Принцип работы эхз: Электрохимзащита газопровода — принцип работы ЭХЗ
Содержание
Мир современных материалов — Электрохимическая защита от коррозии
1. Изменение скорости коррозии под действием внешней ЭДС
Даже если омическое сопротивление пренебрежимо мало, существует предельное значение скорости коррозии, соответствующей току коррозии Iкорр. Этот предел определяется несколькими факторами. В частности, разностью потенциалов катода и анода, а также природой коррозионной среды. При очень большом омическом сопротивлении проблемы коррозии чаше всего не возникает. В этом случае никакой особой защиты не требуется. Однако, когда омическое сопротивление невелико, как это чаше всего и бывает, сильнее всего значение Iкорр определяется наклонами прямых Тафеля катода и анода, соответствующими их поляризационным сопротивлениям Rp.
Электрохимическая природа коррозии позволяет предложить способы сделать её быстрее, медленнее, и даже остановить почти полностью. По определению, в процессе коррозии происходит потеря электронов анодом, который при этом приобретает некоторый потенциал.
Если повысить потенциал анода, наложив внешнюю ЭДС с помощью вспомогательного катода, помещенного в одну проводящую среду с анодом, как показано на рис. 1(a), следует ожидать, что скорость коррозии возрастет. Предложенный метод обычно используется при выполнении ускоренных коррозионных испытаний. При полном подавлении высвобождения электронов коррозия прекращается. Этот факт лежит в основе метода электрохимической катодной защиты.
Рис. 1. Влияние внешней ЭДС на скорость коррозии:
(а) ускоренная коррозия; б) катодная зашита
1 — испытываемый образец; 2 — изолирующее покрытие; 3 — пористое покрытие анода; 4 — коррозионная среда; 5 — вспомогательный катод.
Ясно, что и в том, и в другом случае необходим противоэлектрод (его ещё называют вспомогательным электродом), который замыкал бы электрическую цепь. Кроме того, для применения катодной зашиты, т е для образования электрохимической ячейки необходимо, чтобы среда, в которой металл подвергается коррозии, обладала хорошей электрической проводимостью.
Поскольку при отсутствии проводимости нанесение изолирующего покрытия обеспечивает надлежащий уровень защиты, катодная защита рассматривается только в случае пребывания металла в проводящей среде. Примерами попадания металла в проводящую среду могут служить морские суда, морские платформы и буровые установки. В этих случаях применение катодной защиты оправдано. Метод, в котором используется вспомогательный анод, а ток возникает под действием внешней ЭДС, называется катодной зашитой с внешним наложенным током (англ. ICCP). Примерами применения этого метода могут служить системы ICCP транспортных трубопроводов, проложенных глубоко под землёй или пересекающих болотистую местность.
2. Растворимый анод.
Данный способ электрохимической защиты подразумевает наличие вспомогательного анода и внешнего источника ЭДС. Иногда использование внешнего источника затруднено. Например, в случае зашиты подвижных частей установки или корпуса морского судна. Тем не менее, катодная защита может быть достигнута и 6ез внешнего источника ЭДС.
Для этого необходимо взять анод из материала, который стоит ниже защищаемого металла в ряду электрохимических напряжений. В этом случае растворение анода вызывает появление потенциала, которого может оказаться достаточно для подавления высвобождения электронов с поверхности защищаемой конструкции. Важно, чтобы и катод, и анод в гальваническом элементе, частью которого является защищаемый металл, были закреплены на движущейся конструкции. Так как анод в процессе такой зашиты постепенно растворяется, метол получил название коррозионной зашиты с растворимым анодом.
Хотя анод в подобных системах и находится в активном состоянии, существует естественный предел напряжения, которое способен развивать элемент. Предельной разности потенциалов в гальваническом элементе должно хватать, чтобы преодолеть омическое сопротивление электролита и поляризационное сопротивление электродов. Все это накладывает определённые рамки на протекающий через металлический провод, замыкающий элемент накоротко, ток.
По этой причине системы катодной защиты с растворимым анодом оказываются предпочтительными в средах с высокой электрической проводимостью, например в морской воде.
В случае электрохимической защиты стали или других сплавов на основе железа растворимые аноды могут быть изготовлены из цинка, алюминия или магния.
Стандартный электродный потенциал цинка равен -0,760 В. Считая ионные активности цинка и железа одинаковыми, получаем 0,3 В для осуществления зашиты. Цинковые аноды не проявляют пассивности, поэтому можно использовать высокие плотности тока. Анодный выход по току в случае цинка высок. Распределение тока вдоль защищаемой конструкции такое же, как и в случае наложенного тока. Следовательно, из-за небольшой разности потенциалов и омического сопротивления электролита необходимо размещать аноды как можно ближе друг к другу. Применение цинковых анодов может оказаться неприемлемым в средах с высоким удельным сопротивлением, например в сухом грунте.
Стандартный потенциал алюминия составляет -0,85 В, что делает его более подходящим для анодной защиты металлом, чем цинк.
