في تكاملٍ رائع بين البحث العلمي والتطبيق العملي، تمكن فريقٌ من المهندسين من كلية ترينيتي Trinity College بالتعاون مع شركة Ceramicx Ltd من تطوير كاشف هو الأول من نوعه: كاشف ثلاثي الأبعاد للأشعة تحت الحمراء، حيث يعمل هذا الكاشف على رسم خريطة تبين وجود وتوزع الإشعاع الحراري التابع للأشعة تحت الحمراء، مع توفيره لتفاصيل متنوعة يكشف عنها للمرة الأولى.
قام فريق كلية ترينيتي بتوقيع اتفاقية تعاون مع الشركة الأيرلندية المختصة بالمجال الحراري “سيراميكس Ceramicx”، وبموجب هذه الاتفاقية سيتم تصميم وبناء الكاشف الجديد الذي تم تسميته “هيرشل The Herschel”. تأتي التسمية تيمناً بالسير ويليام هيرشل، أحد علماء القرن التاسع عشر، والذي قام باكتشاف طيف الأشعة تحت الحمراء، ومن المتوقع أن يتم بيع الكاشف الجديد في أسواق أكثر من 60 بلد حول العالم.
يسمح الكاشف الجديد للعاملين والمختصين بالمجال الحراري بالحصول على ميزاتٍ هي الأولى من نوعها، حيث سيوفر مجموعةً ضخمة من المعطيات ثلاثية الأبعاد المتعلقة بالإشعاع الحراري لطيف الأشعة تحت الحمراء IR: Infrared. هذا الأمر من شأنه أن يجعل كافة المعارف العلمية المتعلقة بالأشعة تحت الحمراء مرئيةً بالنسبة للعلماء، بالإضافة لتحسين القدرة على التوقع والتنبؤ.
(اقرأوا أيضاً: طيف الأشعة الكهرومغناطيسية )
على الرغم من الأشعة تحت الحمراء ليست مرئية بالنسبة للعين البشرية، إلا أنها تتواجد على شكل طاقة كهرومغناطيسية ضوئية، وهذا يعني أن يمكن لها أن تنعكس، وأن يتم امتصاصها، وأن تنتقل مثل الضوء المرئي تماماً. المشكلة التي كانت تواجه المهندسين على الدوام فيما يتعلق بتطوير أنظمة الأشعة تحت الحمراء هي أننا لا نعلم تماماً أين تتواجد طاقة الإشعاع، ولا نعلم “كمية” الطاقة ضمن مكانٍ ما أو بقعةٍ معينة. مع كاشف “هيرشل” الجديد، الأمر تغير تماماً.
ما الذي يقوم به كاشف “هيرشل” ؟
1- يقدم كاشف هيرشل فهماً أوسع وأشمل لكيفية عمل وسلوك عناصر الإشعاع الحراري تحت الأحمر، وذلك عبر تشكيلٍ خريطةٍ لطيف أشعة تحت حمراء تم تسجيله مسبقاً.
2- فهم أوسع وأشمل، وتحسين قدرات القياسات، فيما يتعلق بكيفية تأثير الإشعاع الحراري تحت الأحمر على الأجسام الهدف.
هل يستخدم الكاشف حالياً ؟
نعم، فالشركة المصنعة للكاشف تقوم حالياً باستخدامه في المجالات التالية:
1- بمجال التصميم والأداء المتعلق بعناصر الإشعاع الحراري تحت الأحمر.
2- بمجال تصميم وبناء عمليات التشكيل الحراري Thermoforming، وآلات الصب الحراري، وكافة العمليات والآليات المتعلقة بالأشعة تحت الحمراء.
3- في عملية تقييم استجابة المواد البوليميرية للأشعة تحت الحمراء.
كيف يعمل الكاشف ؟
يمتلك النظام ذراعاً روبوتية متصلة بنظام تحكم آلي، حيث يتم عرض والتحكم بعناصر النظام عبر شاشةٍ حاسوبية. يتم التحكم بالذراع الروبوتية وتوجيهها عبر شبكة إحداثيات ثلاثية الأبعاد محددة مسبقاً بالقرب من أي مصدر حراري تحت الاختبار.
تم تزويد رأس الذراع الروبوتية بحساس أشعة تحت حمراء، وتعمل الذراع بهذه الحالة على إجراء مسح تبعاً للإحداثيات ثلاثية الأبعاد المحددة والقريبة من المصدر الحراري، ومن ثم يتم إرسال المعطيات المتعلقة بالتدفق الحراري إلى النظام الحاسوبي، الذي يقوم أولاً بمعالجتها، ومن ثم نشر تمثيل ثلاثي الأبعاد للإنبعاث الحراري للأشعة تحت الحمراء. الشكل النهائي الذي تم الحصول عليه يسمح بإجراء تقييم ودراسة للعنصر الحراري تحت الاختبار.
المصادر: الموقع الرسمي لشركة “سيراميكس Ceramicx” – موقع Phys.org
