priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2023-66-2-131-138pribor-110Research ArticleПРИБОРЫ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ, ВЕЩЕСТВ, МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙINSTRUMENTS AND METHODS FOR MONITORING THE NATURAL ENVIRONMENT, SUBSTANCES, MATERIALS AND PRODUCTSКонтроль степени термических повреждений древесины путем измерения цветовых характеристикMonitoring the Degree of Wood Thermal Damage by Measuring Its Color CharacteristicsГорбуновА. С.GorbunovA. S.

Александр Сергеевич Горбунов — кафедра инженерно-технических экспертиз и криминалистики; преподаватель

Железногорск, Красноярский край

 

Alexander S. Gorbunov — Department of Engineering and Technical Expertise and Forensic Science; Lecture

Zheleznogorsk, Krasnoyarsk Region

gorbunovgps@mail.ruЕлфимоваМ. В.ElfimovaM. V.

Марина Владимировна Елфимова — канд. техн. наук, доцент; кафедра инженерно-технических экспертиз и криминалистики

Железногорск, Красноярский край

Marina V. Elfimova — PhD, Associate Professor; Department of Engineering and Technical Expertise and ForensicScience

Zheleznogorsk, Krasnoyarsk Region

elfimar@mail.ruБезбородовЮ. Н.BezrodovYu. N.

Юрий Николаевич Безбородов — д-р техн. наук, профессор; научно-технический центр; старший научный сотрудник

Железногорск, Красноярский край

 

Yurу N. Bezborodov — Dr. Sci., Professor; Scientific and Technical Center; Senior Researcher

Zheleznogorsk, Krasnoyarsk Region

Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС РоссииSiberian Fire Rescue Academy of Russian SFS EMERCOM202326112024662131138Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/110

Приведены результаты исследования образцов древесины (сорт — сосна) при термическом воздействии в муфельной печи. Исследование выполнено путем измерения цветовых характеристик с использованием модели разложения цвета на RGB-составляющие. При термическом воздействии в древесине происходят изменения, обусловленные химическими и физическими процессами. Время и температура являются показателями степени термического повреждения. Экспериментально в системе RGB установлены зависимости изменения цветовых характеристик образцов древесины от температуры и времени воздействия. Предложен критерий контроля степени термических повреждений, разработан прибор для реализации метода. Прибор основан на датчике цвета TCS3472 и программируемом логическом контроллере. Полученные данные могут быть использованы при расследовании пожаров на объектах, выполненных из деревянных конструкций, при исследовании путей распространения пожара, а также контроля степени термических повреждений древесины при различных технологических процессах.

Results of study of wood samples (variety – pine) under thermal exposure in a muffle furnace are presented. The research is carried out by measuring color characteristics using a color decomposition model into RGB components. Under thermal exposure, changes occur in wood due to chemical and physical processes. Time and tempera- ture are indicators of the degree of thermal damage. Dependences of changes in wood samples color characteristics in the RGB system on temperature and exposure time are established experimentally. A criterion for controlling the thermal damage degree is proposed, and a device is developed to implement the method. The device is based on the TCS3472 color sensor and a programmable logic controller. The data obtained can be used in investigations of fires at objects made of wooden structures, in the study of fire propagation paths, as well as in monitoring the degree of thermal damage to wood during various technological processes.