Но поскольку оксидная пленка алюминия крайне пассивна, то алюминий довольно стоек к растворению. Для устранения этой проблемы алюминий легируют цинком, кадмием, оловом или индием. Кроме этого, малые добавки этих элементов снижают потенциал алюминия до -1,0 В.
Наиболее отрицательным стандартным потенциалом обладает магний, что делает его наиболее подходящим кандидатом для растворимых анодов. Чтобы избежать риска его пассивации при высокой плотности тока, его легируют, например, цинком.
3. Требования к напряжению.
Почти все катодные системы предназначены для коррозии конструкций из стали или других материалов на основе железа. Основным продуктом коррозии в этом случае является гидроксид железа (II). Принято считать, что для полной защиты железа необходим катодный потенциал 0,52 В.
Диаграммы коррозии показывают, что в катодно-контролируемых системах для защиты требуется более слабый ток. Это позволяет сэкономить мощность. Прикладываемое напряжение должно преодолевать поляризационное сопротивление электродов и омическое сопротивление среды.
Площадь поверхности катода должна быть меньше площади анода. Катодные системы представляют собой хорошую защиту от тех видов коррозии, в которых площадь поверхности анодных центров невелика. Для примера можно назвать коррозионное растрескивание под напряжением и питтинг-коррозию.
Ток, необходимый для полной защиты конструкции, можно уменьшить нанесением антикоррозийного покрытия.
Подробности о роли защитных покрытий, расположении анодов и значениях тока, необходимого для электрохимической защиты стали в различных средах приведены в статье «Защита конструкций от коррозии».
4. Защитные покрытия
Площадь поверхности конструкции, которую необходимо защитить от коррозии, можно уменьшить, нанеся на неё антикоррозийное покрытие. Хотя нанесение антикоррозийного покрытия повышает плотность тока, общий ток, необходимый для защиты от коррозии, уменьшается. В случае нанесения покрытий воздействию коррозии подвергается только неокрашенная часть поверхности и пропуски.
Прикладываемое напряжение защищает именно эти участки. Производство высококачественного покрытия без пропусков сопряжено с огромным повышением его стоимости. С другой стороны, катодная защита абсолютно незащищённой поверхности также экономически нецелесообразна. Таким образом, существует оптимальное сочетание обоих видов защиты от коррозии.
Со временем, по мере износа покрытия необходимо повышать значение тока для поддержания его защитных функций на необходимом уровне. Когда степень износа достигает предельной величины и повышение тока невозможно, то покрытие необходимо нанести заново.
Рис. 2. Возрастание тока при наличии покрытия, необходимого для электрохимической защиты, с течением времени.
В конце статьи приведем таблицу сравнения методов электрохимической защиты, их достоинства и недостатки.
Таблица 1. Сравнение методов электрохимической защиты [1].
|
Системы с растворимым анодом
|
Системы с внешним источником тока
|
|
Преимущества
| |
|
Нет необходимости в источнике тока
|
Одна и та же система может быть использована дли защиты конструкций разных размеров
|
|
Отсутствует риск «перезащиты», а с ним и водородного охрупчивания
|
Можно использовать в средах с высокой удельной проводимостью
|
|
Легко устанавливаются
|
Легче управлять
|
|
Недостатки
| |
|
Бесполезны в средах с высоким удельным сопротивлением
|
Риск «перезащиты», как следствие водородное растрескивание и ослабление адгезии покрытий
|
|
Фиксированный потенциал электрода вынуждает контролировать правильность размещения анодов
|
Могут вызывать коррозию от блуждающих токов
|
|
Требуются меры, направленные на смягчение процесса растворения.
|
Стоимость содержания высока, хотя капитальные затраты относительно
|
|
В море аппаратура может препятствовать движению судна, корпус которого она защищает от коррозии
|
Системы требуют тщательного контроля. Контроль необходимо усиливать при смене времён года и условий внешней среды
|
|
Капитальные затраты высоки, хотя стоимость содержания низкая
|
|
Может потребоваться добавление тех или иных легирующих элементов
Литература:
Р. Ангал. Коррозия и защита от коррозии. Изд-во «Интеллект», 2013. – 344 с.
Вас также может заинтересовать:
Защитные покрытия для электрических контактов алюминий-медь
Антикоррозийные покрытия
Защита конструкций от коррозии
Технологическая схема электрохимической защиты с протяженными или распределенными анодами
Как уже отмечалось, при применении традиционной схемы катодной защиты распределение защитного потенциала вдоль трубопровода неравномерно.
Неравномерность распределения защитного потенциала приводит как к избыточной защите вблизи точки дренажа, т.е. к не-производительному расходу электроэнергии, так и к уменьшению защитной зоны установки. Этого недостатка можно избежать используя схему с протяженными или распределенными анодами.
В схеме с протяженными анодами (рис. 2.10) используются специальные аноды кабельного типа, состоящие из металлического проводника (жилы), покрытого специальной электропроводящей оболочкой из эластомера. Наиболее рациональным является использование протяженных анодов, уложенных по всей длине трубопровода.
