы. Финская компания IndoorAtlas предлагает ориентироваться с помощью уникального профиля магнитных полей, которым обладают здания с металлическими элементами конструкции (например, из железобетона). Для этого необходимо снять карту магнитных полей в здании, а также оснастить смартфон или планшет магнитным датчиком и соответствующим программным обеспечением. Данный метод навигации сможет обеспечить точность определения места порядка 0,1—2,0 м88.

Пример 6.18. Система GoalRef