RGBцветовые характеристикистепень термических поврежденийдревесинаRGBcolor characteristicsdegree of thermal damagewoodReferencesЧешко И. Д. Экспертиза пожаров (объекты, методы, методики исследования). СПб: СПб ИПБ МВД РФ, 1997. 562 с.Cheshko I.D. Ekspertiza pozharov (ob"yekty, metody, metodiki issledovaniya) (Examination of Fires (Objects, Methods, Research Methods)), St. Petersburg, 1997, 562 р. (in Russ.)NFPA 921 Guide for Fire and Explosion Investigations. 2004 [Электронный ресурс]: .NFPA 921 Guide for Fire and Explosion Investigations, 2004, https://niordc.ir/uploads/nfpa_921_-_2004.pdf.Мегорский Б. В. Методика установления причин пожаров. М.: Стройиздат, 1966. 347 с.Megorskiy B.V. Metodika ustanovleniya prichin pozharov (Methodology for Establishing the Causes of Fires), Moscow, 1966, 347 р. (in Russ.)Чешко И. Д. Технические основы расследования пожаров: Методическое пособие. М.: ВНИИПО, 2002. 330 с.Cheshko I.D. Tekhnicheskiye osnovy rassledovaniya pozharov (Technical Basics of Fire Investigation), Moscow, 2002, 330 р. (in Russ.)Чешко И. Д., Егоров Б. С., Голяев В. Г., Смирнов К. П. Экспертное исследование обугленных остатков древесины с целью установления условий теплового воздействия и выявления очаговых признаков пожара // Экспертная техника. M.: ВНИИСЭ МЮ СССР. 1987. Вып. 99. С. 3—37.Cheshko I.D., Egorov B.S., Golyaev V.G., Smirnov K.P. Expert technique, Moscow, 1987, no. 99, pp. 3–37. (in Russ.)Wang L., Toppinen A., Juslin H. Use of wood in green building: A study of expert perspectives from the UK // Journal of Cleaner Production. 2014. Vol. 65. Р. 350—361.Wang L., Toppinen A., Juslin H. Journal of Cleaner Production, 2014, vol. 65 рр. 350–361.Ramage M. H. et al. The wood from the trees: The use of timber in construction // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. Vol. 68. Р. 333—359.Ramage M.H. et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, vol. 68, рр. 333–359.Горбунов А. С., Слепов А. Н., Пожаркова И. Н. Возможность применения оптического прибора для определения цвета в экспертизе пожаров // Актуальные проблемы обеспечения пожарной безопасности и защиты от чрезвычайных ситуаций: Сб. матер. Всерос. науч.-практ. конф. Железногорск, 23 апреля 2021 г. С. 616—619.Gorbunov A.S., Slepov A.N., Pozharkova I.N. Aktual'nyye problemy obespecheniya pozharnoy bezopasnosti i zashchity ot chrezvychaynykh situatsiy (Actual Problems of Ensuring Fire Safety and Protection from Emergencies), Collection of materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference, Zheleznogorsk, April 23, 2021, рр. 616–619. (in Russ.)Паспорт на датчик цвета TCS34725 [Электронный ресурс]: . (дата обращения: 27.06.2022).https://natural-https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/TCS34725.pdf. (in Russ.)Schwarz M. W., Cowan W. B., Beatty J. C. An experimental comparison of RGB, YIQ, LAB, HSV, and opponent color models // ACM Transactions on Graphics (tog). 1987. Vol. 6, N 2. Р. 123—158.Schwarz M.W., Cowan W.B., Beatty J.C. ACM Transactions on Graphics (tog), 1987, no. 2(6), pp. 123–158.Пожаровзрывооопасность веществ, материалов и средства их тушения: Справ. изд. / Под ред. А. Н. Баратова и А. Я. Корольченко. М.: Химия, 1990.Baratov A.N. and Korolchenko A.Ya., ed., Pozharovzryvooopasnost' veshchestv, materialov i sredstva ikh tusheniya: Spravochnik (Fire and Explosion Hazard of Substances, Materials and Their Extinguishing Agents: A Handbook), Moscow, 1990. (in Russ.)Левин Э. Д., Барабаш Н. Д., Морозов В. А. Химия древесины. Рига: Зинатне, 1969. С. 135—139.Levin E.D., Barabash N.D., Morozov V.A. Khimiya drevesiny (Chemistry of Wood), Riga, 1969, рр. 135–139. (in Russ.)Марьяндышев П. А. и др. Термогравиметрическое исследование процесса термического разложения и горения древесного топлива, углей и гидролизного лигнина // Современные наукоемкие технологии. 2015. № 5. С. 26—31.Maryandyshev P.A., Chernov A.A., Popova E.I., Lyubov V.K. Modern High Technologies, 2015, no. 5, pp. 26–31. (in Russ.)Попова Л. Г. Исследование некоторых вопросов механизма образования древесного угля. Автореф. дис. … канд. техн. наук. Л.: Лесотехническая академия им. Кирова, 1970. 15 с.Popova L.G. Issledovaniye nekotorykh voprosov mekhanizma obrazovaniya drevesnogo uglya (Study of Some Questions of the Mechanism of Formation of Charcoal), Extended abstract of candidate’s thesis, Leningrad, 1970, 15 р. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.