Рис.2.10. Технологическая схема системы ЭХЗ с использованием протяженных анодных заземлений. 1 — вдольтрассовая воздушная линия 10 кВ, |
Технологическая схема ЭХЗ с распределенными анодами позволяет увеличить длину защитной зоны по сравнению со схемой катодной защиты с сосредоточенными анодами, а также обеспечивает более равномерное распределение защитного потенциала.
При применении технологической схемы ЗХЗ с распределенными анодами могут использоваться различные схемы размещения анодных заземлений.
Наиболее простой является схема с анодными заземлениями, равномерно установленными вдоль газопровода (рис.2.11)
Рис. 2.11 Технологическая схема системы ЭХЗ с анодными заземлителями, равномерно распределенными вдоль трубопровода. 1 — преобразователь УКЗ, |
В ряде случаев целесообразно использование комбинированной схемы — сосредоточенные анодные заземления, дополнительные заземления в местах «провалов» защитного потенциала (рис. 2.12).
Рис. 2.12. Технологическая схема системы ЭХЗ с комбинированным расположением анодных заземлений. 1- основное, сосредоточенное анодное заземление, |
Регулировка защитного потенциала осуществляется путем изменения тока анодного заземления при помощи регулировочного сопротивления или любого другого устройства, обеспечивающего изменение тока в необходимых пределах. В случае выполнения заземлений из нескольких заземлителей регулировка защитного тока может осуществляться за счет изменения числа включенных заземлителей. В общем случае заземлители, ближайшие к преобразователю, должны иметь более высокое переходное сопротивление.
Бесплатная консультация
Если вам требуется консультация
специалиста, мы вам поможем!
8 (846) 200-12-44
8 (846) 200-08-92
Заказать звонок
Что такое экзагерц [ЭГц], единица измерения частоты
экзагерц (ЭГц) является кратным (см. приставку экза) единицы частоты в герцах в системе СИ и равен 1,0 × 10 18 герц.
- Что такое частотаМгновенные преобразованияТаблицы преобразования
- 1 EHz = 1,0×10 +42 yHzEHz>yHzyHz>EHzЧто такое yHz
- 1 EHz = 1,0×10 +39 90 006 zHzEHz>zHzzHz>EHzЧто такое zHz
- 1 EHz = 1,0×10 +36 аГцEHz>aHzaHz>EHzЧто такое аГц
- 1 EHz = 1,0×10 +33 fHzEHz>fHzfHz>EHzWhat is fHz
- 1 EHz = 1,0×10 +30 pHzEHz>pHzpHz>EHzWhat is pHz
- 1 Гц = 1,0×10 +27 nHzEHz>nHznHz>EHzЧто такое nHz
- 1 EHz = 1.
0×10 +24 µHzEHz>µHzµHz>EHzЧто такое µHz - 1 EHz = 1.0×10 +21 мГцEHz>mHzm Гц>EHzЧто такое мГц
- 1 EHz = 1,0×10 +20 cHzEHz>cHzcHz>EHzЧто такое cHz
- 1 EHz = 1,0×10 +19 dHzEHz>dHzdHz>EHzЧто такое dHz
- 1 EHz = 1,0×10 +18 HzEHz>HzHz>EHzЧто такое Гц
- 1 EHz = 1,0×10 + 17 daHzEHz>daHzdaHz>EHzЧто такое daHz
- 1 EHz = 1.0×10 +15 кГцEHz>kHzkHz>EHzWhat is kHz
- 1 EHz = 1 000 000 000 000 MHzEHz>MHzMHz>EHzWhat is MHz
- 1 EHz = 1 000 000 000 ГГцEHz>GHzGHz>EHzWhat это ГГц
- 1 EHz = 1 000 000 THzEHz>THzTHz>EHzЧто такое THz
- 1 EHz = 1 000 PHzEHz>PHzPHz>EHzЧто такое PHz
- 1 EHz = 0,001 ZHzEHz>ZHzZHz>EHzЧто такое ZHz
- 1 EHz = 1,0×10 -6 YHzEHz>YHz YHz>EHzЧто такое YHz
- 1 EHz = 3,6×10 +20 °/сEHz>°/s°/s>EHzСколько °/s
- 1 EHz = 2,16×10 +22 °/минEHz>°/мин°/мин>EHzСколько ° /мин
- 1 EHz = 1,296×10 +24 °/hEHz>°/h°/h>EHz Что такое °/h
- 1 EHz = 3,1104×10 +25 °/деньEHz>°/день° /день>EHzЧто такое °/день
- 1 Гц = 6,2831853×10 +18 рад/сЭГц>рад/срад/с>ЭГц Что такое рад/с Гц>рад/минрад/мин>EHzWhat рад/мин
- 1 EHz = 2,261946708×10 +22 рад/hEHz>рад/град/ч>EHz Что такое рад/ч
- 1 EHz = 5,4286720992×10 +23 9 0006 рад/деньEHz>рад/деньрад /день>EHzЧто такое рад/день
- 1 EHz = 1,0×10 +18 RPSEHz>RPSRPS>EHzЧто такое RPS
- 1 EHz = 6,0×10 +19 RPMEHz>RPMRPM>EHzЧто такое RPM
- 1 EHz = 3,6×10 +21 RPHEHz>RPHRPH>EHzЧто такое RPH
- 1 EHz = 8,64×10 +22 9000 6 RPDEHz>RPDRPD>EHzЧто такое RPD
- 1 EHz = 1. 0×10 +18 цикл/сEHz>цикл/цикл/с>EHzЧто такое цикл/с
0×10 +24 µHzEHz>µHzµHz>EHzЧто такое µHz
0×10 +18 цикл/сEHz>цикл/цикл/с>EHzЧто такое цикл/сПродукты питания, питательные вещества и калории 8000137204
содержат ) 385 калорий на 100 грамм (≈3,53 унции) [ цена ]
Криптоксантин альфа в яйцах, класс A, крупный, яйцо целиком
Гравий, вещества и масла
CaribSea, морской, араг-живой, специальный рифовый сорт весит 1 361,6 кг/м³ (85,00191 фунта). /фут³) с удельный вес 1,3616 относительно чистой воды. Подсчитайте, сколько этого гравия требуется для достижения определенной глубины в цилиндрическом, четвертьцилиндрическом или прямоугольном аквариуме или пруду [вес к объему | объем к весу | цена ]
Уголь антрацитовый битый, красно-пепельный, размером с горошину весит 816,942 кг/м³ (51,00002 фунта/фут³) [вес к объему | объем к весу | цена | плотность ]
Преобразование объема в вес, веса в объем и стоимости для Масло Crambe с температурой в диапазоне от 23,9°C (75,02°F) до 110°C (230°F)
Веса и измерения
единица измерения поверхностной плотности зерна на квадратный пикометр используется для измерения площади в квадратных пикометрах с целью оценки веса или массы в зернах
Измерение скорости было введено для измерения расстояния, пройденного объектом за единицу времени,
Таблица преобразования Em/min² в dam/s², конвертер единиц Em/min² в dam/s² или преобразование между всеми единицами измерения ускорения.
Калькуляторы
Калькулятор треугольника и калькулятор площади треугольника
Преобразователь случайных чисел | Преобразовать эксагерц [Гц] в мегагерц [МГц] Преобразователь длины и расстоянияПреобразователь массыСухой объем и общие измерения для приготовления пищиКонвертер площадиКонвертер объема и общего измерения для приготовления пищиПреобразователь температурыПреобразователь давления, напряжения, модуля ЮнгаПреобразователь энергии и работыПреобразователь мощностиПреобразователь силыПреобразователь силыПреобразователь времениПреобразователь линейной скорости и скоростиПреобразователь углаПреобразователь эффективности использования топлива, расхода топлива и экономии топливаПреобразователь чиселКонвертер единиц информации и Хранение данныхКурсы обмена валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияПреобразователь ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер импульсаИмпульс крутящего моментаКонвертер удельной энергии, теплоты сгорания (на массу)Конвертер удельной энергии, теплоты сгорания (на объем) температура Конвертер интервалов Конвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер теплового сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкостиПлотность тепла, плотность пожарной нагрузкиКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплопередачиКонвертер объемного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер массового потокаКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиKine Конвертер вязкости maticПоверхностное натяжение КонвертерПроницаемость, проницаемость, паропроницаемость Конвертер скорости пропускания паров влаги Конвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофонаКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с выбираемым эталонным давлениемКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещенностиПреобразователь разрешения цифрового изображенияПреобразователь частоты и длины волныПреобразователь оптической силы (диоптрий) в фокусное расстояниеОптическая мощность (диоптрий) Конвертер ) в увеличение (X)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаПреобразователь электрического токаКонвертер линейной плотности токаПреобразователь поверхностной плотности токаКонвертер напряженности электрического поляПреобразователь потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь удельного электрического сопротивленияПреобразователь электрической проводимостиПреобразователь проводимостиПреобразователь емкостиПреобразователь емкостиIn Преобразователь электрической проводимостиПреобразователь реактивной мощности переменного токаПреобразователь американского калибра проводовПреобразование Уровни в дБм, дБВ, Ваттах и других единицах измерения. 1 эксагерц [ЭГц] = 1000000000000 мегагерц [МГц] цмикрогерцнаногерцпикогерцфемтогерцаттогерццикл/секундадлина волны в экзаменахдлина волны в петаметрахдлина волны в тераметрахдлина волны в гигаметрахдлина волны в мегаметрахдлина волны в километрахдлина волны в гектометрахдлина волны в декаметрахдлина волны в метрахдлина волны в дециметрахдлина волны в сантиметрахдлина волны в миллиметрахдлина волны в микрометрахдлина волны в нанометры Длина волны электрона Комптона Длина волны комптона Протона Длина волны нейтрона Комптона оборот/секунда оборот/минута оборот/час оборот/день Кому: герцексагерцпетагерцтерагерцгигагерцмегагерцкилогерцэктогерцдекагерцдецигерццентигерцмиллигерцмикрогерцнаногерцпикогерцфемтогерцаттогерццикл/секундадлина волны в экзаменахдлина волны в петаметрахдлина волны в тераметрыдлина волны в гигаметрахдлина волны в мегаметрахдлина волны в километрахдлина волны в гектометрахдлина волны в декаметрахдлина волны в метрахдлина волны в дециметрахдлина волны в сантиметрахдлина волны в миллиметрахдлина волны в микрометрахдлина волны в нанометрахдлина волны комптона электрона длина волны комптона протона длина волны комптона нейтрона длина волны/секунда оборот/минута оборот/ часоборот/день Расстояния в космосе Как измерить расстояние до звезды? Ответ вы найдете в этой статье. Период этих волн на побережье Майами-Бич составляет приблизительно 4 секунды длина и частота свет длина волны и цвет Отражающий цвет Спектроскопия Обнаружение электромагнитной энергии Видимый свет Инфракрасный свет Ультрафиолетовый свет Дальтонизм Цвет в компьютерном зрении 9 0002 Приложения Обработка ОбзорЧастотаЧастота является мерой того, как часто данное событие повторяется. В физике он обычно используется для описания волн. Одно «событие» для волн измеряется между двумя гребнями. Частота измеряется как количество пиков (или колебаний) в течение заданного промежутка времени. Единицей частоты в системе СИ является герц, где один герц соответствует одному колебанию в секунду. Длина волны В этом мире существуют различные типы волн, от океанских волн, вызванных ветром, до электромагнитных волн. Свойства, проявляемые электромагнитными волнами, зависят от длины волны. Этот резонаторный магнетрон используется в микроволновых печах для излучения электромагнитной энергии в камеру приготовления
Эта статья в основном посвящена электромагнитному излучению и свету в частности, и мы в основном будем рассматривать спектр от ультрафиолетового до инфракрасного света. Электромагнитное излучение Электромагнитное излучение — это энергия, обладающая свойствами как волн, так и частиц, известная как корпускулярно-волновой дуализм. Частицы, переносящие электромагнитную энергию, называются фотонами. Они более активны на высоких частотах. Чем выше частоты (и чем меньше длина волны), тем больший ущерб фотографии могут нанести клеткам живых организмов. Это связано с тем, что чем выше частота, тем больше энергии у фотонов и тем больше они могут заставить частицы изменить молекулярный состав ткани и другого вещества. В частности, особенно вредны ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Часть космического электромагнитного излучения высокой частоты блокируется озоновым слоем, но все же присутствует в окружающей среде. Атмосфера прозрачна для микроволн в С-диапазоне (диапазон частот от 4 до 8 ГГц или длина волны от 7,5 до 3,75 см), который используется для спутниковой связи Электромагнитное излучение и атмосфера Атмосфера Земли пропускает только некоторые электромагнитное излучение для прохождения. Ультрафиолетовый свет, проникающий на поверхность Земли, вызывает повреждение кожи (солнечные ожоги и рак кожи). С другой стороны, инфракрасный свет, проходящий через атмосферу, полезен для астрономов. Применяют его в космических наблюдениях при помощи инфракрасных телескопов. Чем выше высота, тем больше можно обнаружить инфракрасного света, поэтому многие обсерватории, использующие инфракрасные приборы, строятся как можно выше, например, в горах. Некоторые телескопы отправляются над атмосферой и в космос, чтобы обеспечить лучшее обнаружение инфракрасного излучения. Этот осциллограф, который измеряет напряжение настенной электрической розетки, показывает частоту 59,7 Гц и период приблизительно 117 миллисекунд. Связь между длиной волны и частотойДлина волны и частота обратно пропорциональны. Это означает, что с увеличением длины волны частота уменьшается, и наоборот, чем меньше длина волны — тем выше частота. Это имеет смысл, потому что, если волна сильно колеблется (ее частота высока), должно быть больше пиков за данный период времени, и, следовательно, время между волнами должно быть короче. Когда частота умножается на длину волны, получается скорость волны. Электромагнитные волны всегда движутся в вакууме с одной и той же скоростью, известной как скорость света. Она равна 299 792 458 метров в секунду. СветСвет — это электромагнитная волна, имеющая частоту и длину волны. Длина волны определяет цвет света, как описано ниже. Длина волны и цвет Самая короткая длина волны видимого света составляет 380 нанометров для фиолетового света, а спектр продолжается до индиго и синего, затем до зеленого и желтого, оранжевого и, наконец, — красного. Радуга над рекой Ниагара Аналогичным образом формируется радуга. Здесь капли воды действуют так же, как призма, разделяя свет на составляющие его волны. Цвета радуги играли такую важную роль в человеческой культуре, и мы так часто используем их в повседневной жизни, что во многих языках существуют мнемоники для обучения детей цветам радуги с раннего возраста. Например, на английском языке есть несколько песен о вымышленном персонаже Рое Г. Биве. Каждая буква его имени соответствует первой букве цвета радуги: красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго и фиолетового. Буквы в его имени идут по порядку. Человеческий глаз наиболее чувствителен к свету с длиной волны 555 нм при ярком свете и 505 нм при слабом освещении. Однако не все животные достаточно чувствительны к цветному свету, чтобы различать все цвета. Например, у кошек нет цветового зрения. С другой стороны, некоторые животные гораздо лучше различают цвета, чем люди, и они даже могут видеть ультрафиолетовый и инфракрасный свет. Цвет отраженияКольцо с бриллиантом Если объект имеет определенный цвет, это означает, что свет с определенной длиной волны отражается (или излучается) этим объектом. Объекты, которые кажутся белыми, отражают все цвета, в то время как объекты, которые мы видим черными, поглощают все цвета и ничего не отражают обратно. Первое изображение: правильная огранка бриллианта. Алмаз является примером объекта с очень высокой дисперсией. Хорошо ограненный алмаз подобен призме. Свет входит в алмаз, отражается от его многочисленных сторон и снова выходит. Это заставляет его сверкать блестяще. Ограненное подобным образом стекло тоже сверкает, но благодаря химическому составу алмаза оно лучше отражает свет и, как следствие, кажется более блестящим. Однако его огранка очень важна. Если углы неправильные, а разрез слишком вогнутый или слишком глубокий, то свет, поступающий через вершину, не выйдет сверху, а будет «теряться». В правильно ограненном бриллианте свет попадает внутрь, отражается от сторон один или два раза, а затем снова выходит сверху, где мы можем его видеть, как показано на диаграмме. Спектроскопия Спектральный анализ или спектроскопия используется для понимания химического состава объектов. Обнаружение электромагнитной энергии Электромагнитное излучение — это энергия, как и свет, поэтому его обнаружение зависит от количества излучаемой энергии. Чем длиннее длина волны, тем меньше энергии излучается. Способность животных обнаруживать эту энергию и их чувствительность к определенному количеству энергии — вот что делает зрение реальностью. Эта способность позволяет животным различать разные виды электромагнитного излучения, в частности видимого света — цвета. Видимый светЖивотные и люди могут обнаруживать диапазон электромагнитной энергии. Многие животные, в том числе люди, обнаруживают видимый свет в той или иной форме. В некоторых случаях это позволяет животным видеть целый ряд цветов, но в других случаях они могут видеть только разницу между светлыми и темными областями. Фотоны попадают в глаз через сетчатку и поглощаются химическими компонентами внутри зрительных рецепторов, называемых колбочками. Глаз имеет другой тип фоторецепторов, называемых палочками, но они не могут различать цвета. Вместо этого они определяют, насколько сильным является свет. Чайки и многие другие птицы имеют красные или желтые масляные капли в колбочках сетчатки Обычно в глазах имеются колбочки разных типов. У человека есть три типа колбочек. Они поглощают фотоны с определенными диапазонами длин волн, которые соответствуют видимому свету определенного диапазона цветов. В то время как у людей есть 3 типа колбочек, у некоторых других животных, таких как некоторые виды птиц и рыб, есть 4 и 5 типов колбочек. Интересно, что у самок некоторых видов шишек больше, чем у самцов. Чайки, кормящиеся на поверхности или ныряющие в поисках пищи, а также многие другие птицы имеют красные или желтые капли масла в колбочках сетчатки. Это масло действует как фильтр и позволяет птицам видеть больше цветов. Эта особенность есть и у рептилий. Этот бесконтактный инфракрасный термометр определяет температуру по тепловому излучению измеряемых объектов Инфракрасный свет У змей есть не только зрительные рецепторы, но и датчик, который может обнаруживать инфракрасный свет . Виды зеленых игуан могут обнаруживать ультрафиолетовый свет. Воспроизведено с разрешения автора Ультрафиолетовый свет В отличие от людей, некоторые рыбы могут обнаруживать ультрафиолетовый свет , поглощая его. Человеческие глаза также могут поглощать ультрафиолет, но это не обнаруживается. Вместо этого длительное воздействие повреждает клетки сетчатки, роговицы и хрусталика и может вызвать ряд глазных заболеваний, а также слепоту. Подобно инфракрасному свету, УФ-излучение используется в ряде областей, таких как медицина, дезинфекция, отверждение материалов, химическая визуализация, в космических обсерваториях для обнаружения поддельных денег и иногда удостоверений личности, если на них должны быть нанесены отметки, напечатанные специальными чернилами, обнаруживаемыми в УФ-излучении. Дальтонизм Дефекты цветового зрения иногда приводят к неспособности различать цвета. Это может проявляться для определенной длины волны или для всех цветов. Часто это вызвано поврежденными или недоразвитыми фоторецепторами, но это также может быть вызвано проблемами выше по нервному пути к мозгу, включая повреждение мозга в зрительной коре, где обрабатывается информация о цвете. В большинстве случаев это состояние является недостатком, но, поскольку многие животные дальтоники, некоторые ученые считают, что это черта, развившаяся в результате естественного отбора и давшая некоторым видам эволюционное преимущество. Зрители с нормальным цветовым зрением должны четко видеть цифру 74 на этой цветовой тестовой пластине Исихара Несмотря на потенциальные преимущества, дальтонизм рассматривается как недостаток в человеческом обществе, а некоторые профессиональные возможности ограничены только людьми с нормальным цветом зрение. Некоторые страны ограничивают или полностью отменяют водительские права для дальтоников, и, как правило, для них невозможно получить полную лицензию пилота без ограничений. Профессии, основанные на информации о цвете, такие как графический дизайн или профессии, в которых цвет служит предупреждением или направлением, как правило, недоступны для людей с дальтонизмом. Для решения проблемы дальтонизма у людей разрабатывается ряд инструментов, таких как таблицы кодов цветов, которые используют знаки для представления цветов. Эти знаки иногда используются вместе с цветовой кодировкой в общественных местах в нескольких странах. Цвет в компьютерном зрении Компьютерное зрение — это быстро развивающаяся область искусственного интеллекта, и распознавание цветов — одна из ее ветвей. До недавнего времени значительное количество исследований и разработок в области компьютерного зрения проводилось без использования цвета, но все больше лабораторий работают над включением цветового зрения в свои проекты. Камера Canon 5D автоматически распознает человеческие лица и фокусируется на одном из них ПриложенияПриложения для компьютерного зрения включают в себя навигацию для роботов, беспилотных автомобилей и дронов, безопасность (распознавание лиц и т. д.), просмотр баз данных изображений, отслеживание объектов на основе их цвета и многое другое. Трекинг очень полезен, он позволяет компьютеру знать направление взгляда человека, следить за движением различных объектов (автомобилей, людей, рук) и т.д. Для незнакомых объектов для успешного признание. Однако при многократном взаимодействии с одними и теми же объектами цвет очень полезен для идентификации этих объектов. Цвета не зависят от разрешения изображения, как, например, форма. Следовательно, обработка на основе цвета может обеспечить более быструю обработку с меньшим потреблением ресурсов. Цвета также помогают различать объекты одинаковой формы, а в случае предупреждений обеспечивают мгновенный сигнал (например, красный = опасность) по сравнению с необходимостью обработки формы предупреждающего знака или написанных на нем букв. ОбработкаЦветовая иллюзия Обрабатываемые изображения либо снимаются встроенной камерой устройства, либо предоставляются пользователями. Затем они анализируются компьютерной системой. В то время как захват изображений является хорошо зарекомендовавшей себя областью, все еще существует много проблем с обработкой цвета, потому что то, как человеческий мозг воспринимает цвет, очень сложно воссоздать. Подобно слуху, когда мы реагируем на частоты, уровень звукового давления и продолжительность звука, при зрении мы собираем информацию о цвете из частоты и длины волны в сочетании с другими сложными факторами. Например, цвета окружающих предметов влияют на наше восприятие цвета. С точки зрения эволюции, эта адаптация необходима, чтобы позволить нам приспособиться к окружающей среде и научиться игнорировать второстепенные аспекты окружающей среды, замечая при этом выделяющиеся аспекты. Ссылки Автор статьи: Катерина Юрий Конвертер единиц. Редактировал и проиллюстрировал Анатолий Золотков. Преобразователь напряжения Преобразователь освещенности Преобразователь разрешения цифрового изображения Компактный калькулятор Полный калькулятор Определения единиц измерения У вас есть трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Помощь доступна! Разместите свой вопрос в TCTerms и через несколько минут вы получите ответ от опытных технических переводчиков. |
Преобразователь магнитодвижущей силы. Преобразователь напряженности магнитного поля. Преобразователь радиоактивного распадаПреобразователь радиационного воздействияИзлучение. Конвертер поглощенной дозыКонвертер метрических префиксовКонвертер передачи данныхКонвертер типографских и цифровых изображенийКонвертер единиц измерения объема пиломатериаловКалькулятор молярной массыПериодическая таблица
В частности:
Его волновая составляющая представляет собой составную волну, состоящую из магнитной и электрической волн, которые колеблются в пространстве перпендикулярно друг другу.
Большая часть гамма-лучей, рентгеновских лучей и ультрафиолетового света, а также часть инфракрасных и некоторых радиоволн с большими длинами волн блокируются. Точнее, они поглощаются атмосферой. Часть электромагнитного излучения, в частности коротковолнового излучения, отражается от ионосферы Земли. Остальная часть излучения проходит через атмосферу. Вот почему на больших высотах, например в верхних слоях атмосферы или над земной атмосферой, воздействие вредного излучения намного выше, чем на поверхности Земли.
Можно разделить видимый свет на его составляющие с помощью призмы. Это возможно потому, что длины волн для каждого цвета разные, и когда свет изгибается внутри призмы, он выходит под разными углами, в зависимости от этой длины волны. Это явление называется дисперсией. Обычный белый свет проецирует изображение цветов в той же последовательности, в которой они появляются в радуге.
Есть и другая мнемоника: «Ричард Йоркский дал бой напрасно». Некоторые люди даже придумывают свои собственные мнемоники, и это может быть хорошим упражнением, если дети придумают свои собственные.
Свет отражается вверх к глазу зрителя, и бриллиант сверкает. На втором и третьем изображениях показаны слишком глубокие и слишком мелкие порезы соответственно. Здесь свет отражается в оправу или в стороны, и бриллианты выглядят блеклыми.
Это особенно полезно, когда прямой химический анализ невозможен, например, со звездами. Раздел спектроскопии, называемый спектроскопией поглощения, измеряет, какой тип излучения поглощает объект. Химическая структура материалов определяет, какой свет они будут поглощать, в зависимости от длины волны. Это полезный инструмент для анализа того, из каких материалов сделан объект. Этот анализ можно выполнить на расстоянии, что полезно не только в астрономии, но и при работе с опасными, хрупкими или очень маленькими объектами.
Способность искусственных технологий обнаруживать это излучение основана на тех же принципах.
Это запускает химическую реакцию, которая, в свою очередь, посылает нейронный сигнал через нервную систему в зрительную кору головного мозга, область, которая обрабатывает информацию о цвете. Комбинация информации о том, насколько сильно был стимулирован каждый тип колбочек, затем используется для определения того, какой цвет виден.
Их датчики поглощают энергию, излучаемую инфракрасным светом в виде тепла. Инфракрасное излучение также может быть обнаружено как тепло специальными устройствами, такими как инфракрасные очки — технология, используемая в бою и для обеспечения безопасности. Некоторые летучие мыши также могут видеть инфракрасный свет, как и некоторые насекомые. Животные и устройства, которые могут отслеживать свет с помощью температуры, обычно могут видеть, не было ли в последнее время беспокойства в этом районе, например, если грызун вырыл яму в земле или преступник что-то спрятал в земле. Инфракрасное излучение также используется в телескопах для обнаружения удаленных астрономических тел. Другие области применения инфракрасного излучения включают определение изменений температуры, например, при проверке утечек температуры, в сфере безопасности, в истории искусства, в метеорологии, в медицине и во многих других областях.
Их зрительная система содержит пигмент, чувствительный к ультрафиолету. Считается, что эта способность полезна для кормления и выбора партнера, а также для некоторых других социальных действий. Некоторые птицы также обнаруживают ультрафиолетовый свет, и, как и у рыб, эта способность обычно используется во время ухаживания, чтобы отличить потенциального партнера. Некоторые растительные и животные материалы хорошо отражают УФ-свет, и эти птицы используют свою чувствительность для сбора пищи. Этой способностью обладают несколько видов ящериц, черепах и грызунов. Виды зеленых игуан (на фото) являются одним из примеров.
. Последнее не всегда работает, потому что некоторые поддельные удостоверения личности делаются из настоящих удостоверений личности, но подменяется фотография или другая информация. В этом случае они будут иметь специальные метки, обнаруживаемые в УФ-излучении, как и настоящие удостоверения личности. Небольшие количества УФ-излучения также необходимы людям и некоторым животным для производства витамина D. УФ-излучение используется и в других областях.
Например, дальтоники и люди лучше видят замаскированных животных, чем те, у кого цветовое зрение сохранено.
Некоторые графические дизайнеры предпочитают не использовать цветовое кодирование целиком или предпочитают комбинацию цвета и другой визуальной информации (например, яркости), чтобы гарантировать, что даже дальтоники получат пользу от дизайна. Поскольку большинство случаев дальтонизма представлено как отсутствие чувствительности к красному и зеленому, некоторые дизайнеры призывают отказаться от сигналов «красный = опасность, зеленый = хорошо» и вместо этого принять комбинацию красно-синего цвета, поскольку к ней восприимчиво больше людей. Некоторые компьютерные интерфейсы также учитывают дальтонизм в настройках специальных возможностей.
Некоторые алгоритмы, работающие с монохромными изображениями, адаптированы для цветных изображений.
Вы можете увидеть много интересных примеров применения цветового зрения в компьютерах, если поищите на YouTube слово «цветное компьютерное зрение».
Наши чувства можно обмануть из-за этой склонности к адаптации. Например, мы можем воспринимать два объекта, отражающих свет одной частоты, как имеющие разные цвета из-за других объектов, которые их окружают, как на иллюстрации известной зрительной иллюзии. Здесь мы воспринимаем коричневый квадрат в верхней половине изображения (вторая строка, второй столбец) как более светлый, чем квадрат во второй половине изображения (пятая строка, второй столбец). На самом деле оба квадрата имеют одинаковый цвет, но воспринимаются они по-разному, потому что первый окружен более темными цветами, а второй — более светлыми. Специалистам по информатике сложно создавать алгоритмы, учитывающие все эти факторы. Несмотря на трудности, в этой области достигнут значительный прогресс.
Частота f равно фазовой скорости v волны, деленной на длину волны λ волны: f = v/λ или λ = v/f . 
Страница Unit Conversion предлагает решение для инженеров, переводчиков и всех, чья деятельность требует работы с величинами, измеряемыми в разных единицах.
